HAL-INERIS
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Impact du renouvellement d'appareils non performants de chauffage domestique au bois sur les émissions de particules (CARVE) et sur la qualité de l'air intérieur (QAI Arve)
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Update on European Regional Air Quality Forecast in the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS)
No full textInternational audienceThe Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) delivers a wealth of information on atmospheric composition change over short to long timescales. One of the core products of CAMS regards short term air quality forecasts with a three days lead time as well as reanalyses over the past years for the European region. This service is covered by the CAMS_50 project which is now operational since 2015. It relies on a distributed production of 9 individual air quality models, consolidated by a centralised regional production unit at Météo-France before delivery to the European Centre on Medium Range Meteorological Forecasts, which implements the CAMS service. Each model is operated by its own development team across Europe, all of them deliver air quality forecasts covering the whole continent at 10km resolution. The modelling team currently operational are at present: CHIMERE (France), DEHM (Denmark), EMEP/MSC-W (Norway), EURAD-IM (Germany), GEM-AQ (Poland), LOTOS-EUROS (The Netherlands), MATCH (Sweden), MOCAGE (France), SILAM (Finland). Two additional models are now applying to join the ensemble: MINNI (Italy), and MONARCH (Spain). Such an ensemble of different models offers excellent complementarity in model capabilities as demonstrated by the performances of the ENSEMBLE product. It also leads to substantial challenges in coordinated model development. We will present the main past achievements, status, and future plans for the evolution of models underlying the service
Numerical simulation and modeling of BLEVE triggering during the Bologna accident
No full textInternational audiencePredictive tool developed by Ineris is applied to BLEVE accidents and theoretical results are compared to real observations. Numerical simulations are performed considering a finite element tool for LPG tank failure, a Large Eddy Simulation tool for thermal impact on the tank and an explicit coupling procedure between the two. LPG phase change within the tank is taken into account. Based on the main features of LPG tank, calculations allow to estimate and compare the fire development and the time before BLEVE and lead to a better understanding on how BLEVE was possible. Modelings with security systems like pressure relief valve are also led opening the discussion on potential efficiency of safety devices to avoid or delay BLEVE
Impact du renouvellement des appareils domestiques de chauffage au bois sur les émissions atmosphériques de particules et sur la qualité de l’air intérieur (mesures réalisées en Vallée de l’Arve)
No full textInternational audienceLes projets CARVE et QAI-Arve ont pour objectif d’apporter des éléments permettant de mieux cerner l’efficacité de l’opération Fonds Air Bois de la Vallée de l’Arve. Cette opération pilote vise à aider financièrement les particuliers pour remplacer leurs anciens appareils de chauffage au bois par des appareils de chauffage à bûches ou à granulés ayant des performances équivalentes à celles requises par le label Flamme verte. Les essais ont été menés in situ, chez des particuliers dans des conditions réelles de fonctionnement des appareils. Les mesures ont été réalisées dans une trentaine de logements avant et après changement de l’appareil. Les essais ont porté sur les émissions de particules en sortie de cheminée (CARVE) et sur les concentrations en composés organiques volatils dans l’air intérieur de logements (QAI-Arve). Ces projets conjoints se sont appuyés sur la Confédération des ramoneurs Savoyards, en charge des mesures à l’émission et du déploiement de kits de mesure en air intérieur et sur le Syndicat mixte d’aménagement de l’Arve et de ses abords (SM3A) en charge du suivi du fonds. Les mesures ayant lieu chez des particuliers, des méthodes de mesures et de prélèvements simplifiées mais fiables ont été mises en oeuvre. Les résultats du projet CARVE éclairent sur l’impact du renouvellement des appareils sur les émissions de polluants et sur les rendements. Lors du renouvellement d’un appareil ancien par un appareil récent performant, les réductions des émissions particulaires estimées sont en moyenne de 57% lors du remplacement d’un appareil ancien par un appareil à bûches récent et de 44% lors du remplacement par un appareil à granulés. L’augmentation des rendements énergétiques (respectivement 16 et 34 points) va permettre de réduire les consommations de bois pour une quantité d’énergie délivrée équivalente. Outre un gain financier lié à l’achat du combustible, cette moindre consommation de bois contribue à réduire substantiellement les émissions polluantes. Le projet QAI-Arve concerne la mesure en air intérieur des composés organiques volatils (benzène, toluène, éthylbenzène, xylènes, naphtalène) et des aldéhydes (formaldéhyde, acétaldéhyde, hexanal, benzaldéhyde). En considérant le formaldéhyde, l’acétaldéhyde, le toluène et l’o-xylène, l’analyse statistique des résultats montre que la qualité de l’air intérieur s’est améliorée après changement d’appareil. A l’inverse, pour l’hexanal, la qualité de l’air intérieur s’est dégradée pour les foyers équipés d’appareil à granulés. Leur oxydation peut être un facteur explicatif, mais aucun impact sanitaire n’a été mis en évidence. Néanmoins, il est difficile de relier le changement d’appareil de chauffage avec l’évolution des concentrations en polluants. En effet, de nombreuses sources intérieures peuvent contribuer à l’apport en polluant (travaux, ménage, cuisine), tout comme les pratiques des particuliers (durée de fonctionnement de l’appareil, temps d’aération)
Quelques considérations sur la pulvérulence d’une poudre et les risques d’explosion associés
No full textInternational audienceLa pulvérulence d’une poudre, encore appelée « dustiness », permet de caractériser la tendance d’une poudre soumise à des contraintes mécaniques (chute, vibration etc.) ou aérauliques à générer des particules en suspension. A l’heure actuelle, cette caractéristique est surtout mise en avant pour caractériser le risque d’exposition des travailleurs par inhalation [1]. Toutefois, dès lors qu’une poudre combustible est susceptible de générer des particules dans l’air, une concentration critique supérieure à la concentration minimale d’explosivité peut potentiellement être atteinte. On est alors confronté au risque de formation d’une ATEX (atmosphère explosive). La pulvérulence d’une poudre apparaît donc comme un paramètre d’importance à la fois pour évaluer les risques sanitaires mais aussi les risques d’explosion ATEX. Notre étude bibliographique montre cependant que la notion même de pulvérulence est définie de manière variée selon les auteurs et le retour d’expérience d’un secteur d’activité, tant sur la manière de qualifier expérimentalement ce paramètre que sur sa signification. De manière plus spécifique, la pulvérulence est un paramètre qui va dépendre des caractéristiques physicochimiques de la poudre (distribution granulométrique, masse volumique, surface spécifique, forme des particules, état d’agglomération, etc.) mais aussi des conditions de mise en oeuvre de la poudre et des procédés mis en oeuvre (e.g. trémies, mélangeurs, convoyeurs, big-bag ou containers de récupération de broyage, etc.). Pour chacun de ces équipements largement présents dans l’industrie, le risque de mise en suspension dans l’air d’une quantité donnée de poussières va conditionner directement l’évaluation des risques ATEX. Notamment, la concentration de poussières dans l’air ainsi que la quantité de fines (particules d’une granulométrie inférieure à 315 μm) présentes dans le nuage sont susceptibles d’influencer directement les paramètres de sécurité (e.g. sensibilité à l’inflammation, sévérité d’explosion) en influençant la dynamique de propagation de flamme dans l’air mais également le volume des zones ATEX. Quelques travaux antérieurs ont montré une relation qualitative entre le risque d’explosion ATEX et la pulvérulence d’un matériau donné mais les données disponibles restent parcellaires (e.g. [2], [3]). Par ailleurs, certains guides (e.g. VDI 2263) mettent en avant l’intérêt de la mesure de la pulvérulence pour mieux appréhender l’évaluation des risques de formation ATEX mais aucune approche formelle n’est proposée..
Evaluation du risque d’emballement de réaction pour la sécurité des procédés chimiques
No full textInternational audienceL'emballement thermique est un phénomène redouté dans les industries chimiques, car il peut entraîner des événements catastrophiques lorsqu'il se produit dans une installation industrielle. L'emballement thermique correspond à la perte de contrôle de la température d'un mélange réactionnel due à une réaction exothermique, pouvant provoquer l'explosion thermique d'un réacteur caractérisée par le dégagement soudain d'une grande quantité d'énergie, souvent accompagné de fortes émissions de gaz potentiellement inflammables et toxiques [1]. L’INERIS, dans le cadre de ses missions de prévention des accidents, développe depuis plusieurs années son expertise en matière de sécurité des procédés chimiques afin d’aider les industries à éviter de tels événements dangereux. Cette expertise s'appuie sur une approche méthodologique rigoureuse pour évaluer les risques liés aux substances et aux réactions mises en oeuvre dans les procédés, afin de prévenir de potentielles déviations, en s'appuyant sur les connaissances théoriques en matière de réactions de décomposition et d'emballement thermique et sur des outils calorimétriques performants permettant de caractériser ces phénomènes de manière expérimentale [2]. Le laboratoire de sécurité des procédés chimiques de l'INERIS regroupe plusieurs dispositifs expérimentaux permettant des études à différentes échelles et fournissant des informations complémentaires [3]. Des tests de criblage sont tout d'abord effectués dans un dispositif de microcalorimétrie sur des échantillons de quelques milligrammes afin d'étudier leur stabilité thermique. Avec une plus grande sensibilité et de plus grandes quantités de produits, le calorimètre isotherme propose une gamme de cellules de test permettant de quantifier les flux thermiques libérés selon différentes configurations : mélange de réactifs, circulation de gaz, haute pression. Après avoir obtenu des données préliminaires, le fonctionnement global d’un procédé peut être testé à l’aide d’un calorimètre à réaction. Ce pilote permet de reproduire les conditions de fonctionnement d'un réacteur industriel à l'échelle du litre, son instrumentation mesurant de nombreux paramètres physico-chimiques au fil du temps. Ensuite, les paramètres thermiques et cinétiques des phases d'emballement sont accessibles par des tests dans des calorimètres pseudo-adiabatiques à l'échelle du laboratoire et à moyenne échelle dans un réacteur de 10 litres, et peuvent être utilisés pour dimensionner les dispositifs de dépressurisation d’urgence [4]. Dans cette communication, nous proposons de présenter la méthodologie adoptée par l’INERIS dans le domaine de l’évaluation du risque d’emballement de réaction pour la sécurité des procédés chimiques
Function Testing of Passive Explosion Isolation Flap Valves
No full textInternational audiencePassive isolation flap valves are relatively simple devices that are widely used in the process industries. However, as an explosion mitigation technique, they function only within well-defined conditions and the physics at stake make their definition challenging. INERIS method and findings are presented in the current paper. They concern passive flap valves tested on 1 and 10 m3 vessels with pipes of diameters of 150, 300 and 800 mm. The relatively simple configuration of a flap valve connected to a vented vesselstraight duct arrangement is considered. The initially opened flap valve is triggered by the explosion in the vessel and must close within a delay, short enough to prevent the flame passing. Before valve closure, the flow is accelerated by the explosion and large velocities can be reached in the duct (typically on the order of 200 m/s with a vented vessel, but as much as 800 m/s is possible). Upon valve closing the kinematic energy of the flow is converted into heat and pressure in front (on the explosion side) of the valve while a depressurisation is observed behind it (on the isolated side). Typically, a factor of 4 between the pressure in the vessel and the pressure measured at the valve can be observed. Phenomenological modelling is used in extension to a parametric experimental study to investigate the limits of the valve, its possible installation distances and a practical method for dimensioning is proposed
European guide on air pollution source apportionment with receptor models
No full textInternational audienceThis report contains a guide and a European harmonised protocol prepared within the framework of the Working Group 3 on source apportionment of the Forum for Air Quality Modelling in Europe (FAIRMODE). It has been initiated as a JRC initiative for the harmonisation of source apportionment with receptor models, in collaboration with FAIRMODE as well as with the European networks in the field of air quality measurements (AQUILA), and then further with the European COLOSSAL (Chemical On-Line cOmpoSition and Source Apportionment of fine aerosol) COST action. The JRC initiative also included a review of the methodologies used in Europe for source identification and intercomparison exercises for the quantitative assessment of the performance of source apportionment models. The document, drafted and then revised by a group of international experts, is organised following the logical sequence of steps to be carried out in a source apportionment study. Sections with increasing levels of complexity make it accessible to readers with different degrees of familiarity with this topic, from air quality managers to air pollution experts and modellers. It has been conceived as a reference document that includes tutorials, technical recommendations and check lists
Safety Science Research : Evolution, Challenges and New Directions
No full textInternational audienceSafety Science Research: Evolution, Challenges and New Directions provides a unique perspective into the latest developments of safety science by putting together, for the first time, a new generation of authors with some of the pioneers of the field. Forty years ago, research traditions were developed, including, among others, high-reliability organisations, cognitive system engineering or safety regulations. In a fast-changing world, the new generation introduces, in this book, new disciplinary insights, addresses contemporary empirical issues, develops new concepts and models while remaining critical of safety research practical ambitions. Their ideas are then reflected and discussed by some of the pioneers of safety science
Nanomaterial grouping : Existing approaches and future recommendations
No full textInternational audienceThe physico-chemical properties of manufactured nanomaterials (NMs) can be fine-tuned to obtain different functionalities addressing the needs of specific industrial applications. The physico-chemical properties of NMs also drive their biological interactions. Accordingly, each NM requires an adequate physico-chemical characterization and potentially an extensive and time-consuming (eco)toxicological assessment, depending on regulatory requirements. Grouping and read-across approaches, which have already been established for chemicals in general, are based on similarity between substances and can be used to fill data gaps without performing additional testing. Available data on “source” chemicals are thus used to predict the fate, toxicokinetics and/or (eco)toxicity of structurally similar “target” chemical(s). For NMs similar approaches are only beginning to emerge and several challenges remain, including the identification of the most relevant physico-chemical properties for supporting the claim of similarity. In general, NMs require additional parameters for a proper physico-chemical description. Furthermore, some parameters change during a NM's life cycle, suggesting that also the toxicological profile may change. This paper compares existing concepts for NM grouping, considering their underlying basic principles and criteria as well as their applicability for regulatory and other purposes. Perspectives and recommendations based on experiences obtained during the EU Horizon 2020 project NanoReg2 are presented. These include, for instance, the importance of harmonized data storage systems, the application of harmonized scoring systems for comparing biological responses, and the use of high-throughput and other screening approaches. We also include references to other ongoing EU projects addressing some of these challenges