WO2017103402A1 - Système de collecte de poussières, procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement de poussières, et procédé d'arrosage d'un sol - Google Patents

Système de collecte de poussières, procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement de poussières, et procédé d'arrosage d'un sol Download PDF

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collection system
dust collection
soil
watering
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Andry R. RAZAKAMANANTSOA
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Institut Francais Des Sciences Et Technologies Des Transports, De L'amenagement Et Des Reseaux
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Definitions

  • Dust collecting system method of determining at least one property of a material in terms of clearance
  • the invention relates to a dust collection system, a method for determining at least one property of a material for dust generation, and a method of watering a soil.
  • the objective of the invention is to minimize the amount of water consumed by the watering operations indicated above.
  • the object of the invention is to make it possible to better take into account the quantities of dust released by a material, in particular a material constituting a soil. Knowledge of quantities (and / or of the composition, or other properties) of dust released by the material can then be exploited for different purposes:
  • a dust collection system for determining the amounts of dust released by the material, especially under the effect of wind.
  • this dust collection system comprises an enclosure adapted to receive a test piece of a material to be evaluated, such that the material has a free surface disposed inside the enclosure;
  • an air circulator configured to circulate air along said surface in the enclosure
  • a dust collector configured to collect downstream of the specimen dust raised by said air flow.
  • This system allows a flexible way, to collect the dust emitted by the ground.
  • the circulation of air along the soil test tube reproduces the most frequent dust release conditions, namely the spontaneous release of dust under the effect of wind.
  • various measurements can be performed on the dust collected by the collection system according to the invention.
  • the quantities of dust collected can be determined, depending in particular on the diameter of the dust; the chemical composition of the dust, as well as all the other properties of it, can also be determined.
  • the dust collection system is arranged to circulate the air along the free surface of the material, inside the enclosure: the air circulator is configured such that the air circulates globally in a direction parallel to the free surface of the material.
  • the created air circulation thus reproduces the passage of the wind on the free surface of the material and thus makes it possible to reproduce or simulate the passage of the wind and thus the tearing of dust by the wind when this one blows on the surface of the material.
  • the reverse dust collection system is configured to operate without air passing through the material.
  • the material collection system is preferably designed to receive a specimen consisting mainly of a container closed on all sides, with the exception of the side on which is the free surface of the material.
  • the free surface of the test piece is located upwards and is horizontal.
  • the air circulation device is configured to circulate the air parallel to the free surface of the specimen, and therefore usually horizontally.
  • the system uses a specimen of material.
  • test piece of material means any container containing a sample of the material.
  • the sample of material may be a soil sample, for example taken from the field, on site, or a sample of any material, whose dust emission properties are desired.
  • the sample of material may or may not be or have been subjected to prior conditioning prior to the dust collection operation carried out by means of the system according to the invention.
  • This conditioning (or this solicitation) can be performed or applied before and / or during the collection of dust.
  • system further comprises a biasing device, adapted to apply to the material at least one of solicitation solicitation mechanical, chemical, and / or climatic. Many solicitations are possible.
  • the system includes means for mechanical stressing of the material, in order to study the release of dust produced by mechanical stresses.
  • the material is the material of a soil on which vehicles must travel, it is possible, for example, to perform a vehicle taxi simulation.
  • a roller compactor can be used.
  • the biasing device comprises a spraying device for projecting a rain of liquid on the free surface of the material.
  • the spraying device then generally comprises one or more nozzles disposed above the surface of the sample.
  • the spraying device may comprise a liquid reservoir and a pump. It can also be configured to be connected to a pressurized liquid distribution network.
  • the biasing device comprises temperature control means, comprising in particular a radiator and / or an air conditioner.
  • the air circulator includes a vacuum cleaner or an air compressor.
  • the dust collector is a calibrated dust collector.
  • it is a collector configured to collect calibrated dust, that is to say dust whose diameter falls within a range, a given interval (e). This interval may be bounded at one end or at both ends.
  • the dust collector may for example comprise at least a calibrated mesh filter, or a plurality of calibrated mesh filters arranged in series.
  • system further comprises, upstream of the free surface of the material, a turbulence generator.
  • the dust collection system may also include different sensors, in order to measure and regulate the environmental conditions or the stresses applied to the sample of material.
  • These sensors are generally arranged in the enclosure or in the vicinity of the latter, and as the case may be in the vicinity of the surface of the sample of material, and / or upstream and / or downstream from it.
  • the system further includes a device for measuring air velocity.
  • This measuring device may comprise a pitot tube, a propeller anemometer or the like.
  • the system further comprises a device for measuring the surface tension of the material.
  • the dust collection system according to the invention can serve in particular to measure the amounts of dust released by a material.
  • a second object of the invention is a method for determining at least one property of a dust-release material. According to the invention, this method comprises the following steps: a) a test piece of soil containing a sample of the material is prepared;
  • dust emission tests are carried out in a dust collection system as defined above, and dust generated by the material is collected during the tests carried out;
  • At least one property of the dust thus collected is determined.
  • This property can be simply the amount of dust collected, and / or any chemical property, mechanical (particle size), or other, dust collected with the aid of the dust collection system.
  • This property of dust is a characteristic property of the material in terms of dust release.
  • step b) the collection of dust in the dust collection system is carried out by carrying out tests, during which the soil test tube is subjected to environmental conditions (wind speed, temperature, hygrometry, precipitation (including a watering realized)) chosen.
  • the process can naturally be implemented using several soil samples and not one, and / or more than one dust collection system and not one.
  • the method defined above can in particular be used to optimize the soil watering operations performed to reduce dust emissions from the ground.
  • a third object of the invention is a method of watering a soil, comprising the following steps:
  • the material studied is a certain type of soil; as a result, the test piece used is a soil test tube.
  • the dust collection system 10 comprises the system 10 comprising a chamber 20, a dust collector 40, and an air circulation device 60.
  • the enclosure 20 is provided to receive a soil test piece 22.
  • the test piece 22 is composed of a soil sample 24 and a container
  • the container 26 is constituted by a rectangular parallelepiped-shaped metal container, filled by the soil sample 24. It is fixed on a support 28 arranged under the enclosure 20.
  • the soil test piece 22 is arranged such that its upper surface, which includes the free surface 32 of the soil sample, is disposed inside the enclosure 20.
  • the enclosure 20 consists mainly of four rigid rectangular flat panels, which define a rectangular section airflow passage. In Figure 1, for ease of understanding, these panels are shown as transparent, excluding the bottom panel 20i. The junction between these panels is provided by metal brackets 30.
  • the soil test piece 22 is placed on the bottom panel 20i.
  • the upstream face 20u of the enclosure 20 comprises a turbulence generator 34.
  • This turbulence generator is constituted by a series of blades 36 of trapezoidal shape, between which the air can flow.
  • the face or downstream section 20d of the enclosure 20 is open and opens on the dust collector 40.
  • This collector consists essentially of a short rectangular section duct (the same section as the enclosure 20), sealingly connected to the downstream section 20d of the enclosure 20.
  • This collector is a calibrated dust collector, which comprises means of selective collection of dust according to their diameter.
  • a calibrated dust collector which comprises means of selective collection of dust according to their diameter.
  • three dust filters 41, 42 and 43 calibrated mesh are fixed in this conduit.
  • the meshes of these filters have respective dimensions of 300 ⁇ , ⁇ and 25 m.
  • Dust collecting receptacles 45, 46 and 47 are disposed below each of these filters on the upstream side.
  • the receptacle 45 thus collects dust of diameter greater than 300 ⁇
  • the receptacle 46 the dust diameter between 300 and 100 ⁇
  • the receptacle 47 the dust diameter between 100 and 25 ⁇ .
  • the air circulation device 60 consisting mainly of an electric vacuum cleaner, serves to circulate air along the free surface 32 of the material sample (in this case soil) 24.
  • suction portion 62 constituted by a casing in which a paddle wheel rotates to suck air, and a motor 64 which drives the impeller in rotation.
  • the suction port 66 of the vacuum cleaner 60 is sealingly connected to the downstream outlet of the dust collector 40.
  • the dust collection system 10 further comprises a biasing device 80. This device is used to bias the sample 24, to evaluate to what extent the dust emission by the material varies according to the applied stresses.
  • the biasing system 80 is a sprinkler system for spraying water on the surface of the sample of material 24. It allows to create a drizzle or an artificial rain on it (as an example of climatic stress).
  • the biasing system 80 thus comprises a reservoir and a pump contained in a housing 82.
  • the discharge port of the pump is connected to a water distribution pipe 84. This is divided into different terminal ducts which allow the water discharged by the pump to be conveyed up to ten nozzles 88.
  • the dust collection system 10 finally comprises measuring means 100. These comprise firstly an unrepresented balance, used to determine the mass of dust collected respectively by the different dust receptacles 45, 46 and 47.
  • the enclosure 20 comprises different sensors arranged in the enclosure 20 or near it.
  • the sensors disposed in the enclosure 20 are placed close to the free surface 32 of the sample 24 to provide measurements representative of the value of different quantities in the vicinity of this surface or for this surface.
  • means for measuring the air circulation velocity above the surface 32 of the specimen 22 namely a propeller anemometer 102 and a Pitot tube 104;
  • a differential pressure sensor This comprises two measuring members 106u, 106d placed respectively upstream and downstream of the chamber 20: thanks to these, the sensor supplies the pressure difference between the suction face 20u upstream and the section output 20d downstream of the enclosure 20.
  • a surface tension sensor 108 for measuring the surface tension of the free surface 32 of the sample 24.
  • the various sensors that comprise the measuring means 100 are connected to an electronic control unit 110.
  • the pump of the spraying system 80 and the vacuum cleaner 60 are controlled by the control unit 110.
  • the dust collection system 10 is implemented as follows.
  • test pieces of soil 22 are prepared beforehand. These specimens contain representative samples of the soil (or material) whose dust emissions are to be quantified and qualified.
  • dust collected by the material is collected during tests carried out in the dust collection system.
  • a specimen 22 is placed on the support 28, so that the free surface of the sample is in the enclosure 20.
  • the vacuum cleaner 60 is then actuated.
  • the pressure drop generated by it causes air to circulate in the enclosure 20.
  • the air enters the chamber passing between the blades 36 of the turbulence generator 34. Because of this, the air flow that passes above the test piece 22 is swirling.
  • the spray device 80 is actuated. This causes rain to fall on the test piece 22 inside the enclosure.
  • At least one property of the dust thus collected is determined.
  • the dust collected by the different receptacles 45 to 47 are then weighed and analyzed chemically. This method of determining dust release properties of a material can be used to optimize watering operations.
  • step a soil samples containing a soil sample are prepared.
  • a series of dust release tests is then carried out (step b) using the soil test pieces. These tests extend over a period called test period. During the trial period:
  • the vacuum cleaner 60 is actuated so that there is a relatively strong air flow in the enclosure 20, corresponding to a relatively strong wind;
  • the specimen contained in the chamber 20 is sprinkled with the aid of the spraying system 60;
  • the collected dust is collected in the receptacles 45-47.
  • the dust thus collected is weighed (step c), taking into account their respective diameter ranges.
  • an optimal watering program (step A) is determined, that is to say a watering program to maintain the amount of dust emitted below a maximum acceptable level (or other criterion) for a minimum price.

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Abstract

Système (10) de collecte de poussières comprenant une enceinte (20) prévue pour recevoir une éprouvette (22) d'un matériau à évaluer (24) de telle sorte que le matériau présente une surface libre (32) disposée à l'intérieur de l'enceinte, un dispositif de mise en circulation d'air (60) configuré pour faire circuler de l'air le long de ladite surface dans l'enceinte, et un collecteur de poussières (40) configuré pour collecter en aval de l'éprouvette des poussières soulevées par ladite circulation d'air. Procédé de détermination des quantités de poussières dégagées par un matériau, grâce à la mise en œuvre du système de collecte de poussières défini ci-dessus. Procédé d'arrosage d'un sol dans lequel le programme d'arrosage est déterminé notamment en fonction des dégagements de poussières par le sol.

Description

Système de collecte de poussières, procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement
de poussières, et procédé d'arrosage d'un sol DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un système de collecte de poussières, un procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement de poussières, et un procédé d'arrosage d'un sol. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Si la présence de poussières dans l'atmosphère en dessous d'une certaine concentration est une situation normale et acceptable, en revanche le relâchement de grandes quantités de poussières peut engendrer différents problèmes, notamment des problèmes sanitaires.
Dès lors, dans certaines circonstances, il peut être important de connaître la quantité de poussières relâchées dans l'atmosphère. Il peut de plus être utile de connaître la granulométrie des poussières ainsi que leur composition.
C'est le cas notamment lorsque les poussières sont dégagées par le sol (comme exemple de matériau). Le dégagement de poussières par le sol peut se produire dans différentes circonstances : par exemple suite à une réfection du sol, suite à des travaux agricoles, etc.
De manière connue en soi, dans certaines circonstances, ou sur certains chantiers, on procède à un arrosage du sol afin de réduire l'émission de poussières. Cette mesure est généralement efficace mais entraîne la consommation de grandes quantités d'eau.
A ce jour, la quantité d'eau utilisée pour ces opérations d'arrosage est fixée de manière relativement arbitraire, ce qui entraîne une surconsommation d'eau, inutile et coûteuse.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Compte tenu des remarques qui précèdent, l'objectif de l'invention est de permettre de minimiser la quantité d'eau consommée par les opérations d'arrosage indiquées précédemment.
Plus généralement, l'objectif de l'invention est de permettre de mieux prendre en compte les quantités de poussières dégagées par un matériau, notamment un matériau constituant un sol. La connaissance des quantités (et/ou de la composition, ou d'autres propriétés) de poussières dégagées par le matériau peut être alors exploitée dans différents buts :
- pour améliorer ce matériau (en changeant sa composition, etc) ;
- pour améliorer les traitements appliqués à ce matériau (par exemple, en modifiant des travaux agricoles affectant le sol, comme le labour ou autre) ;
- pour améliorer les actions réalisées pour réduire le dégagement de poussières, comme notamment les opérations d'arrosage.
Dans ce but, selon l'invention il est proposé un système de collecte de poussières, permettant de déterminer les quantités de poussières dégagées par le matériau, notamment sous l'effet du vent.
Selon l'invention, ce système de collecte de poussières comprend une enceinte apte à recevoir une éprouvette d'un matériau à évaluer, de telle sorte que le matériau présente une surface libre disposée à l'intérieur de l'enceinte ;
un dispositif de mise en circulation d'air configuré pour faire circuler de l'air le long de ladite surface dans l'enceinte ; et
un collecteur de poussières configuré pour collecter en aval de l'éprouvette des poussières soulevées par ladite circulation d'air.
Ce système permet de manière souple, de collecter les poussières émises par le sol. La circulation d'air le long de l'éprouvette de sol reproduit les conditions de dégagement de poussières les plus fréquentes, à savoir le dégagement spontané des poussières sous l'effet du vent. Avantageusement, différentes mesures peuvent être réalisées sur les poussières collectées grâce au système de collecte selon l'invention. Notamment, les quantités de poussières collectées peuvent être déterminées, en fonction notamment du diamètre des poussières ; la composition chimique des poussières, ainsi que toutes les autres propriétés de celles-ci, peuvent également être déterminées.
Le système de collecte de poussières est agencé pour faire circuler l'air le long de la surface libre du matériau, à l'intérieur de l'enceinte : le dispositif de mise en circulation d'air est configuré de telle sorte que l'air circule globalement dans une direction parallèle à la surface libre du matériau. La circulation d'air ainsi créée reproduit donc le passage du vent sur la surface libre du matériau et permet donc de reproduire ou de simuler le passage du vent et ainsi l'arrachement de poussières par le vent lorsque celui-ci souffle à la surface du matériau. Le système de collecte de poussières inversement est configuré pour fonctionner sans passage d'air à travers le matériau. Notamment, le système de collecte de matériau est de préférence conçu pour recevoir une éprouvette constituée principalement par un récipient fermé de tous côtés, à l'exception du côté sur lequel se trouve la surface libre du matériau.
De préférence la surface libre de l'éprouvette est située vers le haut et est horizontale. Le dispositif de mise en circulation d'air est configuré pour faire circuler l'air parallèlement à la surface libre de l'éprouvette, et donc le plus souvent horizontalement.
Avantageusement, le système utilise une éprouvette de matériau. Par
'éprouvette de matériau', on entend un récipient quelconque contenant un échantillon du matériau. L'échantillon de matériau peut être un échantillon de sol, par exemple prélevé sur le terrain, sur site, ou un échantillon d'un matériau quelconque, dont on veut connaître les propriétés en matière d'émission de poussières.
L'échantillon de matériau peut, ou non, être ou avoir été soumis à un conditionnement préalable avant l'opération de collecte de poussières réalisée grâce au système selon l'invention.
Ce conditionnement (ou cette sollicitation) peut être réalisée ou appliquée avant et/ou pendant la collecte de poussières.
Aussi dans un mode de réalisation, le système comprend en outre un dispositif de sollicitation, apte à appliquer au matériau au moins une sollicitation parmi une sollicitation mécanique, chimique, et/ou climatique. De nombreuses sollicitations sont envisageables.
Dans un mode de réalisation, le système inclut des moyens de sollicitation mécanique du matériau, afin d'étudier le dégagement de poussières produites par des sollicitations mécaniques. Par exemple, lorsque le matériau est le matériau d'un sol sur lequel doivent circuler des véhicules, on peut par exemple réaliser une simulation de roulage de véhicules. Pour une telle simulation, un compacteur à rouleaux peut être utilisé.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de sollicitation comprend un dispositif d'aspersion permettant de projeter une pluie de liquide sur la surface libre du matériau.
Le dispositif d'aspersion comprend alors généralement une ou plusieurs buses disposées au-dessus de la surface de l'échantillon. Le dispositif d'aspersion peut comporter un réservoir de liquide et une pompe. Il peut aussi être configuré pour être connecté à un réseau de distribution de liquide sous pression.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de sollicitation comporte des moyens de contrôle de la température, comportant notamment un radiateur et/ou un climatiseur.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de mise en circulation d'air comprend un aspirateur ou un compresseur d'air.
Dans un mode de réalisation, le collecteur de poussières est un collecteur de poussières calibrées. En d'autres termes, c'est un collecteur configuré pour collecter des poussières calibrées, c'est-à-dire des poussières dont le diamètre entre dans une plage, un intervalle donné(e). Cet intervalle peut être borné à une extrémité ou aux deux extrémités.
Le collecteur de poussières peut par exemple comporter au moins filtre à mailles calibrées, ou une pluralité de filtres à mailles calibrées disposés en série.
Dans un mode de réalisation, le système comprend en outre, en amont de la surface libre du matériau, un générateur de turbulences.
Le système de collecte de poussières peut également comporter différents capteurs, afin de mesurer et réguler les conditions d'environnement ou les sollicitations appliquées à l'échantillon de matériau. Ces capteurs (ou du moins le ou les organes de mesure de ces capteurs) sont généralement disposés dans l'enceinte ou au voisinage de celle-ci, et selon le cas au voisinage de la surface de l'échantillon de matériau, et/ou en amont, et/ou en aval de celui-ci.
Dans un mode de réalisation, le système comprend en outre un dispositif de mesure de vitesse de l'air. Ce dispositif de mesure peut comprendre un tube de pitot, un anémomètre à hélice ou autre.
Dans un mode de réalisation, le système comprend en outre un dispositif de mesure de la tension superficielle du matériau. Comme cela été indiqué précédemment, le système de collecte de poussières selon l'invention peut servir notamment à mesurer les quantités de poussières dégagées par un matériau. Par suite, un second objet de l'invention est un procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement de poussières. Selon l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes : a) on prépare une éprouvette de sol contenant un échantillon du matériau ;
b) à l'aide de l'éprouvette, on réalise des essais de dégagement de poussières dans un système de collecte de poussières tel que défini précédemment, et on collecte des poussières dégagées par le matériau au cours des essais réalisés ;
c) on détermine au moins une propriété des poussières ainsi collectées. Cette propriété peut être simplement la quantité de poussières collectées, et/ou toute propriété chimique, mécanique (granulométrie), ou autre, des poussières collectées à l'aide du système de collecte de poussières. Cette propriété des poussières est une propriété caractéristique du matériau en matière de dégagement de poussières.
A l'étape b), la collecte des poussières dans le système de collecte de poussières est réalisée en réalisant des essais, au cours desquels l'éprouvette de sol est soumise à des conditions d'environnement (vitesse de vent, température, hygrométrie, précipitations (dont notamment un arrosage réalisé)) choisies.
Le procédé peut naturellement être mis en œuvre en utilisant plusieurs éprouvettes de sol et non pas une seule, et/ou de même plusieurs systèmes de collecte de poussières et non pas un seul.
Le procédé défini précédemment peut notamment être utilisé pour optimiser les opérations d'arrosage de sol effectuées pour réduire les émissions de poussière par le sol.
Aussi, un troisième objet de l'invention est un procédé d'arrosage d'un sol, comprenant les étapes suivantes :
A) on détermine un programme d'arrosage en optimisant un critère prédéterminé, en prenant en compte au moins une propriété du sol en matière de dégagement de poussières, déterminée à l'aide du procédé défini précédemment ;
B) on réalise des opérations d'arrosage du sol en fonction dudit programme d'arrosage.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels la figure unique est une vue schématique en perspective d'un système de collecte de poussières selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En faisant référence aux figures, un système de collecte de poussières 10 constituant un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit.
Dans ce mode de réalisation, le matériau étudié est un certain type de sol ; par suite, l'éprouvette utilisée est une éprouvette de sol. Structure
Le système de collecte de poussières 10 Ç\e système 10 comporte principalement une enceinte 20, un collecteur de poussières 40, et un dispositif de mise en circulation d'air 60.
L'enceinte 20 est prévue pour recevoir une éprouvette de sol 22.
L'éprouvette 22 est composée d'un échantillon de sol 24 et d'un récipient
26 dans lequel l'échantillon de sol 24 est placé.
Le récipient 26 est constitué par un bac métallique en forme de parallélipipède rectangle, rempli par l'échantillon de sol 24. Il est fixé sur un support 28 disposé sous l'enceinte 20.
L'éprouvette de sol 22 est disposée de telle sorte que sa surface supérieure, qui inclut la surface libre 32 de l'échantillon de sol, soit disposée à l'intérieur de l'enceinte 20.
L'enceinte 20 est constituée principalement par quatre panneaux plans rectangulaires rigides, qui définissent un passage de circulation d'air de section rectangulaire. Sur la figure 1, pour faciliter la compréhension, ces panneaux sont représentés comme étant transparents, à l'exclusion du panneau inférieur 20i. La jonction entre ces panneaux est assurée par des cornières métalliques 30.
L'éprouvette de sol 22 est placée sur le panneau inférieur 20i.
La face amont 20u de l'enceinte 20 comporte un générateur de turbulences 34.
Ce générateur de turbulences est constitué par une suite de lames 36 de forme trapézoïdale, entre lesquelles l'air peut s'écouler.
La face ou section aval 20d de l'enceinte 20 est ouverte et débouche sur le collecteur de poussières 40. Ce collecteur est constitué essentiellement par un court conduit de section rectangulaire (la même section que l'enceinte 20), connecté de manière étanche avec la section aval 20d de l'enceinte 20.
Ce collecteur est un collecteur de poussières calibrées, qui comporte des moyens de collecte sélective des poussières en fonction de leur diamètre. Ainsi dans ce mode de réalisation, de l'amont vers l'aval, trois filtres à poussière 41, 42 et 43 à mailles calibrées sont fixés dans ce conduit. Dans l'exemple présenté, les mailles de ces filtres ont des dimensions respectives de 300 μηι, ΙΟΟμιη et 25 m.
Des réceptacles de collecte de poussière 45, 46 et 47 sont disposés en dessous de chacun de ces filtres, du côté amont. Le réceptacle 45 recueille donc les poussières de diamètre supérieur à 300 μιη, le réceptacle 46 les poussières de diamètre compris entre 300 et 100 μιη, et le réceptacle 47 les poussières de diamètre compris entre 100 et 25 μιτι.
Le dispositif 60 de mise en circulation d'air, constitué principalement par un aspirateur électrique, sert à faire circuler de l'air le long de la surface libre 32 de l'échantillon de matériau (en l'occurrence de sol) 24.
Il comprend une partie d'aspiration 62, constituée par un carter dans lequel tourne une roue à aubes pour aspirer de l'air, et un moteur 64 qui entraîne la roue à aubes en rotation.
L'orifice d'aspiration 66 de l'aspirateur 60 est connecté de manière étanche avec la sortie aval du collecteur de poussières 40.
Le système 10 de collecte de poussières comporte en outre un dispositif de sollicitation 80. Ce dispositif sert à solliciter l'échantillon 24, pour permettre d'évaluer dans quelle mesure l'émission de poussières par le matériau varie en fonction des sollicitations appliquées.
Dans le mode de réalisation présenté, le système de sollicitations 80 est un système d'aspersion permettant de pulvériser de l'eau sur la surface de l'échantillon de matériau 24. Il permet de créer une bruine ou une pluie artificielle sur celle-ci (comme exemple de sollicitation climatique).
Le système de sollicitation 80 comprend donc un réservoir et une pompe contenus dans un carter 82.
L'orifice de refoulement de la pompe est relié à une conduite de distribution d'eau 84. Celle-ci se divise en différents conduits terminaux qui permettent de conduire l'eau refoulée par la pompe jusqu'à dix buses 88.
Le système 10 de collecte de poussières comporte enfin des moyens de mesure 100. Ceux-ci comportent tout d'abord une balance non représentée, servant à déterminer la masse des poussières collectées respectivement par les différents réceptacles à poussière 45, 46 et 47.
Il comporte également un système d'analyse chimique de poussières non représenté, comprenant notamment un spectromètre de masse pour déterminer la composition chimique des particules collectées.
D'autre part, il comporte différents capteurs disposés dans l'enceinte 20 ou à proximité de celle-ci. Les capteurs disposés dans l'enceinte 20 sont placés à proximité de la surface libre 32 de l'échantillon 24 afin de fournir des mesures représentatives de la valeur de différentes grandeurs au voisinage de cette surface ou pour cette surface.
Ces capteurs sont les suivants :
- des moyens de mesure de la vitesse de circulation d'air au-dessus de la surface 32 de l'éprouvette 22 : à savoir un anémomètre à hélice 102 et un tube de Pitot 104 ;
- un capteur de pression différentielle. Celui-ci comporte deux organes de mesure 106u, 106d, placés respectivement en amont et en aval de l'enceinte 20 : grâce à ceux-ci, le capteur fournit la différence de pression entre la face 20u d'aspiration en amont et la section de sortie 20d en aval de l'enceinte 20.
- un capteur de tension superficielle 108, permettant de mesurer la tension superficielle de la surface libre 32 de l'échantillon 24.
Les différents capteurs que comprennent les moyens de mesure 100 sont reliés à une unité de contrôle électronique 110.
Par ailleurs, la pompe du système d'aspersion 80 ainsi que l'aspirateur 60 sont commandés par l'unité de contrôle 110.
Fonctionnement
Le système de collecte de poussières 10 est mis en œuvre de la manière suivante.
On prépare préalablement une ou plusieurs éprouvettes de sol 22. Ces éprouvettes contiennent des échantillons représentatifs du sol (ou du matériau) dont on veut quantifier et qualifier les émissions de poussières.
Ensuite, on collecte des poussières dégagées par le matériau au cours d'essais réalisés dans le système de collecte de poussières. Pour cela, on place une éprouvette 22 sur le support 28, de telle sorte que la surface libre de l'échantillon se trouve dans l'enceinte 20.
On actionne alors l'aspirateur 60. La baisse de pression générée par celui- ci suscite une circulation d'air dans l'enceinte 20.
L'air pénètre dans l'enceinte en passant entre les lames 36 du générateur de turbulences 34. A cause de celui-ci, le flux d'air qui passe au-dessus de l'éprouvette 22 est tourbillonnaire.
Le flux d'air, en passant au-dessus de l'éprouvette 22, soulève et emporte des poussières arrachées à l'échantillon de sol 24.
Simultanément (mais de manière optionnelle), on actionne le dispositif d'aspersion 80. Celui-ci fait tomber de la pluie sur l'éprouvette 22 à l'intérieur de l'enceinte.
Le flux d'air généré par l'aspirateur 60, après avoir traversé l'enceinte 20 et notamment être passé au-dessus de la surface libre 32 de l'échantillon de sol 24, traverse le collecteur de poussières 40.
Les poussières arrachées à l'échantillon de sol 24, selon leur diamètre, franchissent les filtres 41 à 43 puis sont aspirées par l'aspirateur 60, ou au contraire sont bloquées par l'un de ces filtres.
Dans ce dernier cas, elles tombent dans le réceptacle correspondant (45 à 47).
Enfin, on détermine au moins une propriété des poussières ainsi collectées. Par exemple, les poussières collectées par les différents réceptacles 45 à 47 sont alors pesées et analysées chimiquement. Ce procédé de détermination des propriétés en matière de dégagement de poussières d'un matériau peut être utilisé pour optimiser des opérations d'arrosage.
A titre d'exemple, un procédé d'arrosage de sol ainsi optimisé grâce à l'invention va maintenant être présenté.
Suivant ce procédé, dans un premier temps, on détermine des propriétés du sol en matière de dégagement de poussières selon l'invention.
Pour cela, dans un premier temps, (étape a) on prépare des éprouvettes de sol contenant un échantillon de sol.
On réalise alors (étape b) une série d'essais de dégagement de poussières à l'aide des éprouvettes de sol. Ces essais s'étendent sur une période dite période d'essais. Pendant la période d'essai :
- on actionne l'aspirateur 60 de telle sorte qu'il y ait une circulation d'air relativement forte dans l'enceinte 20, correspondant à un vent relativement fort ;
- à des intervalles d'arrosage réguliers (par exemple toutes les 12 heures), on arrose l'éprouvette contenue dans l'enceinte 20 à l'aide du système d'aspersion 60 ; et
- à des intervalles de prélèvement réguliers (par exemple toutes les 2 heures) on prélève les poussières collectées dans les réceptacles 45-47.
On pèse (étape c) les poussières ainsi collectées, en prenant en compte leurs plages de diamètre respectives.
On réalise ces essais pour différentes valeurs de l'intervalle d'arrosage et de l'intensité de l'arrosage (exprimée en litres/m2 de sol).
Sur la base des informations ainsi obtenues, du coût de l'arrosage, on détermine un programme d'arrosage optimal (étape A), c'est-à-dire un programme d'arrosage permettant de maintenir la quantité de poussières émises en dessous d'un niveau maximal acceptable (ou un autre critère) pour un prix minimal.
Une fois le programme d'arrosage établi, on procède alors aux opérations d'arrosage (étape B).
Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par exemple, bien que l'invention ait été présentée dans un mode de réalisation dans lequel on étudie les émissions des poussières par la surface supérieure d'un sol, l'invention est également applicable à la collecte et la mesure d'émissions de poussières par des surfaces de sol inclinées, verticales, voire en surplomb. D'autre part, bien que l'invention ait été illustrée dans le cas particulier où le matériau est un matériau de sol, elle est également applicable à tout autre type de matériau. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (10) de collecte de poussières comprenant
une enceinte (20) apte à recevoir une éprouvette (22) d'un matériau à évaluer (24), de telle sorte que le matériau présente une surface libre (32) disposée à l'intérieur de l'enceinte ;
un dispositif de mise en circulation d'air (60) configuré pour faire circuler de l'air le long de ladite surface dans l'enceinte, et
un collecteur de poussières (40) configuré pour collecter en aval de l'éprouvette des poussières soulevées par ladite circulation d'air.
2. Système (10) de collecte de poussières selon la revendication 1, comprenant en outre un dispositif de sollicitation (80), apte à appliquer au matériau au moins une sollicitation parmi une sollicitation mécanique, chimique et/ou climatique.
3. Système de collecte de poussières selon la revendication 2, dont le dispositif de sollicitation (80) comprend un dispositif d'aspersion permettant de projeter une pluie de liquide sur la surface libre (32) du matériau.
4. Système de collecte de poussières selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dont le dispositif de mise en circulation d'air (60) comprend un aspirateur ou un compresseur d'air.
5. Système de collecte de poussières selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dont le collecteur de poussières (40) est un collecteur de poussières calibrées.
6. Système de collecte de poussières selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre, en amont de ladite surface libre du matériau, un générateur de turbulences (34).
7. Système de collecte de poussières selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un dispositif de mesure de vitesse de l'air (102,104).
8. Système de collecte de poussières selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre un dispositif de mesure de la tension superficielle du matériau (108).
9. Procédé de détermination d'au moins une propriété d'un matériau en matière de dégagement de poussières, comportant les étapes suivantes :
a) on prépare une éprouvette (22) contenant un échantillon du matériau
(24) ;
b) à l'aide de l 'éprouvette, on réalise des essais de dégagement de poussières dans un système de collecte de poussières (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et on collecte des poussières dégagées par le matériau au cours des essais réalisés ;
c) on détermine au moins une propriété des poussières ainsi collectées.
10. Procédé d'arrosage d'un sol, comprenant les étapes suivantes :
A) on détermine un programme d'arrosage en optimisant un critère prédéterminé, en prenant en compte au moins une propriété du sol en matière de dégagement de poussières, déterminée à l'aide du procédé selon la revendication 9 ;
B) on réalise des opérations d'arrosage du sol en fonction dudit programme d'arrosage.
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