Mesure des émissions – Détermination gravimétrique des particules

Mesure des émissions – Détermination gravimétrique des particules

Pesage de filtres pour la détermination gravimétrique des particules dans les gaz d'échappement et les émissions par évaporation des moteurs

Quelle est la meilleure méthode pour obtenir des résultats rapides et fiables lorsque vous pesez des filtres ?

Tout d'abord, l'environnement est important. Idéalement, votre balance doit se trouver sur une table de pesée dédiée, installée dans une pièce où la température est stable et où l'humidité est contrôlée. Les kits de pesage de filtres pour microbalances et ultra-microbalances METTLER TOLEDO incluent un plateau de pesée spécial qui garantit le bon positionnement des filtres sur la balance. En manipulant correctement les filtres à l'aide de pinces brucelles asymétriques, vos processus de pesage de filtres seront rapides et efficaces.

J'utilise des filtres PTFE mais ma balance a du mal à se stabiliser, les chiffres dérivent. Pouvez-vous m'expliquer pourquoi ?

Les filtres en PTFE sont particulièrement sujets aux charges électrostatiques. L'instabilité des chiffres affichés sur votre balance suggère que la cellule de pesée est affectée par des charges électrostatiques. L'influence des charges électrostatiques peut influer sur les résultats de pesage de façon significative. Utilisez un kit antistatique avant chaque pesage pour retirer les charges statiques éventuelles.

Je dois peser des filtres de tailles et types différents.

METTLER TOLEDO propose des solutions de pesage de filtres adaptées aux balances d'analyse et aux microbalances. Il existe deux kits de pesage de filtre de microbalance, facilement échangeables. Ils permettent de peser des filtres d'un diamètre allant de 20 mm à 70 mm. Pour peser les filtres plus grands, d'un diamètre max. de 150 mm sur une balance d'analyse, deux supports de filtre sont également disponibles.

Au titre des réglementations en vigueur, les filtres doivent être placés au centre de la balance pour être pesés. Comment s'en assurer ?

Le kit de pesage de filtres pour microbalances METTLER TOLEDO comprend deux plateaux de pesée. Chacun présente un contour unique qui permet de centrer parfaitement le filtre. Les erreurs d'excentration sont ainsi éliminées, pour garantir la fiabilité et la répétabilité des résultats.

Comment respecter scrupuleusement le MON de pesage de filtres ?

Le pesage de filtres doit faire l'objet d'un MON clair, effectué en environnement réglementé. Cependant, lors d'une procédure manuelle, des erreurs humaines peuvent se produire, davantage encore lorsque les étapes sont nombreuses. Le logiciel LabX vous permet de créer votre propre MON dédié au pesage de filtres. Les instructions du MON s'affichent sur l'écran de la balance, étape par étape. Chaque étape doit être confirmée par l'utilisateur. Vous avez ainsi la garantie que le MON est respecté.

Quelle balance dois-je utiliser pour obtenir des résultats précis lors des pesages de filtres ?

Toute mesure sur n'importe quelle balance comporte une part d'incertitude. Il faut donc comprendre cette incertitude pour être sûr de disposer de résultats de pesage précis. Ce n'est pas la précision d'affichage qui détermine la précision d'un instrument de pesage, mais plutôt sa répétabilité. Le pesage de filtres impliquant des mesures d'échantillons de poids très faible, la pesée minimale nette de la balance est un autre facteur critique.

Pour trouver la balance adaptée à vos besoins, vous devez connaître le poids à peser le plus faible et la précision dont vous avez besoin (c.-à-d. la tolérance).

La norme globale de pesage METTLER TOLEDO, GWP®, vous aide à choisir la balance adéquate pour répondre aux exigences de votre application. Contactez votre représentant commercial pour obtenir une recommandation gratuite sur la balance adéquate. Déterminez si la balance que vous possédez répond à vos exigences de qualité.

GWP Recommendation

Comment puis-je améliorer la productivité lors du pesage des filtres ?

Les kits de pesage de filtres METTLER TOLEDO sont livrés avec des couvercles en verre. Vous visualisez ainsi parfaitement les filtres que vous placez dans les kits et que vous retirez. Les portes pare-brise de la microbalance peuvent s'ouvrir vers la gauche ou vers la droite, pour permettre une manipulation des filtres la plus ergonomique possible. Pour accélérer encore davantage le processus, un capteur infrarouge SmartSens peut être installé, afin de déclencher l'ouverture des portes d'un simple passage de la main. Pour un pesage de filtres à haut rendement, nous recommandons une solution automatisée avec le système robotisé de pesage de filtres PFS-ONE.

Mes résultats comportent 5 décimales ou plus. Comment puis-je éviter les erreurs lors de la consignation des résultats ?

La transcription manuelle des données et des résultats présente un risque d'erreur inhérent. En connectant votre balance au logiciel LabX, vous pouvez éliminer les transcriptions manuelles et les risques d'erreur qui y sont associés. LabX effectue également tous vos calculs, notamment la correction de poussée d'Archimède, éliminant ainsi une autre source d'erreur potentielle. Toutes les données sont conservées en toute sécurité dans la base de données centralisée, garantissant ainsi l'intégrité et la traçabilité des données.

Comment puis-je éviter les confusions de filtres, tout en assurant leur traçabilité ?

Il est essentiel d'étiqueter les cartouches filtrantes et de garantir la parfaite consignation des résultats pour le filtre correspondant. Lorsque vous manipulez de nombreux filtres, cela peut s'avérer difficile. Ce processus peut être grandement simplifié en connectant votre balance au logiciel LabX, à un lecteur de codes-barres et à une imprimante. LabX permet d'imprimer automatiquement les étiquettes à code-barres. Ces codes-barres sont l'identifiant unique des échantillons ; ils permettent au logiciel LabX de consigner automatiquement les résultats correspondant à l'échantillon pesé. Toutes les données sont enregistrées dans une base de données centralisée et sécurisée, permettant une traçabilité complète. Le système robotisé de pesage de filtres PFS-ONE permet de traiter jusqu'à 1 000 filtres par jour, au sein d'un processus entièrement automatisé où toutes les données sont gérées automatiquement.

Mesure des émissions

Pour en savoir plus, passez à l'une des rubriques suivantes :

  1. Les flux de travail en application et leurs difficultés
  2. Solutions METTLER TOLEDO
  3. FAQ

 

Flux de travail de mesure des émissions

Que vous mesuriez des particules dans les gaz d'échappement, dans l'atmosphère ou dans l'air ambiant, les mesures d'émissions par pesage gravimétrique de filtre suivent la même procédure.

1. Un filtre neuf est pesé sur une balance en laboratoire.
2. Des filtres sont chargés sur des cartouches filtrantes étiquetées, préconditionnées et acheminées jusqu'au site de mesure.
3. Là, de l'air ou du gaz est propulsé à travers le filtre à un débit connu, pendant une durée spécifique. Toutes les particules présentes dans l'air ou le gaz sont retenues par le filtre.
4. Les filtres chargés sont reconditionnés, puis pesés à nouveau en laboratoire.
5. La masse de particules est alors déterminée en soustrayant le poids du filtre neuf (pesage différentiel). La concentration en particules est ensuite calculée à l'aide du débit de l'échantillon de gaz/d'air.

Ce test peut être effectué sur un seul filtre, mais il est fréquent de le répéter plusieurs fois, et de conserver un filtre neuf comme référence pour procéder à la soustraction. Les filtres peuvent être utilisés seuls ou associés dans un bloc filtrant à plusieurs étages.

Flux de travail standard : Processus de pesage de filtre

  • Les filtres neufs sont pesés sur une balance de laboratoire.
  • Les filtres sont chargés sur des cartouches filtrantes étiquetées.
  • Les filtres sont préconditionnés avant les mesures d'émissions.
  • Les cartouches sont acheminées jusqu'au site de test.
  • Les particules peuvent être collectées dans un filtre monoétage ou multiétages.
  • Plusieurs tests peuvent être réalisés.
  • En laboratoire, les filtres chargés sont reconditionnés, puis pesés à nouveau.
  • La masse des particules est déterminée par la différence de poids.
  • La concentration en particules est ensuite calculée à l'aide du volume de l'échantillon de gaz/air.


Mesure des émissions : un savoir-faire spécifique

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) considère que l'air propre « est une condition fondamentale de la santé et du bien-être humains ». Cette organisation stipule des recommandations spécifiques à certains agents polluants, applicables dans toutes les régions du monde où elle est active.

Les normes d'émission établissent des seuils autorisés pour les différents polluants atmosphériques, provenant de sources spécifiques sur des plages temporelles données.

Aux États-Unis, la norme CFR 40 Part 50 relative à la qualité de l'air au niveau national fait partie du Code des règlements fédéraux américains. L'Office américain de santé et sécurité au travail (OSHA, Occupational Safety and Health Administration ), géré par le Ministère du travail américain, a publié des réglementations (normes 29 CFR) sur la qualité de l'air, et l'Institut national de santé et sécurité au travail (NIOSH, National Institute for Occupational Safety and Health) veille également à promouvoir la santé et la sécurité des travailleurs.

L'Union européenne possède sa propre législation, la DIRECTIVE 2008/50/CE concernant la qualité de l'air ambiant et un air pur pour l'Europe. La DIRECTIVE 2008/1/CE porte sur la prévention et la réduction intégrées de la pollution, et la DIRECTIVE 89/654/CEE précise les exigences minimales de santé et de sécurité sur le lieu de travail.

Le secteur automobile est l'un des principaux facteurs de diversité des polluants atmosphériques, à l'origine d'émissions de monoxyde de carbone (CO), d'hydrocarbures (HC), d'oxydes d'azote (MOx), de particules et de gaz à effet de serre (GES).  Dans l'Union européenne et aux États-Unis, la législation prévoit la limitation des émissions dues aux véhicules motorisés, et les constructeurs sont dans l'obligation de réaliser des tests d'émissions.

De nombreuses méthodes et recommandations s'appliquent aux tests d'émissions et de concentration en particules. Le pesage de filtre gravimétrique est l'une de ces méthodes. Des instructions et des recommandations établissent les procédures à suivre pour obtenir un filtrage précis et reproductible des émissions, en indiquant les filtres à utiliser et les systèmes de pesage adaptés aux mesures (voir tableau ci-dessous).


Exemples de directives relatives à l'équipement de pesage et balances recommandées :



Directive
Précision d'affichage

requise


Répétabilité requise
Balance
Ultra-microMicro
CFR 40
Part 1065
Procédure de test moteur0,1 μg2,5 μg /
0,25 μg
 
DIRECTIVE 2004/26/CEÉmissions de gaz et de particules polluants provenant des moteurs à combustion interne destinés aux engins mobiles non routiers1 μg2 μg 
DIRECTIVE 2005/78/CEÉmissions de gaz polluants et de particules polluantes provenant des moteurs à allumage par compression destinés à la propulsion des véhicules et les émissions de gaz polluants provenant des moteurs à allumage commandé fonctionnant au gaz naturel ou au gaz de pétrole liquéfié et destinés à la propulsion des véhicules1 μg (filtre 70 mm) / 0,1 μg (filtre 47 mm)2 μg


En raison du durcissement des réglementations et des avancées technologiques des moteurs à combustion, la quantité des particules collectées dans les filtres est amenée à baisser progressivement. Comme les directives stipulent l'utilisation de balances d'une précision d'affichage de 1 µg ou 0,1 µg, les ultra-microbalances de haute précision sont l'unique solution pour répondre aux exigences actuelles et futures.

Difficultés liées aux mesures d'émissions
Experts en mesures d'émissions

Solutions parfaites pour les mesures d'émissions

Emissions Testing

Weight of particulate matter collected on filters for Emissions Testing can be extremely low, therefore the weighing procedure has to be performed very accurately. See why METTLER TOLEDO Excellence Micro-balance, equipped with especially developed accessories for filter weighing, is the best choice for Emissions Testing application.
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Comment procéder pour effectuer le pesage de filtres de grande taille ?

Si vous utilisez des filtres de grande taille, par exemple pour des applications d'analyse industrielle, METTLER TOLEDO propose des solutions pratiques et peu onéreuses pour peser vos filtres sur votre balance d'analyse. En ajoutant un kit de pesage de filtres à votre balance d'analyse METTLER TOLEDO Excellence, vous pouvez peser sans difficultés des filtres d'un diamètre max. de 110 mm. Pour peser les filtres jusqu'à un diamètre de 150 mm, nous recommandons d'utiliser un support ErgoClip dédié. Ces deux solutions s'intègrent rapidement et aisément à votre balance.

Weighing Large Filters

 

 

 

FAQ - Foire aux questions sur les mesures d'émissions

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