Filtration des nanoparticules - Etat des connaissances

Résumé et principaux résultats

Le développement récent et grandissant des nanotechnologies pose le problème de la filtration des nanoparticules. Cette étude effectue le recensement des principales connaissances disponibles sur la filtration des nanoparticules. La théorie de la filtration affirme qu'avec les filtres à medium fibreux, il existe une taille de particule pour laquelle l'efficacité du filtre est la plus faible. La théorie et les résultats expérimentaux situent cette valeur généralement entre 0,1 et 0,2 Em (entre 100 et 200 nm), en fonction de la vitesse de l'air, des caractéristiques des particules et de celles des filtres. En-dessous de cette taille de particule, la théorie affirme donc que l'efficacité de filtration augmente lorsque le diamètre des particules diminue. Cette théorie a été malmenée au cours des années 90 et des auteurs ont affirmé que, du fait du phénomène de rebond thermique, l'efficacité diminue en-dessous d'une certaine dimension (comprise entre quelques nm et 25 nm). Des études sont ensuite été menées afin de trancher et aujourd'hui, au début de l'année 2010, il semblerait que le rebond thermique n'apparaît pas pour les particules de diamètre supérieur à 2 à 4 nm. En-dessous de cette taille il est difficile d'être affirmatif, d'autant plus qu'on se heurte là aux limites des outils métrologiques, et on touche du doigt la limite entre particule et molécule, limite que des études à venir vont tenter de définir. Il existe sur le marché des filtres à très haute efficacité (HEPA et ULPA) et, dans l'état actuel des connaissances, ils peuvent être utilisés pour la filtration des nanoparticules.

Title: Nanoparticles filtration - A review

Abstract: Fast growing of nanotechnologies development implies to better control the filtration of nanoparticles. This study is a review of the main available knowledges on this subject. Filtration theory says that for filters made of fibrous material, there is a particle which diameter corresponds to a minimum value of the filtration efficiency (MPPS : Most Particle Penetrating Size). This particle diameter ranges generally between 0.1 and 0.2 Em (between 100 and 200 nm). When particles are smaller than the most particle penetrating size, the efficiency of the filters increases when the particle diameter decreases says the theory. But in the 90s some studies have been carried out and the published results show that the theory is not true and that because of the thermal rebound of particles, the filtration efficiency may decrease down to a given particle size (from several nm to 25 nm, depending on the studies). Since that time, other studies have been carried out and today it seems that thermal rebound does not occur as long as the particle size is not decresed down to few nm (2 to 4 nm). For particle being in size lower than few nm, it is difficult to conclude because devices available for such measurements are not well developed. This means that it is now necessary to better define the limit between particles and molecules and studies should be carried out in the future. On the market there are very high efficiency filters (HEPA and ULPA), and regarding what we know today, they can be used for the filtration of nanoparticles.

Commissions

Dépoussiérage et épuration des gaz, Filtration de l'air

Thème

Ventilation et qualité de l'air

Mots-clés

Dépoussiérage, Dépoussiéreurs, Filtration, Filtres, Filtres à très haute efficacité, Mesure des aérosols

Auteurs

GINESTET Alain