Les hydrocarbones non mthaniques NMHC

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Les hydrocarbones non méthaniques (NMHC)

• Cordy Jérome (INCH23)
• Déom Pierre-Yves (INCH23)
• Houpresse André (INCH23)

MAPR2680Traitement des effluents gazeux
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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Quelques Définitions

• V.O.C. (Volatile Organic Compound)Composés
  chimiques à pression de vapeur suffisamment
  faible dans les conditions normales (Pv 0,01
  kPa ) pour se trouver facilement sous forme
  gazeuse dans latmosphère. Grand nombre de
  molécules à base de carbone aldéhydes,
  cétones, hydrocarbones,
• N.M.H.C. (Non-Methane Hydrocarbons) (ou COVNM)
  Composés Organiques Volatils composés
  uniquement de Carbone (2 à 12 atomes) et
  dHydrogène (? raison industrielle)
• Ex alcanes, alcènes, alcynes, aromatiques
  (benzène, toluène),

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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources de NMHC
• Émissions naturelles
• Émissions dorigine anthropique
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Sources des NMHC

• Émissions naturelles Peu dinformations
  précises car elles varient fortement selon les
  régions géographiques
• Végétation terrestre
• Combustion biomasse
• Algues et phytoplancton

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Sources des NMHC (II)

• Émissions dorigine anthropique
• NMHC constituent la majorité des VOC
  anthropiques tous les procédés qui manipulent
  et/ou produisent des HC émettent des VOC !
• Gaz déchappement (imbrûlés dessence, diesel,
  LPG, GN)
• Pétrochimie (extraction, raffinage, stockage
  et distribution)
• Industries chimiques (évaporations de solvants,
  huiles végétales, papier, métallurgie)

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• Émissions anthropiques de NMHC dans le monde
  (1990)

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Émissions de NMHC par le trafic automobile

• 2 sources au niveau de chaque véhicule
• Émissions dues au fonctionnement du moteur
• qui dépendent de
• la température du moteur (à froid ou régime
  transitoire)
• environnement de conduite (milieu rural,
  autoroute, ville) ? introduction dun facteur
  multiplicatif du kilométrage
• vitesse du véhicule émissions augmentent
  exponentiellement lorsque v diminue ? rechercher
  la plus grande fluidité possible dans le trafic
• carburant utilisé et cylindrée du moteur
• âge du véhicule (réglementations démissions,
  usure du moteur)
• Pots catalytiques 3 voies (efficacité 90-95 à
  t optimale)
• Émissions dues au stockage et à la manutention du
  carburant dans le véhicule
• émissions journalières dues aux variations de t
  ambiantes entre jour et nuit (véhicule au repos)
   respiration du réservoir 
• émissions à larrêt à chaud (chaleur du moteur
  augmente tcarburant)
• émissions en circulation (vapeurs engendrées dans
  le réservoir)

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Émissions de solvants dans latmosphère

• Définition
• Composé liquide ou mélange de composés liquides
  organiques ou aqueux qui possède la propriété de
  dissoudre dautres substances sans saltérer
  chimiquement ni altérer les substances dissoutes.
• Classification selon 3 catégories
• solvants oxygénés (alcools, esters, glycols,
  cétones, )
• solvants chlorés (perchloroéthylène,
  trichloroéthylène, )
• solvants pétroliers ou hydrocarbonés (white
  spirit, benzène, toluène, )

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Émissions de solvants dans
latmosphère (II)

• Émissions de solvants dans lUE (1990) (réduction
  en 1998)

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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Risques et effets des NMHC (I)
Sans COV
En présence de COV
U.V.
U.V.
O
2
O
NO
O M
2
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Risques et effets des NMHC (II)

• Risque climatique

Formation dozone (1000x plus efficace que le
CO2 ) ? effet de serre
Mais, teneur en O3 augmente de 2,4 chaque année
(gtCO2) !
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Risques et effets des NMHC (III)

• Risque agricole

Transport des NMHC à partir des zones urbaines
vers les zones rurales ? pointes dO3 au niveau
du sol Durée de vie de qq heures à qq jours
problème régional ? NMHC de réactivité moyenne
? Altération de cultures et forêts, et baisse de
rendement notable
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Risques et effets des NMHC (IV)

• Risque agricole

O3 oxydant puissant ? nécroses ? Étude
dimpact dans des serres dexposition
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Risques et effets des NMHC (V)

• Risque agricole

Ex impact sur la production de blé
AOT40 O3 accumulé en 40h 3ppm.h production
inchangée 30ppm.h rendement agricole diminué
de moitié !
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Risques et effets des NMHC (VI)

• Risque agricole

Mais limpact est différent suivant la plante
exposée
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Risques et effets des NMHC (VII)

• Risques sanitaires

• Quelques notions utiles
• Concentration moyenne maximale admissible (VME)
  
• Concentration moyenne maximale (VLE)

Pondérée pour 8 h/j et 40 h/semaine de travail
? vise à la protection du personnel dune
exposition chronique sur leur lieu de travail
Ne peut être dépassée plus de 15 min ! ?
vise à éviter les effets toxiques aigus
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Risques et effets des NMHC (VIII)
Troubles provoqués

• Irritations cutanées, des yeux et des voies
  respiratoires
• troubles cardiaques, digestifs, rénaux et
  hépatiques
• Maux de tête
• Troubles du système nerveux
• Actions cancérigènes et mutagènes
• Toxicité sur la moelle osseuse

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Risques et effets des NMHC (IX)
Intensité des troubles occasionnés dépend
- de la fréquence et de la durée dexposition -
du type de polluant - de la sensibilité du sujet
Lexposition zéro nexiste pas ! ? Définition de
concentrations admissibles nécessaire à la
législation
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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Principaux puits et traitements

• Définition (selon le cours)  Processus,
  activité ou mécanisme par lequel une substance
  est enlevée d'une partie de lenvironnement 
• (Absorption, adsorption, déposition,
  décompositions thermique/chimique)
• Pour les gaz déchappement
• Pour lindustrie chimique

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Puits (pour gaz déchappement)

• Problème dans les gaz déchappement
• Les NOX (0.15vol)
• NO CO ? N2 CO2 (réaction de réduction)
• Les SOX qui dépendent de la source du pétrole
• ? prétraitement HDS
• Pas très nocif, mais dégrade le catalyseur

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Puits (pour gaz déchappement) (II)

• Problème dans les gaz déchappement
• Les imbrûlés (HC) (0.5vol)
• Nécessité daller jusquau bout de la
  combustion
• Hydrocarbures ? CO2 H2O (Réaction doxydation)

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Puits (pour gaz déchappement) (III)

• Problème dans les gaz déchappement
• La sonde Lambda mesure la
• quantité résiduelle doxygène
• contenue dans les gaz
• déchappement et permet dajuster
• le mélange air/HC.

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Puits (pour gaz déchappement) (IV)

• Problème dans les gaz déchappement
• Solution envisagée pour le futur
• Le piège à NOx
• Attention, il ne faut plus de soufre!

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Puits (dans lindustrie chimique)

• Traitement thermique À environ 700-800C
• Traitement catalytique avec catalyseur,
  mais à plus faible t

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Puits (dans lindustrie chimique) (II)

• Critères de choix

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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Plan de la présentation

• Définitions courantes des NMHC
• Sources naturelles et anthropiques
• Risques et effets des NHMC
• Principaux puits et traitements
• Conclusion

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Conclusion

• Nécessité de diminuer les émissions (diminuer
  le CO2 ne résout pas tout )
• Cas des NMHC (risques agricole, sanitaire,
  climatique)
• Quantité non négligeable des émissions sont
  dorigine naturelle
• Développement durable
• Nécessité dalternatives énergétiques (énergies
  propres et renouvelables)
• Utilisation et dépendance vis-à-vis des
  combustibles fossiles ?
• Favoriser transports en commun

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Merci de votre attention !
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Bibliographie

• Documents
•  MAPR2680 Traitement des effluents gazeux ,
  transparents du cours, Jacques Devaux, UCL,
  2006-2007
• Les composés organiques volatils (COV) dans
  lenvironnement , Pierre Le Cloirec, Lavoisier
  TEC DOC, 1998
• Analyse et traitement physicochimique des
  rejets atmosphériques industriels , Maria
  Popescu, J-M Blanchard, Jean Carré, Lavoisier TEC
  DOC, 1998
• Les polluants et les techniques dépuration des
  fumées , Stéphane Bicocchi, Lavoisier TEC DOC,
  1998
• Sites Internet
• http//en.wikipedia.org/wiki/Volatile_organic_comp
  ound
• http//www.linternaute.com/science/technologie/com
  ment/06/pot-catalytique/pot-catalytique.shtml
• http//www.senat.fr/rap/r05-125/r05-12520.html
• http//www.defipourlaterre.org/comprendre/climat/
• http//www.edpsciences.org/articles/analusis/pdf/1
  999/04/m020499.pdf