Academic literature on the topic 'Air – Échantillonnage – Appareils et matériel'

Différents types d’échantillonneurs d’air existent pour récolter les bioaérosols. Ils ont tous leurs avantages et leurs inconvénients, mais de ces types, un en particulier est susceptible d’introduire des biais dans le traitement et l’analyse des résultats. Les échantillonneurs de type liquide voient une portion de leur liquide d’échantillonnage s’évaporer pendant leur fonctionnement, ce qui favoriserait la perte de bioaérosols par ré-aérosolisation ou leur concentration dans le liquide. Peu de connaissances sont acquises sur la ré-aérosolisation, la concentration et leurs effets sur les résultats. Cette étude avait pour but de documenter comment l’évaporation du liquide de collecte impacte l’échantillonnage de l’air. Des expérimentations in vitro, où les récipients de collection de deux échantillonneurs liquides (Coriolisμ® et BioSampler®) étaient inoculés avec des consortiums bactériens connus, ont permis de conclure que la ré-aérosolisation et la concentration des bactéries sont des phénomènes complexes. En effet, ils sont difficilement prédictibles et semblent influencés par l’évaporation, le genre bactérien, l’hydrophobicité de la membrane bactérienne, l’interaction avec les autres bactéries, la composition du liquide de collection, le débit et le mécanisme de capture de l’échantillonneur. De plus, des expérimentations en milieu naturel ont permis de comparer la diversité récoltée par les échantillonneurs de type liquide et de type filtre, par méthodes de séquençage à haut débit. Une des particularités de cette étude était qu’une cassette contenant un filtre était branchée à la sortie d’air du BioSampler® pour récolter les bactéries ré-aérosolisées pendant l’échantillonnage. Plusieurs genres bactériens sont totalement ré-aérosolisés du récipient de collection du BioSampler®. Plus de la moitié des genres bactériens récoltés par le Coriolisμ® diffèrent de ceux du BioSampler®, et inversement. Les échantillonneurs filtres ont tous deux récolté une diversité bactérienne très similaire. Ces résultats constituent un apport important au domaine scientifique puisqu’ils prouvent les biais potentiels induits par les échantillonneurs de type liquide.
Different types of air samplers are available to harvest bioaerosols. They all have their advantages and disadvantages, but of these types, one in particular is likely to introduce bias in the treatment and analysis of the results. Liquid-based samplers see a portion of their collection fluid evaporate during operation, which would favor either the loss of bioaerosols by re-aerosolization or their concentration in the fluid. Very little knowledge is known about re-aerosolization, concentration and their effects on results. The main purpose of this study was to document how the evaporation of the collection fluid impacts air sampling. In vitro experiments, in which collection vessels from two liquid samplers (Coriolisμ® and BioSampler®) were inoculated with known bacterial consortia, concluded that reaerosolization and concentration are complex phenomena. Indeed, they are difficult to predict and seem influenced by evaporation, the bacterial genus, the hydrophobicity of the bacterial membrane, the interaction with other bacteria, the composition of the collection fluid, the flow and capture mechanism of the sampler. In addition, experiments in a natural environment have made it possible to compare the diversity harvested by the liquid-based and filter-based samplers by high throughput sequencing methods. One of the peculiarities of this study was that a cassette containing a filter was connected to the BioSampler® air outlet to collect the re-aerosolized bacteria during sampling. The results are unequivocal, several bacterial genera are totally re-aerosolized from the BioSampler® collection vessel. More than half of the bacterial genera harvested by the Coriolisμ® differ from those of the BioSampler®, and vice versa. The filter samplers both harvested a similar bacterial diversity. These results are an important contribution to the scientific field since they prove the biases induced by liquid type samplers.

L'oxyde nitreux (N₂O) est l'un des gaz à effet de serre (GES) parmi les plus puissants et il joue un rôle important dans le réchauffement global. Pour mesurer les sources à faibles émissions de N₂O, les approches conventionnelles sont souvent sophistiquées et coûteuses et l'approche par échantillonnage à flux passif montre un intérêt. Le but de la présente recherche est d'optimiser la performance de l'échantillonneur à flux passif de Godbout et al. (2006) et Gaudet (2005) dans les différentes étapes de son utilisation : le conditionnement de l'appareil, l'adsorption et la désorption du N₂O. L'échantillonneur de Godbout et al. (2006) et Gaudet (2005) utilise une couche de 2 mm de zéolite pour adsorber le N₂O. Lorsque l'air passe à travers l'échantillonneur à une vitesse proportionnelle à la vitesse de l'air à l'extérieur, la zéolite adsorbe le N₂O. Par la suite, le N₂O contenu dans l'adsorbant est désorbé thermiquement. La concentration de gaz est déterminée à l'aide d'un chromatographic à gaz et ensuite, la masse désorbée est calculée afin d'obtenir la valeur de l'émission de N₂O. Dans le cadre de cette étude, l'échantillonneur a été étanchéifié et modifié pour en faciliter l'assemblage. L'épaisseur de l'adsorbant a été augmentée à 4, 6 et 8 mm, ce qui a permis d'augmenter sa capacité d'adsorption de 96, 187 et 275 % respectivement. Les résultats de l'évaluation de la performance de l'échantillonneur modifié montrent une augmentation de l'efficacité d'adsorption de 91 % (Gaudet 2005) à 96,5, 98,3, 98,3 et 98,4 % et une augmentation de l'efficacité de désorption de 68 % à 83 %, de 57 % à 75 %, de 45 % à 82 % et de 30 % à 74 % pour les échantillonnées pourvus de couches de 2, 4, 6 et 8 mm respectivement. Également, la conception des montages et des modes opératoires ont permis à l'échantillonneur d'obtenir des mesures avec une exactitude moyenne de 77,3 % et une variabilité moyenne de 13,6 %. Suite aux résultats, il est possible d'affirmer que les modifications apportées à l'échantillonneur et aux procédures d'analyse ont permis d'améliorer ses performances et de faire progresser son développement.

Le renouvellement de l’air dans les locaux représente à la fois un enjeu majeur de santé publique, au regard des effets néfastes des polluants de l’air intérieur sur l’organisme, un enjeu énergétique prépondérant, de part les consommations induites, et parallèlement un enjeu environnemental primordial. Ainsi, les systèmes de conditionnement et de renouvellement d’air sont désormais pensés en considérant simultanément leur capacité à maintenir un air intérieur de qualité, leur faculté à assurer le confort thermique des occupants, et leur efficacité à minimiser les dépenses énergétiques. Dans ce contexte et dans le cas particulier de la typologie des locaux de grandes dimensions, l’intérêt d’un contrôle optimal de la ventilation apparaît, et ce d’autant plus que l’occupation dans le local peut se révéler fortement variable dans l’espace et dans le temps. L’ajustement du renouvellement de l’air aux besoins réels du local, étroitement liés à l’occupation, permet d’optimiser les dépenses énergétiques des systèmes en assurant la qualité de l’air intérieur et le confort thermique des occupants. L’étude présente le développement et l’évaluation de stratégies de contrôle de ventilation appliquées aux locaux de grandes dimensions, au travers d’une étude numérique et expérimentale. La mise en place d’une plateforme expérimentale permet l’élaboration d’un modèle thermo-aéraulique d’un local de grandes dimensions, développé sur la base d’un code CFD. En s’appuyant sur ces outils, des stratégies de contrôle de ventilation, définissant un ensemble de contrôleurs, d’abord simples puis plus évolués avec l’intégration de la logique floue, sont élaborées, analysées puis évaluées selon des critères et des fonctions de performance établis
Air renewal in buildings represents at the same time a major issue of public health, taking into account harmful effects of interior’s pollutants on health, a main energy stake, considering induced consumptions, and in parallel a paramount environmental issue. As a result, the systems of conditioning and renewal of air from now on are thought by considering the capacity simultaneously to maintain indoor air quality, the faculty to ensure the thermal comfort of the occupants, and the effectiveness to minimize the energy expenditure. In this context and the particular case of the typology of the large-sized buildings, the interest of an optimal control of ventilation appears, and this more especially as the occupation in the room can appear highly variable in space and time. The adjustment of the renewal of the air to the real needs for the room, closely related to the occupation, makes it possible to optimize the energy expenditure of the systems by ensuring indoor air qaulity and thermal comfort of the occupants. The study presents the development and the evaluation of strategies of ventilation control applied to the large buildings, through a numerical and experimental study. The installation of an experimental platform allows the development of a thermo-aerodynamics model of a large-sized room, developed on the basis of code CFD. While being pressed on these tools, strategies of ventilation control, defining a whole of controllers, initially simple then more advanced with the integration of fuzzy logic, are worked out, analyzed then evaluated according to criteria and established functions of performance

La multitude de polluants de l’air intérieur et les coûts énergétiques dans les bâtiments conduisent à la mise en œuvre de nouvelles stratégies de ventilation. La thèse vise à évaluer et comparer des stratégies de ventilation au regard de ces critères. Des méthodes des gaz traceurs et des scénarios de pollution sont utilisés pour apprécier les échanges aérauliques et le transfert de polluant à l’intérieur de la maison expérimentale MARIA. Les résultats montrent que la VMC double flux protège efficacement les pièces principales de la pollution. La VMC simple flux et la ventilation naturelle fournissent une qualité d’air assez satisfaisante. Les échanges aérauliques sont cependant perturbés par la pratique des ouvrants et les infiltrations d’air dues au vent. Un modèle multizone thermo-aéraulique simulant la maison MARIA couplée à ses systèmes de ventilation a été développé dans l’environnement Matlab/Simulink. Les résultats comparés à ceux des essais donnent une dynamique similaire des concentrations; toutefois le niveau de la pollution résultant du modèle souligne la nécessité d’une connaissance précise de la perméabilité par façade et entre pièces. Les simulations réalisées sur la période de chauffage fournissent les meilleures performances de qualité d’air et d’économie d’énergie pour la VMC double flux. La ventilation hygroréglable réduit bien le coût énergétique mais peine souvent à maintenir une qualité d’air approprié. La ventilation naturelle bien que surdimensionnée reste moins performante que la VMC simple flux. Enfin, l’efficacité de la ventilation s’avère être l’un des facteurs importants pour le maintien d’une bonne qualité d’air à l’intérieur des bâtiments
The large number of indoor air pollutants and buildings energy requirements lead to adapting various ventilation strategies. The thesis intends to evaluate and compare some strategies based on these criteria. Pollution scenarios are investigated in the experimental house MARIA by means of tracer gas methods in order to deal with internal airflow patterns and pollutant spread. Results show the best performance with mechanical balanced ventilation which protects the main rooms from pollution. Exhaust ventilation and natural ventilation yield rather acceptable IAQ. However the airflow patterns are disturbed by doors opening and air infiltration due to wind. The numerical assessment of ventilation strategies requires the development of a multizone building model quite useful in simulating heat and mass transfer problems in buildings: this model is used to simulate MARIA, coupled with ventilation systems, in Matlab/Simulink environment. Numerical results are compared to the experimental ones and show similar dynamics in relevance to gas concentrations. However, the high pollution levels provided by the model indicate that a suitable model requires an accurate knowledge of air leakages by façade and between rooms. The numerical investigations performed during a heating season show good IAQ and energy performances for balanced ventilation. Humidity controlled ventilation reduces energy costs but fails to ensure a good IAQ. Natural ventilation though seems oversized yields a worse IAQ compared to the reference system. Finally the ventilation effectiveness appears as one of the most essential factors in maintaining good IAQ in buildings

Le nombre de technologies et de normes de communications sans fil est en augmentation constante afin de fournir des solutions de communication à distance pour les différents besoins technologiques. Ceci est particulièrement le cas de l'Internet des objets (IoT), où déjà de nombreuses solutions sont disponibles, et de nombreuses autres sont attendues. Pour un déploiement efficace du réseau IoT, l'interopérabilité entre les différentes solutions est essentielle. L'interopérabilité sur le plan physique est fournie par des modems multistandards. Ces modems sont possibles grâce au front end numérique (DFE), qui offre une interface radio flexible capable de traiter une large gamme de signaux. Cette thèse développe tout d’abord deux architectures génériques de DFE pour la transmission et la réception, pouvant être facilement adaptées aux différentes normes IoT. Ces architectures mettent en évidence le rôle principal du changement de rythme (SRC) dans le DFE et l'importance de l'optimisation de la mise en œuvre de cette fonction. Cette optimisation est ensuite réalisée grâce à une étude approfondie des fonctions SRC, et au développement de nouvelles structures plus efficaces en termes de complexité de mise en œuvre et de consommation, pour des performances égales ou supérieures. La dernière partie de la thèse concerne l'optimisation de la mise en œuvre matérielle du DFE, réalisée par le développement d'une méthode de quantification optimale qui minimise l'utilisation de ressources matérielles tout en garantissant un certain niveau de performance. Les résultats obtenus sont enfin mis en valeurs en comparant différentes stratégies de mise en œuvre sur des cibles FPGA et ASIC
The number of wireless communication technologies and standards is constantly increasing to provide communication solutions for today’s technological needs. This is particularly relevant in the domain of the Internet of Things (IoT), where many standards are available, and many others are expected. To efficiently deploy the IoT network, the interoperability between the different solutions is critical. Interoperability on the physical level is achieved through multi-standard modems. These modems are made possible through the digital front-end (DFE), that offers a flexible radio front-end able of processing a wide range of signal types. This thesis first develops a generic architecture of both transmission and reception DFEs, which can be easily adapted to support different IoT standards. These architectures highlight the main role of sample rate conversion (SRC) in the DFE, and the importance of optimizing the SRC implementation. This optimization is then achieved through an in-depth study of the SRC functions, and the development of new structures of improved efficiency in terms of implementation complexity and power consumption, while offering equivalent or improved performance. The final part of the thesis addresses the optimization of the DFE hardware implementation, which is achieved through developing an optimal quantization method that minimizes the use of hardware resources while guaranteeing a given performance constraint. The obtained results are finally highlighted through implementing and comparing different implementation strategies on both field programmable gate array (FPGA) and application specific integrated circuit (ASIC) targets

Une grande partie de la consommation d'énergie dans les bâtiments est due aux systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Entre autres systèmes, les systèmes de réfrigération font l'objet de mesures d'amélioration de l'efficacité. Néanmoins, les conditions opérationnelles réelles de ces installations et leurs performances doivent être connues, ainsi que tout potentiel d'optimisation éventuel, avant que des améliorations puissent être réalisées. Les analyses exergétique et énergétiques ont été largement utilisées pour évaluer la performance des systèmes de réfrigération. Entre autres, l'efficacité exergétique est utilisée comme indicateur pour déterminer la performance du système, mais les valeurs réalisables dans la pratique sont inconnues. Par conséquence, ce travail propose une méthode d'évaluation pratique des systèmes de réfrigération basée sur une analyse exergétique et des normes techniques comme base de référence. L'identification des améliorations possibles est pertinente dans la pratique, car les mesures qui améliorent l'efficacité du système permettent probablement d'éviter de fréquentes déficiences pendant l'usage. Avec l'optimization potential index (OPI) introduit dans cet ouvrage, les améliorations réalisables par rapport à l'état de l'art de la technologie et la performance sont identifiées d'un seul coup d’œil, quelle que soit la complexité du système. En divisant l'installation en sous-systèmes, chacun peut être évalué individuellement. Les non-spécialistes peuvent facilement déterminer l'état de fonctionnement du système et ensuite, si nécessaire, lancer une analyse détaillée ainsi que des contre-mesures appropriées. De plus, la modélisation est considérée comme une méthode appropriée pour déterminer des valeurs de référence. Parmi les différentes techniques, les modèles artificial neural network révèlent les meilleures performances pour l'application présentée. L'application, la fonctionnalité et l'objectif de la méthode présentée sont illustrés par deux cas numériques et sur une installation réelle. La recherche révèle un fonctionnement approprié de l'installation étudiée en général, où trois des sept espaces conditionnés ont des problèmes de performance. La raison devrait être identifiée dans une étude détaillée ultérieure. Dans l'ensemble, l'apport d'exergie électrique auxiliaire est du même ordre que l'apport d'exergie thermique. Cela souligne l'importance de réduire la consommation d'énergie électrique au minimum, car elle constitue le facteur principal dans le coût d'exploitation des installations de réfrigération et permet également d'augmenter la performance du système. En outre, les concepts de mesure des systèmes réels sont analysés et les coûts de mise à jour correspondants pour l'application de l'approche présentée sont identifiés. Il est démontré qu'une mise à jour de l'instrumentation peut être rentable, si l'installation frigorifique comprend déjà un concept de mesure proche de l'état de la art
A significant amount of energy consumption in buildings is due to heating, ventilation and air-conditioning systems. Among other systems, refrigeration plants are subject of efficiency improvements. However, actual operating conditions of such plants and the performance must be known as well as any eventual optimization potential identified before enhancements can take place. Energy and exergy analyses have been widely used to assess the performance of refrigeration systems. Among others, exergy efficiency is used as an indicator to determine the system performance; however, the practical achievable values are unknown. Therefore, this work proposes a practice-oriented evaluation method for refrigeration plants, based on exergy analysis and technical standards as baseline. The identification of possible enhancements is highly relevant in practice, as measures which improve the system effectiveness most likely prevent frequent shortcomings during refrigeration plant operation. With the introduced optimization potential index (OPI), the achievable enhancements compared to the state of the art in technology and the performance are identified at a glance regardless the complexity of the system. By dividing the plant into different subsystems, each of them can be assessed individually. Laypersons can easily determine the system operating state and subsequently, if needed, initiate a detailed analysis as well as appropriate countermeasures by specialist. Moreover, modeling is seen as an appropriate method to determine additional reference values for refrigeration machines if none are available according to technical standards. Among different modeling techniques, artificial neural network models reveal the best performance for the present application. The application, functionality and purpose of the presented method is exemplified on two numerical test cases and on a real field plant as a case study. The investigation reveals an adequate operation of the studied field plant in general, where three out of seven cooling locations have performance issues. The reason should be identified in a subsequent detailed study. Overall, the auxiliary electrical exergy input shows the same magnitude as the thermal exergy input. This emphasizes the importance of minimizing the electrical energy usage, as it is the main overhead in the operating cost of refrigeration plants and also to achieve an increase in system performance. Moreover, measuring concepts of real systems are analyzed and the corresponding retrofitting costs for the application of the presented approach are identified. It is shown that a retrofit of the instrumentation can be worthwhile if the refrigeration plant already comprises a measuring concept close to the state of the art

L’objectif de ce projet est de dresser le portrait de l’utilisation des équipements mus par un moteur à combustion interne dans les mines souterraines du Québec et d’établir leur impact sur la qualité de l’air et les besoins en ventilation. Ainsi, de juin 2010 à septembre 2011, 17 mines souterraines de la province ont été contactées. La banque de données obtenues comprend 9 mines en production et 4 mines en développement. Ces données ont servi au calcul d’indices de conformité sur le respect de la réglementation en ce qui a trait aux limites des concentrations et aux délais d’échantillonnage du monoxyde de carbone et des matières particulaires diesel. En outre, quelques technologies de contrôle des matières particulaires diesel (MPD) sont présentées, le potentiel de réduction de la concentration moyenne des MPD dans le réseau principal des mines est évalué pour certaines d’entre elles. Finalement, certains indices calculés permettent d’établir l’impact du niveau de mécanisation sur les besoins en ventilation.
The objective of this project is to develop a profile of the use of equipment powered by an internal combustion engine in Quebec underground mines and establish their impact on air quality. Thus, from June 2010 to September 2011, 17 underground mines in the province were contacted. The database obtained contains 9 producing mines and 4 mines under development. These data were used to calculate indices of compliance with respect to concentration limits and sampling of carbon monoxide as well as diesel particulate matter (DPM). In addition, some DPM control technologies are presented, the potential for reducing the average concentration of DPM in the main network is evaluated for some control technologies. Finally, some indices were calculated to establish the impact of mechanization on ventilation requirements.

La tubulure des unités dentaires (UD) démontre la présence d'un biofilm, lequel assure la croissance et le maintien d'une abondante population microbienne planctonique incluant plusieurs pathogènes et pathogènes opportunistes, tels que des légionelles et des mycobactéries non-tuberculeuses (NTM). Les instruments dynamiques connectés aux UD génèrent des bioaérosols. Ainsi, outre la bouche des patients, l'eau de l'UD peut être une source considérable de bioaérosols. De plus, l'analyse par culture sous-estime grandement la biomasse microbienne. Les principaux objectifs de cette thèse sont de : (i) mesurer la génération et la persistance des bioaérosols lors de traitements dentaires; (ii) mesurer l'exposition du personnel et des patients à ces bioaérosols; (iii) adapter et utiliser des méthodes d'analyse des microorganismes non reliées à la culture afin de mieux caractériser l'environnement de travail qu'est le cabinet dentaire et d'augmenter ainsi de manière importante les connaissances reliées aux risques d'infection ou de sensibilisation du personnel et des patients aux bioaérosols. Dans nos conditions expérimentales, il a été établi que les traitements de nettoyage dentaire génèrent des milliers de bioaérosols cultivables provenant de la bouche des patients et possiblement de l'eau des UD. De plus, il a été démontré que le personnel et les patients sont exposés à des concentrations de bioaérosols pouvant atteindre 1,9 E+05 bactéries/m3 . Par ailleurs, le faible diamètre (0,73 um) des aérosols générés, suggère un risque d'exposition. Toutefois, bien que l'eau des UD soit contaminée par des légionelles et des NTM, l'aérosolisation non-significative de ces bactéries propose un faible risque d'exposition pour ces pathogènes. L'utilisation de méthodes d'analyse non reliées à la culture a permis de mieux caractériser l'environnement dentaire : l'hybridation in situ en fluorescence avec un enrichissement préalable par culture a permis de détecter rapidement la présence du pathogène respiratoire Legionella spp. dans l'eau des UD; la microscopie à fluorescence a permis de déterminer la charge bactérienne totale des échantillons environnementaux (bioaérosols et l'eau des UD). Toutefois, la cytométrie en flux ne semble pas une approche adéquate pour la quantification bactérienne. En conclusion, l'utilisation de méthodes d'analyse non reliées à la culture a démontré que le personnel dentaire et les patients sont exposés à des bioaérosols générés lors de traitements dentaires.