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Exposition professionnelle aux vapeurs de solvants : étude d'un modèle deux zones par comparaison numérique et expérimentale

Chouchene, Wejden (2016). Exposition professionnelle aux vapeurs de solvants : étude d'un modèle deux zones par comparaison numérique et expérimentale. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le logiciel Industrial Hygiene Modeling (IH MOD), développé par l'AIHA (American Industrial Hygiene Association), constitue le principal outil mathématique de modélisation de l'exposition des travailleurs aux agents chimiques gazeux. Cependant, l’estimation de l’exposition aux vapeurs de solvants est réalisée grâce à des modèles basés sur plusieurs hypothèses simplificatrices qui ne prennent en compte qu’un nombre limité de paramètres. L’objectif de ce mémoire est de comparer les expositions aux vapeurs de solvants obtenues par IH MOD aux résultats d’un code de simulation numérique des écoulements appelé Fire Dynamics Simulator (FDS) et aux mesures faites dans une chambre modèle située au Centre de Technologie Thermique (CTT) à l’École de Technologie Supérieure (ÉTS). Le modèle deux zones d’IH MOD avec un taux de génération constant a été retenu pour cette étude. La concentration d’acétone en fonction du temps dans la zone rapprochée prédite par ce modèle est comparée, pour plusieurs scénarios de ventilation, aux résultats numériques de FDS et aux mesures élaborées dans la chambre modèle. Trois scénarios de ventilations et plusieurs nombre de changements d’air par heure (1 à 8) ont permis d’étudier l’impact du positionnement des grilles de soufflage et d’extraction sur la concentration du contaminant dans l’air de la chambre modèle. Le coefficient d’échange d’air entre les zones éloignée et rapprochée a été déterminé selon deux expressions différentes et son influence sur les concentrations prédites par IH MOD a été vérifiée. Les résultats montrent que le coefficient d’échange d’air est un paramètre important pour l’estimation des concentrations dans la zone rapprochée. Des écarts compris entre 5% et 40% ont été obtenus entre IH MOD et FDS pour les scénarios 1 et 2. Les concentrations en acétone prédites par IH MOD et FDS dans la zone rapprochée ont été comparées à des mesures expérimentales effectuées à l’aide d’un appareil à photo-ionisation pour un troisième scénario de ventilation. Les résultats obtenu de ce troisième scénario montre que FDS et IH MOD sous-estime concentrations de l’ordre de 20% dans la zone rapproché quel que soit le nombre de changement d’air.

Titre traduit

Occupational exposure to solvents vapor : study of a two zones model by numerical and experimental comparison

Résumé traduit

The Industrial Hygiene Modeling (IH MOD) software, developed by the AIHA (American Industrial Hygiene Association), constitutes the main mathematical tool for modeling the occupational exposure to chemicals. However, the assessment of the exposition to vapors solvents is realized by models based on many simplified assumptions that take in consideration a limited number of parameters such as of a well-mixed air in the modeled field which is rarely the case in reality. The aim of this memoir is to compare the expositions to vapor predicted by IH MOD with the results obtained from a computational fluid dynamic software called Fire Dynamics Simulator (FDS) and with experimental measurements collected inside a model room located in the Centre de Technologie Thermique (CTT) at the École de Technologie Supérieure (ÉTS). The two zones model of IH MOD with a constant generation rate was chosen for this study. The time-dependent concentration in the near field resulting from acetone evaporation was predicted with this model and compared, for many generation rates and different ventilation scenarios, with the numerical results from FDS and the measurements done inside the model room. Three ventilation scenarios and many air exchange rates (1 to 8 CAH) were made to allow studying the impact of the displacement of the supply and exhaust air grilles on the dispersion of contaminants in the room model. The air exchange ratio between the near field and the far field was determined by two different expressions and its influence on the concentrations predicted by IH MOD was quantified. The results show that the air exchange ratio is an important parameter for estimating concentrations in the near field. A 5% difference between IH MOD and FDS values in scenario 1 and a 40% difference in scenario 2 was found. Acetone concentrations predicted by IH MOD and FDS in the near field were compared to the experimental measurements taken by a photo-ionization device in a third ventilation scenario. The results obtained from this third scenario show that both FDS and IH MOD underestimate concentrations in the near field by around 20%, regardless of the air exchange rate.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie avec mémoire, concentration énergies renouvelables et efficacité énergétique". Bibliographie : pages 117-122.
Mots-clés libres: Solvants Industrie Lutte contre les vapeurs. Polluants atmosphériques Diffusion. Dynamique des gaz Modèles mathématiques. Dynamique des gaz Expériences. Ventilation Conception et construction. Acétone. Solvants Aspect sanitaire. Hygiène industrielle. exposition, IH MOD, FDS, concentration
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Hallé, Stéphane
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Bahloul, Ali
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 16 févr. 2017 20:55
Dernière modification: 16 févr. 2017 20:55
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1813

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