ISO 10121-1:2014

NORME ISO
INTERNATIONALE 10121-1
Première édition
2014-04-15
Méthodes d’essai pour l’évaluation
de la performance des médias et des
dispositifs de filtration moléculaire
pour la ventilation générale —
Partie 1:
Médias de filtration moléculaire
(GPACM)
Test method for assessing the performance of gas-phase air cleaning
media and devices for general ventilation —
Part 1: Gas-phase air cleaning media
Numéro de référence
©
ISO 2014
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 7
4.1 Symboles . 7
4.2 Abréviations . 9
5 Essais de différentes configurations de GPACM . 9
5.1 Généralités . 9
5.2 Montage d’essai et porte-échantillon normatif pour GPACM .10
5.3 Données brutes, précision d’échantillonnage et paramètres de production normatifs .12
5.4 Paramètres d’essai pour l’essai de référence normalisé .13
5.5 Paramètres d’essai sélectionnés entre utilisateur et fournisseur .14
6 Séquence d’essai .15
6.1 Généralités .15
6.2 Conditionnement et détermination de la perte de charge .16
6.3 Détermination de la capacité .16
6.4 Détermination du pouvoir de rétention .20
7 Validation du montage d’essai .21
7.1 Généralités .21
7.2 Détermination du temps de montée et du temps de décroissance .21
8 Evaluation et rapport .23
8.1 Présentation du rapport d’essai .23
8.2 Exemple de rapport d’essai .23
9 Dispositifs de sécurité.27
Annexe A (normative) Exigences relatives à l’équipement d’essai, validation de l’équipement et
fonctionnement de routine .29
Annexe B (informative) Gaz d’essai, sources de production et techniques d’analyse .32
Annexe C (informative) Conception d’un banc d’essai pour média .38
Annexe D (normative) Modes opératoires d’échantillonnage normatifs et
paramètres d’essai pour différents GPACM .39
Bibliographie .43
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/patents).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, aussi bien que pour des informations au-sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Foreword - Supplementary
information
Le comité responsable pour le présent document est l’ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.
L’ISO 10121 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Méthodes d’essai pour
l’évaluation de la performance des média et des dispositifs de filtration moléculaire pour la ventilation
générale:
— Partie 1: Médias de filtration moléculaire (GPACM)
— Partie 2: Dispositifs de filtration moléculaire (GPACD)
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Introduction
Les applications de filtration générale réclament une utilisation et un besoin croissants de filtration
moléculaire. Il est possible que cette demande augmente rapidement du fait des problèmes croissants de
pollution dans le monde ainsi que de la plus forte sensibilisation au fait que des solutions aux problèmes
sont disponibles sous forme de dispositifs de filtration également connus sous le nom plus technique
de dispositifs de filtration moléculaire (GPACD). Les performances des dispositifs utilisant l’adsorption
pour l’élimination de gaz dépendent largement des performances d’un médium de filtration moléculaire
solide (GPACM) incorporé au dispositif. Néanmoins, les applications, les performances des dispositifs et
les performances des média sont souvent peu comprises par l’utilisateur et le fournisseur de ces média
et dispositifs. Des essais de média peuvent aussi être appropriés afin d’obtenir des données pour des
applications réelles si les faibles concentrations réelles (< 100 ppb) et des durées d’exposition plus longues
(> semaines) peuvent être utilisées lors de l’essai, à condition que la configuration géométrique, la densité
de tassement et les conditions d’écoulement de l’éprouvette à échelle réduite soient équivalentes à celles
utilisées dans les applications réelles. De tels essais ne font toutefois pas partie du domaine d’application
de la présente partie de l’ISO 10121. La présente partie de l’ISO 10121 a pour objectif d’améliorer la
compréhension et la communication en fournissant une interface plus normalisée entre fournisseurs
de média, fournisseurs de dispositifs et utilisateurs finaux. Actuellement, des normes existent pour la
[1]
ventilation générale au Japon (JIS), pour les filtres automobiles (ISO), pour les dispositifs de filtration
[2]
moléculaire à média sorbant à l’intérieur des conduits (ASHRAE) et pour les média d’adsorption
[3] [5]
(ASHRAE et ASTM ). Il n’existe aujourd’hui aucune norme internationale pour la filtration générale.
La présente partie de l’ISO 10121 spécifie les méthodes, les équipements d’essai, l’interprétation et
la consignation des données pour trois différents types de média de filtration moléculaire (GPACM)
destinés à être utilisés dans des dispositifs de filtration moléculaire (GPACD) pour des applications de
ventilation générale.
De plus, des informations sont données dans un certain nombre d’annexes:
— l’Annexe A décrit de façon détaillée la procédure de validation normative sous forme de tableau;
— l’Annexe B donne une liste de gaz d’essai possibles, de sources de production et d’équipements
d’analyse appropriés pour les gaz d’essai courants;
— l’Annexe C décrit la conception du banc d’essai, excepté le porte-échantillon normatif;
— l’Annexe D décrit le montage d’essai normatif et la section normative du banc d’essai pour les trois
configurations de média différentes.
Une présentation générale de la filtration moléculaire et des essais de filtration moléculaire peut être
consultée dans la documentation scientifique.
La série ISO 10121 a pour objet de fournir des méthodes d’essai en laboratoire pour les média et les
dispositifs qui sont utilisés pour éliminer de l’air les contaminants en phase gazeuse en ventilation
générale. Elle comporte deux parties:
— L’ISO 10121-1 couvre trois configurations de média différentes et vise à fournir une interface
normalisée entre les fournisseurs de média et les fabricants de dispositifs de filtration. Elle peut
aussi être utilisée entre fournisseurs de média et utilisateurs finaux pour ce qui concerne les
propriétés des média en vrac.
— L’ISO 10121-2 vise à fournir une interface normalisée entre fournisseurs de dispositifs de filtration
et utilisateurs finaux désireux d’utiliser la solution la plus performante et la plus économique pour
la filtration moléculaire.
NORME INTERNATIONALE ISO 10121-1:2014(F)
Méthodes d’essai pour l’évaluation de la performance des
médias et des dispositifs de filtration moléculaire pour la
ventilation générale —
Partie 1:
Médias de filtration moléculaire (GPACM)
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10121 a pour objet de fournir une méthode d’essai en laboratoire objective,
un appareillage recommandé, des sections d’essai normatives et des essais normatifs pour l’évaluation
de trois différents média de filtration moléculaire (GPACM) ou de configurations de GPACM utilisés dans
des dispositifs de filtration moléculaire destinés à des applications de filtration générale. La présente
partie de l’ISO 10121 concerne spécifiquement les essais et non l’évaluation générale des matériaux
ou la caractérisation du système de pores. Les trois types différents de GPACM identifiés dans la
présente partie de l’ISO 10121 sont le GPACM-LF (particules de différentes formes et tailles destinées
par exemple aux applications utilisant un médium en vrac), le GPACM-FL (feuille textile plane destinée
par exemple aux dispositifs plans à une seule couche, aux dispositifs plissés ou aux dispositifs à sac)
et le GPACM-TS (structures tridimensionnelles beaucoup plus épaisses qu’une feuille plane et utilisées
par exemple en tant qu’éléments finis dans un dispositif). Les essais sont réalisés dans un flux d’air et
les configurations de GPACM sont soumises à essai avec des gaz d’essai dans des conditions de régime
établi. Des concentrations élevées de gaz d’essai (par rapport aux applications de ventilation générale)
étant utilisées, il convient d’utiliser les données d’essai pour comparer les GPACM dans la même
configuration et non dans le but de prédire les performances en situation réelle. Cela ne signifie pas non
plus que différentes configurations de GPACM peuvent être comparées directement. L’objectif principal
est de pouvoir comparer des configurations de GPACM similaires et non des configurations de GPACM
différentes. Les essais relatifs aux dispositifs complets sont décrits dans l’ISO 10121-2.
Pour garantir l’objectivité vis-à-vis des fournisseurs d’équipement d’essai, aucune conception spécifique
de l’appareillage d’essai n’est normalisée: un exemple est donné en Annexe C (informative). En revanche,
les exigences normatives relatives à la conception du porte-échantillon pour média, aux propriétés des
appareils et aux essais de validation sont spécifiées.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 10121-2, Méthodes d’essai pour l’évaluation de la performance des médias et des dispositifs de filtration
moléculaire pour la ventilation générale — Partie 2: Dispositifs de filtration moléculaire (GPACD)
ISO 29464, Séparateurs aérauliques — Terminologie
ASTM D2854, Standard Test Method for Apparent Density of Activated Carbon
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 29464 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
absorption
transport et dissolution d’un sorbate dans un absorbant
3.2
adsorbat
tout composé moléculaire sous forme de gaz ou de vapeurs qui sera retenu par le matériau adsorbant
du medium
3.3
adsorbant
matériau qui piège à sa surface des adsorbats par des processus physiques ou chimiques
3.4
adsorption
processus physique ou chimique dans lequel les molécules d’un gaz adhèrent aux surfaces accessibles
des substances solides, à la fois la surface externe et la surface poreuse interne, avec lesquelles elles
viennent en contact
3.5
percée
quantité de contaminant gazeux dans l’effluent d’un médium ou d’un dispositif GPAC
Note 1 à l’article: Voir pénétration (3.33).
3.6
courbe de percée en fonction du temps
tracé de la pénétration de contaminant en fonction du temps pour une concentration et un débit d’air
d’essai particuliers
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.67]
3.7
dérivation
proportion du flux d’air d’essai qui passe autour du GPACD sans contact avec le medium filtrant
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.64]
3.8
capacité
m
s
quantité (masse ou moles) d’un sorbate sélectionné qui peut être contenue dans le médium ou le dispositif
GPAC dans des conditions d’essai données, et un point terminal spécifique
Note 1 à l’article: La capacité peut également être négative pendant la désorption.
3.9
concentration d’essai
concentration du ou des contaminant(s) d’essai examinés contenus dans le flux d’air préalablement à la
filtration (flux d’air d’essai)
3.10
composé d’essai
composé chimique utilisé comme contaminant examiné pour tout essai donné
3.11
flux d’air d’essai
contaminant(s) d’essai examiné(s) dilué(s) à la (aux) concentration(s) spécifiée(s) de l’essai préalablement
à la filtration
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.16]
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3.12
cheminement
écoulement de gaz disproportionné ou inégal à travers des passages de plus faible résistance du fait
d’incohérences dans la conception ou la fabrication d’un GPACD, notamment dans des couches granulaires
empilées
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.17]
3.13
chimisorption
adsorption chimique
captage de contaminants sous forme de gaz ou de vapeurs sur un adsorbant, impliquant une réaction
chimique à la surface de ce dernier
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.19]
3.14
concentration
C
n
quantité d’une substance dispersée dans une quantité définie d’une autre
Note 1 à l’article: Les indices «n» indiquent l’emplacement ou l’origine.
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.21]
3.15
contaminant
substance (solide, liquide ou gazeuse) qui affecte négativement l’utilisation prévue d’un fluide
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.23]
3.16
temps de décroissance
t
Dn
temps nécessaire à l’instrument de contrôle du contaminant sous forme gazeuse pour enregistrer une
réduction de plus de 95 % de la concentration d’essai à moins de 5 % de la concentration d’essai (t - t )
END VC
au point d’échantillonnage en aval pour un essai (n), un gaz d’essai et un débit de gaz spécifiques après
l’arrêt de l’injection du contaminant en l’absence de médium ou de dispositif GPAC
3.17
désorption
processus dans lequel les molécules adsorbées quittent la surface de l’adsorbant et pénètrent à nouveau
dans le flux d’air
Note 1 à l’article: La désorption est l’inverse de l’adsorption.
3.18
aval
zone située après le filtre dans la direction de l’écoulement du fluide
3.19
courbe efficacité en fonction du temps
tracé de l’efficacité d’élimination du médium ou du dispositif GPAC en fonction du temps sur la durée
d’un essai pour une concentration et un débit d’air d’essai particuliers
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.31]
3.20
courbe efficacité en fonction de la capacité
tracé de l’efficacité d’élimination du GPACD en fonction de la capacité intégrée sur la durée d’un essai
pour une concentration et un débit d’air d’essai particuliers
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.28]
3.21
vitesse frontale
débit d’air divisé par l’aire de la section transversale du médium ou du dispositif GPAC
3.22
gaz
substance dont la pression de vapeur est supérieure à la pression ambiante, à la température ambiante
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.44]
3.23
dispositif de filtration moléculaire
GPACD
assemblage de dimensions fixes permettant l’élimination de contaminants gazeux ou en phase vapeur
spécifiques
Note 1 à l’article: Il est normalement sous la forme de boîte ou correspondant à une boîte de dimensions comprises
entre 300 × 300 × 300 mm jusqu’à approximativement 610 × 610 × 610 mm ou 2 pied x 2 pied x 2 pied.
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.45, modifiée – La note a été modifiée.]
3.24
surface frontale d’un médium ou d’un dispositif GPAC
aire de la section transversale du médium ou du dispositif GPAC incluant également un cadre de
protection ou d’autres structures supports s’il en est équipé, lorsqu’elle est observée dans la direction
du flux d’air en utilisant des dimensions exactes
3.25
médium de filtration moléculaire
GPACM
configuration de médium solide ou de médium utilisé pour filtrer un contaminant
EXEMPLE Un film poreux ou une couche fibreuse; sous forme de perle, un adsorbant (ou chimisorbant)
granulaire ou aggloméré; une structure d’appui en tissu, en mousse ou des monolithes contenant un adsorbant
sous forme de particules de petite taille, de granules, de sphères ou de poudre; un textile tissé ou non tissé
entièrement constitué d’un matériau adsorbant.
3.26
GPACM-LF
adsorbant sous forme de particules de différentes formes et tailles destiné, par exemple, à des applications
utilisant un médium en vrac
3.27
GPACM-FL
adsorbant sous forme d’une feuille plane qui est souple, mince, et nominalement bidimensionnelle
EXEMPLE Textiles tissés ou non tissés, papiers obtenus par voie humide, tampons lisses, feutres, etc.,
normalement manipulés sous forme de rouleaux.
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3.28
GPACM-TS
adsorbant sous forme d’une structure tridimensionnelle beaucoup plus épaisse qu’une feuille plane et
utilisé, par exemple, comme éléments finis dans un dispositif
EXEMPLE Structures souples à cellules ouvertes, c’est-à-dire constituées d’une mousse imprégnée plus
épaisse, de tampons ondulés, etc., et structures rigides perméables à l’air, c’est-à-dire constituées de particules
liées, de plaques en nid d’abeille, de monolithes extrudés, etc.
3.29
efficacité initiale
E
i
efficacité définie en calculant l’intersection de l’axe vertical d’efficacité par extrapolation d’un ajustement
linéaire de l’efficacité en fonction du temps à partir des valeurs comprises entre 2 et 12 minutes de la
courbe E en fonction du temps générée durant l’essai d’un médium ou d’un dispositif GPAC
3.30
contamination moléculaire
contamination présente sous forme de gaz ou de vapeurs dans un flux d’air et excluant les composés en
phase particulaire (solide) quelle que soit leur nature chimique
3.31
ppb(v)
mesure de la concentration en parties par milliard en volume normalement utilisée pour enregistrer les
niveaux ambiants de la pollution extérieure
3 3
Note 1 à l’article: L’unité est le mm /m .
3.32
ppm(v)
mesure de la concentration en parties par million en volume normalement utilisée pour enregistrer les
niveaux de pollution par exemple, dans le cadre de la sécurité sur les lieux de travail
3 3 3
Note 1 à l’article: Les unités sont le cm /m et le ml/m
3.33
pénétration
P
rapport de la concentration de contaminants en aval du filtre à la concentration (d’essai) en amont
Note 1 à l’article: Parfois exprimé en pourcentage.
Note 2 à l’article: Associé à l’efficacité (E) par l’expression: E = (1 - P) × 100 %.
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.51]
3.34
physisorption
adsorption physique
attraction d’adsorption physique d’un adsorbat à la surface, aussi bien la surface externe que la surface
poreuse interne, d’un adsorbant par des forces physiques (forces de Van der Waals)
3.35
pores
passages infinitésimaux par lesquels le fluide peut passer ou qui permettent au flux de fluide d’accéder
aux surfaces internes d’un médium adsorbant
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.55]
3.36
perte de charge
Δp
différence de pression entre deux points dans un système de flux d’air dans des conditions spécifiées,
notamment lorsqu’elle est mesurée entre l’amont et l’aval d’un médium ou d’un dispositif GPAC
3.37
efficacité d’élimination
E
fraction ou pourcentage d’un contaminant d’essai qui est retenu par un médium ou un dispositif GPAC à
un moment donné
3.38
pouvoir de rétention
m
r
mesurage de l’aptitude d’un adsorbant ou d’un GPACD à résister à la désorption d’un adsorbat
Note 1 à l’article: Calculée comme la capacité résiduelle (fraction restante) après avoir purgé l’adsorbant
uniquement avec de l’air propre conditionné, suite à la percée d’essai.
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.61, modifiée – La note a été ajoutée.]
3.39
temps de séjour
t
r
temps au cours duquel le fluide (ou contaminant) se situe dans les limites du volume du médium
EXEMPLE Un exemple de médium est une couche de granules ou une feuille non tissée.
Note 1 à l’article: Dans le cadre d’une utilisation type et de la présente partie de l’ISO 10121, cette valeur ne tient
pas compte du fait que le médium et les structures d’appui éventuelles occupent une portion significative du
volume de la couche [t = V (volume total de la couche) / Q (débit d’air)].
R
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.71]
3.40
temps de montée
t
Rn
temps entre l’injection initiale du contaminant et l’atteinte des 95 % de la concentration d’essai pour
un conduit vide (t - t ), mesuré à l’emplacement de l’échantillonnage en aval pour un essai (n), un gaz
0 VO
d’essai et un débit de gaz spécifiques
3.41
sorbate
composés moléculaires qui sont retenus dans l’adsorbant du dispositif
Note 1 à l’article: Le sorbate se référera aux composés prévus, tels que le gaz d’essai sélectionné dans un essai ou
la pollution en service réel, mais également à tout autre composé présent dans le flux d’air, par exemple les gaz et
les vapeurs.
3.42
sorption
processus par lequel les molécules de fluide (gaz ou liquide) sont éliminées par le GPACM par absorption
ou adsorption
3.43
vitesse spatiale
sv
mesurage du temps de séjour nécessaire pour que le flux d’air traverse la couche d’absorbant
EXEMPLE sv = débit volumique/volume total de la couche.
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-1
Note 1 à l’article: [sv] = (temps de séjour) .
3.44
vapeur
substance dont la pression de vapeur est inférieure à la pression ambiante, à la température ambiante,
mais qui est présente dans la phase gazeuse par évaporation ou sublimation
[SOURCE: ISO 29464:2011, 3.2.74]
4 Symboles et abréviations
4.1 Symboles
C concentration
C concentration en aval [ppb, ppm] mesurée à une position Y mm après l’échantillon de médium ou
D
le dispositif
C concentration en amont [ppb, ppm] mesurée à une position X mm avant l’échantillon de médium
U
ou le dispositif
d diamètre moyen des particules d’un adsorbant en vrac
pa
E efficacité d’élimination [%] du dispositif, mesurée à la concentration d’essai choisie pendant
C
l’essai de capacité
E efficacité enregistrée à la fin de la période d’essai ou valeur convenue entre l’utilisateur et le
END
fournisseur [%]
m pouvoir de rétention; [g], [mol], la quantité retenue par le médium ou le dispositif après ventila-
r
tion avec de l’air propre au même débit que celui choisi au cours de l’essai de capacité jusqu’à ce
que C atteigne une valeur spécifiée proche de zéro
D
m quantité totale intégrée [g], [mol] du composé d’essai, accumulée par le médium ou le dispositif
s
GPAC pendant toute la durée de l’essai
m quantité intégrée en moles ou grammes du composé d’essai, accumulée au cours du mesurage en
sD
position aval
m quantité intégrée en moles ou grammes du composé d’essai, accumulée au cours du mesurage en
sU
position amont
n nombre de pores le long du (plus petit) diamètre d’un échantillon de GPACM-TS
p
p pression en aval [Pa] mesurée à une position Y mm après l’échantillon de médium ou le dispositif
D
p pression en amont [Pa] mesurée à une position X mm avant l’échantillon de médium ou le disposi-
U
tif
Q débit d’air; débit utilisé lors de l’essai (indiqué en 5.4 ou 5.5) [m /h] mesuré à une position Z mm
après l’échantillon de médium ou le dispositif
Q débit moyen d’air calculé à partir de mesures individuelles régulièrement réparties sur la période
A
d’essai
RH humidité relative en aval [%] mesurée à une position Y mm après l’échantillon de médium ou le
D
dispositif
RH humidité relative en amont [%] mesurée à une position X mm avant l’échantillon de médium ou le
U
dispositif
t temps
t temps de démarrage. Moment auquel C (concentration de contaminant en amont) est égale à la
0 U
concentration d’essai choisie pour un porte-échantillon ou un conduit vide
t temps de décroissance pour la concentration d’essai utilisée lors du mesurage de la capacité
DC
t temps d’arrêt d’un essai. Moment auquel une concentration souhaitée ou d’autres critères d’arrêt
END
ont été satisfaits dans n’importe lequel des modes opératoires d’essai prescrits (convenus entre
utilisateur et fournisseur)
t temps de montée pour la concentration d’essai utilisée lors du mesurage de la capacité
RC
t temps noté à la fermeture de la vanne de gaz d’essai
VC
t temps noté à l’ouverture de la vanne de gaz d’essai
VO
T température en aval [°C] mesurée à une position Y mm après l’échantillon de médium ou le dis-
D
positif
T température en amont [°C] mesurée à une position X mm avant l’échantillon de médium ou le
U
dispositif
v vitesse frontale [m/s] calculée à partir du débit et de l’aire de la section transversale de l’échan-
f
tillon de médium ou du dispositif
X position X située suffisamment à l’avant du dispositif pour permettre des mesures sans pertur-
bation, déterminée dans la partie validation à l’Annexe A. Au niveau de la position X, la concen-
tration de composé d’essai est suffisamment mélangée et représente la concentration en amont à
laquelle sera exposé l’échantillon de GPACM
x distance minimale recommandée par rapport à la partie la plus haute du porte-échantillon de
même diamètre que la face amont de l’échantillon
Y position Y située suffisamment loin après le dispositif pour permettre des mesures sans pertur-
bation, déterminée dans la partie validation à l’Annexe A. Au niveau de la position Y, la concentra-
tion de pénétration du composé d’essai est suffisamment mélangée et représente la concentra-
tion moyenne en aval après l’échantillon de GPACM
y distance minimale recommandée entre la face aval de l’échantillon et la partie la plus basse du
porte-échantillon de même diamètre que l’échantillon
Z position Z placée suffisamment loin du médium ou du dispositif pour permettre une mesure
fiable du débit en utilisant un dispositif à orifice, déterminée dans la partie validation, à l’An-
nexe A
Δp perte de charge mesurée sur l’échantillon de médium ou le dispositif soumis à essai [Pa]
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4.2 Abréviations
ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers
ASTM ASTM International, anciennement connu sous l’appellation American Society for Testing
and Materials (ASTM)
HEPA Filtre à air à très haute efficacité
JIS Normes industrielles japonaises
JSA Association japonaise de normalisation
MSDS Fiche de donnée de sécurité (FDS)
NMP Méthyl-n-pyrrolidone-2
TLV valeur limite d’exposition (VLE). Quantité d’une substance chimique représentant le
niveau auquel un travailleur est censé pouvoir être exposé jour après jour pendant sa vie
professionnelle sans effets nocifs pour la santé
VOC Composé Organique Volatile (COV)
5 Essais de différentes configurations de GPACM
5.1 Généralités
La présente partie de l’ISO 10121 indique la méthode de mesurage des quatre paramètres qui reflètent
les performances d’un GPACM. Les quatre paramètres sont les suivants:
— perte de charge, Δp;
— capacité, m ;
s
— efficacité d’élimination, E;
— pouvoir de rétention, m .
r
Ces paramètres sont:
— liés les uns aux autres;
— différents pour différents gaz (exception: Δp n’est pas affecté);
— différents pour différentes concentrations du même gaz (exception: Δp n’est pas affecté);
— affectés par la présence d’autres gaz, par la température, par l’humidité et par le débit d’air;
— différents pour différentes tailles de particules d’échantillons en vrac occupant le même volume;
— différents pour des matériaux identiques soumis à des vitesses frontales différentes et/ou de
différentes épaisseurs.
Pour réaliser les essais dans des temps suffisamment courts, la concentration est fortement augmentée
pour accélérer l’essai. Dans la présente partie de l’ISO 10121, deux niveaux de concentration sont
proposés pour la détermination de la capacité en 5.4.
L’Article 5 décrit la partie normalisée du banc d’essai et le porte-échantillon normalisé pour différents
GPACM, les paramètres normatifs pour la production du flux d’air d’essai et les gaz d’essai à des fins
de référence. L’Article 6 décrit de manière détaillée la séquence d’essai pour le conditionnement et la
détermination de la perte de charge, de l’efficacité d’élimination, de la capacité et du pouvoir de rétention,
dans cet ordre.
5.2 Montage d’essai et porte-échantillon normatif pour GPACM
Le porte-échantillon pour GPACM doit être installé sans fuite ni dérivation. Il convient que le flux d’air soit
mélangé uniformément à vitesse et concentration en amont constantes sur la section transversale. Une
représentation schématique du porte-échantillon est donnée à la Figure 1. Les paramètres enregistrés
sont la concentration C, la pression p, la température T et l’humidité relative RH dans deux positions. Le
débit d’air est enregistré à une troisième position. Il convient que les porte-échantillons soient verticaux
et le sens d’écoulement le plus logique est de haut en bas, comme indiqué à la Figure 1. De cette manière,
les perturbations de la couche dues à l’écoulement sont évitées. Toutefois, lorsque des écrans à ressort
sont utilisés pour maintenir le matériau, le sens d’écoulement peut aussi être de bas en haut. La présente
partie de l’ISO 10121 donne l’exemple du mode opératoire de mesurage d’un seul échantillon. Un banc
d’essai comportant plusieurs porte-échantillons en parallèle est souvent utilisé et peut être avantageux.
Le mode opératoire peut aisément être étendu pour s’adapter à des mesurages multiples, comme décrit
en 6.1.
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Légende
1 échantillonnage du débit d’air, Q, au point Z
2 point d’échantillonnage en amont pour T , RH , p et C au point X
U U U U
3 diffuseur à une distance x de la surface de l’échantillon de médium
4 échantillon de médium GPAC de diamètre D et d’épaisseur T, voir Annexe D
5 diffuseur à une distance y de la surface de l’échantillon de médium
6 point d’échantillonnage en aval pour T , RH , p et C au point Y
D D D D
Figure 1 — Représentation schématique d’un porte-échantillon montrant le système de
conduits, les paramètres de mesure et les points d’échantillonnage (les paramètres normatifs
sont donnés à l’Annexe D)
Les média sont utilisés dans différentes configurations selon la configuration et la construction du
dispositif prévu. Pour couvrir la plupart des applications, trois configurations différentes de GPACM sont
définies. Les trois types différents identifiés dans la présente partie de l’ISO 10121 sont le GPACM-LF
(particules de différentes formes et tailles destinées par exemple aux applications utilisant un médium
en vrac), le GPACM-FL (feuille textile plane destinée par exemple aux dispositifs plans à une seule
couche, aux dispositifs plissés ou aux dispositifs à sac) et le GPACM-TS (structures tridimensionnelles
beaucoup plus épaisses qu’une feuille plane et utilisées par exemple en tant qu’éléments finis dans un
dispositif). Pour chacune de ces trois configurations de GPACM, des mesures normatives du porte-
échantillon sont indiquées à l’Annexe D. L’Annexe D contient également des informations normatives
spécifiques relatives à l’utilisation de chaque porte-échantillon, comprenant l’épaisseur (de la couche)
d’échantillon et la vitesse frontale sur l’échantillon ainsi que le mode opératoire prescrit de remplissage
et d’échantillonnage.
Il est également courant de soumettre à essai des parties de dispositifs, par exemple des sections découpées
dans un GPACD complet. Celles-ci peuvent être soumises à essai conformément à l’ISO 10121-2 en réglant
le débit en fonction de la section transversale résiduelle de l’échantillon. Une plaque d’adaptation unique
étant utilisée selon les dimensions et le type de GPACD, aucune section d’essai normative ne peut être
définie. Cet essai ne fait donc pas partie de la présente partie de l’ISO 10121.
L’équipement d’essai supportant le porte-échantillon normatif peut être conçu de différentes manières
et la présente partie de l’ISO 10121 n’impose en aucune manière l’application d’une solution technique
ou d’une technique d’analyse particulière. Une conception schématique est néanmoins illustrée à
l’Annexe C. Des techniques de production et d’analyse de gaz sont proposées à l’Annexe B. Il convient
que l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 10121 choisisse la solution la mieux adaptée compte
tenu de la disponibilité des équipements et d’autres questions techniques, par exemple la capacité d’un
échantillon unique ou d’échantillons multiples en parallèle. Certains paramètres essentiels risquent de
SERIEUSEMENT BIAISER LES DONNEES ou rendre les essais de référence impossibles sauf s’ils sont
maintenus dans les limites spécifiées. Ces paramètres sont indiqués dans la section d’essai normative à
la Figure 1 et dans le Tableau 1. Le respect de ces niveaux doit être démontré par les essais prévus dans
la partie validation.
5.3 Données brutes, précision d’échantillonnage et paramètres de production nor-
matifs
Dans l’idéal, il convient que tous les paramètres de mesure de la Figure 1 soient mesurés en continu par un
système d’enregistrement informatisé. Il convient que la fréquence d’échantillonnage soit suffisamment
élevée pour obtenir des données d’adsorption et de désorption ayant une résolution suffisante. Le
Tableau 1 ci-dessous donne les paramètres de production normatifs ainsi que la précision prescrite:
Tableau 1 — Paramètres de production normatifs, fréquence de mesurage et exigences de
précision pendantl’essai
Paramètre Paramètres de Unité Plage Précision Variation admis- Fréquence de
production nor- absolue sible pendant mesurage
matifs l’essai
C sélectionnés au 5 000 – 5 min, 1 h, 4 h,
U
ppb(v) ± 1,5 % ± 3 %
a,b
5.4 ou 5.5 100 000 12 h
b
C n.a. ppb(v) 100 – 100 000 ± 1,5 % NA 1 min
D
T 23 ou sélection-
U
± 0,5 °C
nés au 5.5
c
°C NA ± 0,5 °C identique à CD
T NA NA
D
RH 50 ou sélection-
U
± 3 % RH
nés au 5.5
c
% NA ± 1 % RH identique à CD
RH NA NA
D
p , p ― mbar ― ± 5 % ± 5 identique à CD
U D
Δp spécifique au
médium et au Pa ― ± 2 identique à CD
porte-échantillon
Q, débit d’air donnés à l’An- m3/h NA
nexe D pour le 5.4
± 5 % ± 3 % identique à CD
v , vitesse fron- m/s NA
f
ou sélectionnés
tale
par l’utilisateur
temps de séjour au 5.5 s NA NA NA NA
a
Il est nécessaire de mesurer la concentration en amont au minimum avant et après une séquence d’essai individuelle.
b
Un intervalle plus long peut être utilisé si au moins 100 points peuvent être obtenus jusqu’à une efficacité de
50 % eff. Une durée de mesurage plus longue peut être nécessaire pour la concentration pour permettre la détection d’un
niveau faible en utilisant un équipement hors site, par exemple les tubes Tenax, ce qui se traduit par une fréquence de
mesurage supérieure à 5 minutes.
c
Les plages utiles informatives de T et RH sont respectivement 15–45 et 30–95.
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5.4 Paramètres d’essai pour l’essai de référence normalisé
5.4.1 Généralités
A des fins de référence généralement applicable, deux niveaux de concentrations et trois gaz, communs
à l’ensemble des configurations de GPACM définies dans la présente partie de l’ISO 10121, sont proposés.
Ils sont indiqués dans le Tableau 2 ci-dessous. Tous les autres paramètres sont spécifiés de façon
normative, mais sont différents pour les différentes configurations de GPACM indiquées à l’Annexe D.
L’ensemble du montage d’essai choisi est le meilleur compromis entre les erreurs de mesure, la résolution
des techniques de mesurage disponibles et les durées d’essai acceptables.
5.4.2 Concentration d’essai
Pour s’assurer que l’essai peut être réalisé sur une durée d’essai comprise entre 1 h et 12 h, deux
concentrations élevées sont spécifiées, 9 ppm(v) et 90 ppm(v). La concentration la plus élevée peut être
nécessaire afin de s’assurer que le médium est suffisamment sollicité pour montrer une décroissance
d’efficacité. Pour s’assurer que l’essai sollicite suffisamment le médium pour produire des données
utiles, une efficacité finale minimale admissible est également spécifiée. Les données obtenues peuvent
être utilisées pour comparer différents échantillons dans la même configuration de GPACM à condition
que les données comparées pour LES DEUX ECHANTILLONS aient été mesurées à 9 ou 90 ppm(v) avec
le même gaz d’essai, le même porte-échantillon et la même option d’essai, c’est-à-dire la même vitesse
frontale et la même hauteur de matériau.
5.4.3 Filtres pour COV soumis à essai avec du toluène
L’objectif est de sélectionner la plus faible concentration de toluène chaque fois que possible, car les
données produites à partir de cette concentration sont plus proches de l’application réelle. À des
concentrations plus élevées, les isothermes de différents adsorbants peuvent changer de classe en
raison du volume des pores et présenter une capacité «vide» et facilement désorbée non disponible dans
l’application réelle.
5.4.4 Filtres pour acides et bases soumis à essai respectivement avec du SO et du NH
2 3
Pour les acides et les bases inorganiques, aucune différence dépendant de la concentration n’étant
attendue à 9 ou 90 ppm(v), il est ainsi possible d’utiliser la concentration la plus élevée pour plus de
commodité. Il faut cependant faire preuve de prudence et consulter les données disponibles pour
l’adsorbant, car ceci peut ne pas se vérifier pour tous les systèmes d’adsorbant. En outre, l’absorption du
SO dépend souvent de l’humidité relative. Pour une application de SO où la température ou l’humidité
2 2
relative attendue est éloignée de la valeur normative, il est recommandé d’utiliser les paramètres de
l’application réelle et de réaliser l’essai conformément
...