ISO 10121-1:2014

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10121-1
First edition
2014-04-15
Test method for assessing the
performance of gas-phase air cleaning
media and devices for general
ventilation —
Part 1:
Gas-phase air cleaning media
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)
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
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ii © ISO 2014 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 6
4.1 Symbols . 6
4.2 Abbreviated terms . 8
5 Testing of different GPACM configurations. 8
5.1 General . 8
5.2 Test setup and normative GPACM sample holder . 9
5.3 Raw data, sampling accuracy and normative generation parameters .11
5.4 Test parameters for the standardized benchmark test .11
5.5 Test parameters selected between user and supplier .13
6 Test sequence .14
6.1 General .14
6.2 Conditioning and pressure drop determination .14
6.3 Capacity determination .15
6.4 Retentivity determination .18
7 Validation of test setup .19
7.1 General .19
7.2 Determination of rise time and decay time .19
8 Evaluation and report .21
8.1 Test report introduction .21
8.2 Test report example .21
9 Safety features .25
Annex A (normative) Test equipment requirements, equipment validation and
routine operation .26
Annex B (informative) Challenge gases, generation sources and analysis techniques .29
Annex C (informative) Design of a media test stand .35
Annex D (normative) Normative sampling procedures and test parameters for different GPACM .36
Bibliography .40
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.
ISO 10121 consists of the following parts, under the general title Test methods for assessing the
performance of gas-phase air cleaning media and devices for general ventilation:
— Part 1: Gas-phase air cleaning media (GPACM)
— Part 2: Gas-phase air cleaning devices (GPACD)
iv © ISO 2014 – All rights reserved

Introduction
There is an increasing use and need for gas-phase filtration in general filtration applications. This demand
can be expected to increase rapidly due to the increasing pollution problems in the world together with
an increasing awareness that solutions to the problems are available in the form of filtration devices
or phrased more technically: gas-phase air cleaning devices (GPACD). The performance of devices
using adsorption for gas removal relies to a large extent on the performance of a solid gas-phase air
cleaning media (GPACM) incorporated in the device. Still applications, device performance and media
performance are often poorly understood by the user and supplier of such media and devices. Media
tests may also be adequate to offer data for real applications if actual low concentrations (<100 ppb) and
longer exposure times (>weeks) can be used in the test, provided that the geometrical configuration,
packing density and flow conditions of the small-scale test specimen are equal to those used in the real
applications. Such tests are however not included in the scope of this part of ISO 10121. This part of
ISO 10121 attempts to increase understanding and communication by supplying a more standardized
interface between media suppliers, device suppliers and end users. At present, standards exist for
[1]
general ventilation in Japan by JIS, Automotive filters by ISO, in-duct sorptive media gas-phase air-
[2] [3] [5]
cleaning devices by ASHRAE and for adsorptive media by ASHRAE and ASTM. No international
standard for general filtration exists today.
This part of ISO 10121 provides methods, test equipment, data interpretation and reporting for three
different types of gas-phase air cleaning media (GPACM) intended for use in gas-phase air cleaning
devices (GPACD) for general ventilation applications.
In addition information is given in a number of annexes:
— Annex A describes the normative validation procedure in detail in a tabulated form.
— Annex B gives a list of possible test gases, generation sources and suggests proper analysis equipment
for common test gases
— Annex C describes the design of the test stand except the normative sample holder.
— Annex D describes the normative test setup and normative section of the test stand for the three
different media configurations.
A general introduction to molecular filtration and molecular filtration testing can be found in the
scientific literature.
The ISO 10121 series aims to provide laboratory test methods for media and devices which are used for
removal of gas-phase contaminants from air in general ventilation. It consists of two parts:
— ISO 10121-1 covers three different media configurations and is targeted towards giving a
standardized interface between media suppliers and producers of air cleaning devices. It may also
be used between media suppliers and end customers with regards to loose fill media properties.
— ISO 10121-2 aims to give a standardized interface between suppliers of air cleaning devices and end
customers seeking the best performing and most economical way to employ gas-phase filtration.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10121-1:2014(E)
Test method for assessing the performance of gas-phase
air cleaning media and devices for general ventilation —
Part 1:
Gas-phase air cleaning media
1 Scope
This part of ISO 10121 aims to provide an objective laboratory test method, a suggested apparatus,
normative test sections and normative tests for evaluation of three different solid gas-phase air
cleaning media (GPACM) or GPACM configurations for use in gas-phase air cleaning devices intended
for general filtration applications. This part of ISO 10121 is specifically intended for challenge testing
and not for general material evaluation or pore system characterization. The three different types of
GPACM identified in this part of ISO 10121 are GPACM-LF (particles of different shape and size intended
for e.g. Loose Fill applications), GPACM-FL (FLat sheet fabric intended for e.g. flat one layer, pleated or
bag type devices) and GPACM-TS (three dimensional structures that are many times thicker than flat
sheet and e.g. used as finished elements in a device). The tests are conducted in an air stream and the
GPACM configurations are challenged with test gases under steady-state conditions. Since elevated gas
challenge concentrations (relative to general ventilation applications) are used, test data should be used
to compare GPACM within the same configuration and not for the purpose of predicting performance
in a real situation. It is also not implied that different GPACM configurations can be directly compared.
The primary intention is to be able to compare like GPACM configurations to like, not between GPACM
configurations. Testing of complete devices is described in ISO 10121-2.
To ensure objectivity for test equipment suppliers, no specific design of the test apparatus is defined:
an example is illustrated in Annex C (informative). Instead normative demands for media sample holder
design, apparatus properties and validation tests are specified.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 10121-2, Test methods for assessing the performance of gas-phase air cleaning media and devices for
general ventilation — Part 2: Gas-phase air cleaning devices (GPACD)
ISO 29464, Cleaning equipment for air and other gases — Terminology
ASTM D2854, Standard Test Method for Apparent Density of Activated Carbon
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29464 and the following apply.
3.1
absorption
transport and dissolution of a sorbate into an absorbent
3.2
adsorbate
molecular compound in gaseous or vapour phase that will be retained by the adsorbent material of the
media
3.3
adsorbent
material that collects adsorbates on its surface through physical or chemical processes
3.4
adsorption
process in which the molecules of a gas adhere by physical or chemical processes to the exposed surface
of solid substances, both the outer surface and inner pore surface, with which they come into contact
3.5
breakthrough
amount of gaseous contaminant in the effluent of a GPAC Media or Device
Note 1 to entry: See penetration (3.33).
3.6
breakthrough vs. time curve
plot of contaminant penetration versus time for a particular challenge concentration and airflow
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.67]
3.7
bypass
proportion of the challenge air stream that passes around the GPACD without contacting the filter media
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.64]
3.8
capacity
m
s
amount (mass or moles) of a selected sorbate that can be contained in the GPAC Media or Device at given
test conditions, and a specific end point
Note 1 to entry: Capacity can also be negative during desorption.
3.9
challenge concentration
concentration of the test contaminant(s) of interest in the air stream prior to filtration (challenge air
stream)
3.10
challenge compound
chemical compound that is being used as the contaminant of interest for any given test
3.11
challenge air stream
test contaminant(s) of interest diluted to the specified concentration(s) of the test prior to filtration
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.16]
3.12
channeling
disproportionate or uneven flow of gas through passages of lower resistance due to inconsistencies in
the design or production of a GPACD, particularly in packed granular beds
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.17]
2 © ISO 2014 – All rights reserved

3.13
chemisorption
chemical adsorption
trapping of gaseous or vapour contaminants on an adsorbent involving chemical reaction on the
adsorbent surface
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.19]
3.14
concentration
C
n
quantity of one substance dispersed in a defined amount of another
Note 1 to entry: Indices “n” denote location or origin.
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.21]
3.15
contaminant
substance (solid, liquid, or gas) that negatively affects the intended use of a fluid
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.23]
3.16
decay time
t
Dn
time required for the gas contaminant monitoring instrument to record a reduction from greater than
95 % of the challenge concentration to less than 5 % of the challenge concentration (t - t ) at the
END VC
downstream sampling point for a specific test (n), challenge gas and gas flow after stopping the injection
of the contaminant with no GPAC Media or Device present
3.17
desorption
process in which adsorbate molecules leave the surface of the adsorbent and re-enter the air stream
Note 1 to entry: Desorption is the opposite of adsorption.
3.18
downstream
area following the filter in the direction of fluid flow
3.19
efficiency vs. time curve
plot of the GPAC Media or Device removal efficiency against time over the duration of a challenge test for
a particular challenge concentration and airflow
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.31]
3.20
efficiency vs. capacity curve
plot of the GPACD removal efficiency against the integrated capacity over the duration of a challenge test
for a particular challenge concentration and airflow
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.28]
3.21
face velocity
air flow rate divided by the cross sectional area of the GPAC Media or Device
3.22
gas
substance whose vapour pressure is greater than the ambient pressure at ambient temperature
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.44]
3.23
gas-phase air cleaning device
GPACD
assembly of a fixed size enabling the removal of specific gas- or vapour-phase contaminants
Note 1 to entry: It is normally box shaped or fits into a box of dimensions between 300 mm × 300 mm × 300 mm
up to approximately 610 mm × 610 mm × 610 mm or 2 feet × 2 feet × 2 feet.
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.45, modified – NOTE has been modified.]
3.24
GPAC media or device face area
cross-sectional area of the GPAC Media or Device also including a header frame or other support
structures if so equipped when viewed from the direction of air flow using exact dimensions
3.25
gas-phase air cleaning media
GPACM
solid media or media configuration used for filtering a contaminant
EXAMPLE A porous film or fibrous layer; a bead shaped, granular or pelletized adsorbent (or chemisorbent); a
support structure of fabric, foam or monoliths containing adsorbent in the form of small sized particles, granules,
spheres or powder; a woven or nonwoven fabric completely made from an adsorbent material.
3.26
GPACM-LF
adsorbent in the form of particles of different shape and size intended for e.g. loose fill applications
3.27
GPACM-FL
adsorbent in the form of flat sheet that is flexible, thin, and nominally 2-dimensional
EXAMPLE Woven or nonwoven fabrics, wet laid papers, smooth pads, felts etc. normally handled as roll
goods.
3.28
GPACM-TS
adsorbent in the form of a three dimensional structure that is many times thicker than flat sheet and e.g.
used as a finished element in a device
EXAMPLE Flexible open cell structures, i.e. of thicker impregnated foam, corrugated pads etc. and air
permeable rigid structures, i.e. of bonded particles, honeycomb trays, extruded monoliths, etc.
3.29
initial efficiency
E
i
efficiency calculated as the intersection of vertical efficiency axis by extrapolation of a linear fit of
efficiency vs. time from the values between 2 to 12 minutes of the E vs. time graph generated during
testing of a GPAC Media or Device
3.30
molecular contamination
contamination present in gas or vapour phase in an air stream and excluding compounds in particulate
(solid) phase regardless of their chemical nature
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3.31
ppb(v)
parts per billion by volume concentration measure normally used to record ambient levels of outdoor
pollution
3 3
Note 1 to entry: Units are mm /m .
3.32
ppm(v)
parts per million by volume concentration measure normally used to record pollution levels in, e.g. work
place safety
3 3 3
Note 1 to entry: Units are cm /m and ml/m .
3.33
penetration
P
ratio of contaminant concentration downstream of the filter to the upstream (challenge) concentration
Note 1 to entry: Sometimes expressed as a percentage.
Note 2 to entry: Related to efficiency (E) by the expression: E = (1 – P) × 100 %.
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.51]
3.34
physisorption
physical adsorption attraction of an adsorbate to the surface, both outer surface and inner pore surface,
of an adsorbent by physical forces (Van der Waals forces)
3.35
pores
minute passageways through which fluid may pass or that expose to the fluid stream the internal
surfaces of an adsorbent media
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.55]
3.36
pressure drop
Δp
difference in pressure between two points in an airflow system at specified conditions, especially when
measured across a GPAC Media or Device
3.37
removal efficiency
E
fraction or percentage of a challenge contaminant that is retained by a GPAC Media or Device at a given
time
3.38
retentivity
m
r
measure of the ability of an adsorbent or GPACD to resist desorption of an adsorbate
Note 1 to entry: Computed as the residual capacity (fraction remaining) after purging the adsorbent with clean,
conditioned air only, following challenge breakthrough.
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.61, modified – NOTE has been added]
3.39
residence time
t
r
relative time that an increment of fluid (or contaminant) is within the boundaries of the media volume
EXAMPLE An example of the media volume is a bed of granules or a non-woven sheet.
Note 1 to entry: In typical use and in this part of ISO 10121, this value neglects the fact that the media and possible
support structures occupy a significant portion of the volume of the bed [ tR = V (total bed volume) / Q (air flow
rate)].
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.71]
3.40
rise time
t
Rn
time between initial injection of contaminant and reaching 95 % of the challenge concentration for an
empty duct (t - t ) measured at the downstream sampling location for a specific test (n), challenge gas
0 VO
and gas flow
3.41
sorbate
molecular compounds that are retained in the adsorbent of the device
Note 1 to entry: The sorbate will refer to both intended compounds like the selected challenge gas in a test or
pollution in real service but also any other compounds present in the air stream, e.g. gases and vapours.
3.42
sorption
process in which fluid molecules (gas or liquid) are removed by the GPACM by absorption or adsorption
3.43
space velocity
sv
measure of residence time of the airflow to pass through the adsorbent bed
EXAMPLE sv = volumetric flow rate/total volume of the bed.
−1
Note 1 to entry: [sv] = (residence time) .
3.44
vapour
substance whose vapour pressure is less than the ambient pressure at ambient temperature, but is
present in the gas-phase through evaporation or sublimation
[SOURCE: ISO 29464:2011; 3.2.74]
4 Symbols and abbreviated terms
4.1 Symbols
C concentration
C downstream concentration [ppb, ppm] measured at a position Y mm after the media sample or
D
device
C upstream concentration [ppb, ppm] measured at a position X mm before the media sample or
U
device
d the average particle diameter of a loose fill adsorbent
pa
6 © ISO 2014 – All rights reserved

E removal efficiency [%] for the device measured at the challenge concentration selected during
C
the capacity test
E efficiency recorded at stop test time or value agreed between user and supplier [%]
END
m retentivity; [g],[mol] the amount withheld by the media or device after ventilating with clean
r
air at the same flow selected during the capacity test until C reaches a specified value close
D
to zero.
m the total integrated amount [g], [mol] of challenge compound accumulated by the GPAC media
s
or device during the whole challenge test
m the integrated amount in moles or gram of challenge compound accumulated during measure-
sD
ment at the downstream position
m the integrated amount in moles or gram of challenge compound accumulated during measure-
sU
ment at the upstream position
n the number of pores along the (shortest) diameter of a GPACM-TS sample
p
p downstream pressure [Pa] measured at a position Y mm after the media sample or device
D
p upstream pressure [Pa] measured at a position X mm before the media sample or device
U
Q air flow rate; flow used in test (given by 5.4 or 5.5) [m /h] measured at a position Z mm from
the media sample or device
Q the average air flow rate calculated from individual measurements evenly distributed over
A
the test period.
RH downstream relative humidity [%] measured at a position Y mm after the media sample or
D
device
RH upstream relative humidity [%] measured at a position X mm before the media sample or
U
device
t time
t start time. The time when C (contamination concentration upstream) equals the selected
0 U
challenge concentration for an empty sample holder or duct
t decay time for challenge concentration used in the capacity measurement
DC
t time when a test is stopped. The time when a desired concentration or other termination
END
criteria have been met in any of the prescribed test procedures (agreed between user and sup-
plier)
t rise time for challenge concentration used in the capacity measurement
RC
t time noted at challenge gas valve closure
VC
t time noted at challenge gas valve opening
VO
T downstream temperature [°C] measured at a position Y mm after the media sample or device
D
T upstream temperature [°C] measured at a position X mm before the media sample or device
U
v face velocity [m/s] calculated from flow and cross sectional area of media sample or device
f
X a position X positioned sufficiently far ahead of the device to allow undisturbed measure-
ments, determined in the validation, Annex A. At the position X the concentration of challenge
compound is sufficiently mixed and represents the upstream concentration that the GPACM
sample will be challenged with.
x the minimum recommended distance from the highest part of the sample holder with the
same diameter as the upstream side of the sample
Y a position Y positioned sufficiently far after the device to allow undisturbed measurements,
determined in the validation section, Annex A. At the position Y the concentration of penetrat-
ing challenge compound is sufficiently mixed and represents the average downstream concen-
tration after the GPACM sample.
y the minimum recommended distance from the downstream side of the sample to the lowest
part of the sample holder with the same diameter as the sample.
Z a position Z positioned sufficiently far from the media or device to permit a reliable flow
measurement using an orifice device, determined in the validation, Annex A.
Δp pressure drop measured over the tested media sample or device [Pa]
4.2 Abbreviated terms
ASHRAE American Society of Heating Refrigerating and Air-conditioning Engineers
ASTM ASTM International, formerly known as the American Society for Testing and Materials
(ASTM)
HEPA High Efficiency Particulate Air (filter)
JIS Japanese Industrial Standards
JSA Japanese Standards Association
MSDS Material Safety Data Sheet
NMP n-Methyl −2-pyrrolidone
TLV threshold limit value. Amount of a chemical substance is a level to which it is believed a
worker can be exposed day after day for a working lifetime without adverse health effects.
VOC Volatile Organic Compound
5 Testing of different GPACM configurations
5.1 General
This part of ISO 10121shows how to measure four key parameters that reflect the performance of a
GPACM. The four parameters are:
— Pressure drop, Δp;
— Capacity, m ;
s
— Removal efficiency, E;
— Retentivity, m .
r
These parameters are:
— linked to each other;
— different for different gases (exception; Δp is not affected);
— different for different concentrations of the same gas (exception; Δp is not affected);
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— affected by other gases present, by temperature, by humidity and by the air flow;
— different for different particle sizes of loose fill samples occupying the same volume;
— different for identical materials subjected to different face velocities and/or material thicknesses.
In order to perform tests at sufficiently short test times the concentration is strongly increased to
accelerate the test. In this part of ISO 10121 two concentration levels are suggested for the determination
of capacity in 5.4.
Clause 5 describes the normative part of the test stand and normative sample holder for different GPACM,
normative parameters for generation of the challenge air stream and test gases for benchmark purposes.
Clause 6 describes in detail the test sequence for conditioning and for determination of pressure drop,
removal efficiency, capacity and retentivity in this order.
5.2 Test setup and normative GPACM sample holder
The GPACM sample holder shall be installed without leakages or bypass. The air stream should be
uniformly mixed and with equal velocity and upstream concentration over the cross section. A schematic
view of the sample holder is shown in Figure 1. Recorded parameters are concentration C, pressure p,
temperature T and relative humidity RH in two positions. The air flow is recorded at a third position.
The sample holders should be vertical and the flow direction is most logically from top to bottom as
indicated in Figure 1. In this way bed disturbances due to the flow are avoided. However, if spring loaded
screens are used to hold the material the flow direction may be from bottom to top as well. This part of
ISO 10121 exemplifies the procedure of measuring a single sample. A test stand with multiple parallel
sample holders is often used and may be advantageous. The procedure can easily be expanded to work
with multiple measurements as discussed in 6.1.
Key
1 Q, air flow rate sampling at point Z
2 upstream sampling point for T , RH , p and C at point X
U U U U
3 diffusor at a distance x from the media sample surface
4 GPAC media sample of diameter D and thickness T, see Annex D
5 diffusor at a distance y from the media sample surface
6 downstream sampling point for T , RH , p and C at point Y
D D D D
Figure 1 — Schematic view of a sample holder showing ducting, measurement parameters and
sampling points (normative parameters are given in Annex D)
Media are used in different configurations depending on the configuration and construction of the
intended device. To cover most applications three different GPACM configurations are defined. The
three different types identified in this part of ISO 10121 are GPACM-LF (particles of different shape
and size intended for e.g. Loose Fill applications), GPACM-FL (FLat sheet fabric intended for e.g. flat one
layer, pleated or bag type devices) and GPACM-TS (three dimensional structures that are many times
thicker than flat sheets and e.g. used as finished elements in a device). For each of these three GPACM
configurations normative measures of the sample holder are given in Annex D. Annex D also contain
specific normative information for the use of each sample holder including sample (bed) thickness and
sample face velocity as well as the prescribed sampling and filling procedure.
It is also common to test parts of devices e.g. cut out sections from a complete GPACD. These may be
tested according to ISO 10121-2 with flow adjusted to the remaining cross section of the sample. Since
a unique adaptor plate is used depending on size and type of GPACD no normative test section can be
defined. This test is therefore not part of this part of ISO 10121.
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The test equipment supporting the normative sample holder can be designed in various ways and it is not
the purpose of this part of ISO 10121 to enforce a particular engineering solution or analysis technique.
A schematic design is however shown in Annex C. Gas generation and analysis techniques are suggested
in Annex B. It is the user of this part of ISO 10121 that should select the solution best fitted with regard
to equipment availability and other technical concerns e.g. single or multiple parallel sample capacity.
There are some key parameters that WILL SEVERELY SKEW THE DATA or make benchmark testing
impossible unless they are controlled within specified limits. These parameters are displayed in the
normative test section in Figure 1 and Table 1. The adherence to these levels shall be demonstrated by
the tests provided in the validation section.
5.3 Raw data, sampling accuracy and normative generation parameters
Ideally all measurement parameters in Figure 1 should be measured continuously with a computerised
logging system. The sampling frequency should be fast enough to produce sufficient resolution in the
adsorption and desorption data. In Table 1 below normative generation parameters in addition to
prescribed accuracy are given:
Table 1 — Normative generation parameters, measurement frequency and demands on
accuracy during test
Parameter Normative genera- Unit Range Absolute Permissible Measurement
tion parameters accuracy oscillation frequency
during test
C 5min, 1h, 4h,
U
selected in 5.4 or 5.5 ppb(v) 5000 - 100000 ±1,5 % ±3 %
a, b
12h
b
C n.a. ppb(v) 100 - 100000 ±1,5 % n.a. 1 min
D
T 23 or selected in 5.5 ±0,5°C
U
c
°C n.a. ±0,5°C same as C
D
T n.a. n.a.
D
RH 50 or selected in 5.5 ±3 % RH
U
c
% n.a. ±1 % RH same as C
D
RH n.a. n.a.
D
p , p - mbar - ±5 % ±5 same as C
U D D
Δp specific for media
Pa - ±2 same as C
D
and sample holder
Q, air flow rate m /h n.a.
given in Annex D for
±5 % ±3 % same as C
D
v , face velocity 5.4 or user selected m/s n.a.
f
in 5.5
residence time s n.a. n.a. n.a. n.a.
a
Upstream concentration need at a minimum to be measured before and after an individual test sequence.
b
A longer interval may be used if at least 100 pts can be generated down to 50 % eff. Measurement duration may need to
be longer for concentration to permit low level detection using ex situ equipment e.g. Tenax tubes, resulting in less frequent
measurements than every 5 min.
c
Useful informative ranges of T and RH are 15–45 and 30–95 respectively.
5.4 Test parameters for the standardized benchmark test
5.4.1 General
For generally applicable benchmark purposes two concentration levels and three gases are suggested
and common for all the GPACM configurations defined in this part of ISO 10121. These are given in Table 2
below. All other parameters are normatively specified but different for different GPACM configurations
given in Annex D. The whole test setup is selected as a best compromise between measurement errors,
the resolution of available measurement techniques and acceptable testing times.
5.4.2 Challenge test concentration
To ensure that the challenge test can be performed with a test time between 1 h and 12 h two high
concentrations are given, 9 ppm(v) and 90 ppm(v). The higher concentration may be needed in order
to ensure that the media is challenged enough to show a decaying efficiency. To ensure that the test is
challenging the media enough to produce useful data a minimum permissible end efficiency is also given.
Data obtained can be used for comparison of different samples within the same GPACM configuration
providing that the compared data for BOTH were measured at either 9 or 90 ppm(v) with the same
challenge gas, same sample holder and with the same test option i.e. the same face velocity and material
height.
5.4.3 Filters for VOC tested with toluene
The goal is to select the lower concentration for toluene whenever possible since the data produced from
this concentration approximate the actual application better. At higher concentrations the isotherms
from different adsorbents may change ranking due to pore volume and show an “empty” and easily
desorbed capacity not available at the real application.
5.4.4 Filters for acids and bases tested with SO and NH respectively
2 3
For inorganic acids and bases no concentration dependent difference is expected at 9 or 90 ppm(v) so
the higher concentration may be used for convenience. However, use caution and consult available data
for the adsorbent, this may not be true for all adsorbent systems. In addition, the uptake of SO is often
dependent on relative humidity. For an SO application where the expected temperature or relative
humidity is far from the normative value, it is recommended to use actual application parameters and
test according to 5.5.
Table 2 specifies challenge gases, concentrations and test demands for the capacity determination,
according to 6.3.
Table 2 — Challenge gases, concentrations and test demands for the standardized benchmark
test
Parameter Selected Challenge Unit Reference analysis Min permissible Retentivity
gas level technique end efficiency test
b
within 12 h
a b
ACID SO 9/90 ppm(v) UV fluorescence 50 % > E > 10 % optional
2 End
b c
BASE NH 9/90 ppm(v) chemiluminescence 50 % > E > 10 % optional
3 End
b c c
VOC toluene 9/(90) ppm(v) PID or FID 50 % > E > 10 % compulsory
End
a
For other acid gases SO may not be representative. In applications for H S, NO, NO etc. it may be better to test with
2 2 2
the gas in question according to 5.5 and Annex B
b
The lower or higher concentration is selected depending on filter type and the requirements of the application. The lower
concentration is preferred for toluene while the higher concentration may be needed for all gases to reach the minimum
permissible end efficiency after 12 h.
c
The reference techniques are the ones preferred in this part of ISO 10121. However, other techniques may be used
provided that the test supplier can show documented correlation versus the reference technique
5.4.5 Retentivity test
For devices tested with toluene a retentivity determination is compulsory, see 6.4. This test is performed
directly after the challenge test simply by keeping the same air flow but with the challenge gas switched
off. The decaying downstream concentration is then recorded until the concentration is < 5 % of the
original challenge concentration or to a test time of maximum 6h. For tests with sulfur dioxide or
ammonia a retentivity test is highly recommended.
12 © ISO 2014 – All rights reserved

5.5 Test parameters selected between user and supplier
5.5.1 General
The normative setup specifies all variables except face velocity, material thickness, challenge gas,
challenge concentration, temperature, relative humidity and test duration. These parameters depend
on the specific application and should be agreed upon between supplier and user in each specific case.
5.5.2 Face velocity and material thickness
These are construction parameters of a device. In testing media for a specific application it is therefore
better to use the actual face velocity, actual material thickness and for loose fill applications the actual
size distribution in order to mimic the actual performance. The air flow rate and residence time are
derived from the face velocity, material thickness and sample cross sectional area as specified in Annex D.
5.5.3 Challenge gas
The challenge gas selection needs to conform to the intended application. If possible, the best choice
is to use the same gas as in the real application. Otherwise, the gases used in 5.4 may be used. Several
known pollutant gases are also suggested in Annex B.
5.5.4 Challenge concentration
The challenge concentration is always a compromise and pose a risk for under or over estimating
the real life media performance. For removal of organic compounds by physisorption the measured
performance is a direct function of the selected challenge concentration as described by an adsorption
vs. concentration isotherm. In addition, a material that performs best in a high concentration test may
not be the best in the low concentrations of a real installation. Therefore the lowest practical possible
challenge concentration should be used. For media designed to remove acid or alkaline compounds by
chemisorption a concentration dependence of capacity is not normally seen for challenge concentrations
in the normative range if only a chemisorptive mechanism is available. However, organic acids and bases
may also be removed by physisorption and also catalytic reactions are known, both phenomena adding
to the capacity given by pure chemisorption. The effects of selected challenge concentration need to be
assessed in each individual case.
5.5.5 Temperature and relative humidity
The temperature, at least theoretically, affects the rate of chemical reactions e.g. in the chemisorption
reaction of impregnated carbons. The relative humidity need to be over a certain minimum value for
a chemical reactions involving water to proceed. In the case of unimpregnated carbons used for VOC
removal the relative humidity can have a quite strong influence if the pore system become partially or
completely blocked by water. For applications where the expected temperature or relative humidity is
far from the normative values for the standardized benchmark test given in Table 1, it is recommended
to use actual application parameters for the test.
5.5.6 Test duration
This is a function of the gas, gas concentration, adsorbent and selected end point of the test. It is possible
to define tests with duration from one hour to weeks. However, media testing is almost exclusively
performed to give a fast indication of best candidates for a GPACD. The complete GPACD is then more
extensively tested.
6 Test sequence
6.1 General
This test sequence should be used for testing of all GPACM configurations. A full test consists of three
consecutive parts for the determination of the four key parameters. The first part involves, besides
determining Δp, conditioning of the device to be tested. This is necessary be
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 10121-1
ISO/TC 142 Secrétariat: UNI
Début de vote Vote clos le
2012-05-03 2012-10-03
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION    МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ    ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

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

ICS 91.140.30
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et
soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de
Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l'ISO et aux comités
membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations reçues, sera
soumis en parallèle à un vote d'approbation de deux mois au sein de l'ISO et à un vote formel au sein
du CEN.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE
PEUT ETRE CITE COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ETRE EXAMINES POUR ETABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES A DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ETRE
CONSIDERES DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITE DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE REFERENCE DANS LA
REGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
©  Organisation Internationale de Normalisation, 2012

ISO/DIS 10121-1
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Ce document de l'ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d'auteur de l'ISO.
Sauf autorisé par les lois en matière de droits d'auteur du pays utilisateur, aucune partie de ce projet ISO ne
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Les contrevenants pourront être poursuivis.

ii © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/DIS 10121-1
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Symboles et abréviations .6
5 Essais de différentes configurations de GPACM.7
6 Séquence d’essai .14
7 Validation du montage d’essai.19
8 Evaluation et rapport.21
9 Dispositifs de sécurité .24
Annexe A (normative) Exigences relatives à l’équipement d’essai, validation de l’équipement et
fonctionnement de routine .26
Annexe B (informative) Gaz d’essai, sources de production et techniques d’analyse .29
Annexe C (informative) Conception d'un banc d'essai pour média .35
Annexe D (normative) Modes opératoires d'échantillonnage normatifs et paramètres d'essai pour
différents GPACM.36
Bibliographie.40

ISO/DIS 10121-1
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 Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 10121-1 a été élaborée par le comité technique 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 : Media de filtration moléculaire (GPACM)
⎯ Partie 2 : Dispositifs de filtration moléculaire (GPACD)
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/DIS 10121-1
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 (GPACM) incorporé au
dispositif. Néanmoins, les applications, les performances des dispositifs et les performances des média sont
difficiles à appréhender notamment 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 norme. La présente
norme 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
1 2
normes existent pour la ventilation générale au Japon (JIS), pour les filtres automobile (ISO), pour les
dispositifs de filtration moléculaire à média sorbant à l'intérieur des conduits (ASHRAE) et pour les média
4 5
d'adsorption (ASHRAE et ASTM ). Il n’existe aujourd’hui aucune norme internationale pour la filtration
générale.
Le présent projet de Norme internationale (partie 1) 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 présente norme a pour objet de fournir des méthodes d’essai en laboratoire pour les media et les
dispositifs qui sont utilisés pour éliminer de l’air les contaminants en phase gazeuse en ventilation générale.
La norme comporte deux parties : la présente partie, ISO 10121-1, couvre trois configurations de média
différentes et vise à fournir une interface normalisée entre les fournisseurs de media et les fabricants de
dispositifs de filtration. La Partie 1 peut aussi être utilisée entre fournisseurs de media et utilisateurs finaux
pour ce qui concerne les propriétés des média en vrac. La partie 2, 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.

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 10121-1

Méthodes d'essai pour l'évaluation de la performance des
média et des dispositifs de filtration moléculaire pour la
ventilation générale — Partie 1: Media de filtration moléculaire
(GPACM)
1 Domaine d'application
La présente norme 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 norme 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 norme 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 courant 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/FDIS 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. En revanche, les exigences normatives relatives à la conception du
porte-échantillon pour média, aux propriétés des appareils et aux essais de validations sont spécifiées.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. 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 29464, Séparateurs aérauliques — Terminologie
ISO 10121-2, Méthodes d'essai pour l'évaluation de la performance des média et des dispositifs de filtration
moléculaire pour la ventilation générale — Partie 2 : Dispositifs de filtration moléculaire (GPACD)
ASTM D2854, Standard Test Method for Apparent Density of Activated Carbon
ISO/DIS 10121-1
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
point auquel la concentration de contaminant de l’effluent devient mesurable lorsqu'un médium ou un
dispositif GPAC procède à l’élimination des contaminants gazeux d’un courant d’air ; également, quantité de
contaminant gazeux dans l’effluent d’un médium ou d'un dispositif GPAC (voir pénétration)
3.6
courbe percée - temps
tracé de la pénétration de contaminant en fonction du temps pour une concentration et un débit d’air d’essai
particuliers
3.7
dérivation
proportion du courant d’air d’essai qui passe autour du médium ou du dispositif GPAC sans contact avec le
medium
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. 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 courant d’air préalablement à la
filtration (courant d’air d’essai)
3.10
composé d’essai
composé chimique utilisé comme contaminant examiné pour tout essai donné
3.11
courant 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
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ISO/DIS 10121-1
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 porte-échantillon de GPACM ou d'un GPACD,
notamment dans des couches granulaires empilées
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
3.14
concentration (C )
n
quantité d’une substance dispersée dans une quantité définie d’une autre. Les indices n indiquent
l’emplacement
3.15
contaminant
substance (solide, liquide ou gazeuse) qui affecte négativement l’utilisation prévue d’un fluide
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 ) au
FIN VC
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
inverse de l’adsorption, dans laquelle les molécules adsorbées quittent la surface de l’adsorbant et pénètrent
à nouveau dans le courant d’air
3.18
aval
zone située après le filtre dans la direction de l’écoulement du fluide
3.19
courbe efficacité - 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
3.20
courbe efficacité - capacité
tracé de l’efficacité d’élimination du médium ou du dispositif GPAC en fonction de la capacité intégrée sur la
durée d’un essai pour une concentration et un débit d’air d’essai particuliers
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
3.23
dispositif de filtration moléculaire (GPACD)
assemblage de dimensions fixes (normalement sous la forme de boîte ou correspondant à une boîte de
dimensions comprises entre 300 × 300 × 300 mm et ~ 610 × 610 × 610 mm) permettant l’élimination de
contaminants gazeux ou en phase vapeur spécifiques
ISO/DIS 10121-1
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
GPACM
tout matériau utilisé pour filtrer un contaminant en phase gazeuse, par exemple un film poreux ou une couche
fibreuse ; 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, c'est-à-dire souple, mince, nominalement bidimensionnelle, tel que
des textiles tissés ou non tissés, des papiers obtenus par voie humide, des tampons lisses, des feutres, etc.,
normalement manipulés sous forme de rouleaux
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. Exemples : 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 Ei
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 courant d’air et excluant les composés en
phase particulaire (solide) quelle que soit leur nature chimique
3.31
ppb(v)
3 3
parties par milliard en volume. mm /m . Mesure de la concentration normalement utilisée pour enregistrer les
niveaux ambiants de la pollution extérieure
3.32
ppm(v)
3 3 3
parties par million en volume. cm /m et ml/m . Mesure de la concentration normalement utilisée pour
enregistrer les niveaux de pollution par exemple, dans le cadre de la sécurité sur les lieux de travail
3.33
pénétration (P)
rapport de la concentration de contaminants en aval du filtre à la concentration (d’essai) de contaminants en
amont, parfois exprimé en pourcentage. Associé à l’efficacité (%) par l’expression :
Efficacité = (1 - Pénétration) × 100 %
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/DIS 10121-1
3.34
physisorption (adsorption physique)
attraction 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
pore
passages infinitésimaux par lesquels le fluide peut passer ou qui permettent au flux de fluide d’accéder aux
surfaces internes d’un médium adsorbant. Trois catégories de tailles sont définies par l’Union Internationale
de Chimie Pure et Appliquée (UICPA) : macropores (> 50 nm), mésopores (2 à 50 nm) et micropores (< 2 nm)
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 dans un médium ou un dispositif GPAC. Egalement appelée pression
différentielle
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
mesure de l'aptitude d’un adsorbant ou d'un médium ou dispositif GPAC à résister à la désorption d’un
adsorbat, 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
3.39
temps de séjour, t
r
temps relatif au cours duquel une augmentation de fluide (ou contaminant) se situe dans les limites du volume
du médium (par exemple une couche de granules ou une feuille non tissée). Dans le cadre d’une utilisation
type et de la présente norme, 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
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 d’essai et un
0 VO
débit de gaz spécifiques
3.41
sorbate
composés moléculaires qui sont retenus dans l’adsorbant du dispositif. Il convient de noter que 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 courant 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]
mesure du temps de séjour nécessaire pour que le flux d'air traverse la couche d'absorbant, c'est-à-dire
-1
sv = débit volumique / volume total de la couche. [sv] = (temps de séjour)
ISO/DIS 10121-1
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
4 Symboles et abréviations
Symbole Explication
C concentration
C concentration en amont [ppb, ppm] mesurée à une position X mm avant l'échantillon de
U
médium ou le dispositif
C concentration en aval [ppb, ppm] mesurée à une position Y mm après l'échantillon de médium
D
ou le dispositif
d diamètre moyen des particules d'un adsorbant en vrac
pa
Δp perte de charge mesurée sur l'échantillon de médium ou le dispositif soumis à essai [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
r
ventilation 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 intégrée en moles ou grammes du composé d’essai, accumulée au cours du
sU
mesurage en position amont
m quantité intégrée en moles ou grammes du composé d’essai, accumulée au cours du
sD
mesurage en position aval
m quantité totale intégrée [g], [mol] du composé d’essai, accumulée par le médium ou le
s
dispositif GPAC pendant toute la durée de l’essai
n nombre de pores le long du (plus petit) diamètre d'un échantillon de GPACM-TS
p
p pression en amont [Pa] mesurée à une position X mm avant l'échantillon de médium ou le
U
dispositif
p pression en aval [Pa] mesurée à une position Y mm avant l'échantillon de médium ou le
D
dispositif
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
A
période d'essai
HR humidité relative en amont [%] mesurée à une position X mm avant l'échantillon de médium
U
ou le dispositif
HR humidité relative en aval [%] mesurée à une position Y mm après l'échantillon de médium ou
D
le dispositif
t temps
t temps de démarrage. Moment auquel C (concentration de contaminant en amont) est égale
0 U
à la concentration d’essai choisie pour un porte-échantillon ou un conduit vide
t temps d’arrêt d’un essai. Moment auquel une concentration souhaitée ou d'autres critères
END
d’arrêt ont été satisfaits dans n’importe lequel des modes opératoires d’essai prescrits
(convenus entre utilisateur et fournisseur)
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ISO/DIS 10121-1
t temps de décroissance pour la concentration d'essai utilisée lors du mesurage de la capacité
DC
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 amont [°C] mesurée à une position X mm avant l'échantillon de médium ou le
U
dispositif
T température en aval [°C] mesurée à une position Y mm après l'échantillon de médium ou le
D
dispositif
v vitesse frontale [m/s] calculée à partir du débit et de l’aire de la section transversale de
f
l'échantillon de médium ou du dispositif
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
X position X située suffisamment à l'avant du dispositif pour permettre des mesures sans
perturbation, déterminée dans la partie validation à l'Annexe A. Au niveau de la position X, la
concentration de composé d'essai est suffisamment mélangée et représente la concentration
en amont à laquelle sera exposé 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
Y position Y située suffisamment à l'arrière du dispositif pour permettre des mesures sans
perturbation, déterminée dans la partie validation à l'Annexe A. Au niveau de la position Y, la
concentration de pénétration du composé d'essai est suffisamment mélangée et représente la
concentration moyenne en aval après l'échantillon de GPACM.
Z position Z placée suffisamment à l’arrière du dispositif pour permettre une mesure fiable du
débit en utilisant un dispositif à orifice, déterminée dans la partie validation, à l’Annexe A.

Abréviations Explication
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
FDSM Fiche de Données de Sécurité d'un Matériau
NMP Méthyl-n-pyrrolidone-2
VLE valeur limite d'exposition. 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
COV Composé Organique Volatil
5 Essais de différentes configurations de GPACM
5.1 Généralités
La présente norme indique la méthode de mesure des quatre paramètres essentiels suivants qui reflètent les
performances d’un GPACM :
ISO/DIS 10121-1
⎯ 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 norme, deux niveaux de concentration sont proposés pour la détermination
de la capacité en 5.4.
Le présent article décrit la partie normalisée du banc d'essai et le porte-échantillon normalisé pour différents
GPACM, les paramètres normatifs pour la production du courant 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
Il faut que le porte-échantillon pour GPACM soit installé sans fuite ni dérivation. Il convient que le courant 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 HR 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 norme
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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ISO/DIS 10121-1
Légende
Échantillonnage du débit d'air, Q, au point Z
Point d'échantillonnage en amont pour T , RH , p et C au point X
U U U U
Diffuseur à une distance x de la surface de l'échantillon de médium
Echantillon de médium GPAC de diamètre D et d'épaisseur T, voir Annexe D
Diffuseur à une distance y de la surface de l'échantillon de médium
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 norme sont GPACM-LF (particules de différentes formes et
tailles destinées par exemple aux applications utilisant un médium en vrac), GPACM-FL (feuille textile plane
destinée par exemple aux dispositifs plans à une seule couche, aux dispositifs plissés ou aux dispositifs à
sac) et 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
ISO/DIS 10121-1
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 norme.
Dans la mesure où l’équipement d’essai supportant le porte-échantillon normatif peut être conçu de
différentes manières, la présente norme 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 norme 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. Il faut que le respect de ces niveaux soit
démontré par les essais prévus dans la partie validation.
5.3 Données brutes, précision d’échantillonnage et paramètres de production normatifs
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 :
10 © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/DIS 10121-1
Tableau 1 — Paramètres de production normatifs, fréquence de mesure
et exigences de précision pendant l’essai
Paramètre Paramètres de Unité Plage Précision Variation Fréquence de
production absolue admissible mesure
normatifs pendant l’essai
C sélectionnés au 5.4 5 min, 1 h, 4 h,
U
ppb(v) 5 000 – 100 000 ± 1,5 % ± 3 %
a, b
ou 5.5 12 h
b
C 1 min (ou plus si au
D
moins 100 points
n.a. ppb(v) 100 – 100 000 ± 1,5 % NA peuvent être obtenus
jusqu'à une efficacité
de 50 %)
T 23 ou sélectionnés
U
± 0,5 °C
c
au 5.5
°C NA ± 0,5 °C identique à C
D
T NA NA
D
RH 50 ou sélectionnés
U
± 3 % RH
c
au 5.5
% NA ± 1 % RH identique à C
D
HR NA NA
D
p , p ― mbar ― ± 5 % ± 5 identique à C
U D D
spécifique au
Δp
médium et au Pa ― ± 2 identique à C
D
porte-échantillon
Q, débit d’air donnés à m/h NA
identique à C
± 5 % ± 3 % D
l'Annexe D
v , vitesse frontale m/s NA
f
pour l’Article 5.4 ou
sélectionnés par
temps de séjour s NA NA NA NA
l'utilisateur à
l’Article 5.5
a Il est nécessaire de mesurer la concentration en amont au minimum avant et après une séquence d’essai individuelle
b Une durée de mesure 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 mesure supérieure à 5 minutes.
c Les plages utiles informatives de T et RH sont respectivement 15-45 et 30-95.

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 norme, 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. Le montage d'essai choisi
est le meilleur compromis entre les erreurs de mesure, la résolution des techniques de mesure 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
ISO/DIS 10121-1
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 actuels et futurs. En outre, l'absorption du SO dépend
souvent de l'humidité relative. Pour une application de SO où la température ou l'humidité 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 au 5.5.
Tableau 2 — Gaz d'essai, concentrations d'essai et exigences d'essai
pour l'essai de référence normalisé
Gaz d'essai, concentration d'essai et exigences d'essai pour la détermination de la capacité conformément
au 6.3
Paramètre Gaz Concentration Unité Technique Efficacité finale Essai de
sélectionné d’essai d'analyse de min. admissible en pouvoir de
b
référence 12 heures rétention
b c
a
ACIDE 9/90 ppm(v) fluorescence UV 50 % > E >10 % facultatif
Finale
SO
b c
BASE 9/90 ppm(v) chimiluminescence 50 % > E >10 % facultatif
Finale
NH
b c c
COV 9/(90) ppm(v) DPI ou DIF 50 % > E >10 % obligatoire
Finale
toluène
a
Pour d'autres gaz acides, le SO peut ne pas être représentatif. Dans les applications pour H S, NO, NO etc., il peut être
2 2 2
plus intéressant de réaliser l'essai avec le gaz considéré conformément au 5.5 et à l'Annexe B.
b La plus faible ou la plus forte concentration est choisie selon le type de filtre et les exigences de l'application. La plus faible concentration
est préférée pour le toluène alors que la plus forte concentration peut être nécessaire pour que tous les gaz atteignent l’efficacité finale minimale
admissible après 12 heures.
c Les techniques de référence sont celles recommandées dans la présente norme. Toutefois, d'autres techniques peuvent être utilisées à
condition que le fournisseur en charge de l'essai puisse démontrer et documenter leur corrélation avec la technique de référence.

5.4.5 Essai de pouvoir de rétention
Pour les dispositifs soumis à essai avec du toluène, une détermination du pouvoir de rétention est obligatoire,
voir 6.4. Cet essai est effectué directement après l’essai précédent en conservant tout simplement le même
débit d'air, mais en coupant l’alimentation en gaz d’essai. La concentration décroissante en aval est alors
enregistrée jusqu'à ce que la concentration soit < 5 % de la concentration d’essai initiale ou jusqu’à la fin de
l’essai d’une durée maximum de 6 h. Pour les essais avec du dioxyde de soufre ou de l'ammoniac, un essai
de pouvoir de rétention est fortement recommandé.
12 © ISO 2012 – Tous droits réservés

ISO/DIS 10121-1
5.5 Paramètres d’essai sélectionnés entre utilisateur et fournisseur
5.5.1 Généralités
Le montage normatif précise toutes les variables sauf la vitesse frontale, l'épaisseur de matériau, le gaz
d’essai, la concentration d’essai, la température, l'humidité relative et la dur
...

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
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

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)
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

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
...