Groupe de Physique des Matériaux - UMR CNRS 6634

Nos tutelles

CNRS INSA de Rouen Université de Rouen

Rechercher




Accueil > Recherche > NanoCARE > NanoCARE > Thèmes de recherche

Nanoparticules et Environnement

par LABGPM - publié le

Le projet CarEPaF (Caractérisation des Emissions de Particules issues du système de freinage) est un projet de recherche fondamentale soutenu dans sa totalité par l’ADEME. Les partenaires de ce projet sont : CRT CERTAM, GPM, CCM (ULCO – Centre Commun de Mesures - Université Littoral Côte d’Opale).
Les activités liées au transport routier sont des sources importantes de polluants atmosphériques, notamment d’émissions de particules. Leurs origines peuvent être principalement de deux sortes : une part liée aux échappements de moteurs qui résultent d’une combustion incomplète du carburant et des vapeurs d’huiles, et une part liée aux sources hors-combustion telles que l’usure des pneus et des revêtements routiers ou l’abrasion de systèmes de friction tels que les freins ou les disques d’embrayage. L’émission directe de ces particules, ou leur remise en suspension par les turbulences liées à la mobilité des véhicules, contribuent à une part significative de la pollution atmosphérique, particulièrement accrue dans les zones urbanisées à forte densité de trafic.
Le présent projet CarEPaF s’inscrit dans une problématique actuelle où la pollution atmosphérique est une préoccupation majeure non seulement des pouvoirs publics, mais aussi des industriels, des acteurs de l’environnement, et de la société au sens large. Face à la mise en place de réglementations de plus en plus contraignantes pour réduire, voire annuler, les émissions particulaires à l’échappement sur véhicule neuf, il convient désormais dans le domaine de l’automobile et des transports de s’orienter vers l’étude de la caractérisation et de la compréhension des déterminants d’autres sources potentielles d’émissions de particules (usure des pneus, routes, freins...). Cela nécessite l’identification et la validation de traceurs spécifiques pour permettre la mise en place des solutions technologiques pouvant réduire leurs émissions. Le premier objectif scientifique du projet CarEPaF est de contribuer à l’amélioration des connaissances en matière d’émissions de particules de freins afin d’apporter des éléments de réponse à l’amélioration de la qualité de l’air en déterminant des traceurs spécifiques communs aux différents matériaux constituant les éléments de freinage (disques, plaquettes). Il permettra de relier les facteurs d’émissions des particules (vitesse, pression, température, densité de trafic) à l’analyse qualitative et quantitatives des particules émises ainsi qu’à leur caractérisation physico-chimique. Le challenge de ce projet est de réaliser la caractérisation des émissions de particules issues du système de freinage dans des conditions réelles de circulation, avec une parfaite maîtrise des conditions de freinage (vitesse, pression, température, densité du trafic). Le second objectif du projet est d’ordre méthodologique. Il est basé sur le développement de moyens pertinents pour i) localiser les zones d’émissions particulaires au plus près de la source et optimiser le prélèvement des particules ; ii) analyser en nombre, en taille, en masse les particules émises et définir leurs propriétés physico chimiques iii) contrôler les facteurs d’émissions (vitesse, aéraulique, …). Cette approche méthodologique pourra servir à l’élaboration de procédures standardisées voire normatives qu’attendent les instances de régulation.
Projet REDISPERSE : ce projet est placé sous la coordination du Pr Frank Le Foll (UMR SEBIO) et réunit le consortium transdisciplinaire GPM-CERTAM/P4TA – UMR SEBIO- CRT Analyses et Surfaces. Après avoir caractérisé l’émission de nanoparticules au cours d’un cycle de vie nous nous attachons ici à son impact sur l’environnement. Il s’agit d’abord de quantifier les émissions de nanoobjets issus de matériaux nano-fonctionnalisés en amont de leur dispersion dans les compartiments environnementaux tels que l’air ou l’eau. Il s’agit ensuite de modéliser leur vieillissement par des stress physicochimiques répétables, et de réaliser la métrologie in situ des nanoobjets émis. Finalement ils seront transférés vers deux écosystèmes aquatiques de mollusques Dreissena polymorpha modèle continental, et Mytilus edulis, modèle marin. Parallèlement, à la quantification de la dispersion et de l’éventuelle accumulation, l’évaluation fonctionnelle est abordée par l’étude de leur métabolisme énergétique, de leur système immunitaire, reproducteur et endocrine. Trois types de matériaux représentatifs de grandes filières industrielles sont étudiés : un ciment fonctionnalisé au TiO2 (matériau de construction), un matériau représentatif des émissions automobiles hors-échappement (couple disque /plaquettes de frein), un matériau de type "anti-fouling" (milieux portuaires, coques bateaux).

A travers ces deux projets innovants, les résultats attendus contribueront fortement à répondre aux questions fondamentales posées par les instances françaises sanitaires et environnementales qui concernent i) les potentiels émissifs de produits contenant des nanoparticules en conditions normales d’utilisation, ii) la détection et la caractérisation de nanoparticules dans les fluides biologiques et compartiments environnementaux ainsi que iii) l’impact écotoxicologique des nanoparticules.