Un certain nombre d'éléments ou de composants sont, dans une installation frigorifique, sources de fuites : les raccords, les brasures, les garnitures d'étanchéité au niveau des compresseurs, les prises de pression. La réduction des fuites passe donc par une amélioration de la conception, de la mise en œuvre et de la maintenance de ces installations. Les enjeux technologiques concernent la mise en place de solutions de confinement, mais également le développement de techniques de détection des fuites. Pour les systèmes frigorigènes en fin de vie, le fluide (fluoré) est extrait et stocké (confiné) dans une capacité extérieure avant d'être recyclé.

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Pour traiter l'air, l'adsorption et l'absorption consistent à mettre un liquide ou un solide en contact avec les molécules à éliminer. Les polluants sont fixés sur le réactif (adhésion à la surface dans le cas de l'adsorption, pénétration dans le cas de l'absorption), ce qui permet de les récupérer pour valorisation ou élimination. Un spectre très large de polluants peut être fixé: composés organiques, gaz acides, poussières. Le principe de la filtration sur membrane (par exemple, la perméation de vapeur) consiste à placer un mélange gazeux contenant un ou plusieurs COV au contact d'un film polymère dense très fin et à appliquer une différence de pression pour que les COV puissent traverser la membrane et être récupérés de manière sélective. Le taux de récupération est de l'ordre de 99,6 voire 99,9%.


Pour le cas particulier de l'élimination des poussières, deux technologies sont possibles:

• les électrofiltres ou filtres électrostatiques basés sur l'utilisation de forces électriques destinées à charger et séparer les particules en suspension dans un gaz par attraction dans un champ électrique; la filtration électrostatique, très efficace et largement éprouvée, permet avec des coûts d'exploitation réduits, d'éliminer 99% des poussières;

• les filtres à manche qui, selon les matériels, reposent sur la collecte des poussières à l'intérieur ou à l'extérieur des manches; ils sont plus efficaces que les précédents (certains parviennent à traiter simultanément les poussières et d'autres polluants comme les NOx ou les dioxines) mais résistent moins bien aux hautes températures et sont plus chers.

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Les logiciels d'analyse de la dispersion des effluents gazeux permettent :

• d'évaluer l'impact statistique à long terme des émissions d'origine industrielle ou automobile;

• de comparer les concentrations calculées avec les valeurs réglementaires;

• d'analyser statistiquement les données météorologiques qui tiennent une part importante dans la dispersion des polluants.

Ils permettent d'évaluer et de modéliser, sur site, les émissions, notamment industrielles, et leurs impacts. A plus grande échelle, l'analyse de la dispersion des effluents gazeux permet de caractériser les phénomènes de pollution atmosphérique.

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Les technologies de mesure des gaz concernent les mesures effectuées dans l'atmosphère et les mesures réalisées à l'émission, à proximité des sources de pollution.

Les matériels utilisent des capteurs basés sur des technologies très variées:

• capteurs infrarouges;
• capteurs à semi-conducteurs;
• capteurs catalytiques;
• capteurs à conductivité thermique (catharomètres);
• capteurs électrochimiques;
• capteurs paramagnétiques;
• capteurs à électrolyte solide.

La mesure de la concentration d'odeur est réalisée par des nez (humains); cependant, ces mesures nécessitent l'utilisation d'olfactomètres. Pour le suivi de ces pollutions, des travaux de recherche et des tests sont en cours dans le domaine des nez électroniques.

Les mesures de la pollution atmosphérique interviennent de plus en plus en continu, pour les teneurs de l'atmosphère en oxydes de carbone, de soufre, d'azote (techniques basées sur les propriétés optiques des gaz : absorption dans le visible, UV ou IR par des spectromètres interférentiels à modulation sélective), les teneurs en COV (Composés Organiques Volatiles) (benzène par chromatographie surtout), en ozone, etc...

En milieu industriel, les mesures à l'émission concernent également les COV, issus par exemple de solvants, les dioxines, etc... Les recherches dans l'atmosphère portent sur l'identification, la compréhension et la modélisation (analyse de toxicité, évaluation du risque, etc) des différents paramètres de contrôle pertinents; elles portent également sur la mesure de flux (évaluation totale d'une pollution dans l'environnement). Pour la détermination de la pollution atmosphérique, des mesures de la radioactivité sont également mises en place. La mesure de cette pollution se fait par ailleurs via des réseaux de surveillance de la qualité de l'air. Parallèlement aux appareils de mesure des gaz, des outils informatiques de modélisation des pollutions de l'air sont développés.

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La production de froid est nécessaire à l'élaboration et à la conservation de certains produits, notamment alimentaires, pharmaceutiques, chimiques ... Les fluides frigorigènes sont des substances utilisées dans une installation frigorifique en vue d'absorber la chaleur du milieu à refroidir par l'intermédiaire d'un cycle thermodynamique. Après le remplacement des CFC (chlorofluorocarbure) puis des HCFC (hydro chlorofluorocarbure) par les HFC (hydrofluorocarbure), ces derniers pourraient bien être remplacés par d'autres fluides frigorigènes dits "naturels" comme les hydrocarbures, le CO2 ou encore l'ammoniac. Ces derniers possèdent toutefois des propriétés particulières qui, pour le moment, freinent leur développement : les hydrocarbures sont inflammables, l'ammoniac est toxique et le CO2 doit être comprimé à une pression très élevée.

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La prévention des émissions repose souvent sur l'optimisation simultanée de plusieurs paramètres : ainsi l'utilisation d'un catalyseur performant peut être couplée avec un meilleur contrôle des conditions de combustion (quantité d'air, température, temps de séjour,...).

Parallèlement aux technologies utilisées pour le traitement des émissions polluantes, des solutions peuvent également être mises en place pour réduire ces émissions à la source. C'est l'objectif poursuivi notamment par les technologies sans solvants ou l'emploi de nouveaux fluides frigorigènes. Dans le domaine de la combustion, la réduction des émissions peut être obtenue par l'ajout d'additifs aux combustibles. La formation de NOx peut ainsi être réduite par ajout de catalyseurs de réduction.

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Les process industriels concernés par les émissions de poussières sont nombreux: combustion (charbon, déchets,...), fabrication du ciment, procédés dans l'agroalimentaire, etc... Les technologies de filtration sont largement utilisées en dépoussiérage; parmi ces technologies, on distingue en particulier les électro filtres et les filtres à manche. Le dépoussiérage fait également appel à d'autres procédés par voies physico-chimiques: utilisation de multi-cyclones, de refroidisseurs d'air, ou traitements par voie humide (dans ce cas il s'agit plutôt d'un prétraitement).

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