UNIVERSITÉ D'ORLÉANS - Laboratoire de physique et chimie de l ...

3.2.1 Chambre de simulation atmosphérique de l’ICARE
Une chambre de simulation atmosphérique est un dispositif conçu pour pouvoir étudier un
système chimique dans des conditions à la fois reproductibles, maîtrisées (composition,
température, pression) et extrapolables aux conditions atmosphériques réelles. L’un de ses
grands avantages par rapport à un réacteur classique de moindre taille est son rapport volume
/ surface plus important, ce qui limite les pertes aux parois des composés chimiques. La
chambre de simulation de l’Institut de Combustion Aérothermique Réactivité et
Environnement (ICARE - CNRS) d’Orléans est une chambre de 7.3 m 3 dont les parois sont
constituées de feuilles de téflon de 0.05 mm d’épaisseur soutenues par une structure rigide en
métal. Un système de pompage permet de remplir ou de vider la chambre et des ventilateurs
en téflon permettent d’assurer l’homogénéité du système. De nombreux orifices permettent
l’introduction des différents réactifs, ainsi que les prélèvements du milieu réactionnel. Un
spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) Nicolet 5700 Magna permet de
couvrir le domaine du moyen infrarouge, de 600 à 4000 cm -1 , avec un chemin optique de 166
m obtenu grâce à une cellule ouverte multi-réflexions de type White installée dans la
chambre. Les spectres affichés avec une période de 4 min 15 s sont le résultat de l’addition de
110 spectres avec une résolution spectrale de 1 cm -1 acquis grâce à un logiciel (OMNIC,
Thermo Electron Corporation, version 6.2).
3.2.2 Ozonolyse de l’éthylène
Le formaldéhyde est produit dans la chambre de simulation à température ambiante (294±2
K) par la réaction d’ozonolyse de l’éthylène (voir par exemple Brauers et al., 2007) :
C2H 4 + O3 → CH 2O + CH 2O2 (3.1)
L’expérience a été conduite en conditions cinétiques de pseudo-premier ordre, où l’éthylène
était en large excès à 4.5±0.3 ppmv par rapport à l’ozone (465±1 ppbv). Ces conditions,
choisies par l’équipe ICARE, permettent de bien contrôler le système chimique en vérifiant la
valeur de la constante de vitesse et l’égalité entre l’ozone consommé et le formaldéhyde
produit. Plus essentiel pour notre objectif, en produisant de très faibles concentrations de
formaldéhyde, cette réaction présente l’avantage de conduire à des concentrations absolues
connues avec précision, d’autant que les problèmes de perte aux parois sont négligeables. La
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