Etude structurale d’une suie de moteur d’avion par diffusion élastique de neutrons. Interaction eau/suie et implications atmosphériques

Victoria Tishkova , Benjamin Demirdjian (1) , Daniel Ferry

1 CINaM - Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille

L’émission de nanoparticules carbonées (suies) par les avions dans la basse stratosphère et la haute troposphère a un impact sur le bilan radiatif. En effet, ces particules peuvent directement absorber/diffuser les radiations ou agir comme noyaux de condensation des « contrails », entraînant la formation éventuelle de nuages qui modifient la couverture nuageuse et donc le bilan radiatif de l’atmosphère. Pour mieux comprendre et quantifier ces effets, il est nécessaire de bien connaître les propriétés physico-chimiques de ces nanoparticules carbonées, ainsi que leur interaction avec l’eau. Ce travail se focalise sur la détermination des propriétés d’une suie produite par combustion de kérosène dans une chambre de combustion de moteur d’avion. Les caractéristiques de cette suie sont comparées à celles d’autres suies de référence: •une suie de laboratoire (SL) produite par la combustion du même kérosène dans une lampe à huile. •une suie thermique (ST) produite à partie de la pyrolyse de gaz naturel, elle représente un échantillon commercial non poreux •une suie thermique graphitée (STG) obtenue à partir du recuit à très haute température sous flux d’azote de la suie thermique Les mesures de diffusion élastique de neutrons réalisées à l’Institut Laue-Langevin (ILL, Grenoble) sont complétées par des expériences de microscopie électronique en transmission (MET), de microanalyse X (EDX), et de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Les données expérimentales montrent des différences dans la microstructure, la composition chimique, et la morphologie des suies de moteur d’avion par rapport aux suies de référence (SL, ST, STG) (e.g. présence d’impuretés métalliques dans la suie d’avion). L’interaction eau/suie de moteur d’avion est caractérisée par des mesures d’adsorption d’eau (isotherme) et de nucléation de la glace sur ces dernières.

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]; Océan, Atmosphère; Matière Condensée [cond-mat]

Victoria Tishkova, Benjamin Demirdjian, Daniel Ferry. Etude structurale d’une suie de moteur d’avion par diffusion élastique de neutrons. Interaction eau/suie et implications atmosphériques. Journées scientifiques du Groupe Français d'Etude des Carbones (GFEC), Mar 2010, Gréoux-les-Bains, France. ⟨hal-03228535⟩