Dissertations / Theses on the topic 'Air ambiant intérieur – Analyse'

Dans le but d'évaluer la contamination des atmosphères intérieures et extérieures induite par les usages non agricoles de pesticides, deux approches complémentaires ont été mises en oeuvre : l'utilisation de capteurs passifs de type Tenax TA pour réaliser des prélèvements d'air, et l'utilisation de cheveux employés comme biomarqueurs d'exposition. Des campagnes de mesures ont été menées sur plusieurs sites à la suite de traitements de désherbage ou de désinsectisation ainsi quedans des logements. Les échantillons d'air et de cheveux ont été extraits respectivement par thermodésorption et par extraction solide-liquide, avant d'être analysés en chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). Une augmentation du niveau de contamination de l'air extérieur et intérieur et l'existence de transferts entre ces deux milieux ont pu être observées après l'application de pesticides. Dans les logements, des pesticides actuellement employés mais aussi des pesticides interdits et persistants ont été détectés. Plusieurs pesticides ont également été détectés dans les cheveux, mais l'exposition humaine à ces derniers n'a pas pu toujours être corrélée à une contamination de l'air.

L’objectif de ce projet a été de développer une approche bio-analytique permettant l’évaluation du danger inhérent à la multi-contamination de l’air intérieur en Ile-de-France. Des méthodes d’analyse chromatographique couplée à la spectrométrie de masse ont été développées et validées pour 62 composés d’intérêt présentant un potentiel perturbateur endocrinien (PE) avéré ou suspecté. Le potentiel PE a été évalué sur des bio-essais cellulaires de mesure de perturbation d’activité transcriptionnelle. Les résultats montrent que les familles de composés majoritaires dans l’air intérieur sont, par ordre décroissant : phtalates > muscs synthétiques > alkylphénols > parabènes. En outre, les composés sont prédominants en phase gazeuse, et les habitats les plus contaminés sont la crèche et la maison. L’air intérieur présente un potentiel PE de type œstrogénique, thyroïdien et anti-androgénique. En accord avec son profil de contamination, l’activité biologique de ce dernier se concentre majoritairement dans la phase gazeuse, et tend à être plus élevée dans la crèche et la maison. Une analyse dirigée par les bio-essais, ou effect-directed analysis (EDA), a été mise en œuvre pour identifier les composés cibles à l’origine des effets PE de l’air intérieur. Les composés suivants ont été identifiés comme étant potentiellement à l’origine d’effets PE observés : les phtalates, le méthyl-parabène, les alkylphénols, la cyperméthrine et les muscs synthétiques. Ce travail apporte des connaissances sur le danger inhérent à la multi-contamination de l’air intérieur ainsi que des données d’exposition utiles à une évaluation des risques sanitaires
The objective of this project was to develop a bio-analytical approach leading to the assessment of the inherent hazard of the indoor air multi-contamination. Chromatographic methods combined with mass spectrometry were developed and validated for 62 target molecules known or suspected as endocrine-disrupting (ED) compounds. The ED potential was assessed by cellular bioassays measuring perturbations of transcriptional activity. The data showed that the predominant families of compounds in indoor air were in the following descendant order: phthalates > musks > alkylphenols > parabens. The ED contaminants were mainly present in gaseous phase, and the most contaminated locations were the day nursery and the house. An estrogenic, thyroid and anti-androgenic potential was attributed to indoor air. In agreement with its contamination profile, the biological activity of the latter was concentrated predominantly in the gaseous phase, and tended to be higher in the day nursery and the house. An effect-directed analysis (EDA) was carried out to identify the target chemicals responsible for the ED effects of indoor air. The following chemicals were identified as being potentially responsible for the observed ED effects: phthalates, methyl-paraben, alkylphenols, cypermethrin and synthetic musks. This work provides both knowledge about the inherent hazard of the indoor air multi-contamination and exposure data useful in health risk assessment

A l'heure où le secteur de la construction connaît une profonde transformation portée par des préoccupations énergétiques et environnementales, les solutions de conception proposées pour répondre à ces objectifs ne doivent pas compromettre la qualité de l’air intérieur (QAI). Malgré les risques majeurs de santé publique liés à celle-ci, des outils manquent aux acteurs de la conception pour juger de la performance des solutions de conception proposées en terme de QAI. Cette thèse vise à répondre à cet enjeu en proposant une méthodologie d’évaluation cohérente et intégrée des performances sanitaires, énergétiques et environnementales des solutions de conception. L'Analyse du Cycle de Vie (ACV) a été identifiée comme pertinente pour intégrer dans un cadre méthodologique normé l’évaluation de la QAI à celle de la performance énergétique et environnementale à travers des métriques d’impacts communes.Afin de considérer au mieux les impacts générés par la pollution de l’air intérieur et les consommations énergétiques en phase opérationnelle du bâtiment, nous avons développé un modèle numérique couplant les transferts de chaleur et de masse dans l’enveloppe du bâtiment. Ce modèle permet d’évaluer l’émission des polluants depuis les matériaux de construction (inventaire) jusqu’à leur devenir dans les environnements intérieurs (transport) en fonction de la température. L’intégration de ce modèle à la méthodologie d’ACV nous a permis de quantifier l’impact de différents matériaux de construction sur l’environnement intérieur et extérieur du bâtiment et de les mettre en regard avec les impacts générés lors de leur production et fin de vie respective. Les résultats obtenus nous ont montré la sensibilité de ce modèle aux paramètres comportementaux.L’occupant a un rôle majeur dans la problématique de la QAI et sa prise en compte est un élément clé afin de quantifier l’exposition des occupants aux polluants intérieurs avec moins d’incertitudes. Nous avons développé un modèle agent simulant le comportement humain au sein des bâtiments résidentiels à l’aide d’une architecture cognitive avancée intégrant à la fois le comportement délibératif et social des occupants. Le couplage du modèle de transport des polluants et du modèle-agent de comportement humain nous a permis d’explorer au travers d’un cas d’étude dans quelle mesure l’exposition à la pollution intérieur est sensible au mode de vie des occupants et le comportement des occupants influe sur le devenir des polluants dans les environnements intérieurs. Ceci constitue une étape préliminaire pour estimer un intervalle de confiance des résultats de simulations, ouvrant ainsi la voie à un processus de garantie de performance en terme de QAI
The construction sector is undergoing a profound transformation driven by energy and environmental concerns. The design solutions proposed to meet these objectives must not compromise indoor air quality (IAQ). Despite the major public health risks associated with this issue, design actors lack tools to assess the performance of the design solutions in terms of IAQ. This thesis aims to address this challenge by proposing a consistent and integrated methodology for evaluating the health, energy and environmental performance of building design solutions. Life Cycle Assessment (LCA) has been identified as a relevant methodology for integrating into a standardised methodological framework the evaluation of the building performance in terms of IAQ, energy and environment through common impact metrics.In order to better characterise the impacts generated by indoor air pollution and energy consumption during the operational phase of the building, we developed a numerical model coupling heat and mass transfers in the building envelope. This model evaluates the emission of pollutants from building materials (inventory) until their fate in indoor environments (transport) as a function of the temperature. The integration of this model into the LCA allowed us to quantify the impact of different construction materials on the indoor and outdoor environment of the building and to compare them with the impacts generated during their production and end of life phase. The results obtained show the sensitivity of this model to behaviour-driven parameters.The occupant has a major role in the problem of IAQ and its consideration is a key element to quantify occupants’ exposure to indoor pollutants with fewer uncertainties. We developed an agent-based model simulating human behaviour within residential buildings using an advanced cognitive architecture that integrates both the deliberative and social behaviour of occupants. By coupling the pollutant transport model with the human behavioural agent model, we explored to which extent the exposure to indoor pollution is sensitive to the occupants' lifestyle and the occupants' behaviour influences the fate of pollutants in indoor environments. This is a preliminary step in estimating a confidence interval of the simulation results, paving the way for a performance guarantee process in terms of IAQ

Les radicaux HOx (OH+HO2) et RO2 sont impliqués dans les processus d'oxydation en phase gazeuse, générant des produits secondaires ayant un impact sur la qualité de l'air et la santé humaine. La compréhension de ces processus d'oxydation par la quantification de ces radicaux reste un défi en raison de leurs faibles concentrations (< ppt) et de leur réactivité élevée. Il n'existe que quelques instruments dans le monde permettant d'effectuer de telles mesures, dont l'instrument de l'Université de Lille (UL-FAGE: ). Il est basé sur la détection par LIF (Laser Induced Fluorescence) de OH à basse pression. Il permet la mesure directe de OH et la mesure indirecte de HO2 par conversion chimique en OH après l'ajout d'une faible concentration de NO à l'entrée de la cellule FAGE. Au cours de cette thèse, l'instrument a été amélioré pour la quantification des radicaux RO2. Deux mesures complémentaires permettent d'accéder à la concentration de RO2, soit en utilisant la cellule HO2 et en injectant une concentration élevée de NO à l'entrée de la cellule de détection, soit en couplant un réacteur de conversion ROx à une cellule FAGE. Cette technique est basée sur la conversion chimique en deux étapes des radicaux RO2 en HO2 dans le réacteur de conversion couplé à une cellule FAGE. Nous pouvons également mesurer un autre paramètre en utilisant une cellule FAGE couplée à une cellule de photolyse : la réactivité d'OH (somme des pertes OH).L'instrument UL-FAGE a été amélioré et utilisé au cours de cette thèse pour des mesures en laboratoire (configuration de réactivité) afin d'étudier les mécanismes d'oxydation importants pour la chimie intérieure et extérieure impliquant les radicaux HOx. Au cours de l'été 2022, l'UL-FAGE a participé à une campagne d'intercomparaison RO2 qui s'est déroulée dans la chambre SAPHIR (Jülich, Allemagne). Neuf groupes utilisant différents instruments ont participé à cette campagne. Les performances des instruments UL-FAGE pour la mesure de OH, HO2 et RO2 dans une large gamme de conditions chimiques atmosphériques (tels que la vapeur d'eau, le niveau en oxydes d'azote, la présence de divers composés organiques, chimie de jour et de nuit) ont été étudiées au cours de cette campagne. Enfin, l'UL-FAGE en configuration de quantification et de réactivité a été déployé pour une campagne de terrain (ACROSS) dans la forêt de Rambouillet, avec des mesures de réactivité à deux hauteurs différentes (au sol et au-dessus de la canopée) et des mesures de concentrations en radicaux au sol
HOx (OH+HO2) and RO2 radicals are involved in oxidation processes in the gas phase, generating secondary products impacting the air quality and human health. Understanding these oxidation processes through the quantification of these radicals is still challenging because of their low concentrations (

S’il est aujourd’hui admis que les grains de pollens allergisants sont altérés par la pollution atmosphérique, le rôle de ces altérations sur l’allergie n’est pas encore clairement connu. Les mécanismes (bio)chimiques en jeu ne sont pas complétement élucidés, notamment en ce qui concerne l’exacerbation des symptômes par la pollution atmosphérique. L’objectif principal de cette thèse est d’améliorer les connaissances sur l’exposition aux grains de pollens allergisants en prenant en compte leur état d’altération : état de pollution et rupture du grain de pollen. Une première étude de laboratoire a été effectuée afin d’explorer le potentiel de plusieurs techniques pour la caractérisation de l’état d’altération du grain de pollen. Du pollen pollué artificiellement à l’ozone a été analysé par des techniques spectroscopiques (Raman et infrarouge), microscopiques et chromatographiques. La capture de l’ozone a été également mesurée sur un ensemble de 22 taxons de pollens ayant différentes caractéristiques bio-physico-chimiques (taille et masse du grain, degré d’allergénicité, fraction lipidique…) pour rechercher de possibles facteurs influençant cette capture d’ozone. Le potentiel de l’analyse du pollen par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG-SM) a été exploité et une nouvelle méthode de comptage des grains de pollen a été mise au point. Cette méthode a nécessité une étude de la variabilité de la fraction lipidique de différents lots de pollen de bouleau de différentes origines géographiques et pour différentes années de récolte. Afin de tester cette méthode de comptage en conditions réelles, une campagne de prélèvements a été effectuée sur du pollen de bouleau sédimenté en milieu intérieur et extérieur. Le dosage de traceurs chimiques des grains de pollens par CPG-SM présente un grand potentiel à la fois pour le comptage rapide des grains de pollen, la détermination de leur état (rompu ou intact) et leur degré de pollution
Although it is now accepted that allergenic pollen grains are altered by air pollution, the role of these alterations on allergy is not yet clearly known. The (bio)chemical mechanisms involved are not completely elucidated, especially with regard to the exacerbation of symptoms by air pollution. The main objective of this thesis is to improve the knowledge on the exposure to allergenic pollen grains by taking into account their degree of alteration: pollution and pollen grain rupture. A first laboratory study was carried out in order to explore the potential of several techniques for the characterization of the degree of alteration of the pollen grain. Pollen artificially polluted with ozone was analyzed by spectroscopic (Raman and infrared), microscopic and chromatographic techniques. Ozone uptake was also measured on a set of 22 pollen taxa with different bio-physical-chemical characteristics (grain size and mass, degree of allergenicity, lipid fraction...) to investigate possible determinants of ozone uptake. The potential of pollen analysis by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was exploited and a new method of counting pollen grains was developed. This method required a study on the variability of the lipid fraction on different batches of birch pollen from different geographical origins and depending on the year of harvest. In order to test this counting method in real conditions, a sampling campaign was carried out on sedimented birch pollen in indoor and outdoor environments. The determination of chemical tracers of pollen grains by GC-MS has a great potential for the rapid counting of pollen grains, the determination of their state (broken or intact) and their degree of pollution

La qualité de l'air intérieur est une des problématiques émergentes de nos populations citadines. Parmi les polluants identifiés, les composés organiques volatils (COY) sont prédominants. La photocatalyse hétérogène, dont l'efficacité a été prouvée pour l'élimination de COV, sera développée si les verrous scientifiques suivants sont levés : la compréhension des mécanismes réactionnels et l'écriture de lois maîtresses permettant le dimensionnement du procédé. Dans l'objectif de lever ces verrous, un media fibreux conçu par Saint Gobain est utilisé pour l'étude de la dégradation photocatalytique de trois polluants : acétone, toluène, heptane. Dans un premier temps, le média est caractérisé en termes de capacités d'adsorption par l'établissement d'un modèle spécifique et de porosité. Dans un second temps, un pilote de 420 L fonctionnant en dynamique est conçu pour l'optimiser la dégradation des polluants cibles selon certains paramètres opératoires (longueurs d'onde UV, intensité lumineuse, vitesse de l'air à l'entrée du média, concentration en polluant et structure moléculaire) et pour différentes réponses (vitesse initiale de dégradation, pourcentage de conversion et de minéralisation). Pour se faire, la méthodologie des plans d'expériences est employée. Parallèlement, une étude des intermédiaires réactionnels est menée. Enfin, un mécanisme réactionnel est élaboré et des lois cinétiques sont écrites. Ces lois maîtresses ont pour but d'être utilisées dans des simulations numériques afin de dimensionner et de prédire l'efficacité du procédé de traitement de l'air intérieur dans une pièce donnée
Indoor air quality is of increasing concern in urban societies. Among indoor air pollutants, volatile organic compounds are predominant. These molecules can be degraded by several technologies among which heterogeneous photocatalysis appears to be well-adapted to the. Specificities of indoor pollution. However, the development of photocatalysis for this application will be possible only if two scientific key points are solved: better understanding of reaction mechanisms and possibility to write kinetic laws allowing the scaling up of the process in real condition. With these objectives, the present study deals with the photocatalytic degradation of three model pollutants (acetone, toluene and heptanes) using a fibrous media developed by Saint-Gobain. First of all, this media is characterized in terms of adsorption capacities using a specifically developed model and porosity. Secondly, a dynamic 420L-reactor is implemented to optimize the pollutants degradation according to several parameters (UV Wavelength, light intensity, air velocity at the media inlet, pollutants concentration and molecular structure). To do so, the experimental designs methodology is used. At the same time, a study concerning the formation of reaction intermediates is conducted. Finally, a reaction mechanism is proposed and kinetic laws are deduced. The latter can be integrated in numerical simulations for the design and the efficiency prediction of the process applied to the purification od indoor air

Ce travail s’inscrit dans la problématique « pollution de l’air intérieur et prévalence de l’asthme ». Notre approche s’est voulue épidémiologique et expérimentale. Les effets de différents polluants de l’air intérieur sur la survenue d’infections des voies respiratoires basses ont été analysés chez 196 nourrissons de la cohorte PARIS. Pour étudier les effets in vitro des polluants aériens sur la réponse inflammatoire des cellules épithéliales respiratoires, un modèle d’exposition air-liquide adapté aux cellules alvéolaires et bronchiques a été développé. Concernant le volet épidémiologique, aucune relation entre les niveaux des polluants et la survenue d’infection des voies respiratoires basses n’est mise en évidence, hormis une tendance pour la nicotine ; l’effectif et le faible niveau d’exposition aux polluants (dont le formaldéhyde (FA)) sont à prendre en compte dans ce résultat. Le volet expérimental a permis de développer un modèle in vitro unique et modulable, permettant de faire varier divers paramètres (type cellulaire, polluant, traitement concomitant des cellules, nombre d’expositions,…). Les atmosphères d’exposition (FA-50 µg/m3 et Aspergillus fumigatus-Asp-7x108 spores/m3) ont été générées à des niveaux environnementaux et contrôlées. Dans nos conditions expérimentales, après sensibilisation cellulaire, le FA induit une modification modérée de la production d’IL-8 et de MCP-1. Le modèle a permis une exposition séquentielle au FA-Asp pour mimer la multi-exposition, qui n’a pas induit d’effet cellulaire majeur. Cette démarche originale peut se poursuivre en l’appliquant à des conditions se rapprochant plus encore de l’exposition humaine aux polluants aériens
This work lies within the framework of "indoor air pollution and asthma". Our approach is epidemiological and experimental. The effects of various pollutants in indoor air on the occurrence of lower respiratory tract infections were analyzed in 196 infants in the birth cohort PARIS. To study the in vitro effects of air pollutants on the inflammatory response of respiratory epithelial cells, an exposure model suitable for air-liquid alveolar and bronchial cells was developed. Regarding the epidemiological study, no association between the pollutant levels and the occurrence of lower respiratory tract infection was found, except for a tendency with nicotine. The absence of association could be related to the size of the population and the low pollutant levels (including formaldehyde (FA)). The in vitro model we developed showed to be flexible, with variable parameters (cell type, pollutant, sensitization, number of exposures,. . . ). The exposure atmospheres were generated at environmental levels, FA-50 µg/m3 and Aspergillus fumigatus-Asp-7x108 spores/m3, were controlled. In our experimental conditions, after cell sensitization, FA induced a moderate change in the production of IL-8 and MCP-1. The model of sequential exposure to FA-Asp, mimicking the multi-exposure, did not induce major cellular effect. This original approach may be continued by applying it to closer conditions to the human exposure to air pollutants

La mesure de la qualité de l'air intérieur est un besoin relativement récent. Les êtres humains passent plus de 90 % de leurs temps dans un environnement fermé (pièce intérieure) qui contient plusieurs polluants gazeux. L'existence de tels contaminants gazeux dans l'air intérieur d'une pièce fermée ainsi que l'exposition à court ou à long terme à ces polluants peuvent provoquer des problèmes respiratoires et plusieurs maladies chroniques. Des études montrent que la qualité de l'air intérieur a un impact direct sur le bien-être et la productivité d'une part et sur la santé à plus long terme, d'autre part. Les COVs (composés organiques volatils) sont une classe importante de ces polluants, comme l'acétaldéhyde et le formaldéhyde provenant de matériaux utilisés dans l'aménagement intérieur (équipements informatiques, mobilier, peintures, tissu! s, sols...). Nous trouvons aussi des contaminants comme le CO2 provenant de l'utilisation intensive et d'une mauvaise aération des locaux, ainsi que le CO, et le NO2 issus de la pollution urbaine. Les bureaux, les salles de réunions, les salles de classes et les salles de travaux pratiques dans les milieux universitaires ou/et scolaires sont donc potentiellement pollués. Dans une pièce densément occupée et mal aérée la mesure du taux de COV/CO2 peut dépasser les seuils règlementaires. Ces polluants gazeux dans l'air à des concentrations importantes, faute d'une ventilation suffisante et d'un contrôle de la qualité de l'air, peut provoquer des somnolences et diminution de la productivité. La mesure et la surveillance de la qualité de l'air intérieur est donc indispensable pour assurer une meilleure qualité de vie dans les espaces de travail. Cette thèse est réalisée dans le cadre du GIS (groupement d'intérêt scientifique) neOCampus, porté par l'université Paul Sabatier et dédié au développement d'un campus innovant, connecté et durable pour une meilleure qualité de vie des usagers. Nous nous sommes intéressés au développement de micro-capteurs de gaz MOS (capteurs à oxydes métalliques) et à leur pilotage pour la surveillance de la qualité de l'air intérieur dans les bureaux, les salles de classes et les salles de réunions. L'objectif de cette étude est de suivre ces niveaux de pollution pour les corriger par des mesures d'aération des locaux. La prise de décision concernant l'action de correction de qualité de l'air est une étape essentielle du processus. Citons par exemple : la régulation de la ventilation dans une pièce en cas de dépassement du seuil autorisé pour les polluants identifiés. Dans le cadre de ces travaux, nous avons réalisé des prototypes de multi-capteurs de gaz miniaturisés et intégrés avec leur carte électronique dans une pièce témoin et capables de détecter des niveaux de pollution de l'air intérieur. [...]
Measuring indoor air quality is a relatively recent need. Humans spend more than 90% of their time in a closed environment that contains several gaseous pollutants. The existence of such gaseous contaminants in the indoor air as well as short or long term exposure to these pollutants can causes many respiratory problems and several chronic diseases. Studies show that the indoor air quality has an impact on well-being and productivity. VOCs (volatile organic compounds) such as acetaldehyde and formaldehyde are strongly presented in indoor air. This type of pollutants come from materials used in interior design (computer equipment, furniture, paints, fabrics, floors, etc.). We can also found in close envirements many others contaminants such as CO2, CO, and NO2 which come from urban pollution, intensive use of location and poor ventilation. Offices, meeting rooms, classrooms and practical work rooms in universities and / or schools are therefore potentially polluted. In a densely occupied and poorly ventilated room, the measurement of the VOC/CO2 rate may exceed the regulatory thresholds. These gaseous pollutants in the air in high concentrations, due to lack of sufficient ventilation and air quality control, can cause drowsiness and decreased productivity. Measuring and monitoring indoor air quality is therefore essential to ensure a better quality life in workspaces. This thesis is being carried out within the framework of the neOCampus GIS (scientific interest group), led by Paul Sabatier University and dedicated to the development of an innovative, connected and sustainable campus for a better quality life for users. We are interested by the development of micro-gas sensors MOS (metal oxide sensors) and the indoor air quality monitoring in offices, classrooms and meeting rooms. The objective of this study is to control these pollution levels in order to correct them through measures to ventilate the premises. Making a decision about how to correct air quality is an essential step in the process. For example: regulating ventilation in a room if the authorized threshold is exceeded for the identified pollutants. As part of this work, we produced prototypes of miniaturized multi-gas sensors integrated with their electronic card in a witness room and capable of detecting levels of indoor air pollution. These prototypes include a multi-sensor cell (with 4 independent cells), proximity electronics allowing the control and recovery of data from these cells, an IOT (internet of things) type communication module based on the LoRA protocol allowing send to the "Cloud NeoCampus", remotely and wirelessly, an indoor air quality status signal. This multi-sensor is based on semiconductor sensors based on nanostructured metal oxides synthesized at the LCC (coordination chemistry laboratory). [...]

La qualité de l’environnement intérieur est aujourd’hui un sujet de préoccupation majeur en santé publique. Les populations passent près de 90 % de leur temps en environnement intérieur où elles sont exposées à des polluants comme les composés organiques semi-volatils (COSV) suspectés d’effets néfastes pour la santé. L’ingestion de poussières est une voie d’exposition non négligeable à certains de ces COSV, en particulier chez les enfants. Pour caractériser cette exposition, il est nécessaire de prendre en compte la bioaccessibilité orale des COSV, définie comme la fraction de polluant libérée dans le tractus gastro-intestinal et disponible à l’absorption. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont de (i) développer et valider une méthode simple à mettre en œuvre pour la mesure de la bioaccessibilité orale des COSV dans les poussières et (ii) produire des données de bioaccessibilité pour des COSV d’intérêt sanitaire. Cette thèse sur articles est constituée de trois chapitres : un contexte scientifique, qui présente les sources et la toxicité des COSV, puis décrit leur présence dans l’air et les poussières des écoles, avant d’aborder les différentes voies d’exposition humaine ; un état de l’art sur la bioaccessibilité orale des COSV dans les poussières ; la proposition d’une méthode simplifiée pour la mesure de cette bioaccessibilité, sa validation et son application à de premiers échantillons. Ces travaux se concluent sur un contexte plus large que l’ingestion en établissant des perspectives considérant également la bioaccessibilité par inhalation et par contact cutané, afin de caractériser de manière globale l’exposition aux COSV en environnement intérieur
The quality of indoor environments is now a major public health concern. People spend nearly 90% of their time indoors where they are exposed to pollutants such as semi-volatile organic compounds (SVOCs) suspected of adverse health effects. Dust ingestion is a significant route of exposure to some of these SVOCs, especially for children. To characterize this exposure, it is necessary to consider the oral bioaccessibility of SVOCs, defined as the fraction of pollutant released into the gastrointestinal tract and available for absorption. In this context, the objectives of this PhD thesis are to (i) develop and validate a simple method for measuring the oral bioaccessibility of SVOCs in indoor dust and (ii) produce bioaccessibility data for SVOCs of health interest This article-based thesis consists of three chapters: a scientific context, which presents the sources and toxicity of SVOCs, then describes their presence in school air and dust, before addressing the different routes of human exposure; a state of the art on the oral bioaccessibility of SVOCs in dust; and the proposal of a simplified method for measuring this bioaccessibility, its validation, and its application to first samples. This work concludes on a broader context than ingestion by establishing perspectives that also consider inhalation and dermal bioaccessibility, in order to characterize the overall exposure to COSV in indoor environments

Notre travail a pour objet de mettre en place un systeme a base de connaissances capable d'interpreter les circonstances a l'origine des phenomenes de pollution dans les logements exprimes dans des plaintes ecrites en langage naturel. Le systeme s'appuie sur une base d'anciennes plaintes ecrites resolues suite a des audits de terrain. Ces plaintes de reference sont oragnisees dans des scenarios specifiques. Au moyen de systemes de recherche d'information appliques au cŒur de notre applicatif, la solution attribuee au scenario hebergeant la plainte la plus simlaire a la nouvelle a traiter est assignee a cette derniere. Le module fonctionnel de notre application est etabli a partir d'un ensemble de systemes de recherche d'information implemantant la semantique geree par un dictionnaire des synonymes
The goal of our work is to devellop an automatic system which aims to solve indoor air complaints written in french. After an automatic construction of the scenarios of complaints, a search module matches the current complaint to the theme of the most similar old complaint stored in the system memory. The solution attributed to the scenario to which the most similar complaint belongs is assigned to the new indoor air problem. We concentrate our work in improoving research models by introducing semantic analysis managed by a general french synonym dictionary

Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont des polluants dont la concentration est réglementée dans l’air ambiant, en raison de leurs caractères cancérigène et/ou mutagène. Ces composés, émis lors de combustions incomplètes, peuvent réagir dans l’atmosphère avec les principaux oxydants atmosphériques pour former des dérivés oxygénés (OHAP) et nitrés (NHAP), dont la toxicité est potentiellement encore plus importante. Dans ce contexte, ce travail a été réalisé par la combinaison de deux approches complémentaires : études de réactivité en atmosphère contrôlée et études de terrain, afin de mieux comprendre le devenir (formation/dégradation) de ces composés dans l’atmosphère. Ainsi, des particules naturelles, prélevées dans l’air ambiant, ont été exposées en réacteur à différents oxydants atmosphériques(O3, OH et NO2/O3). Les résultats montrent la dégradation effective des HAP et le benzo[a]pyrène, seul HAP réglementé aujourd’hui en Europe, apparait comme le composé le plus réactif. De plus, la formation significative de OHAP et NHAP a été mise en évidence, même si les quantités observées sont trop faibles pour boucler le bilan de masse, illustrant la formation de produits non détectés/détectables dans ce travail. La dégradation des HAP ayant été démontrée sur des particules naturelles, la question du lieu majoritaire de dégradation (atmosphère/support de prélèvement) a été étudiée au cours de différents échantillonnages atmosphériques, mettant en parallèle des préleveurs équipés ou non de pièges à ozone de type dénudeur. Ces études, bien que n’ayant pas permis de répondre définitivement à cette question, ont montré la formation de certains dérivés de HAP sur les supports d’échantillonnage. Suite à ces conclusions, des mesures ont été déployées sur le terrain, sur des sites de typologies différentes dans la région parisienne. Les concentrations en HAP, OHAP et NHAP mesurées se sont avérées 10 fois plus importantes sur un site trafic que sur un site périurbain. De plus, les différentes espèces mesurées sur chacun des sites ont montré que, contrairement aux HAP et OHAP, les NHAP majoritaires différaient selon la typologie du site. Ainsi, le site trafic a été identifié comme étant majoritairement influencé par des sources primaires, à l’opposé du site périurbain sur lequel les espèces secondaires étaient plus abondantes. Les études granulométriques ont montré que la distribution entaille des OHAP et NHAP particulaires était liée à leurs origines (primaire/secondaire). De plus, les OHAP et NHAP apparaissent associés à 85 % à la fraction la plus fine de l’aérosol (Dp < 2,5 µm), accentuant l’intérêt de leur étude d’un point de vue sanitaire. Enfin, la combinaison de l’étude de la distribution granulométrique de certains composés identifiés comme primaire ou secondaire, à celle des profils chimiques des NHAP ouOHAP, a permis de proposer des pistes quant à l’origine majoritaire de ces familles de composés dans l’air ambiant
Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) concentrations are regulated in ambient air because of theirmutagenic and carcinogenic properties. They are largely emitted by combustion processes and may react withmain atmospheric oxidants to form oxygenated (OPAH) and nitrated (NPAH) derivatives, which can be moretoxic than their parent PAHs. In this work, PAH derivatives were studied using the combination of twocomplementary approaches: laboratory reactivity experiments in controlled conditions and field studies, inorder to better understand their source and fate in the atmosphere. Reactivity study of PAHs adsorbed onnatural particles was carried out by exposing ambient particles to atmospheric oxidants (O3, OH and NO2/O3)in appropriate reactors. Large decays of PAH concentrations were observed, benzo[a]pyrene (B[a]P, which isthe only regulated PAH in Europe), appearing as the most reactive. The formation of OPAHs and NPAHs wasshowed. Nevertheless, quantities of both NPAHs and OPAHs formed were not sufficient to explain the totalamount of PAHs that react, highlighting the formation of other compounds, not detected in this work. PAHdegradation may occur in the atmosphere during the transport of air masses or directly on the filter during thesampling. The study of the major degradation processes was performed during field studies, using two highvolume samplers, one being equipped with an ozone scrubber. Even if, results were not enough to clearlyconclude about the relative importance of both degradation processes, the significant formation of some PAHderivatives on the sampling filter was observed. Then, field campaigns were led on different typologies ofsampling sites around Paris. PAH, OPAH and NPAH concentrations were about ten times higher at traffic sitethan at the suburban one. Moreover, for both OPAHs and PAHs, the major compounds were similar at bothsites, in contrary to the case of NPAHs that appeared different. The traffic site appeared strongly influenced byprimary emissions, whereas high amounts of secondary species were quantified at suburban site. Particle sizedistribution of OPAHs and NPAHs showed their strong association to the finest part of aerosols (Dp < 2.5 μm),highlighting the strong interest of this study considering sanitary impacts. Finally, the study of the particle sizedistribution of primary and/or secondary identified compounds, combined with chemical NPAH and OPAHprofiles, allowed to provide indications about the major origin of PAH derivatives in the atmosphere

La qualité de l'air intérieur est devenue une préoccupation de santé publique du fait notamment de l'augmentation du temps passé dans les environnements intérieurs et les espaces clos. L'objectif de ce travail est de développer des procédés mettant en œuvre la décharge couronne afin de traiter les polluants gazeux chimiques et particulaires dans l'air intérieur. Le premier volet du travail concerne la dégradation des polluants gazeux chimiques présents en très faibles concentrations dans l’air intérieur. Le couplage d’une décharge couronne et d’un catalyseur est mis en œuvre pour dégrader du toluène dans des conditions représentatives de l’air intérieur. Cette étude démontre la très bonne efficacité de la décharge couronne vis-à-vis du toluène avec de faibles densités d’énergie. Elle identifie les conditions opératoires optimales et propose des mécanismes réactionnels suite à l’identification des principaux produits de réaction. Cependant, le plasma génère des espèces indésirables comme l'ozone et les oxydes d'azote qui doivent impérativement être détruits. Nous avons choisi d'adjoindre à la décharge couronne un catalyseur à base d'oxydes de métaux de transition (MnOx/Al2O3). Différents catalyseurs sont synthétisés puis modifiés par greffage d’agents modifiants. Leur efficacité vis-à-vis de l’ozone et des NOx est quantifiée en présence de différentes teneurs en vapeur d’eau. Le deuxième volet concerne la collecte des particules par filtration électrostatique. Trois procédés sont étudiés ; ils associent un étage d’ionisation et un étage de collecte. L’ionisation est assurée soit par un électrofiltre fil-plaque soit par des aiguilles portées à un potentiel de quelques kilovolts. L’efficacité de collecte est mesurée dans la gamme de 10 nm à 20 µm en fonction de différents paramètres opératoires (tension, polarité, vitesse, paramètres géométriques, concentration en particules, humidité, etc.). Les aiguilles ont une efficacité légèrement inférieure à celle de l’électrofiltre mais présentent une très faible production de l'ozone et une consommation énergétique moindre. L’étude paramétrique permet de dimensionner, d'optimiser la géométrie du procédé et de définir les meilleures conditions de fonctionnement
Indoor air quality has become a public health issue because of the increased time spent in indoor environments and confined spaces. The goal of this work is to develop processes using corona discharge to treat chemical gaseous and particulate pollutants in indoor air. The first part of the work concerns the degradation of chemical gaseous pollutants present in very low concentrations in indoor air. The coupling of a corona discharge and a catalyst is implemented to degrade toluene under conditions representative of the indoor air. Tests were carried out under a range of operating and environmental conditions. This study demonstrates the very good efficiency of the corona discharge for toluene with very low specific density. Optimal operating conditions are identified and reaction mechanisms are proposed following the identification of the main reaction products. However, the generations of by-products, ozone and NOx, which can be hazardous compounds, have to be taken into account. The combination of corona discharge with catalysis seems as a promising way to ensure the suitability and the safety of non-thermal plasma as an indoor air cleaner. Different catalysts based on transition metal oxides (MnOx/Al2O3) are synthesized and then modified by grafting modifying agents. Their efficiency for ozone and NOx elimination is quantified in the presence of different water vapor contents. The second part concerns the particle collection by electrostatic precipitation. Three processes are studied; they combine an ionization stage and a collection stage. The ionization is ensured either by a wire-plate electrostatic precipitator (ESP) or by needles brought to a potential of a few kilovolts. The collection efficiency is measured in the range of 10 nm to 20 μm according to different operating parameters (voltage, polarity, velocity, geometrical parameters, particle concentration, humidity, etc.). The needles have a slightly lower efficiency than the ESP but present a very low production of ozone and a lower energy consumption. The parametric study makes it possible to dimension, to optimize the geometry of the process and to define the best operating conditions

La qualité de l’air intérieur constitue de nos jours un enjeu sanitaire majeur ainsi qu’une problématique de recherche enplein essor. De nombreux polluants sont présents à l’intérieur des bâtiments. Ils sont directement émis par des sourcesintérieures telles que les matériaux de constructions, le mobilier, l’activité des occupants ou proviennent de l’airextérieur. La politique de réduction de la consommation énergétique entraîne la construction de bâtiments de plus enplus hermétiques, réduisant ainsi l’élimination des polluants par transfert vers l’extérieur. Les techniques d’analysesclassiques ne sont pas adaptées à la surveillance continue de ces environnements. Il s’agit généralement d’analyseursencombrants, coûteux, bruyants et qui nécessitent du personnel qualifié. Une alternative à ces méthodes est récemmentapparue sous la forme de capteurs miniatures. Dans ce travail de thèse, les performances et limitations de plusieurscapteurs miniatures, tels que des capteurs à infrarouge, électrochimiques, à photoionisation ou semi-conducteurs pourla mesure du CO2, du CO, des NOx, d’O3 et des COV, ont été évaluées en laboratoire et lors de campagnes de mesurespour le suivi des principaux polluants de l’air intérieur. Bien que la réponse de ces capteurs soit fortement corrélée avecla concentration mesurée par des analyseurs de référence, le manque de sélectivité ne permet pas toujours une analysequantitative. L’apprentissage bayésien naïf ainsi que le clustering par bisecting k-means ont permis d’interpréter lessignaux mesurés par les capteurs et de mettre en évidence des événements typiques de pollution, traduisant ladynamique de la qualité de l’air intérieur
Nowadays, indoor air quality is a major health issue and a growing research challenge. Many pollutants are presentinside buildings. They are directly emitted by indoor sources such as building materials, furniture, occupants and theiractivities or transferred from outdoors. Due to an increasing concern for energy saving, recent buildings are much moreairtight, reducing the pollutants elimination to the outside. Standard analyzers are not suitable for monitoring the airquality indoors. These techniques are usually bulky, expensive, noisy and require skilled people. An alternative to theseconventional methods recently appeared under the form of microsensors. In this work, the performances and limitationsof different type of sensors such as infrared sensors, electrochemical sensors, photoionisation detectors orsemiconductive sensors for the measurement of CO2, CO, NOx, O3 or VOC, were evaluated in laboratory conditions andalso during measurement campaigns in order to monitor the major indoor air pollutants. Although the response of thesesensors is highly correlated with the concentration measured by reference instruments, their lack of selectivity does notalways allow a quantitative analysis. Naive Bayes classifier and bisecting k-means clustering were used to help analyzethe output of the sensors, and allow identifying typical pollution events, reflecting the dynamics of the indoor air quality

Les sites pollués (sol ou eaux souterraines) représentent un potentiel de risque pour la santé humaine et l’environnement. Il existe des outils d’aide à la gestion, en complément des mesures in-situ, qui permettent d’estimer rapidement et à moindre coût les risques sanitaires associés à l’exposition des polluants gazeux du sol dans les espaces intérieurs afin d’établir des mesures de prévention et/ou correction. Cependant, et malgré leur intérêt, il a été montré dans la littérature qu’il existe des différences importantes entre les concentrations intérieures mesurées et les estimations des outils existants. Ces incertitudes reposent principalement sur trois aspects : une mauvaise caractérisation du site, une modélisation incomplète des voies et mécanismes de transfert, ou bien du fait de négliger l’influence de certains paramètres sur le transfert. Par exemple, le fait de négliger la latéralité de la source reste une explication plausible des limites des modèles classiques de transfert. Les auteurs conviennent que la migration latérale joue un rôle important sur l’atténuation de la concentration intérieure en polluant, contrairement aux scénarios de source homogène ou continue, où les vapeurs migrent uniquement de manière verticale vers le bâtiment. Ainsi, lorsque la source est latéralement décalée vis-à-vis du bâtiment, les vapeurs vont migrer préférentiellement vers l’atmosphère et moins vers le bâtiment générant une atténuation plus importante de la concentration intérieure. Dans ce contexte, l’objectif principal de ces travaux de thèse est la contribution à l’amélioration des outils d’aide à la gestion afin d’élargir leur plage d’application. Pour ce faire, des nouveaux modèles ont été développés permettant de tenir compte de la latéralité de la source dans l’estimation de la concentration intérieure en polluant. Le développement de ces modèles est réalisé à partir de l’expérimentation numérique et l’analyse adimensionnelle sur la base des outils existants (modèles semi-empiriques construits en considérant une source continue). La combinaison de ces deux approches permet d’une part, de garder la capacité des modèles source continue de tenir compte des propriétés physiques du sol (perméabilité, coefficient de diffusion, …) et des caractéristiques du bâtiment (typologie de soubassement, dépression, volume, …), et d’une autre part, de mieux préciser la position de la source dans le sol en considérant l’influence de sa latéralité dans les estimations. Ces nouveaux modèles ont été issus d’une analyse comparative permettant de vérifier la cohérence et la précision des estimations vis-à-vis d’un modèle numérique (CFD), de données expérimentales et de modèles existants dans la littérature. Finalement, ces expressions ont été intégrées dans un code de ventilation (MATHIS-QAI) permettant de mieux préciser les caractéristiques des environnements intérieurs (système de ventilation, perméabilité à l’air de l’enveloppe, volume du bâtiment, …) et de réaliser des estimations des niveaux de concentration en fonction des variations temporelles (vitesse du vent, température extérieure, …) au cours du temps. À partir d’une étude paramétrique il a été montré que malgré l’impact non-négligeable des caractéristiques du bâtiment, l’influence de la latéralité de la source sur l’atténuation de la concentration intérieure en polluant reste prédominante (atténuation de plusieurs ordres de grandeur quand la source est décalée latéralement du bâtiment en comparaison à une source continue). Cependant, préciser les caractéristiques du bâtiment (soubassement, système de ventilation, perméabilité à l’air de l’enveloppe,…), ainsi que les conditions météorologiques uniques de chaque projet de construction, permet d’augmenter la précision des estimations en évitant la mise en œuvre de solutions extrêmes ou bien encore, de mesures inadaptées
Polluted sites and most precisely vapor intrusion represents a potential risk for human health and its environment. Various screening-level and analytical models have been proposed in order to evaluate vapor intrusion and provide assessment tools for exposure risk. However, some in situ investigations show significant differences between predicted and measured indoor concentrations leading eventually to misleading conclusions and inappropriate solution implementations. These uncertainties are mainly associated with a poor characterization of the site, an incomplete modeling of transfer pathways and mechanisms, or by neglecting certain influencing parameters on this transfer. For example, ignoring the lateral source/building separation may serve as possible explanation of the uncertainties presented by the conventional models based on a homogeneous source distribution assumption. The authors agree that lateral migration plays an important role in the attenuation of the indoor concentration. In homogeneous or continuous source scenarios vapors may migrate mainly vertically towards the building. However, lateral source may promote lateral migration to the atmosphere and less into the building generating a greater attenuation of the indoor concentration. In this context, the main objective of this thesis work is to contribute to the improvement of the assessment and management risk tools in order to improve the accuracy of their estimations and increase their range of application. To do this, new vapor intrusion models are developed considering the lateral source/building separation. These models are built on a numerical experimentation and dimensionless analysis based on existing models (semi-empirical models considering a homogeneous source distribution). The combination of these two approaches allows, on the one hand, to maintain the aptitude of the existing models to consider the physical properties of the soil (permeability, diffusion coefficient, …) and the characteristics of the building (type of construction, building depression, volume,…), and on the other hand, to better precise the position of the source in the soil taking into account the influence of the lateral source/building separation in the estimations. From a comparative analysis, the accuracy of these new expressions is verified comparing to the proposed numerical model (CFD), experimental data and existing models in the literature. Finally, the proposed expressions were coupled with a ventilation code (MATHIS-QAI) allowing to better specify indoor characteristics (ventilation system, air permeability of the envelope, volume of the building, …) and estimate indoor air concentration levels as a function of environmental variations (wind speed, outside temperature, …) over time. From a parametric study it was shown that despite the significant impact of the characteristics of the building, the influence of the lateral source/building separation remains predominant on the attenuation of the indoor concentration (attenuation of several orders of magnitude when the source is laterally offset of the building compared to a homogeneous source). However, specifying the characteristics of the building (construction type, ventilation system, air permeability, …) and weather conditions may increase the accuracy of the estimation avoiding the implementation of extreme solutions or insufficient actions

La qualité de l’air à l’intérieur d’un habitacle (QAH) est un sujet d’intérêt grandissant chez les constructeurs automobiles soucieux de garantir un air sain et une ambiance olfactive agréable dans leurs véhicules. La QAH s’évalue par l’innocuité des composés émis dans l’habitacle vis-à-vis des voies respiratoires et de la peau. Elle se traduit également par l’odeur générée par le mélange de ces composés. La diversité des matériaux utilisés et le degré de confinement de l’habitacle sont à l’origine, à l’état neuf, de la pollution intérieure. Le but de ces travaux est d’abord d’accroître les connaissances sur les sources d’émissions de composés organiques volatils (COV) et d’odeurs mais également d’évaluer leur impact sur la QAH. De nombreuses techniques d’échantillonnage et d’analyses des COV ainsi que des méthodes d’évaluation olfactive ont donc été mises en œuvre. Sur un véhicule modèle, l’impact des pièces de l’habitacle sur la QAH a été évalué, d’une part, grâce à la mise en œuvre d’un modèle de calcul des contributions des pièces aux teneurs ambiantes de l’habitacle (Chemical Mass Balance) ; et d’autre part, grâce à des analyses multi-variées des profils sensoriels des pièces et de l’habitacle. Enfin, le croisement des données physico-chimiques et des données sensorielles obtenues, ainsi que des mesures par GC-Olfactométrie ont permis d’identifier des familles de composés responsables des odeurs en habitacle
The car air quality (CAQ) inside the passenger compartment is a subject of growing interest among manufacturers concerned with ensuring a healthy car interior and a pleasant olfactory ambiance in their vehicles. The CAQ is nowadays evaluated for innocuity of the compounds emitted into the cabin towards the respiratory tract and the skin, but also for the odorous synergy of the mixture of compounds. The variety of materials and the confinement level of new cabins are the factors behind car indoor pollution. The primary aim of this work is to increase knowledge about the emission sources of volatile organic compounds (VOC) and odors, but also to assess their impact on the CAQ. Numerous VOC sampling and analysis techniques and odor evaluation methods have been implemented. The impact of each car part on the CAQ was assessed, firstly, using model calculations to determine the contributions of each car part to ambient VOC levels (Chemical Mass Balance) and secondly, by multivariate analysis of sensory profiles of car parts and cabin assembly. Finally, linking chemical and sensory data and GC-Olfactometry analysis allowed for identification of chemical families involved in car cabin smells

L’objectif de cette thèse était de réaliser des désodorisants, obtenus à partir de différentes essences naturelles. Ceux-ci doivent être efficaces dans l’amélioration du microclimat des atmosphères de travail. Une étude fondamentale sur l'optimisation de l'extraction des essences naturelles et l'identification des composants de ces essences a été réalisée par GC/MS. Nous avons étudié également les processus de reconnaissance moléculaire entre les composants majoritaires de ces essences et des CDs natives ou modifiées. La stabilité de ces complexes a été mesurée par trois méthodes différentes : l’headspace statique, la spectrophotométrie UV-visible et la microcalorimétrie de titration isotherme. La réalisation d’adsorbants à base de cyclodextrines a été effectuée en utilisant des polymères de cyclodextrine synthétisés à partir de l’épichlorhydrine ainsi que des matériaux hybrides de type CM-β-CD/LDH. L’efficacité des désodorisants obtenus a été évaluée en mesurant la durée de libération des composés odorants
The objective of this thesis was to develop air fresheners from various natural essences. Those must be efficient in the improvement of working atmosphere microclimate. A fundamental study on the optimization of extraction of natural essences andidentification of components of these essences was performed by GC/MS. We have also studied the process of molecular recognition between the major components of these essences and native or modified CDs. The stability of these complexes was measured by three different methods: static headspace, UV-visible spectrophotometry and isothermal titration microcalorimetry.The realization of adsorbents supports based on cyclodextrins was carried out by using cyclodextrin polymers synthesized from epichlorohydrin and hybrid materials of CM-β-CD/LDH type. The efficiency of air fresheners was evaluated by measuring the release time of odorous compounds

Pour répondre aux aspects essentiels du développement durable, les nouvelles constructions doivent réduire leur consommation énergétique. Cela se traduit par une meilleure isolation des bâtiments mais aussi par une maitrise et un control du renouvellement de l'air par ventilation mécanique contrôlée. De telles actions participent à l’augmentation des concentrations de polluants en intérieur pouvant avoir des conséquences sanitaires importantes. La technique de dépollution passive de l’air reposant sur des processus photocatalytiques est une solution intéressante pour répondre à cette problématique. L’objectif de cette étude est d’optimiser une peinture pour application intérieure contenant des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) afin de réduire les concentrations de polluants gazeux comme de dioxyde d’azote (NO2) tout en limitant la formation de contaminants tel que l’acide nitreux (HONO). Dans cette optique, durant cette thèse, différents jeux de peintures (photocatalytiques et de référence) ont été étudiés dans des conditions simulées de laboratoire et dans un environnement réel. Les expériences en laboratoire ont montré une efficacité d’élimination du NO2 jusqu’à 4 fois plus importante sur une peinture photocatalytique que sur une peinture standard. Cette étude met également en évidence la formation hétérogène d’acide nitreux pendant la réaction photocatalysée du NO2. Les rendements de formation de HONO sont compris entre 4 et 20 % du NO2 consommé. Lors d’une étude à échelle 1, dans une pièce modèle, des concentrations significatives de HONO ont été mesurées. Ces observations mettent à jour des mécanismes encore non élucidés de formation de cette espèce en air
In order to improve building energy consumption, new constructions reduce air exchange rate by including better insulation and adding controlled ventilation. However, this energetic advantage participates in increasing the concentration of indoor pollutants and can be the cause of adverse effects on the occupants’ health. A possible solution to this issue is to use the photocatalysis principle/theory as an innovating technique for air remediation. The aim of this study is to optimize photocatalytic materials containing titanium dioxide (TiO2) in order to reduce the concentrations of indoor air pollutants such as nitrogen dioxide (NO2) without the generation of emerging contaminants such as nitrous acid HONO. Over the course of this Ph.D., effects of different photocatalytic paints, tested under simulated and real conditions were studied. Laboratory experiments showed an effective elimination of nitrogen dioxide (NO2) up to 4 times higher with a photocatalytic paint than with a standard paint, the most important parameters influencing NO2 elimination being nanoTiO2 quantity built-in the paint, light intensity, and temperature. This study also highlights the heterogeneous formation of nitrous acid (HONO) during the photocatalysis of NO2, reactivity yields range from 4 % to 20 % of used NO2. During a scale one study in a model room, a significant concentration of HONO was measured. Those observations reveal yet not fully elucidated mechanisms for the indoor formation of this compound

La pollution de l’air intérieur est aujourd’hui reconnue comme un enjeu de santé publique. La règlementation impose depuis 2012 un étiquetage des matériaux de construction et d’ameublement en matière d’émission de polluants volatils. Bien que les méthodes de mesure d’émission de polluants soient nombreuses, il n’existe aucun matériau-standard émissif de référence pour les polluants de l’air intérieur qui permettrait la comparaison et la validation des mesures d’émission. L’objectif de ce travail est de produire des matériaux émissifs de référence en utilisant des matériaux à porosité contrôlée avec des tailles de pores adaptées à celle du polluant-cible pour un relargage contrôlé en concentration en fonction du temps. Les matériaux étudiés sont des polymères inorganiques ou hybrides organique-inorganiques synthétisés par voie sol-gel sous forme de blocs monolithiques ou déposés sur des substrats solides (verre ou textile). Différents matériaux microporeux ou/et mésoporeux ont été dopés au toluène et au naphtalène par exposition à leur vapeur saturante pendant des durées variables (2h à plusieurs jours). Ceci permet d’étudier l’influence de la taille des pores du matériau sur la vitesse de relargage du polluant. Le suivi cinétique du relargage spontané des polluants est réalisé selon un 1er mode statique avec une mesure optique du spectre d’absorption du polluant gazeux dans l’UV en fonction du temps. Dans le 2ème mode, le relargage dynamique sous balayage d’air du matériau dopé disposé dans une cellule FLEC normalisée est réalisé avec une mesure en continu de la concentration du polluant par chromatographie en phase gazeuse. Nous avons montré qu’il est possible de produire des matériaux à porosité contrôlée avec des gammes de distributions de tailles de pores allant de 0,8 à 12 nm. En choisissant judicieusement la matrice poreuse et la durée de dopage et en contrôlant les conditions de mise en œuvre (température, humidité), nous pouvons imposer la vitesse de relargage du polluant. Les gammes de vitesses d’émission vont de 30 µg.m-3.h-1 (classe A+) à 8.104 µg.m-3.h-1 (classe C) pour le toluène et de 2,6.103 à 2,6.104 µg.m-3.h-1 pour le naphtalène. Ces résultats montrent que ces matériaux pourront être utilisés pour une large gamme de polluants
Indoor air pollution is now recognized as a public health issue. Since 2012, the regulations have required the labelling of construction and furnishing materials with regard to the emission of volatile pollutants. Although there are many methods for measuring pollutant emissions, there is no standard reference emissive material for indoor air pollutants that would allow for comparison and validation of emission measurements. The objective of this work is to produce reference emissive materials by using porous materials with pore sizes tailored to the doped target pollutant with controlled release in pollutant concentration over time. The materials studied are inorganic or hybrid organic-inorganic polymers synthesized by sol-gel in the form of monolithic blocks or deposited on solid substrates (glass or textile). Various microporous and/or mesoporous materials have been doped with toluene and naphthalene pollutants by exposure to the latters’ saturated vapour for varying periods of time (2 hours to several days). The influence of the size of the pores of the material on the release of the pollutant has been studied. The kinetic monitoring of the spontaneous release of pollutants is carried out in two independent modes. A 1st static mode involves an optical measurement of the absorption spectrum of the gaseous pollutant in the UV as a function of time. In the 2nd mode, the dynamic air-sweeping release of the doped material placed in a standard FLEC cell is carried out with continuous measurement of the pollutant concentration by gas chromatography. We have shown that it is possible to produce materials with controlled porosity with narrow pore size distributions over the 0.8 to 12 nm domain. Further, by choosing judiciously the porous matrix and doping time and controlling the experimental conditions of release (temperature, humidity), we can impose the rate of release of the pollutant. The emission velocity ranges from 30 µg.m-3.h-1 (class A+) to 8.104 µg.m-3.h-1 (class C) for toluene and from 2.6.103 to 2.6.104 µg.m-3.h-1 for naphthalene. These results indicate that these materials can be used for a wide range of pollutants

Cette thèse étudie l’impact de l’Aéroport international de Beyrouth sur la qualité de l’air de Beyrouth et ses banlieues par mesures et modélisation des COVs et NO2. Il s’agit de la première étude qui identifie les signatures des émissions (COVs) issues des avions sous opération réelle. Grâce aux signatures détectées lors de 4 campagnes réalisées, nous constatons que l’aéroport a un impact sur la qualité de l’air de son voisinage, la zone côtière (trajectoire d’atterrissage), et les zones montagneuses. Ces résultats sont confirmés via le modèle ADMS-Airport, utilisé pour la première fois au Moyen-Orient et validé pour les conditions libanaises (r = 0.86). Par ailleurs, les concentrations de 47 COVs ont été mesurées pour la première fois à l'intérieur d’un bâtiment de l'aéroport. Les teneurs en COVs qui sont corrélées au nombre d’avions sont en dessous des valeurs seuils sauf pour l'acroléine alors que la celle de NO2 peut constituer un danger pour la santé
This work mainly investigated the impact of Beirut Airport on the air quality of Beirut and its suburbs via both measurements and modeling of VOCs and NO2. This is the first study to determine VOC signatures of exhaust emissions from aircraft under real operation. Using these signatures, the impact of the airport activities was tracked in 4 transect campaigns, where it was found that the airport impacts air quality not only in its vicinity, but also on the seashore (landing jet trajectory) and in mountainous areas. These results were confirmed via modeling with ADMS-Airport, implemented for the first time in the Middle East, after being validated in the Lebanese conditions (r = 0.86). As a secondary goal, and for the first time, 47 VOCs were assessed inside an airport building. Measured VOC levels did not present any risks except for acrolein. In the arrivals hall, NO2 levels indicated a health hazard; while a direct relationship was found between aircraft number and VOC concentrations

L'occupation quasi constante des environnements intérieurs (en moyenne 90% du temps), expose en permanence les occupants à une large variété de microorganismes présents dans l'air de ces espaces. En raison de difficultés technologiques liées à la collecte et à l'analyse, ce domaine scientifique reste pourtant quasiment vierge et ce, malgré les retombées possibles dans le domaine de la santé. Le manque est particulièrement marqué, en ce qui concerne l'exposition des individus aux aérosols microbiens et plus globalement la gestion sanitaire de la qualité de l'air des espaces clos. Cette étude a pour objectif la caractérisation de la diversité microbienne de l'air de différents espaces clos collectifs par une approche qualitative et quantitative. L'ensemble de l'étude a porté sur des environnements sensibles d'un point de vue des occupants (Hôpital), de la densité de fréquentation (Le Musée du Louvre) ou d'un temps d'exposition prolongé (Bureau).L'originalité de cette thèse a résidé dans l'association d'une stratégie d'échantillonnage représentative des environnements étudiés et d'outils analytiques pertinents permettant d'étudier la microflore de l'air indépendamment de la cultivabilité des micro-organismes. Pour la première fois, un séquençage haut débit (pyroséquençage 454) a été appliqué à des échantillons d'air intérieur permettant d'accéder à une diversité microbienne rare comme le sont les espèces pathogènes. Les résultats montrent une diversité microbienne plus riche que celle habituellement observée par des méthodes culturales. Plusieurs micro-organismes impliqués dans des problématiques sanitaires ont été retrouvés (Borrelia spp., Burkholderia spp., Legionella spp., Neisseria spp. et Mycobacterium spp.). Les résultats mettent en évidence une stabilité à la fois spatiale et temporelle pour les bactéries retrouvées dans l'air intérieur. Cette stabilité est à la fois qualitative (structure des communautés microbiennes) et quantitative (abondance des microorganismes). La forte présence de séquences d'origine humaine permet de considérer l'Homme comme le principal élément orientant la microflore bactérienne de l'air intérieur. Des « cores species » signant l'air intérieur anthropisé ont pu être identifiées
The constant occupation of indoor environments (average 90% of the time), constantly confront the occupants to a wide variety of microorganisms from the air of these spaces. Due to technological difficulties related to the collection and the analysis of airborne microorganisms, this field of study remains scanty, despite the potential health impact. The lack is particularly pronounced in terms of understanding of the risks of contamination of people by bioaerosols and overall health management of air quality of confined spaces.This study aims to characterize dynamics of the microbial diversity of different indoor environments. The entire study involved representative environments (hospital, office and museum).The originality of this thesis is the combination of a representative sampling strategy on environments studied and of analytical tools relevant to study the microflora of the indoor air regardless of the culturability of microorganisms.. For the first time, a high throughput sequencing (454 pyrosequencing) was applied to samples of indoor air in order to assess microbial diversity and pathogenic species..Several microorganisms implicated in health problems were found (Borrelia spp., Burkholderia spp. ,Legionella spp., Neisseria spp. and Mycobacterium spp.).The results give a different and more varied qualitative picture than that usually observed by cultural methods. The results show a stability of both spatial and temporal microflora of indoor air. This stability is both qualitative (microbial community structure) and quantitative (abundance of microorganisms). Man can be considered as the main factor driving the indoor air microflora due to the strong presence of sequences of human origin.'Cores species' signing the antropogenic indoor air were identified

Ce travail de recherche a été réalisé dans le cadre d’une Convention Industrielle de Formation par la Recherche (CIFRE). Il a été financé par l'Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT) et le Groupe Elithis, bureau d’étude spécialisé dans le domaine de l’efficacité énergétique. Le bâtiment représentant à lui seul plus de 40% de la demande énergétique en Europe et plus d’un tiers des émissions de gaz à effet de serre (GES), un effort très important d’amélioration de l’efficacité énergétique des bâtiments associé à une réduction drastique de leurs émissions de GES est aujourd’hui nécessaire. En ce sens, l’évolution des réglementations, tant européennes que nationales converge vers le développement à grande échelle de bâtiments neufs ou rénovés à très faible demande énergétique. Dans les stratégies de conditionnement des espaces intérieurs, la gestion optimisée de la ventilation occupe le premier poste. Outre le renouvellement d’air, la ventilation est en effet la plus ancienne et la plus utilisée des stratégies de contrôle de la qualité des environnements intérieurs (QEI). Outre les aspects énergétiques, les travaux internationaux menés par l’Organisation Mondiale de la Santé (WHO, 2000) ou dans le cadre de projets européens coordonnés (European Collaborative Action Urban Air, Indoor Environnement and Human Exposure) (ECA, 2003) permettent d’affirmer aujourd’hui que la qualité de l’air est reconnue comme un enjeu réel de santé publique (ANSES, 2014). Ainsi, pour traiter de la performance d’un système de ventilation, outre les aspects énergétiques et son efficacité à évacuer les polluants ou apporter de l’air neuf dans la zone d’occupation, il convient donc d’aborder le problème complet de la qualité des environnements intérieurs (QEI) intégrant dans sa définition la qualité de l’air intérieur (QAI) mais aussi le confort hygrothermique et visuel des occupants. Nous avons réalisé tout un suivi expérimental de consommation énergétique, de confort thermique et de la qualité de l’air dans un bâtiment de bureaux à faible demande énergétique, la Tour Elithis. Nous avons observé que l’efficacité énergétique n’est pas toujours synonyme de confort et bonne qualité de l’air. Nous avons donc construit un modèle numérique de ce bâtiment qui nous a permis de tester et analyser différentes stratégies de fonctionnement. Nous avons utilisé différents critères de QEI qui nous ont permis de faire une analyse de la performance globale du bâtiment, pour conclure que le confort hygrothermique, visuel et la QAI peuvent être associés à une optimisation de la demande énergétique
This research work was carried out in conformity with the Industrial Convention of Training by Research (CIFRE). And was financed by the National Association of Research and Technology (ANRT) and the Elithis Group (Groupe Elithis), engineering and consulting firm specializing in the field of energy efficiency. The building represents more than 40 % of the energy demand in Europe and more than a third of greenhouse gas emissions (GHG), an important effort to improve the energy efficiency of buildings associated have a drastic reduction in their green house gas emissions (GHG) is necessary today. In this sense, the evolution of the regulations, so Europeans as nationals converge on the development on a large scale new or renovated building with a very low energy demand. In the strategies of conditioning of the internal spaces, the optimized management of ventilation takes the first step. Besides the renewal of air, the ventilation is indeed the oldest and the most widely used strategies of Indoor Environmental Quality (IEQ). Besides the energy aspects, the international work led by the World Health Organization (WHO, 2000) or within the framework of coordinated European projects (European Collaborative Action Urban Air, Indoor Environment and Human Exposure) (ECA, 2003) claims today that the air quality is recognized as a real stake in public health (ANSES, 2014). So, to deal with the performance of a ventilation system, besides the energy aspects and its efficiency to evacuate pollutants or to provide new air in the occupied zone, it is thus advisable to approach the complete problem of the Indoor Environmental Quality (IEQ) integrating into its definition the Indoor Air Quality (IAQ) but also the hydrothermal and visual comfort of the occupants. We carried out a complete follow-up of energy consumption, thermal comfort and the air quality in an office building with low energy demand, the Tower Elithis. We observed that energy efficiency is not always synonymous with comfort and good air quality. We thus created a digital model of this building, which allowed us to test and to analyze different strategies of function. We used various criteria of IEQ which allowed us to make an analysis of the global performance of the building, to conclude that the hydrothermal, visual comfort and the IAQ can be associated to an optimization of the energy demand

Les champignons sont des biocontaminants courants des environnements intérieurs. De nombreuses études ont démontré leur rôle dans la dégradation des supports que ces microorganismes colonisent tels que les matériaux de construction, les ouvrages ou les œuvres d'art. De plus, ces biocontaminants sont susceptibles d'induire des allergies, des infections, des toxi-infections ou encore des irritations. Depuis 2005, une technique de détection de la croissance fongique, basée sur la recherche de traceurs chimiques spécifiques dans l'air, et un indice de contamination fongique (ICF), ont été développés et validés au cours de différentes campagnes de mesures dans l'habitat, les bureaux, les écoles, les crèches… L'objectivation d'une croissance fongique dans un environnement s'appuie sur des prélèvements par adsorption, une analyse chromatographique au laboratoire (GC/MS) et le calcul de l'ICF. Dans le cadre de la surveillance de la qualité microbiologique de l'air des environnements intérieurs, cette thèse a pour ambition de prolonger ces travaux en développant notamment un système de microcapteurs chimiques adapté à la mesure in situ. Cette recherche repose à la fois sur la méthode de détection fongique développée au CSTB et sur l'expertise scientifique et technique de l'ESIEE en matière de miniaturisation d'instruments de mesure, grâce à l'apport des microtechnologies. Le premier axe de cette étude a consisté à identifier expérimentalement les COV du métabolisme fongique spécifiques d'un développement sur des matériaux du patrimoine. Ces molécules ont permis de consolider l'ICF et de définir deux indices spécifiques à la problématique des sites patrimoniaux, validés dans des châteaux, musées, bibliothèques, grottes ornées… Le second axe porte, d'une part, sur la conception la réalisation et la caractérisation des briques élémentaires du microsystème d'analyse, à savoir un module de préconcentration (adsorption TENAX), un module de séparation (microGC) et un module de détection (capteurs polymères) et d'autre part sur les intégrations et pilotage de ces briques
Fungi are common microbial contaminants of indoor environments. Many studies have demonstrated their role in the partial or total degradation of materials they colonize such as building materials, or works of art. Moreover, those microbial contaminants are likely to lead to allergies, infections, poisoning or irritation. Since 2005, a new technique based on researching specific chemical tracers in the air, was developed and validated during different measurement campaigns. This approach is now applied to various indoor environments (houses, offices, schools, child care centers…) and allows the detection of recent and/or hidden contamination. The purpose of this work is to study and characterize a rapid and continuous air analysing microsystem for detection of fungal contamination in closed spaces. This study falls within the field of monitoring air microbiological quality in indoor environments. In addition to the time saved by the absence of any laboratory analysis, this system must provide a permanent monitoring of environments frequented by people, such as museums, schools, hospitals... This research is based both on the fungal detection method developed by CSTB and on scientific and technical expertise of ESIEE : specialised in design and manufacturing of miniaturized analysis systems obtained using microtechnology. The first step of this study was to define the compounds' nature to be detected for different cases of contamination along with the sampling strategy for the system. The second step focuses on the microstructures design and fabrication to be used in microanalytical system based on gas chromatography and the development of a miniaturised analysis system. So the first part of the study consisted in defining specific fungal contamination tracers for heritage conservation sites. This list allowed to reinforce a fungal contamination index for indoor environments and to define two specific indexes designed for heritage conservation sites. The validation of these different indexes allowed checking their compliance with those types of environments (castles, museums, libraries, decorated caves...) by detecting all cases of contamination, along with the control remediation of former contaminated environments. The second part of the study enabled the design and validation of three main modules constitutive of the microanalytical system based on gas chromatography. A miniaturised analysis system based on three modules has been developed

L’objectif de cette thèse était de réaliser des désodorisants, obtenus à partir de différentes essences naturelles. Ceux-ci doivent être efficaces dans l’amélioration du microclimat des atmosphères de travail. Une étude fondamentale sur l'optimisation de l'extraction des essences naturelles et l'identification des composants de ces essences a été réalisée par GC/MS. Nous avons étudié également les processus de reconnaissance moléculaire entre les composants majoritaires de ces essences et des CDs natives ou modifiées. La stabilité de ces complexes a été mesurée par trois méthodes différentes : l’headspace statique, la spectrophotométrie UV-visible et la microcalorimétrie de titration isotherme. La réalisation d’adsorbants à base de cyclodextrines a été effectuée en utilisant des polymères de cyclodextrine synthétisés à partir de l’épichlorhydrine ainsi que des matériaux hybrides de type CM-β-CD/LDH. L’efficacité des désodorisants obtenus a été évaluée en mesurant la durée de libération des composés odorants
The objective of this thesis was to develop air fresheners from various natural essences. Those must be efficient in the improvement of working atmosphere microclimate. A fundamental study on the optimization of extraction of natural essences andidentification of components of these essences was performed by GC/MS. We have also studied the process of molecular recognition between the major components of these essences and native or modified CDs. The stability of these complexes was measured by three different methods: static headspace, UV-visible spectrophotometry and isothermal titration microcalorimetry.The realization of adsorbents supports based on cyclodextrins was carried out by using cyclodextrin polymers synthesized from epichlorohydrin and hybrid materials of CM-β-CD/LDH type. The efficiency of air fresheners was evaluated by measuring the release time of odorous compounds

Etude des emissions naturelles de carbone particulaire et evaluation des perturbations induites par les activites humaines sur le cycle atmospherique du carbone. Travail s'appuyant sur des mesures de concentration et de granulometrie d'aerosol preleve au cours de nombreuses campagnes en milieu continental tempere et tropical ainsi qu'en zone oceanique des deux hemispheres. L'origine et le transport a grande echelle des aerosols sont determines par des mesures de composition isotopique (**(13)c/**(12)c) au spectrometre de masse

Les amines, dont plus de 60 sont réglementées au Québec, sont largement utilisées dans plusieurs secteurs industriels. Elles peuvent causer une grande variété de problèmes de santé chez les travailleurs exposés. L'évaluation de l'exposition professionnelle pose un défi puisque les méthodes disponibles d'échantillonnage et d'analyse sont spécifiques à une substance ou à la famille de cette substance et sont souvent compliquées à utiliser. Le projet visait le développement d'un système d'échantillonnage et d'une méthode d'analyse pour la détermination simultanée de sept amines parmi les plus susceptibles d'être retrouvées dans les milieux de travail québécois incluant des amines aliphatiques, des amines aromatiques et des alcoolamines. Le système d'échantillonnage développé utilise des cassettes de 37 mm munies d'un filtre en fibres de verre imprégné d'acide sulfurique. Immédiatement après l'échantillonnage, le filtre est transféré dans une jarre contenant une solution de chlorure de dansyle. Ce réactif est utilisé pour la dérivation parce qu'il forme des sulfonamides aromatiques fluorescentes et faciles à protoner, permettant l'analyse subséquente par CLHP-UV/FL ou CLHP/ESI-SM. Le dérivé dansylé du 1-(2-méthoxyphényl)pipérazine (MOPIP) a été utilisé comme étalon interne en étant directement ajouté sur un filtre lors de l'échantillonnage. L'efficacité de récupération du système d'échantillonnage développé est près de 100 % pour toutes les amines avec des claquages inférieurs à 1 %. L'incertitude étendue de la méthode varie entre 10 % et 18 % selon l'amine et le mode de détection. L'analyse de routine des produits est possible jusqu'à des limites de quantification inférieures de l'ordre de 0,1 µg/mL. L'analyse à haute sensibilité permet, quant à elle, de diminuer les limites de quantification de deux ordres de grandeur. Cette nouvelle stratégie sera utile dans l'évaluation de la qualité de l'air ambiant dans les milieux de travail étant donné qu'elle comprend un système d'échantillonnage unique indépendant de l'amine à quantifier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Amine aromatique, Amine aliphatique, Alcoolamine, Analyse simultanée, Analyse de l'air.