Environnement

Pourquoi les scientifiques font confiance aux pompes à membrane ?

Cinq exemples d’utilisation dans les domaines scientifiques et environnementaux

Dans le secteur environnemental, les pompes sont souvent utilisées pour prélever ou transférer des échantillons vers un analyseur. Un de nos clients a attiré notre attention sur diverses analyses qui ont un point en commun : une pompe OEM de KNF est utilisée. Nous avons sélectionné pour vous deux exemples dans le domaine de la pollution de l’air.

Lors du prélèvement d’échantillons pour analyser la qualité de l’air, la pompe doit fonctionner de manière absolument fiable

Nos pompes conviennent pour des équipements de laboratoire, pour des appareils portatifs ou pour des analyseurs de gaz. Les trois types sont utilisés pour le prélèvement d’échantillons environnementaux et leur analyse. En 2010, l’Indiana Department of Environmental Management (IDEM), la U.S. Environmental Protection Agency (EPA) et la ville d’Indianapolis menèrent de concert une étude sur la pollution de l’air dans le Sud-Ouest d’Indianapolis, dans l’État de l’Indiana. Cette région fut identifiée comme zone à potentiel risque de cancer en raison de la pollution de l’air. L’étude The Southwest Indianapolis Air Toxics Study résultant des analyses décrit les détails de ce projet commun.

Une pompe a servi à analyser la concentration totale de composés de carbone organiques sans méthane (TNMOC) dans l’air ambiant. Explication : L’Agence américaine de la Protection de l’Environnement (EPA) a défini une norme nationale en matière de qualité de l’air par rapport à la substance toxique qu’est l’ozone. Dans certaines parties du pays où les valeurs de la norme nationale en matière de qualité de l’air par rapport à l’ozone sont dépassées, des mesures supplémentaires de la concentration de composés de carbone organique sans méthane (NMOC) sont nécessaires. Les États concernés développement alors des stratégies de contrôle. Les mesures de la NMOC effectuées sur l’air ambiant sont importantes pour le contrôle des matières organiques volatiles (COV), considérées comme les précurseurs de l’ozone atmosphérique, et étant le sujet de nombreuses études sur l’effet toxique des COV sur l’ozone atmosphérique ainsi que sur le « trou de la couche d’ozone, qui va en s’agrandissant ».

Pour cette raison, il était très important d’avoir à disposition une pompe fiable pour le prélèvement des échantillons d’air avec des matières potentiellement toxiques. Il fallait en même temps s’assurer que la pompe ne modifie ni ne contamine les échantillons lors du prélèvement. Nos pompes sont connues pour leur fiabilité et leur inertie chimique, et conviennent donc parfaitement pour ce type d’utilisation. De plus, leur grande étanchéité permet un prélèvement précis et complet des échantillons, sans qu’il y ait de risque de perte, de dilution ou de contamination.

L’avion de recherche ER-2 de la NASA a été utilisé pour la mesure de la pollution de l’air aux États-Unis. (NASA Photo / Jim Ross)

En 2001 une étude intitulée In Situ Measurements of Long-Lived Trace Gases in the Lower Stratosphere by Gas Chromatography utilisa également une de nos pompes (dans l’article désignée comme pompe UNMP 830). Pour cette étude, un chromatographe à quatre canaux pour phase gazeuse mesura différentes qualités d’air dans des intervalles de 70 à 140 secondes. Une pompe à membrane installée à l’extérieur de l’avion, entraînée par un moteur à courant continu sans balai (brushless) de 24 volts, à régime variable et à deux niveaux, transportait l’air extérieur jusqu’à l’appareil d’analyse. Cette pompe était installée à l’arrière et était commandée par l’ordinateur ACATS-IV installé à bord, lorsque l’avion ER-2, en vol ascensionnel, passa l’altitude de 87 kPa de pression atmosphérique (87 kPa = 1000 mètres).

Les choix du moteurs et des matériaux de la micro-pompe ont su maîtriser les défis de l’application

Ce deuxième exemple propose quelques points intéressants. Premièrement, la micro-pompe est petite, mais ce n’est pas la seule raison pour laquelle elle a été utilisée pour cette application exigeante. Ainsi, le prélèvement d’échantillon par la pompe se fait à une altitude extrême, et des parties par milliard (ppb) et des parties par billion (ppt) sont mesurées. Comme prévu, la pompe étant inerte, elle revêt donc une importance capitale. Comme dans la première étude mentionnée ci-dessus, les clients travaillant dans le domaine des analyses environnementales font confiance aux matériaux de nos pompes tels que le PTFE et l’inox, ainsi qu’à leur étanchéité.

En outre, la pompe utilisée dans la deuxième étude est entraînée par un moteur à courant continu sans balai (brushless). Cela permet de réguler les débits selon les besoins et de prolonger la durée de vie et la fiabilité de l’appareil. Mais la régulation du régime du moteur représente pour cette application une fonction encore plus importante. Dans des altitudes élevées, moins de molécules d’air arrivent sur le boîtier de la pompe pour refroidir cette dernière. Cela risque de provoquer une surchauffe de la pompe. Toutefois, la possibilité de faire tourner le moteur sur une tension et un régime réduit, permet d’amoindrir ce risque. Ces micro-pompes pour gaz compactes et légères, permettent même un fonctionnement économique des batteries. A ces altitudes, la pression atmosphérique est également nettement plus faible. Cela agit sur la partie supérieure et inférieure de la membrane de la pompe, contribuant ainsi à perméabiliser la pompe.

Ces exemples permettent de se faire une idée de l’utilisation de nos pompes dans les domaines environnementaux et scientifiques. En outre, il existe une multitude d’autres cas où une pompe a contribué à des découvertes´ scientifiques :

Basé sur l’article KNF OEM Diaphragm Pumps Used in Multiple Environmental Studies, The Pump Post, 2016

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