Étude de la formation d'hydrocarbures aromatiques polycycliques lors de la pyrolyse de l'acétylène en cémentation gazeuse basse pression - Evaluation, Expériences, Modélisation

La cémentation gazeuse basse pression est un procédé qui se révèle être une source de pollution considérable aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dont certains sont cancérigènes. Les activités telles que l'entretien des fours ont été évaluées lors de sept campagnes en surveillant (i) les niveaux atmosphériques de benzo[a]pyrène (BaP) et (ii) les niveaux urinaires de
3- hydroxybenzo[a]pyrène (3-0HBaP), l'un de ses métabolites. Des concentrations en BaP atmosphérique jusqu'à 20 fois la recommandation française de 150 ng/m3 ont été relevées et des concentrations jusqu'à 40 fois la Valeur Limite Biologique (VLB) proposée par l'INRS de 0.35 nmol/mol de créatinine ont été mesurées pour le 3-0HBaP urinaire. Des expériences en laboratoire (900°C et 8 kPa) ont alors été menées pour comprendre la formation des HAP et pour valider un modèle cinétique détaillé afin de l'intégrer au modèle complexe de pilotage des fours de cémentation. En dehors de la bonne concordance entre les expériences et le modèle, les résultats ont montré un manque d'homogénéité au sein du réacteur. Des simulations CFD (Fluent®) ont donc été effectuées afin de comprendre les écarts. Ces différents résultats montrent que (i) la pyrolyse d'acétylène génère des HAP en grande quantité, (ii) le modèle cinétique peut prédire la formation de plus de 500 espèces chimiques et (iii), de par les faibles pressions d'utilisation, les fours industriels ne sont peut-être pas parfaitement agités.