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Dispositif ROSAA, RObust and Sensitive Ammonia Analyser : Un système automatisé de mesure en continu du flux d’ammoniac au champ

Des chercheurs de l’INRA ont développé un analyseur d'ammoniac atmosphérique sensible, destiné à la mesure de flux gazeux de quelques dizaines de ng.m-2.s-1 par la méthode des gradients. Cet analyseur permet de mesurer exclusivement l’ammoniac gazeux atmosphérique. INRA Transfert recherche des partenaires industriels pour valoriser ce dispositif

Analyseur automatique ROSAA installé en extérieur, dans un champ de triticale (Grignon, 78). Le mat supporte trois
Mis à jour le 11/06/2013
Publié le 02/03/2011

Contexte

Même si de nombreuses études ont été réalisées ces 30 dernières années sur les émissions d’NH3 par les activités agricoles ainsi que sur les échanges d’NH3 entre les surfaces naturelles et l’atmosphère, la quantification des sources et puits d’NH3 à l’échelle nationale et internationale est encore partielle (surtout dans les pays du sud), en grande partie à cause de la difficulté d’en mesurer les flux de façon précise et simple. Aujourd’hui, la demande est forte pour mieux quantifier les flux d’NH3 (laboratoires de recherche, acteurs de l’environnement, de l’agriculture et de la santé), mais il existe peu de dispositifs permettant la mesure de ces flux de manière spécifique, continue et simple.

Description de l’innovation

Des chercheurs de l’UMR Environnement et Grandes Cultures de l'Institut National de la Recherche Agronomique (Inra) ont développé à partir des principes de mesures existants un analyseur d'ammoniac atmosphérique sensible, destiné à la mesure de flux gazeux de quelques dizaines de ng.m-2.s-1 par la méthode des gradients, avec étalonnage automatisé.Le nom donné à I'analyseur est ROSAA, RObust and Sensitive Ammonia Analyser.

Le principe de l’invention repose sur le couplage d’une phase de piégeage de l’ammoniac en ammonium (NH4+) avec la mesure en ligne de la concentration de l’ammonium par conductimétrie.

Le système de captage est composé de tubes verticaux (denuders), traversés par un flux descendant d’acide qui s’écoule le long des parois, et, à contre-courant, par le flux d’air à analyser : l’acide piège l’ammoniac immédiatement sous forme stable d’ion ammonium NH4+.

Le piégeage d’ammoniac par les denuders présente une grande efficacité avec des rendements d’extraction proches de 99%.

Le dispositif permet de prélever simultanément des échantillons en divers points, puis après séparation sur membrane semi-perméable, de mesurer la concentration d’ammonium par conductimétrie.

La justesse du système a été validée pour une large gamme de mesure de 40 à 200 µg d’ammoniac par m3, avec une bonne répétabilité et reproductibilité des mesures effectuées (coefficients de variation inférieurs à 2 %). La concentration limite quantifiable en ammoniac dans l’air est estimée à 2 µg d’ammoniac par m3.

L’analyseur ROSAA permet de mesurer en continu avec une sensibilité suffisante pour détecter de faibles gradients de concentration entre les différents points de prélèvement et avec une faible perturbation de l’air environnant. Il permet de mesurer exclusivement l’ammoniac gazeux atmosphérique ce qui le distingue des autres méthodes sensibles qui ne séparent pas l’ammoniac gazeux de l’aérosol contenant de l’ammonium.

Aujourd'hui, l’équipe de recherche dispose d’un premier prototype qui a été testé en laboratoire et a démontré son applicabilité en conditions d'utilisation au champ.

Application industrielle, propriété intellectuelle et transfert technologique

Après amélioration du prototype pour une utilisation en routine au champ (simplification des modes d’étalonnage, réduction de la taille, amélioration de l’interface, etc.) et validation en conditions réelles, le dispositif ROSAA pourrait intéresser des laboratoires de recherche ainsi que des organismes chargés de l’observation et de la surveillance dans les domaines de l’environnement, l’agriculture et la santé.

Le dispositif et le procédé de mesure d’ammoniac gazeux sont protégés par une demande de brevet française FR 10 55253 déposée le 29 juin 2010 par l’Inra.

INRA Transfert, filiale de valorisation de l’Inra, recherche des partenaires équipementiers pour le développement du dispositif industriel et l’exploitation commerciale de l’invention.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Erwan Personne UMR Environnement et Grandes Cultures AgroParisTech
Chargée de valorisation, Inra Transfert :
Claire NODET (01 42 75 93 44)