Générateur d'aérosols
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1. Buse
2. Actionneur
3. Joint
4. Tige
5. Vanne
6. Assise du ressort
7. Ressort
8. Loge de la vanne
9. Tube plongeant
Un spray est un dispositif mécanique permettant de vaporiser un liquide en fines gouttelettes (aérosol). Il est aussi nommé aérosol par abus de langage, ou bombe. Les aérosols naturels ou artificiels peuvent être inhalés et contribuer à la pollution de l'air intérieur.
Historique
Le phénomène d'aérosol a été découvert par l’allemand August Schmauß (1877-1954) en 1920.
En 1927, un inventeur norvégien, Erik Rotheim (en) fait breveter l'utilisation d'un récipient sous pression muni d'une valve pour la diffusion d'une grande variété de produits[1] : il vend son procédé aux Américains en 1931, et il est considéré comme le véritable inventeur de ce dispositif.
Ce principe est mis en application en 1941 aux États-Unis avec le premier insecticide vendu sous la forme d'une petite bombonne contenant un liquide sous pression et munie d'une valve à vis.
Après guerre, à partir de 1948, se développe le spray en bombe destiné à fixer les coiffures, appelé « laque coiffante » (en anglais, hair spray).
Principe
En général, les sprays sont constitués de boîtes métalliques contenant le liquide à vaporiser ainsi qu'un gaz sous pression. Le liquide est expulsé par la pression du gaz sous forme d'aérosol.
Gaz propulseurs
Pendant longtemps, on a utilisé des gaz chlorofluorocarbure (CFC) comme propulseurs. Les CFC servaient de gaz propulseurs depuis la Seconde Guerre Mondiale en raison de leurs propriétés intéressantes : ils sont ininflammables, inodores et stables. Cependant les CFC détruisant la couche d'ozone, ils sont maintenant interdits (ou en voie d'interdiction) dans les 196 pays signataires du Protocole de Montréal (à l'origine 24 pays en 1987).
Le fréon était utilisé pour les mousses à raser, les désodorisants, les réfrigérateurs, entre autres.
Différents gaz propulseurs sont utilisés, qui n'ont pas d'effet sur la couche d'ozone. Le propane, le butane et l'isobutane sont des hydrocarbures inflammables et explosifs. Il s'agit également de gaz à effet de serre dont l'effet est du même ordre de grandeur que celui du méthane et qui produit après dégradation du dioxyde de carbone et de l'eau.
L'azote (principal composant de l'air) est un gaz propulseur inerte, donc moins dangereux. Le dioxyde de carbone est parfois utilisé.
Le protoxyde d'azote a les mêmes caractéristiques thermodynamiques que le gaz carbonique. Il est plus cher, mais est beaucoup moins corrosif pour le boîtier lorsque le produit actif contient de l'eau.
Le diméthyl éther est un propulseur liquéfié inflammable, mais soluble dans l'eau, ce qui permet d'obtenir des aérosols au danger d'inflammabilité réduit. Il a un très bon pouvoir solvant, ce qui permet son utilisation dans les aérosols de peinture. (R-134a) est un hydrogénofluoré ininflammable. Sa molécule ne contient pas de chlore. Il n'a pas d'action sur la couche d'ozone, mais a un fort effet de serre. On parle de l'interdire ou d'en limiter l'usage, bien qu'il soit le dernier propulseur ininflammable encore autorisé. Il est assez cher, ce qui limite son utilisation.
Il ne faut jamais pulvériser un aérosol sur une flamme ou un point chaud (plaque chauffante, moteur thermique…) à cause de l'inflammation immédiate et du risque d'explosion.
Il est également possible de produire un spray à l'aide d'ultrasons.
Fabrication
Une bombe se présente sous la forme d'un récipient métallique sous pression avec un bouchon propulseur en plastique. Le récipient est souvent en acier ou en aluminium. En acier, il sera produit par roulage puis soudure du corps avec sertissage des extrémités. En aluminium, il sera filé (choc violent d'un poinçon sur une pastille épaisse) puis équipé d'une tête par sertissage. Pour la commodité d'usage, un bouchon en plastique injecté protégera le plus souvent la valve. Celle-ci est un mécanisme précis composé de plusieurs pièces très précises et fiables malgré leur réalisation en très grande série et leur assemblage automatisé.
Les déchets
Les déchets d'un dispositif de production d'aérosol (quantité d'emballage et gaz propulseur) sont importants par rapport à la quantité de produits contenus.
Même si le métal est recyclable, les bombes sont interdites dans les déchets ménagers, et ne sont pas toujours acceptées en tri sélectif. En effet, si la bombe n'est pas complètement vide, elle reste dangereuse en raison d'une part du gaz résiduel (parfois explosif) qu'elle peut contenir, et d'autre part en raison des produits toxiques (pesticides, peintures, vernis, lubrifiants notamment) que ces bombes peuvent encore contenir.
Dans tous les cas, il faut se rappeler qu'une bombe contient du gaz sous pression. Elle ne doit ni être exposée à la chaleur ni laissée en plein soleil car même minime, le risque d'explosion existe (le gaz inflammable n'étant normalement pas mélangé avec le dioxygène de l'air). La dilatation du gaz peut également dépasser la résistance de la valve. Pour les mêmes raisons, il ne faut pas jeter au feu les bombes vides.
Les bombes ou les cartouches de gaz servant à en produire sont en France considérés comme Déchets diffus spécifiques à retraiter via une filière conforme à la réglementation.
Les composés organiques volatils
Les bombes émettent des particules de petite taille qui sont facilement inhalées. Les bombes peuvent émettre, selon la composition des produits contenus, des composés organiques volatils (COV). Les COV émis comprennent par exemple des hydrocarbures.
Les composés organiques volatils sont des polluants qui ont un effet nocif pour la santé. Ils participent à la pollution intérieure des habitations. Combinés avec des oxydes d'azote, certains COV peuvent former de l'ozone, qui est un polluant à basse atmosphère.
Des méthodes standardisées de prélèvement et d’analyse d'aérosols présents dans l'air ont été mis au point pour permettre une meilleure comparabilité et fiabilité des résultats d'études[2]
Références
- Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « Aérosol » (voir la liste des auteurs).
- Histoire des Aérosols sur le site 1001aerosols.com.
- MASCLET, P., & MARCHAND, N. (2004). Méthodes de prélèvement et d’analyse des aérosols. Ed. Techniques Ingénieur.
