Chimie Multiphasique des additifs et solvants oxygénés

19.3Analyse de l’absorption de la lumière par les parois de la cabine

L’absorption d’un échantillon du verre des parois de la cabine d'exposition a été analysée au Laboratoire du Centre de Géochimie de la Surface par spectrométrie UV-visible sur une plage de longueur d'onde variant de 230 à 570 nm. Le pourcentage d'intensité lumineuse transmise à travers le verre en fonction de la longueur d'onde considérée est présenté en figure 32.


Domaine d'absorption de HCHO

en présence de lumière naturelle

290

360


Figure 32: Intensité lumineuse transmise par le verre des parois de la cabine d'exposition

Dans le domaine d'absorption du formaldéhyde en présence de lumière naturelle, le verre utilisé pour les parois de la cabine ne transmet que partiellement la lumière reçue. Cette transmission est de l'ordre de 5 à 10% pour des longueurs d'onde variant de 290 à 317 nm puis la transmission augmente progressivement jusqu'à la longueur d'onde de 360 nm pour laquelle elle atteint une valeur de 75%. A cette faible transmission s'ajoute une première filtration de la lumière naturelle par les vitres de la pièce où se trouve la cabine avant d'atteindre les vitres de la cabine.

20Conclusion

L’objectif de ce travail était de développer une cabine d’exposition à des concentrations contrôlées de formaldéhyde gazeux afin d’étudier le rôle potentiellement aggravant des aldéhydes et en particulier du formaldéhyde dans les symptômes d’asthme allergique par un protocole de recherche clinique et d’améliorer le diagnostic des symptômes respiratoires liés à l'exposition au formaldéhyde en milieu professionnel non industriel et en milieu domestique. Il s’agit d’une étude pilote car, à notre connaissance, aucune publication n’a fait état de la mise en place d’une telle pièce expérimentale.

Le formaldéhyde gazeux, généré dans la cabine à partir d’une solution de formaldéhyde chauffée, était quantifié par dérivation à la DNPH suivie d’une analyse par HPLC. Nos résultats montrent que la méthodologie choisie permet d’obtenir une génération du formaldéhyde gazeux avec une bonne précision, la variabilité (homogénéité, reproductibilité) étant inférieure à 10% et un rendement de génération variant de 78 à 91% par rapport à la concentration théorique générée.

L’étude de la décroissance du formaldéhyde nous a permis de mettre en évidence les différents puits que sont la photolyse, le dépôt sec sur les parois, l’adsorption sur les vêtements et la capture par la cartouche du masque. Dans l’obscurité la constante moyenne de disparition, représentant le dépôt sec sur les surfaces de la cabine et les fuites, est estimée à (2,8 ± 0,5) × 10^-5 s^-1 (Tableau IV). Les expériences menées à la lumière, dans une cabine vide, ont permis de calculer un k_d est de (3,1 ± 0,5) × 10^-5 s^-1, révélant un impact assez faible de la photolyse comme source de disparition du formaldéhyde dans la cabine. Afin de confirmer cette observation, l’absorption de la lumière par un échantillon du verre constituant les parois de la cabine a été analysée par spectrométrie. La transmission de la lumière mise en évidence était faible, à cela s'ajoutait une première filtration de la lumière naturelle par les parois de la pièce où a été construite la cabine avant d'atteindre les vitres de la cabine. Ces résultats permettaient donc de confirmer et d'expliquer le faible impact de la photolyse du formaldéhyde sur la décroissance des taux mesurés au cours du temps. La valeur de la constante de disparition est augmentée par la présence d’un mannequin (k_d = (4,2 ± 0,5) × 10^-5 s^-1), et doublée en présence d’une personne dans la cabine (k_d = (7,9 ± 0,5) × 10^-5 s^-1). Dans ce cas, le formaldéhyde serait piégé sur la cartouche de filtration du masque à un taux qui dépendrait du débit respiratoire du sujet exposé.

Afin d’estimer ce taux, nous avons supposer que tout le formaldéhyde respiré était retenu dans le masque. La décroissance des concentrations du formaldéhyde due à la respiration pourrait être expliquée par un effet de dilution:

[HCHO]_t  (V + V_respiration) = [HCHO]₀  V Equation [4]

où V_respiration, = Q_resp  t, est le volume total respiré par le sujet au temps t

depuis le début de l’expérience.

Pour [HCHO]₀ = 120 µg m^-3 et Q_resp = 10 L min^-1, la concentration de formaldéhyde, calculée à partir de l’équation [4] après une heure, est de [HCHO]_{1 heure} = 110 µg m^-3. Si l’on attribue à la respiration la différence entre les constantes de disparition avec mannequin (4,2 ± 0,5) × 10^-5 s^-1 et avec une personne (7,9 ± 0,5) × 10^-5 s^-1,la constante de disparition due à la respiration est de (3,7 ± 0,5) × 10^-5 s^-1. Dans ce cas, pour une concentration de 120 µg m^-3, la concentration de formaldéhyde calculée selon l’équation [3] après une heure est de [HCHO]_{1 heure} = 106 µg m^-3. Cette valeur, très proche de celle calculée précédemment, confirme le fait que la respiration peut être considérée comme un processus de dilution, selon l’hypothèse de l’équation [4]. Un processus similaire peut être attendu sans masque puisque le formaldéhyde est fortement soluble dans l’eau et par conséquent dans les muqueuses du tractus respiratoire haut. Il faut souligner que le rendement de génération n’est pas affecté par la présence d’un sujet.

Les résultats obtenus permettent de valider la technique de génération et d’exposition à des concentrations contrôlées de formaldéhyde dans la cabine. Dans un second temps, nous avons pu appliquer ces expositions lors du protocole de recherche clinique pour étudier les effets d'une inhalation préalable de formaldéhyde sur la réponse bronchique.

5.