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Etude par imagerie numérique et granulométrie laser de l ’influence de huit adjuvants sur la formation du jet de pulvérisation pour trois types de buses. Présentation: C. STAINIER. AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 » . Dérive. TRANSPORT HORS CIBLE. DEPOT SUR CIBLE. - PowerPoint PPT Presentation
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Etude par imagerie numérique et Etude par imagerie numérique et granulométrie laser de granulométrie laser de
l ’influence de huit adjuvants sur l ’influence de huit adjuvants sur la formation du jet de la formation du jet de
pulvérisation pour trois types de pulvérisation pour trois types de busesbuses
Présentation: C. STAINIER
Généralités
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
DEPOT SUR CIBLE
DEPOT SUR SOL
RUISSELLEMENT
PERCOLATION
VOLATILISATION
TRANSPORT HORS CIBLE
Dérive
Mécanismes de pollution impliqués dans l ’application des produits phytosanitaires
GénéralitésParamètres influençant la dérive
Structure mécanique
•Hauteur de la rampe
•Trajectoire des buses (déplacement + oscillations)
Circuit hydraulique
•Pression de travail
•Débit
Bouillie
•Propriétes physico-chimiques
•Concentration
Buse
•Jet de pulvérisation Facteurs météorologiques•Direction & vitesse du vent
•température
•humidité relative
Répartition de la bouillie
CibleHors cible
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
•Déterminer l’importance des adjuvants ou de la formulation dans le phénomène de dérive parmi les autres paramètres.
•Meilleure compréhension des mécanismes de formation des gouttelettes.
•Tenter de définir des « classes » d ’adjuvants pour réduire le nombre d ’essais ultérieurs
1. Objectifs
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Tensiofix D03
Trend 90
Frigate
Break-Thru
Li-700
Silwet L-77
Flofix
Actirob B
95 % surfactants non ioniques Alcool isodécyl éthoxylé Amines grasses éthoxylées Trisiloxane Lécithines de soja Heptaméthyltrisiloxane Huile paraffinique Huile colza estérifiée
2. Choix des adjuvants
Additif (émulsifiant) Mouillant Additif (pénétration) Super-mouillant Additif (Anti-dérive) Mouillant Additif (pénétration) Additif (pénétration)
Hydrophiles
Hydrophobes
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
•Masse volumique
•Viscosité
•Tension de surface dynamique
•Tension de surface statique
•Concentration micellaire critique
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
Mesures effectuées
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Conditions : - température 20°C
- concentration x1 / x5
- eau dure / douce
Pas de Pas de différence entre différence entre adjuvants au adjuvants au seuil de seuil de détection utilisédétection utilisé
Pas de Pas de différence entre différence entre adjuvantsadjuvants
3.1. Masse volumique
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
Conditions :
- température 10°C / 20°C / 25°C
- concentration x1 / x5
- eau dure / douce
3.2. Viscosité
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Conditions : - température 20°C
- concentration x0.5 / x1 / x2
- eau douce
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
3.3. Tension de surface dynamique
Matériel: tensiomètre LAUDA Bubble Pressure Tensiometer MPT1
Collaboration: société OMNICHEM, LLN
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
20
30
40
50
60
70
80
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Temps (s)
Tensiofix
Trend 90
Frigate
BT
Li-700
L-77
Flofix
Actirob
Tension de surface dynamique des adjuvants à la concentration recommandée
Valeur à l ’asymptote mN/m
[ 1x ] [ 2x ]
37,13 36,90
31,24 28,37
36,32 45,03
24,27 23,53
57,67 42,05
42,71 31,00
72,45 68,11
55,95 55,59
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
3.3. Tension de surface dynamique
Hydrophobe
Hydrophile
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
3.4. Tension de surface statique
Comparaison des TS statiques et dynamiques
0
10
20
30
40
50
60
70
80
TensiofixDO3
Break-thru Frigate Trend 90 L 77 Silwet Li700 Flofix Actirob
adjuvant conc 1x
TS
(m
N/m
)
TS stat TS dyn
HydrophobeHydrophile
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
3. Propriétés physico-chimiques des bouillies
3.5. Concentration micellaire critique
Dilutions(%) Log C TS (mN/m)Li 700 0,5 -0,30103 27,1
0,05 -1,30103 27,50,005 -2,30103 31,3
0,0005 -3,30103 62,20,00005 -4,30103 69,0
0,000005 -5,30103 70,3
Dilutions(%) Log C TS (mN/m)Frigate 2 0,30103 31,9
1 0 32,00,5 -0,30103 31,8
0,05 -1,30103 31,90,005 -2,30103 40,6
0,0005 -3,30103 50,60,00005 -4,30103 66,5
0,000005 -5,30103 71,4
Li 700
01020304050607080
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0
TS
Frigate
01020304050607080
-6 -4 -2 0 2
TS
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Buse à fente
Buse anti-dérive
Buse conique
Traitements des cultures
basses
A injection d’air,
augmente taille gouttes
Gouttes très fines,
répartition bimodale
Paramètres
•Pression : 3 bars
•Débit : 0.78 l / min
•Hauteur : 50 cm
•Angle : 120° (fente & A.D.)
80° (conique)
4. Choix des buses
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5. Propriétés du jet
5.1. Mode de fractionnement & longueur de la veine liquide
Développement d ’un système « lowcost » de prise de vue à grande vitesse
Prise de vue continue par une caméra numérique
Individualisation du fichier .AVI en images .JPG ou .BMP par le logiciel libre
AVI2BMP
Sélection des images les plus représentatives
Interprétation et mesure sur base de ces images
Caméra numérique
Filtre polarisant
stroboscope
buse
Support réglable
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Rupture par oscillation
Rupture par perforation
5. Propriétés du jet
5.1. Mode de fractionnement & longueur de la veine liquide
•Tensiofix
•Trend 90
•Frigate
•Break-thru
•Li-700
•L-77
•Flofix
•Actirob
Hydrophobe
Hydrophile
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00
Eau dure
Tensiofix
Trend 90
Frigate
Break-Thru
Li-700
L-77
Flofix
Actirob
fente 1x anti-dérive 1x cone 1x
5. Propriétés du jet
5.1. Mode de fractionnement & longueur de la veine liquide
•Désintégration par oscillations
•Tensiofix
•Trend 90
•Frigate
•Break-thru
•Désintégration par perforations
•Li-700
•L-77
•Flofix
•Actirob
Hyd
rop
hile
Hyd
rop
hob
e
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
5. Propriétés du jet
5.2. Granulométrie
Matériel: granulomètre MALVERN mastersizer S
Collaboration:
Dep. Of Crop Protection, RUG, GENT
0
50
100
150
200
250
-30 -20 -10 0 10 20 30 40Position (°)
VM
D (
µm
)
Tensiofix Trend 90 Frigate
Break-Thru Li-700 L-77
Flofix Actirob Eau dure
Variation du VMD avec la buse conique en fonction de la position dans le jet et
des adjuvants (conc x1)
Hydrophile
Hydrophobe
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
5. Propriétés du jet
5.2. Granulométrie
courbe granulométrique eau dure buse conique
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 100 200 300 400 500 600
granulométrie (µm)
%vo
lum
e to
tal
-6 -3 0 3 6 9
Courbe granulométrique des différentes coupes dans le jet
comparaison des distribution granulométriques au centre du jet
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
diamètre (µm)
% d
u v
olu
me
tota
l
eau L77 Break-thru
Courbes granulométriques au centre du jet pour différents adjuvants
Hydrophile Hydrophobe
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
5. Propriétés du jet
5.3. Distribution transversale statique
buse
Gouttières ISO 5682
Système de pesée
Matériel: Banc de répartition ISO5682
éprouvettes
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Effet de la concentration
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
1 4 7
10
13
16
19
22
25
28
31
Eprouvettes
Dé
bit
Conc * 1 Conc * 5
Distribution statique du L-77 aux deux concentrations dans l’eau dure avec la buse
conique
5. Propriétés du jet
5.3. Distribution transversale statique
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Eprouvettes
Débi
t
Buse à fente Buse anti-dérive Buse conique
Effet des buses
Distribution statique de l’eau dure avec les trois buses
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Effet de l’adjuvant
Distribution statique des adjuvants à la concentration recommandée dans l’eau dure avec la buse conique
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31Eprouvettes
Déb
it
Tensiofix
Trend 90
Frigate
Break-Thru
Li-700
L-77
Flofix
Actirob
Eau dure
5. Propriétés du jet
5.3. Distribution transversale statique
Hydrophile
Hydrophobe
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Effet de l’adjuvant
5. Propriétés du jet
5.3. Distribution transversale statique
Problèmes d’homogénéité du taux d’application pour l’agriculteur
distribution transversale statique d'un rampe de 7 buses espacées de 0.5m
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000
position (m)
déb
it
eau dure L-77 conc 1x eau dure
buse conique avec eau et L-77
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,0
5
0,1
5
0,2
5
0,3
5
0,4
5
0,5
5
0,6
5
0,7
5
0,8
5
0,9
5
1,0
5
1,1
5
1,2
5
1,3
5
1,4
5
1,5
5
position (m)
dé
bit
eau dure L-77 conc 1x
La qualité de la distribution d ’une buse devrait comprendre des tests avec des adjuvants de références.
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
5. Propriétés du jet
5.4. Distribution transversale dynamique
Table
Rampe
Papiers hydrosensibles
Buse
Protocole de mesureBanc dynamique de répartition
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5. Propriétés du jet
5.4. Distribution transversale dynamique
Traitement par analyse d ’image•Acquisition scanner haute résolution
•Échantillonnage.
•Applications de filtres
•Application d ’un algorithme « watershed ».
•Mesure du pourcentage de couverture.
•Mesure des surfaces de gouttes étalées.
•Calcul du diamètre en vol.
•Classement selon les mêmes classes que celles du MALVERN
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5. Propriétés du jet
5.4. Distribution transversale dynamique
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Position (°)
Su
rfac
e re
cou
vert
e
Fente Anti-dérive Conique
Eau dure avec les 3 types de buse
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70
Position (°)
Dé
bit
/Su
rfac
e r
eco
uve
rte
Banc statique Banc dynamique
Banc statique et dynamique avec eau dure et buse conique
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6. Interaction buses-bouillies
6.1. Synthèse
Tension de surface dynamique
Longueur de la veine fluide
Rupture de la veine fluide
Adjuvant
Distribution transversale
VMD
% gouttes < 100µm
hydrophile Hydrophobe
Faible Elevée
Oscillation Perforation
Longue Courte
Haute Aplatie
Faible Elevé
Grand Petit
(Indépendamment des buses)
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
VMD en fonction de la tension de surface dynamique
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
20 30 40 50 60 70 80tension de surf dyn
VM
D
fente anti-dérive cone eau fente eau anti-dérive eau cone
6. Interaction buses-bouillies
6.2. Effet des buses
Hydrophile Hydrophobe
AFPP - Colloque mieux traiter - ORLEANS, 10 &11 mars 2004 »
Merci de votre attention
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