Présentation: C. STAINIER

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


•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


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


•Masse volumique

•Viscosité

•Tension de surface dynamique

•Tension de surface statique

•Concentration micellaire critique

3. Propriétés physico-chimiques des bouillies

Mesures effectuées


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


Conditions :

- température 10°C / 20°C / 25°C

- concentration x1 / x5

- eau dure / douce

3.2. Viscosité


Conditions : - température 20°C

- concentration x0.5 / x1 / x2

- eau douce


3.3. Tension de surface dynamique

Matériel: tensiomètre LAUDA Bubble Pressure Tensiometer MPT1

Collaboration: société OMNICHEM, LLN


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


3.3. Tension de surface dynamique

Hydrophobe

Hydrophile



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



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


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


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


Rupture par oscillation

Rupture par perforation



•Tensiofix

•Trend 90

•Frigate

•Break-thru

•Li-700

•L-77

•Flofix

•Actirob

Hydrophobe

Hydrophile


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



•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



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



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



5.3. Distribution transversale statique

buse

Gouttières ISO 5682

Système de pesée

Matériel: Banc de répartition ISO5682

éprouvettes


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



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


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



Hydrophile

Hydrophobe


Effet de l’adjuvant



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.



5.4. Distribution transversale dynamique

Table

Rampe

Papiers hydrosensibles

Buse

Protocole de mesureBanc dynamique de répartition




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




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


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)


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


Merci de votre attention


Documents

Présentation: C. STAINIER