Un cyclone pour poussière respirable est un petit séparateur sélectif selon la taille qui se fixe à une pompe d'échantillonnage personnelle : l'air le traverse, la poussière grossière est projetée dans un pot de récupération, et la fraction respirable, définie par un point de coupure médian de 4 µm, poursuit jusqu'à un filtre que le laboratoire pèse ou analyse pour y doser la silice cristalline. Le choix repose sur trois décisions liées : le cyclone (nylon, nylon conducteur statique ou aluminium), le débit pour lequel il est conçu (1,7 L/min pour les modèles en nylon de 10 mm et 2,5 L/min pour l'aluminium dans les méthodes NIOSH 0600 et 7500) et la durée d'échantillonnage qui en découle. Ce guide passe chacune en revue, calculs à l'appui, et situe les trois cyclones qu'ERE offre : le cyclone en nylon Sensidyne "Dorr-Oliver" de 10 mm, le cyclone en nylon conducteur statique Zefon® de 10 mm et le cyclone en aluminium Zefon®.
Dans ce guide
- Qu'est-ce qu'un cyclone pour poussière respirable et à quoi sert-il vraiment ?
- Quel cyclone choisir : nylon, nylon conducteur ou aluminium ?
- Quel débit et quel volume d'échantillon faut-il utiliser ?
- Pourquoi la charge statique importe-t-elle ?
- Comment assembler, étalonner et utiliser un cyclone ?
- Qu'est-ce qui rend un échantillon de cyclone peu fiable ?
- De quoi d'autre avez-vous besoin en plus du cyclone ?
Qu'est-ce qu'un cyclone pour poussière respirable et à quoi sert-il vraiment ?
Un cyclone pour poussière respirable est un pré-séparateur sélectif selon la taille. L'air y entre en tourbillonnant, les particules plus grosses sont projetées vers l'extérieur dans un pot de récupération (« grit pot »), et seule la fraction qui peut atteindre le fond des poumons suit l'écoulement d'air jusqu'au filtre. NIOSH définit la poussière que mesure la méthode 0600 comme un aérosol recueilli par un échantillonneur dont le point de coupure médian est de 4 µm.
Il fonctionne toujours au sein d'une chaîne d'échantillonnage composée du cyclone, d'une cassette filtrante et d'une pompe. Les deux méthodes NIOSH nomment un filtre à membrane en PVC de 5 µm; les pages produit d'ERE indiquent des cassettes de 37 mm en trois pièces pour les cyclones en nylon de 10 mm et des cassettes de 25 mm ou de 37 mm pour le cyclone en aluminium. La méthode 0600 (particules non réglementées autrement, fraction respirable) est gravimétrique : le laboratoire pèse le filtre. La méthode 7500 mesure la silice cristalline par diffraction des rayons X sur le même type d'échantillon.
Les méthodes NIOSH sont des méthodes américaines : confirmez donc laquelle votre laboratoire, votre autorité compétente ou votre client utilise réellement. Le CCHST rappelle que, dans de nombreuses administrations canadiennes (mais pas toutes), les limites d'exposition sont semblables aux TLV de l'ACGIH, et que la législation varie d'une administration à l'autre. Au Québec, le Guide d'échantillonnage des contaminants de l'air en milieu de travail de l'IRSST (8e édition, version 8.2, mise à jour en décembre 2025) traite de la stratégie d'échantillonnage, des instruments et techniques d'échantillonnage, et de l'échantillonnage et de l'analyse par substance. Quelle que soit la référence applicable, la fiche de méthode de votre laboratoire a le dernier mot sur le cyclone et le débit.
Quel cyclone choisir : nylon, nylon conducteur ou aluminium ?
Choisissez le cyclone en fonction du débit que précise votre méthode ou votre laboratoire : les modèles en nylon de 10 mm fonctionnent à 1,7 L/min et le cyclone en aluminium à 2,5 L/min. À l'intérieur de ce choix, préférez une construction conductrice lorsque la charge statique pose problème (voir plus bas). Les trois modèles qu'ERE offre :
| Cyclone | Matériau | Débit et point de coupure | Cassette | Méthodes NIOSH indiquées sur la page produit | Numéros de pièce offerts par ERE |
|---|---|---|---|---|---|
| Cyclone en nylon Sensidyne "Dorr-Oliver" de 10 mm | Nylon (construction conductrice non précisée dans la fiche) | 1,7 L/min pour un point de coupure de 4,0 µm (ISO/ACGIH/CEN); 2 L/min pour 3,5 µm dans d'autres applications | 37 mm, trois pièces | 0600; 7500, 7501, 7601, 7602 | GIL-800061 cyclone; GIL-7013376 pot d'étalonnage; GIL-200159 pot de récupération; GIL-801124 tube plongeur (« vortex finder ») |
| Cyclone en nylon conducteur statique Zefon® de 10 mm | Nylon conducteur statique | 1,7 L/min pour un point de coupure de 4,0 µm (ISO/ACGIH/CEN); 2 L/min pour 3,5 µm dans d'autres applications | 37 mm, trois pièces | 0600; 7500, 7501, 7601, 7602 | ZE-ZA0080 cyclone; ZE-ZA0081 avec support de cassette/cyclone; ZE-ZA0063 (1 L) et ZE-ZA0085 (2 L) pots d'étalonnage; ZE-ZA0061 support; ZE-ZA0082 pots de récupération (paquet de 25) |
| Cyclone en aluminium Zefon® pour poussière respirable | Aluminium (conducteur statique) | 2,5 L/min pour un point de coupure de 4 µm | 25 mm ou 37 mm, trois pièces | 0600 et 7500 | ZE-ZA0060 (37 mm); ZE-ZA0075 (25 mm); ZE-ZA0062 et ZE-ZA0076 (avec support); ZE-ZA0066 pots de récupération (paquet de 25); ZE-ZA0067 joints toriques (paquet de 5); ZE-ZA0011 (adaptateur d'étalonnage) |
Deux choses que le tableau ne montre pas. D'abord, le poids : Zefon indique 3,6 oz pour l'ensemble complet en nylon conducteur, cassette et support compris, et 1,1 oz (30 g) pour le cyclone en aluminium seul; les deux chiffres ne sont donc pas comparables. Ensuite, l'interchangeabilité : Zefon précise que son cyclone en aluminium est entièrement interchangeable avec le cyclone en aluminium SKC, et que son adaptateur d'étalonnage convient aux cyclones en aluminium de 25 mm et de 37 mm des deux marques; les supports et le matériel d'étalonnage existants peuvent donc être réutilisés.
Les méthodes NIOSH mentionnent aussi un cyclone Higgins-Dewell à 2,2 L/min. Il ne fait pas partie des trois modèles ci-dessus; si votre laboratoire en exige un, dites-le-nous et nous confirmerons ce qui peut être obtenu. Vous pouvez parcourir tous les cyclones et impacteurs dans la collection Impacteurs et cyclones.
Quel débit et quel volume d'échantillon faut-il utiliser ?
Utilisez le débit que la méthode attribue à votre cyclone et laissez la masse recherchée déterminer la durée. Les deux méthodes NIOSH précisent 1,7 L/min ± 5 % pour le cyclone en nylon et 2,5 L/min pour le cyclone en aluminium, et la méthode 0600 exige une pompe dont les pulsations restent à ± 20 % ou moins du débit moyen.
| Méthode | Débit | Volume d'échantillon | Plage de masse par échantillon | Plage de travail |
|---|---|---|---|---|
| NIOSH 0600 (particules respirables, gravimétrie) | 1,7 L/min ± 5 % (nylon); 2,5 L/min ± 5 % (aluminium) | minimum de 20 L (à 5 mg/m³) à maximum de 400 L; échantillonner de 45 min à 8 h; ne pas dépasser 2 mg sur le filtre | 0,1 à 2 mg (limite de détection estimée : 0,03 mg) | 0,5 à 10 mg/m³ pour un échantillon de 200 L |
| NIOSH 7500 (silice cristalline, DRX) | 1,7 L/min ± 5 % (nylon); 2,5 L/min (aluminium) | 400 à 1 000 L; ne pas dépasser 2 mg sur le filtre | 0,02 à 2 mg de SiO₂ (limite de détection estimée : 0,005 mg) | 0,025 à 2,5 mg/m³ pour un échantillon de 800 L |
Le volume d'échantillon est le débit multiplié par la durée; trois exemples chiffrés montrent l'effet du débit sur l'échantillon :
- Quart complet, cyclone en nylon. 1,7 L/min × 480 min = 816 L, soit dans la fenêtre de 400 à 1 000 L de la méthode 7500. Le minimum de 400 L est atteint en environ 3 h 55 min et le maximum de 1 000 L en environ 9 h 48 min.
- Quart complet, cyclone en aluminium. 2,5 L/min × 480 min = 1 200 L, au-dessus du maximum de 1 000 L; les 1 000 L sont atteints à 400 min (6 h 40 min). Convenez avec votre laboratoire de la façon de couvrir le quart, par exemple avec deux échantillons consécutifs.
- Échantillonnage à la valeur TLV de la silice. Le CCHST indique une TLV-TWA de l'ACGIH de 0,025 mg/m³ pour la silice, quartz (fraction respirable, A2). Le bas de la plage de 7500, 0,02 mg, exige 0,02 ÷ 0,025 = 0,8 m³ (800 L) à cette concentration : environ 471 minutes (7 h 51 min) à 1,7 L/min, mais 320 minutes (5 h 20 min) à 2,5 L/min. Un échantillon de 8 heures avec le cyclone en nylon (816 L) recueille 0,0204 mg, à peine à l'intérieur de la plage.
Le dernier exemple est un calcul fondé sur les chiffres des méthodes elles-mêmes, et non une recommandation de NIOSH. Il montre pourquoi le cyclone en aluminium, à débit plus élevé, atteint plus tôt une masse quantifiable aux faibles concentrations, lorsque votre méthode ou votre laboratoire l'accepte. Le même calcul explique le minimum de 20 L de la méthode 0600 : 20 L à 5 mg/m³ représentent 0,1 mg, le bas de sa plage de masse.
Lisez votre limite auprès de votre administration, et non dans l'en-tête d'une méthode. NIOSH 7500 (édition 4, 2003) indique dans son en-tête une valeur ACGIH de 0,1 mg/m³ pour le quartz respirable, alors que le CCHST indique maintenant 0,025 mg/m³ d'après les TLV de 2025. Les limites canadiennes varient selon l'administration : considérez donc 0,025 mg/m³ comme un chiffre d'exemple.
Pourquoi la charge statique importe-t-elle, et quels cyclones sont conducteurs ?
La charge statique de la poussière et du corps du cyclone fausse le résultat, et c'est pourquoi NIOSH recommande des échantillonneurs conducteurs. La méthode 0600 fait état de biais électrostatiques allant jusqu'à −50 % (Briant et Moss) et précise que les cyclones en nylon chargé de graphite éliminent le problème. Elle recommande aussi des cassettes filtrantes conductrices.
Les fiches Zefon d'ERE décrivent le cyclone en nylon de 10 mm comme conducteur statique et le cyclone en aluminium comme conducteur statique, éliminant les interférences. La fiche du Sensidyne Dorr-Oliver ne précise pas de construction conductrice : si votre laboratoire ou votre programme en exige une, choisissez un cyclone Zefon ou faites confirmer la construction avec nous avant de commander.
Comment assembler, étalonner et utiliser un cyclone ?
Inspectez, assemblez, étalonnez avec le cyclone en ligne, échantillonnez à la verticale, puis bouchez et ajoutez des blancs. Les étapes ci-dessous suivent NIOSH 0600 et 7500; la fiche de méthode de votre laboratoire a préséance.
- Confirmez le cyclone, le débit et le filtre avec votre laboratoire. Demandez quelle méthode le laboratoire appliquera et quels cyclone, débit et filtre il précise. Utilisez ensuite un seul échantillonneur et un seul débit pour toute l'application, car NIOSH 7500 avertit que le mélange de types d'échantillonneurs ou de débits introduit un biais.
- Inspectez et nettoyez le cyclone. Retirez le bouchon du pot de récupération et regardez à l'intérieur. NIOSH 0600 demande de jeter un cyclone dont l'intérieur est visiblement rayé, car ses caractéristiques de séparation peuvent être altérées, et de nettoyer l'intérieur pour éviter la remise en suspension des grosses particules.
- Assemblez la tête d'échantillonnage. Fixez le cyclone au filtre à membrane en PVC de 5 µm placé dans sa cassette en trois pièces et son support, et vérifiez que le cyclone et le porte-filtre sont bien alignés pour que l'air ne fuie pas autour du filtre.
- Étalonnez la pompe avec un cyclone représentatif en ligne. Les cyclones en nylon et en aluminium s'étalonnent dans un grand récipient muni d'orifices d'entrée et de sortie : l'étalonneur, par exemple un débitmètre à bulles, se raccorde à l'entrée, la sortie du cyclone se raccorde à l'orifice à l'intérieur du récipient, et la sortie du récipient se raccorde à la pompe. Un pot d'étalonnage remplit ce rôle pour les cyclones en nylon et en aluminium, et l'adaptateur d'étalonnage Zefon se place sur un cyclone en aluminium et reçoit un tuyau de 1/4 po de diamètre intérieur, de sorte que le débit est mesuré le plus près possible de l'entrée du cyclone.
- Échantillonnez à la verticale pendant la durée prévue. Ne laissez jamais l'assemblage être renversé : selon NIOSH, incliner le cyclone au-delà de l'horizontale peut déposer sur le filtre des matières surdimensionnées provenant du corps du cyclone. La méthode 0600 permet de 45 minutes à 8 heures et précise de ne pas dépasser 2 mg de poussière sur le filtre. Notez le débit ainsi que les heures de début et de fin.
- Bouchez, ajoutez des blancs et expédiez. Bouchez les ouvertures de la cassette et expédiez. Les deux méthodes NIOSH qualifient l'expédition de courante et demandent de 2 à 10 blancs de terrain par série, et la méthode 0600 suggère aussi de 2 à 4 échantillons en double par lot pour le contrôle de la qualité.
La méthode 0600 ajoute que, même si le débit varie d'une valeur connue entre l'étalonnage et l'utilisation, les débits nominaux servent au calcul de la concentration en raison d'une caractéristique d'autocorrection des cyclones. C'est une raison de consigner l'étalonnage, non de l'omettre.
Qu'est-ce qui rend un échantillon de cyclone peu fiable ?
La plupart des mauvais échantillons de cyclone proviennent d'une courte liste de fautes de manipulation ou d'équipement, chacune nommée dans les méthodes NIOSH :
- Le renversement. On a parfois trouvé sur les filtres de cyclone des particules surdimensionnées de plus de 10 µm, et NIOSH les attribue au renversement de l'assemblage du cyclone.
- Un corps de cyclone rayé ou sale. Les rayures peuvent modifier les caractéristiques de séparation, et un intérieur sale peut remettre en suspension les grosses particules.
- Une forte charge, des fibres ou de la poussière mouillée. NIOSH 0600 range les fortes charges de poussière, les fibres et les poussières saturées d'eau parmi les interférences avec les propriétés de sélection selon la taille du cyclone, et plafonne la charge à 2 mg sur le filtre.
- La charge statique. Un biais électrostatique allant jusqu'à −50 %, comme ci-dessus.
- Une pompe à pulsations. La méthode 0600 fait état d'un biais négatif pouvant atteindre −0,22 avec un débit pulsé, et d'un biais de moins de 0,02 pour les pompes dont le débit instantané reste à moins de 20 % du débit moyen. Consultez notre guide d'achat de pompes d'échantillonnage d'air pour savoir quoi rechercher.
- Le mélange d'échantillonneurs ou de débits. NIOSH 7500 conseille un seul échantillonneur et un seul débit pour une application donnée afin d'éliminer le biais entre types d'échantillonneurs.
De quoi d'autre avez-vous besoin en plus du cyclone ?
Le cyclone n'est qu'un maillon de la chaîne d'échantillonnage. Il vous faut aussi une pompe qui maintient le débit précisé (à acheter, ou à louer pour un projet de courte durée), le filtre et la cassette que précise votre laboratoire, un moyen d'étalonner (un pot d'étalonnage, ou l'adaptateur pour le cyclone en aluminium), ainsi que des pots de récupération et des joints toriques de rechange. Les cassettes pour spores et pour comptage de fibres forment une autre famille; consultez notre comparaison des cassettes. Pour échantillonner des vapeurs plutôt que des poussières, les tubes de notre guide des tubes sorbants sont l'outil approprié.
Les pages produit contiennent les fiches d'instructions, dont les instructions de la trousse d'échantillonnage de silice Dorr-Oliver, le mode d'emploi du cyclone en nylon Zefon et une fiche technique du cyclone en aluminium. Indiquez-nous la méthode, le laboratoire et s'il s'agit d'un échantillon personnel ou d'ambiance, et nous choisirons le cyclone, le support, le matériel d'étalonnage et la pompe dans la collection Échantillonnage de l'air.
Besoin d'aide pour choisir un cyclone pour poussière respirable ?
ERE Inc. est le spécialiste canadien de l'équipement environnemental depuis plus de 30 ans. Indiquez-nous la méthode, le laboratoire et la durée d'échantillonnage, et nous choisirons le cyclone, le support, le matériel d'étalonnage et la pompe.
→ Demander une soumission | 1-888-287-EREC | Parcourir l'échantillonnage de l'air | sales@ereinc.com
Foire aux questions
Que signifie un point de coupure de 4 µm ?
Le point de coupure est la taille de particule qu'un cyclone recueille avec une efficacité de 50 %. La méthode NIOSH 0600 définit la poussière respirable comme un aérosol recueilli par un échantillonneur dont le point de coupure médian est de 4 µm, et les fiches produit d'ERE pour les cyclones Zefon et Sensidyne indiquent que leur courbe d'efficacité de collecte respecte la convention respirable ACGIH/ISO/CEN au débit précisé : 1,7 L/min pour les cyclones en nylon de 10 mm et 2,5 L/min pour le cyclone en aluminium.
Peut-on utiliser un cyclone à un autre débit ?
Seulement si la méthode ou le règlement que vous suivez le prévoit, car le point de coupure dépend du débit. Zefon indique pour son cyclone en nylon 4,0 µm à 1,7 L/min et 3,5 µm à 2 L/min pour d'autres applications. La méthode NIOSH 7500 conseille d'utiliser un seul échantillonneur et un seul débit pour une application donnée afin d'éviter les biais, et précise qu'aux États-Unis l'échantillonnage de la poussière de mine de charbon utilise le cyclone Dorr-Oliver à 2,0 L/min avec un facteur de conversion de 1,38.
Quelle pompe faut-il pour un cyclone à poussière respirable ?
Une pompe qui maintient le débit précisé de façon stable : NIOSH 0600 exige 1,7 L/min ± 5 % pour le cyclone en nylon et 2,5 L/min ± 5 % pour le cyclone en aluminium, avec des pulsations de ± 20 % ou moins autour du débit moyen. Étalonnez-la avec un cyclone représentatif en ligne avant chaque échantillon.
Peut-on nettoyer et réutiliser un cyclone ?
Oui, avec soin. NIOSH 0600 demande d'inspecter l'intérieur avant l'emploi, de le nettoyer pour éviter la remise en suspension des grosses particules et de jeter un cyclone dont l'intérieur est visiblement rayé, car les rayures peuvent modifier ses caractéristiques de séparation. Les pots de récupération de rechange, et les joints toriques pour le cyclone en aluminium, figurent sur les pages produit.
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