Recherche pour AASQA

Depuis 2007, une surveillance est effectuée par l’ensemble des AASQA de façon continue ou ponctuelle, pour le Pb, As, Cd et Ni dans les PM10 en accord avec les directiveseuropéennes (2008/50/CE et 2004/107/CE). Les objectifs de Mines Douai, au sein du LCSQA, sont :  - d'assurer un rôle de conseil et de transfert de connaissances auprès des AASQA,- de procéder à des travaux permettant de garantir la qualité des résultats, - de participer activement aux travaux de normalisation européens, - de réaliser une veille technologique sur les nouvelles méthodes de prélèvement et d’analyse susceptibles d’optimiser les coûts tout en respectant les objectifs de qualité,- de participer à la valorisation des activités de surveillance et des études menées en collaborations avec les AASQA. Au cours de l'année 2014, les travaux réalisés dans le cadre du LCSQA ont porté sur les actions suivantes : -  Fourniture de filtres vierges en fibre de quartz. Des filtres sont achetés par lots et leurs caractéristiques chimiques sont contrôlées, avant d’être redistribués aux AASQA sur  simple demande de leur part.     En 2014, 4450 filtres en fibre de quartz (Pall et Whatman) ont été distribués auprès de 15 AASQA différentes. -  Participation au comité de suivi « Benzène, métaux, HAP » sur la stratégie de mesure de As, Cd, Ni, Pb dans l’air ambiant et au groupe de travail « Caractérisation chimique et sources des PM ».-  Essai de terrain et en laboratoire en vue d’une extension de la mise en oeuvre de la méthode de mesure des métaux réglementés dans les PM10 (EN 14902 : 2005) pour une trentaine de métaux et métalloïdes supplémentaires.-  Analyse des métaux, métalloïdes et éléments majeurs dans des échantillons de PM10 collectés dans le cadre du programme CARA à Nogent sur Oise, Lens, Rouen, Roubaix et Revin (MERA) pendant l’année 2013.     L’application de traitement statistique (ACP) et de modèles source-récepteur (PMF) doit permettre l’identification des principales sources de particules affectant la zone et leurs contributions relatives à la masse des PM10 (Aérosols   inorganiques secondaires, combustion de biomasse, trafic automobile, aérosols marins, poussières détritiques, industrie …).

  Les données de population spatialisées sont couramment utilisées : • pour évaluer l’exposition des populations telle que rapportée à l’Europe en application des directives, • comme critère de choix dans l’implantation et la caractérisation des sites de mesure (sites fixes et campagnes de mesure), • et comme variable auxiliaire dans des travaux de cartographie. Des travaux LCSQA menés depuis 2012 ont permis d’élaborer une méthodologie nationale harmonisée de distribution géographique (ou « spatialisation ») de la population : cette méthodologie a été nommée méthodologie MAJIC en référence aux données MAJIC utilisées. Celle-ci est applicable à une échelle locale et nationale. Lors du dernier trimestre 2014, des jeux de données test ont été fournis à des AASQA volontaires et au CEREMA1 pour validation. Début 2015, les données finales (année de référence INSEE 2011) ont été fournies à l'ensemble des AASQA pour une utilisation dans le cadre du rapportage de l'année 2013. Ces données de population peuvent nécessiter localement quelques ajustements selon l’expérience de chacune des AASQA. Des échanges entre le LCSQA et les AASQA permettront de corriger, si nécessaire, ces données pour obtenir une base de données spatialisée des populations homogène sur l’ensemble du territoire. La présente note décrit les vérifications locales qu’il est recommandé d’effectuer et définit les modalités d’échange entre le LCSQA et les AASQA.

En 1996, sous l’impulsion du Ministère chargé de l'Environnement (MEEM), un dispositif appelé « chaîne nationale d’étalonnage » a été conçu et mis en place afin de garantir, sur le long terme, la cohérence des mesures réalisées dans le cadre de la surveillance de la qualité de l’air pour les principaux polluants atmosphériques gazeux réglementés. Ce dispositif a pour objectif d’assurer la traçabilité des mesures de la pollution atmosphérique en raccordant les mesures effectuées dans les stations de surveillance à des étalons de référence spécifiques par le biais d’une chaîne ininterrompue de comparaisons appelée « chaîne d’étalonnage ». Compte tenu du nombre élevé d’Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA), il était peu raisonnable d’envisager un raccordement direct de l'ensemble des analyseurs de gaz des stations de mesure aux étalons de référence nationaux, malgré les avantages métrologiques évidents de cette procédure. Pour pallier cette difficulté, il a été décidé de mettre en place des procédures de raccordement intermédiaires gérées par un nombre restreint de laboratoires d’étalonnage régionaux ou pluri-régionaux (appelés également niveaux 2) choisis parmi les acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l'air (AASQA et LCSQA-MD). Par conséquent, ces chaînes nationales d’étalonnage sont constituées de 3 niveaux : le LCSQA-LNE en tant que Niveau 1, des laboratoires d’étalonnage inter-régionaux (au nombre de 8) en tant que Niveau 2 et les stations de mesures en tant que Niveau 3. Dans le cadre de ces chaînes nationales d’étalonnage, le LCSQA-LNE raccorde tous les 3 mois les étalons de dioxyde de soufre (SO2), d’oxydes d'azote (NO/NOx), d'ozone (O3), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde d’azote (NO2) de chaque laboratoire d’étalonnage. De plus, depuis plusieurs années, le LCSQA-LNE raccorde directement les étalons de benzène, toluène, éthylbenzène et o,m,p-xylène (BTEX) de l’ensemble des AASQA, car au vu du nombre relativement faible de bouteilles de BTEX utilisées par les AASQA, il a été décidé en concertation avec le MEEM qu’il n’était pas nécessaire de créer une chaîne d’étalonnage à 3 niveaux. Un tableau de synthèse résume en page 7 du rapport les étalonnages effectués depuis 2006 par le LCSQA-LNE pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA-INERIS et LCSQA-MD), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO, BTEX et Air zéro). Ce rapport fait également la synthèse des problèmes techniques rencontrés en 2016 par le LCSQA-LNE lors des raccordements des polluants gazeux.

Ce rapport présente une synthèse des informations disponibles dans la base de données Capt’Air mise en place depuis 2019 pour recenser des systèmes capteurs utilisés pour l’évaluation de la qualité de l’air et des expérimentations menées en laboratoire ou sur le terrain avec ces derniers. La première partie établit une comparaison avec d’autres bases de données nationales ou internationales permettant de bien cerner les forces, mais également certaines limites de Capt’Air. Les principaux avantages de Capt’Air résident dans le fait que c’est une base de données évolutive et qu’elle est complétée par des utilisateurs expérimentés, membres du dispositif national de surveillance de la qualité de l’air (AASQA et LCSQA). L’hétérogénéité des protocoles tests est aussi un fort de Capt’Air. En effet, le fait que les expérimentations recensées sont menées selon différents protocoles permet de pouvoir extrapoler les performances de certains usages définis. Néanmoins, Capt’Air montre également quelques limitations comme l’absence d’informations sur certains paramètres fondamentaux (reproductibilité, taux de recouvrement de données etc..) Ou encore le manque d’informations sur les protocoles utilisés pour les expérimentations renseignées qui peut laisser à interprétation les résultats consignés.  Puis, une exploitation statistique des informations disponibles dans la base de données montre que les polluants pour lesquels des expérimentations sont renseignées, sont principalement les polluants réglementés au sens de la Directive 2008/50/CE et plus particulièrement les PM2,5, les PM10 et le NO2. De plus, la très grande majorité de ces expérimentations sont des évaluations métrologiques (80-90%), de courte durée (< 6 mois) et menées en air ambiant extérieur (>70%). Pour finir, il est à noter que plus de 60% des 69 systèmes capteurs recensés ne sont associées qu’à 1 à 2 expérimentations. Par ailleurs, une analyse plus fine des données présentes dans Capt’Air a permis d’identifier les systèmes capteurs présentant les meilleures performances globales vis-à-vis de plusieurs critères qualitatifs (mise en œuvre, versatilité, énergie et fiabilité) et quantitatifs (R2Max et pente associée à R2MAX) . On retrouve notamment : l’ATMOTRACK version 1.2 et le POLLUTRACK pour la mesure des concentrations massiques en PM2,5 ; l’ATMOTRACK version 1.2 pour la mesure des concentrations massiques en PM10 ; le système WT1 de RUBIX et le CAIRNET V2 pour la mesure des concentrations en NO2 ; l’AQMESH version 4.0 pour la mesure des concentrations en O3. Enfin, au regard des résultats de l’exploitation ainsi que d’un premier retour d’expérience des utilisateurs de Capt’Air, des évolutions sont envisagées afin d’améliorer la base de données. La possibilité de faire une recherche en fonction de l’utilisation envisagée ( cartographie, amélioration de la couverture spatiale et/ou temporelle etc..)  fait partie des pistes de réflexion principale.     Analysis of data from Capt’Air: the French IT tool for census of  information on air quality sensors and their uses   This report presents a review of the database Capt’Air set up since 2019 to identify sensor systems used for the assessment of air quality and experiments carried out in the laboratory or in the field with them. In the first section, a comparison with other data bases from all around the world puts forward strength but also limitations of Capt’Air. The main advantages of Capt’Air come from its own definition. Indeed, Capt’Air is meant to be an evolutive database filled out by members of the national air monitoring network (LCSQA and AASQA). The heterogeneity of experimental protocols is also a strength of Capt'Air. Indeed, the fact that the identified experiments are carried out according to different protocols makes it possible to extrapolate performances for certain defined uses. However, Capt’Air also shows some limitations such as some missing fundamental information (reproducibility, data recovery rate, etc..) Or the lack of information on the protocols used for the informed experiments which may leave the recorded results open to interpretation. At this stage, the statistical exploitation of the database shows that PM2.5, PM10 and NO2 are the main pollutants studied in Capt’Air. Moreover, the majority of experiments are short metrological experiments with ambient outdoor air[1]. Another point is the fact that a lot of sensor system found in Capt’Air are associated with only few experiments. Sensor system with best performances regarding some qualitative (implementation, versatility, energy and reliability) and quantitative (R2MAX and slope associated to R2MAX) criteria are also put forward. We found in particular:  ATMOTRACK 1.2 and POLLUTRACK for PM2.5, ATMOTRACK 1.2 for PM10, RUBIX WT1 and CAIRNET V2 for NO2,  AQMESH 4.0 for O3. Finally, based on the statistical exploitation results and also a feedback from Capt’Air users, upgrades are considered in order to develop the database. A reflection will be undertaken on the possibility to do a search based on considered use   [1] We insist that we do not judge, we only extract informations provided on a limited and non-exhaustive number of systems and experiments.

Le LCSQA apporte son appui technique concernant la chaîne d'acquisition et de transmission de données sur la qualité de l'air à l'ensemble des AASQA, au Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement durable et de la Mer ainsi qu'à l'ADEME. Les actions menées en 2009 concernent :Assistance aux AASQA Support technique Depuis le début de l'année, le LCSQA a traité 3 demandes provenant des associations agréées de surveillance de la qualité de l'air. Ces demandes ont concerné : ­- un problème de communication entre un analyseur TEOM et une station ISEO SAM, - un dysfonctionnement du convertisseur de protocole d’un anémomètre METEK USA1, - un problème de collecte des fichiers primaires sous POLAIR. Assurance qualité station Le LCSQA a initié, en 2009, la conception et le développement d’un outil de simulation multiprotocoles de mesures numériques afin de répondre aux besoins des AASQA dans leur démarche d’assurance qualité appliquée aux stations. Cet outil logiciel servira notamment à répondre aux exigences de la norme EN14211 en permettant la vérification de l’agrégation quart horaire des mesures issues d’un analyseur et leur enregistrement dans le poste central.Assistance au MEEDDM et à l’ADEME Participation au Comité de Suivi de l’Informatique des Associations (CSIA) Dans le cadre de ce programme, le LCSQA a participé à la réunion du CSIA qui a eu lieu le 16 décembre 2009 au cours de laquelle il a évoqué les résultats des tests d’évaluation de la compatibilité entre le poste POLAIR et la station FDE en LCV3.1 , le développement de l’outil de simulation multiprotocoles de mesures numériques, le recensement prochain auprès des AASQA des besoins des réseaux en termes d’évolutions du langage de commande et de nouvelles fonctionnalités des stations. Analyse des nouveaux besoins liés au langage de commande L’action concernant le recensement et l’analyse des besoins des réseaux liés au langage de commande a été partiellement repoussée au premier trimestre 2010 au profit du développement de l’outil de simulation de mesures numériques et des tests d’évaluation et de recette.Suivi des travaux des constructeurs Compatibilité du dialogue IP entre station FDE et poste central XR Les essais de communication IP menés par le LCSQA entre son poste central XR et une station FDE SAP WinCe se sont révélés systématiquement négatifs et contraires aux résultats des tests menés par FDE avec ESPOL dont le compte rendu conclut au fonctionnement de la plupart des fonctionnalités du langage de commande en mode non compressé. Avec la collaboration d’Air Normand, le LCSQA a finalement mis en évidence que la cause des échecs de communication constatés en IP est liée à la version Premium (basée sur Windows) du poste XR du LCSQA, tandis que les versions XR en noyau Linux équipant la plupart des AASQA présentent des dialogues IP concluants. En 2010, le LCSQA mènera une expertise approfondie sur ce point dans le cadre de l’évaluation de la comptabilité de la communication IP entre stations et postes centraux. Participation aux Journées techniques organisées par les constructeurs : Le LCSQA a participé : ­    aux Journées Utilisateurs organisées par la société ISEO les 24 et 25 juin 2009, ­    au Club Utilisateurs Pol’Air organisé par la société CEGELEC les 23 et 24 septembre 2009, afin de prendre connaissance des bilans de fonctionnement sur les matériels, des évolutions proposées par les constructeurs ainsi que des besoins des AASQA.Travaux d’évaluation et de recette Evaluation de la compatibilité des stations d’acquisition avec les postes centraux Le LCSQA a élaboré et réalisé en 2009 des tests d’évaluation sur les fonctionnalités d’échanges en langage de commande 3.1 entre le poste central POL’AIR (V5.4.5) et une station ISEO SAM WI (5.1.30.0). La recette a été basée sur onze fiches de tests élaborées afin de couvrir les principaux thèmes du langage de commande LCV3.1. Les tests effectués n’ont pas mis en évidence de blocages ni dysfonctionnements majeurs vis-à-vis des fonctionnalités d’échanges ; la compatibilité entre les 2 systèmes en LCV3.1 est donc globalement validée. Néanmoins, deux contraintes d’utilisation et cinq réserves on été relevées. Le rapport d’évaluation a été transmis en septembre 2009 aux constructeurs concernés (ISEO et CEGELEC) ainsi qu’à l’ADEME. Suivi de l’évaluation des stations d’acquisition En 2009, le LCSQA a relancé des tests d’évaluation de la conformité au langage de commande V3.1 sur une version récente de la station SAM WI (version 5.1.32.0) dans le but mettre à jour le bilan effectué en 2006 (sur la version V5.1.21.0) et de faire un point sur les actions correctives menées. Cette reprise a concerné uniquement les 13 tests refusés et acceptés avec réserves lors de la première évaluation. Sur La version 5.1.32.0 de la SAM WI, le nombre de dysfonctionnements et non-conformités vis-à-vis du langage de commande a été réduit à 7 points (3 tests refusés et 4 tests acceptés avec réserves).

  Référentiel technique national Ce guide fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air. Il a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 1er octobre 2021. Mise en application : 1er janvier 2022     La mesure de l’ammoniac (NH3) dans l'air ambiant est un enjeu sensible et prioritaire en raison de ses effets néfastes sur la santé humaine et les écosystèmes. Les méthodes de mesure sont nombreuses et très diversifiées (méthodes directes/indirectes, avec ou sans préconcentration). Cependant, ce polluant n’étant pas réglementé dans l’air ambiant à la date de la publication de ce guide, ces méthodes manquent de cadrage technique détaillé permettant d’assurer la fiabilité des données sur la base des critères QA/QC usuels (sur l’étalonnage, la traçabilité, le calcul d’incertitude, etc…).  Ce document constitue une première version du guide méthodologique LCSQA relatif à la détermination des concentrations en ammoniac dans l’air ambiant. Ce guide a pour objectifs : - d’identifier l’adéquation entre les méthodologies de mesures existantes et les usages possibles ; - de faire un état des lieux des points de vigilance associés à la mise en œuvre des méthodes les plus employées par les AASQA pour s’assurer notamment de leur comparabilité. Ce guide méthodologique n’a pas vocation à fournir des modes opératoires ou des prescriptions d’utilisation des différents appareillages ou dispositifs présentés. Le lecteur est invité à se reporter aux informations fournies par les distributeurs de matériel. Ce document s’attache à recenser les bonnes pratiques, les opérations d’installation et de maintenance ainsi que les critères à prendre en compte pour la validation des données. Ce guide s’articule de la façon suivante : Partie 1 : Présentation des méthodes existantes pour la mesure de l’ammoniac dans l’air ambiant mises en œuvre par le dispositif national de surveillance de la qualité de l’air en France Partie 2 : Mise en œuvre sur le terrain et recommandations relatives aux approches par méthodes optiques directes Partie 3 : Mise en œuvre sur le terrain et recommandations relatives aux approches par prélèvements passifs Il a été rédigé sur la base des documentations des constructeurs ou fournisseurs et de l’état de l’art scientifique. Il s’appuie aussi sur : les retours d’expériences des utilisateurs des AASQA, notamment lors des journées techniques de l’air (JTA 2016 - Marseille et JTA 2019 - Le Havre) ; les échanges avec les membres du groupe de travail CEN/TC 264/WG 11 « Qualité de l’air ambiant - Echantillonneurs passifs pour la détermination des gaz et vapeurs - Recommandations et méthodes » et avec les partenaires du projet MetNH3 (Joint Research Project ENV55 « Metrology for Ammonia in Ambient Air », 2014-2017) ; les enseignements tirés lors de la campagne intensive menée dans le cadre du projet Amp’Air (ADEME/Primequal « Agriculture et qualité de l’air ») et lors des essais de comparaison sur le terrain organisés par le CEH d’Edimbourg (Centre for Ecology and Hydrology, Penicuik) en août 2016. Ce guide pour la mesure de l’ammoniac pourra être remis à jour en fonction des retours d’expériences des utilisateurs, des préconisations des constructeurs ou des avancées de l’état de l’art scientifique et des évolutions réglementaires le cas échéant.     Guide for measuring ammonia concentrations in ambient air Measuring ammonia (NH3) in ambient air is a sensitive and priority issue because of its harmful effects on human health and ecosystems. The measurement methods are numerous and very diversified (direct / indirect methods, with or without preconcentration). However, since this pollutant is not regulated in ambient air, these methods are often poorly characterized and always they do not allow reliable measurements considering effective quality assurance and quality control (QC/QA) parameters (calibration, traceability, maximum allowed uncertainty, etc.). This document is the first version of a methodological guide for determination of ammonia concentrations in ambient air. Its objectives are to identify the adequacy between the existing methodologies and the possible uses and to list conditions of field implementation of most popular methods for French networks in order to guarantee their comparability. This methodological guide is not intended to provide operating procedures or instructions for using the various equipment or devices presented. The reader is invited to refer to the information provided by distributors. This document identifies good practices, installation and maintenance operations as well as the criteria to be considered for data validation. The different parts of this guide are as follows: Part 1: Presentation of existing methods for monitoring ammonia in ambient air and implemented by the French air quality networks Part 2: Field implementation and recommendations relating to direct optical method approaches Part 3: Field implementation and recommendations relating to passive sampling approaches It was written considering the documentation from manufacturers or suppliers and scientific literature. It is also based on: - feedback from French networks, in particular during technical workshops (JTA 2016 - Marseille and JTA 2019 - Le Havre); - exchanges with members of the CEN / TC 264 / WG 11 working group "Ambient air quality - Passive samplers for the determination of gases and vapors - Recommendations and methods" and with the partners of the MetNH3 project (Join Research Project ENV55 “Metrology for Ammonia in Ambient Air”, 2014-2017); - lessons of the intensive campaign carried out within the framework of the Amp'Air project (ADEME / Primequal "Agriculture and air quality") and during the field comparison exercice organized by the CEH in Edinburgh (Center for Ecology and Hydrology, Penicuik) in August 2016. This guide for measuring ammonia may be updated with the feedback from users, recommendations from manufacturers or advances in the state of the art  

Afin de vérifier le respect des exigences de la directive européenne 2008/50/CE, le LCSQA propose annuellement aux AASQA une intercomparaison de moyens mobiles pour les polluants SO2, O3, NO, NO2 et CO à différents niveaux de concentration et tout particulièrement au voisinage des seuils horaires d’information ou d’alerte pour les polluants NOx, O3, SO2, et de la valeur limite sur 8h pour le CO. Un exercice d’intercomparaison de moyens de mesures mobiles a été réalisé en mars 2015 en collaboration avec Air Rhône-Alpes. Il a réuni huit participants (7 AASQA et le LCSQA/INERIS) et moyens mobiles, constituant un parc de 46 analyseurs. Les résultats de cette intercomparaison permettent d’évaluer la qualité de mise en œuvre des méthodes de mesures par les AASQA. On notera que depuis 2008, les résultats obtenus en matière d’incertitude de mesure sont conformes aux exigences de la Directive Européenne et confirment dans la durée la fiabilité du système de mesure national. Ces résultats positifs confirment les améliorations constatées depuis plusieurs années consécutives dans le respect des 15 % d’incertitude. Ceci est à rapprocher du fait que le parc d’analyseurs dispose d’un temps de chauffe et de stabilisation important (>2 jours), ce qui tend à réduire les écarts entre appareils en début de campagne et conditionne l’obtention d’intervalles de confiance réduits. Le traitement statistique des données, identique à celui de l’exercice classique, a isolé de nombreuses données ciblées sur certains laboratoires, confirmant les observations faites au travers des données brutes du comportement douteux de certains appareils. Dans ce cas de figure, plusieurs mesures quart-horaires ont fait l’objet d’une élimination du jeu de données sur avis d’expert. Les intervalles de confiance expérimentaux calculés sont : pour le polluant CO : 6,8 %. pour le polluant SO2 : 6,5 %. pour le polluant O3 : 6,8 % au seuil réglementaire de 180 ppb. pour le polluant NO : 7,4 % pour le polluant NO2 : 9,5 %. On note une bonne cohérence des valeurs d’incertitude entre les exercices avec et sans coiffage des têtes de prélèvement pour l’ensemble des polluants SO2. On aura toutefois pu constater, en particulier dans le cas du CO, l’impact important de quelques appareils lorsque la population est faible. Ces résultats globalement encourageant confirment les observations faites lors des tests précédents. Ils nous conduisent à confirmer en 2016 le test de ce système de dopage qui englobe toutes les incertitudes de mesures, et qui est destiné à court terme à supplanter l’exercice classique en boitiers. Ce système permettra en outre de respecter de manière plus systématique le critère de temps de résidence inférieur à 3 secondes pour les polluants O3 et NOx. La réalisation d’exercices réguliers d’intercomparaison permet au dispositif de surveillance national d’enrichir les procédures de maintenance périodique et de transfert. Dans cet objectif, une planification des exercices a été effectuée sur plusieurs années en intégrant les contraintes géographiques afin de permettre à chaque AASQA d’y participer périodiquement. Ce dispositif s’appuie désormais sur 5 sites identifiés grâce à la collaboration d’Atmo Franche-Comté, Atmo Poitou-Charentes, Air Normand, Air Rhône-Alpes et Atmo Midi-Pyrénées.   La directive européenne 2008/50/CE du 21 mai 2008 dédiée à la qualité de l’air appelle au respect de valeurs limites ou valeurs cibles, en leur associant une exigence en matière d’incertitude maximale sur la mesure. Les associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) sont tenues de participer aux essais d'intercomparaison (destinées aux organismes agréés de surveillance de la qualité de l’air) mis en place dans le cadre des missions du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air (article 9 de l’arrêté du 21 octobre 2010).

L'objectif est de maintenir un bon niveau de performances métrologiques pour les étalons de référence SO2, NO, NO2, CO, O3 et BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) utilisés pour titrer les étalons des AASQA, afin de pouvoir continuer à produire des prestations de qualité et de développer des étalons de référence pour de nouveaux polluants. La première partie a consisté à faire une synthèse des actions menées pour maintenir l'ensemble des étalons de référence afin de pouvoir réaliser les étalonnages prévus dans l’étude « Maintien de la chaîne nationale de traçabilité métrologique » de décembre 2019. La deuxième partie a porté sur l’amélioration de la méthode de fabrication gravimétrique des mélanges gazeux de référence en bouteille. Pour les composés NO, CO et BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), les étalons de référence sont des mélanges gazeux de référence en bouteille (quelques µmol/mol à quelques centaines de µmol/mol) appelés également Matériaux de Référence Certifiés (MRC) qui sont préparés par le LCSQA-LNE par la méthode gravimétrique selon la norme ISO 6142-1 : ces mélanges gazeux sont ensuite dilués par voie dynamique pour étalonner les mélanges gazeux utilisés par les AASQA. La rampe de fabrication utilisée par le LCSQA-LNE ayant été mise en place il y a une vingtaine d’années, il devenait nécessaire de la remplacer par un système plus performant (changement des capteurs de pression, ciblage de la masse avec une balance…), afin d’améliorer la qualité des mélanges gazeux de référence et de diminuer le temps de fabrication. L’objectif de cette étude était donc de développer et de valider une nouvelle rampe de fabrication des mélanges gazeux de référence. Fin 2017, un schéma d’une nouvelle rampe a été réalisé (filtration, ciblage, alimentation en gaz purs…). Au cours de l’année 2018, de nombreuses discussions ont eu lieu avec le fournisseur pour affiner le schéma de la rampe de fabrication, le cahier des charges ainsi que le devis. La nouvelle rampe pour la production de matériaux de références certifiés a été réceptionnée en juin 2019 au LCSQA-LNE. Elle est flexible d’utilisation avec quatre arrivées de gaz azote et quatre d’air permettant un remplissage en pression des bouteilles plus aisé, une possibilité d’injecter les composés liquides purs, avec une voie dédiée à l’injection des mélanges gazeux ayant des fractions molaires élevées. Les raccords sont en VCR avec des traitements de surface Sulfinert® afin de limiter au maximum les adsorptions des molécules d’intérêt. La mise en place de deux filtres SAES GETTERS® (un pour l’azote et un pour l’air) sur la rampe permet d’obtenir des fractions molaires d’impuretés (vapeur d’eau, oxygène…) très faibles (quelques nmol/mol) limitant ainsi les réactions parasites de ces impuretés avec les molécules d’intérêt (ex : réaction entre NO et O2 ; réaction de NO2 avec H2O). L’instrumentation de la rampe avec un analyseur de vapeur d’eau (CRDS HALO KA) permet de suivre le niveau de vapeur d’eau en continu et de pouvoir produire des MRC lorsque la fraction molaire mesurée de vapeur d’eau est suffisamment faible pour éliminer toute réaction non désirée. Elle a été ensuite optimisée notamment en changeant certaines vannes défectueuses ou inadaptées à notre utilisation. Six mélanges gazeux ont été produits avec cette nouvelle rampe et ont été analysés par rapport à d’autres MRC (laboratoire national de métrologie en Angleterre - NPL). Les essais ont démontré la justesse des mélanges gazeux préparés, validant ainsi dans son ensemble la rampe de production des MRC. Les résultats obtenus au cours de cette étude montrent donc que la nouvelle rampe de fabrication des MRC du LCSQA-LNE est opérationnelle, fonctionnelle et exempte de fuites. Elle sera utilisée à l’avenir pour la fabrication des mélanges gazeux nécessaires pour le raccordement des étalons des AASQA (cf. Rapport LCSQA « Maintien de la chaîne nationale de traçabilité métrologique » de décembre 2019).

L'objectif est de maintenir un bon niveau de performances métrologiques pour les étalons de référence SO2, NO, NO2, CO, O3 et BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) utilisés pour titrer les étalons des AASQA, afin de pouvoir continuer à produire des prestations de qualité. La première partiede l'étude a consisté à faire une synthèse des actions menées pour maintenir l'ensemble des étalons de référence afin de pouvoir réaliser les étalonnages prévus dans l’étude « Maintien et amélioration des chaînes nationales d’étalonnage » de novembre 2014. La deuxième partie a porté sur l’amélioration de la méthode de génération des mélanges gazeux de référence de SO2 par perméation. De récentes comparaisons interlaboratoires menées au niveau international montrent des différences significatives entre des étalons préparés par méthode gravimétrique (norme ISO 6142) et des étalons préparés par perméation pour le SO2 (ceci est également valable pour le NO2) : les raisons des écarts observés n'ont pour l'instant pas pu être expliquées. Le but final de cette étude initiée en 2011 était donc de réexaminer la méthode de génération des étalons de référence par perméation en reprenant la procédure de pesée des tubes à perméation, en reconsidérant le calcul des débits de perméation et en y associant un nouveau calcul d'incertitude dans l’objectif d’améliorer la justesse des mesures et l’estimation des incertitudes associées. L’étude menée en 2011 a permis d’établir un bilan critique sur la mise en œuvre des tubes à perméation comme moyen de génération de mélange gazeux étalon. Elle montrait que l’amélioration de la détermination du volume des tubes et de la régulation de la température des tubes était indispensable pour réduire les incertitudes sur les concentrations des mélanges gazeux étalons générés. L’étude effectuée en 2012 a porté sur la réalisation d’une bibliographie sur les différents systèmes existants et a conduit à identifier un bain à débordement dont la régulation de température se fait au centième de degré. La mise en œuvre de ce bain à débordement a permis de s’affranchir des variations de température et donc d’utiliser un tube dont la température de fonctionnement nominale est de 21°C : ceci permet de négliger l’impact lié à la sortie du tube nécessaire pour le peser afin de déterminer son taux de perméation. Par conséquent, la justesse du taux de perméation s’en trouve améliorée et les incertitudes associées diminuées. L’année 2013 a été marquée par la remise en service de la balance à suspension électromagnétique suite aux dysfonctionnements observés en 2012 et au choix d’un tube à perméation ayant un débit stable dans le temps. L’étude réalisée en 2014 a permis de compléter le travail fourni en 2012-2013 sur l’amélioration de la détermination du taux de perméation des tubes de SO2. La remise en route de la balance à suspension électromagnétique après réparation a permis de mettre en évidence la nécessité de stabiliser les tubes en température après leur mise en service au moins pendant trois mois afin d’obtenir un taux de perméation stable dans le temps. Une fois le système optimisé, la première étape a consisté à évaluer la reproductibilité du taux de perméation sur une période de 3 mois, ce qui conduit à une reproductibilité de 0,2 %. Le deuxième volet de cette étude était d’évaluer les facteurs pouvant influer sur le taux de perméation des tubes afin d’en déduire des incertitudes. L’étude de l’influence des variations de pression et du débit de balayage des tubes a montré que ces grandeurs n'influent pas sur le taux de perméation, d’autant plus qu’elles sont régulées avec une bonne précision. Aucune incertitude ne sera donc prise en compte sur ces facteurs dans l’évaluation de l’incertitude sur le taux de perméation. Par contre, les résultats des essais mettent en évidence une influence de la variation de la température du tube sur son taux de perméation qui a été évaluée à 0,8% pour une variation de température de 0,1°C. Ces résultats montrent donc l’importance de bien réguler les tubes à perméation en température si l’on souhaite avoir un taux de perméation stable dans le temps. La valeur de l'incertitude-type sur le taux de perméation liée aux variations de température (0,5%) est égale à 0,23%. Les incertitudes-types ont été ensuite combinées pour estimer l’incertitude élargie sur le taux de perméation des tubes. Cette évaluation conduit à une incertitude élargie relative de 0,8% (k=2) pour un taux de perméation de l’ordre de 550 ng/min. Au terme de cette étude, le calcul d’incertitudes associé à la détermination du taux de perméation a été modifié dans les procédures qualité du LNE afin de prendre en compte les sources d’incertitudes évaluées lors de cette étude. La troisième partie a porté sur la détermination de la quantité d’azote dans le monoxyde d’azote (NO) pur utilisé pour fabriquer les mélanges gazeux gravimétriques. Pour réaliser les étalonnages des mélanges gazeux NO dans l’azote des AASQA, le LCSQA-LNE fabrique des mélanges gazeux de référence gravimétriques. La concentration molaire de ces mélanges gazeux est déterminée à partir des masses de NO et d’azote injectées dans la bouteille et de la composition des composés purs. Le NO pur est un composé relativement instable (évolution dans le temps des concentrations des impuretés) et de pureté médiocre (99,9% annoncée par le producteur) pour une utilisation métrologique. Il est donc nécessaire de réaliser une analyse du NO pur au moment de la fabrication du mélange gazeux de référence gravimétrique pour déterminer la quantité des principales impuretés et en connaître la pureté globale. Le système de mesure utilisé pour l’analyse de l’azote dans le NO pur gazeux (chromatographe en phase gazeuse équipé d’un détecteur TCD) étant vieillissant et présentant des dysfonctionnements, il convenait de le remplacer afin d’assurer la continuité de la fabrication des mélanges gazeux de référence gravimétriques de NO dans l’azote. En 2012, le LCSQA-LNE a réalisé le cahier des charges de l’appareil nécessaire pour effectuer l’analyse de l’azote dans le NO pur gazeux et ensuite, s’est équipé d’un chromatographe en phase gazeuse avec un détecteur à émission Plasma distribué par la société SRA. En 2013, le LCSQA-LNE a optimisé les conditions opératoires du système analytique et commencé à développer la méthode d’analyse. L’année 2014 a permis de finaliser le développement de la méthode d’analyse de l’azote dans le NO pur avec le chromatographe en phase gazeuse. Les travaux menés en 2014 ont permis : ·         De déterminer la reproductibilité du processus de mesure, ·         D’estimer les incertitudes de mesure sur la concentration de l’azote dans le NO pur, ·         De valider la méthode d’analyse sur un mélange gazeux du LCSQA-LNE datant de 2011 conformément aux exigences du système qualité. A partir des résultats obtenus, le protocole d’analyse de l‘azote dans le NO pur a pu être finalisé et fait l’objet d’une procédure technique dans le système qualité du LNE. Au terme de cette étude, le LCSQA-LNE dispose d’une procédure validée pour l’analyse de l’azote contenu dans le NO pur basé sur la mise en œuvre d’un chromatographe en phase gazeuse équipé d’un détecteur à émission Plasma, le NO pur étant ensuite utilisé pour fabriquer des mélanges gazeux de référence gravimétriques destinés au raccordement des étalons des AASQA. La quatrième partie a porté sur le développement d’étalons de référence gravimétriques pour le dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone (CO2) n’a pas d’effet sur la pollution atmosphérique locale, ni sur la santé, contrairement au dioxyde d’azote (NO2). C’est par contre un gaz à effet de serre : de ce fait, les quantités importantes de ce gaz rejetées dans l’atmosphère par les activités humaines (transports, habitat, industrie, agriculture) sont responsables du réchauffement climatique. De même, ce composé fait partie des polluants mesurés en air intérieur. Certaines AASQA réalisent déjà des mesures de CO2 pour déterminer l’évolution des concentrations de ce polluant dans le temps et dans l’espace. Néanmoins, il a été mis en évidence un manque de traçabilité des mesures, ce qui influe directement sur la qualité et la justesse des mesures effectuées. Pour assurer la qualité des mesures de CO2, l’objectif de l’étude était de développer des mélanges gazeux de référence gravimétriques de CO2 adaptés à la mesure du CO2 dans l’air ambiant et l’air intérieur. Par conséquent, pour couvrir les 2 domaines de mesure, il a été décidé de développer des  étalons de référence sur une large gamme de concentrations à savoir de 350 à 6000 µmol/mol. Compte tenu des propriétés physiques du CO2, les mélanges gazeux gravimétriques à des concentrations comprises entre 350 à 6000 µmol/mol sont réalisés avec des incertitudes très faibles. En effet, l’incertitude élargie sur la concentration est de l’ordre de 0,1 % voir inférieure. Cela s’explique par la pureté du CO2 (par rapport à la concentration du mélange gazeux), la stabilité du composé, l’absence d’absorption à l’intérieur des bouteilles et la très faible reproductibilité du comparateur de masse. L’analyse par chromatographie en phase gazeuse avec un détecteur de type TCD donne également de bons résultats à ces concentrations, puisque l’incertitude élargie sur la concentration est de l’ordre de 0,2 % (en prenant en compte l’incertitude du mélange gazeux de référence). Cette incertitude est de 0,4 % lorsqu’un mélange gazeux du NPL est utilisé, puisque l’incertitude sur le mélange gazeux gravimétrique est plus élevée. En tenant compte de ces incertitudes gravimétrique et analytique très faibles, il peut être conclu que les différents mélanges gazeux fabriqués par le LCSQA-LNE sont en accord entre eux et sont en accord avec des mélanges gazeux du NPL. Un écart maximum de 0,03 % est observé entre la concentration gravimétrique et la concentration analytique même en prenant les mélanges gazeux du NPL, fabriqués avec des composés purs différents de ceux du LCSQA-LNE. Au terme de cette étude, le LCSQA-LNE dispose de mélanges gazeux gravimétriques de CO2 à des concentrations comprises entre 350 à 6000 µmol/mol avec des incertitudes très faibles (de l’ordre de 0,1 %) qui pourront être utilisés pour assurer la traçabilité des mesures de CO2 effectuées par les AASQA. La cinquième partiea porté sur le développement de la méthode d’étalonnage des mélanges gazeux de SO2 des AASQA en utilisant les mélanges gazeux de référence gravimétriques de SO2 du LCSQA-LNE. Pour le composé SO2, le LCSQA-LNE a commencé à développer des étalons de référence dans le cadre de la qualité de l'air dès 1991. A l'époque, le traitement des bouteilles de gaz n'était pas optimisé comme à l'heure actuelle, ce qui dans le cas du composé SO2 qui est très réactif, avait pour conséquence un manque de stabilité des concentrations au cours du temps (diminution des concentrations en fonction du temps pouvant s'expliquer par exemple par une adsorption du SO2 sur les parois) : de ce fait, le développement de mélanges gazeux de référence en bouteille par la méthode gravimétrique ne semblait pas adapté au composé SO2. Pour ces raisons, le LCSQA-LNE s'est basé sur la méthode de la perméation pour générer des mélanges gazeux de référence de SO2. Toutefois, d'autres laboratoires comme le National Physical Laboratory (NPL) en Angleterre génèrent actuellement ces mélanges gazeux de référence par dilution de mélanges gazeux gravimétriques de SO2 en bouteille. L’objectif global de cette étude était donc d’une part, de développer des mélanges gazeux de référence gravimétriques de SO2 et d’autre part, d’utiliser ces mélanges gazeux pour étalonner les mélanges gazeux des AASQA ayant une concentration en SO2 de l’ordre de 100 nmol/mol. L'avantage de disposer de 2 méthodes de référence (perméation et dilution de mélanges gazeux de référence) est qu'en cas de dysfonctionnements avérés sur l'une des méthodes, il est possible de mettre tout de suite en œuvre la seconde, évitant ainsi les arrêts des étalonnages. L’étude menée de 2011 à 2013 a permis de développer des étalons de référence gravimétriques pour SO2 ayant une concentration de l’ordre de 10 µmol/mol. En 2014, le LCSQA-LNE a développé la méthode d’étalonnage des mélanges gazeux de SO2 des AASQA basée sur la dilution dynamique des mélanges gazeux de référence gravimétriques de SO2 de l’ordre de 10 µmol/mol. Après optimisation de la méthode, les essais ont montré que pour un même mélange gazeux, les concentrations obtenues d’une part, en utilisant le banc de dilution et d’autre part, en utilisant la méthode d’étalonnage classique par perméation n’étaient pas significativement différentes. Par conséquent, l’étude menée a permis de développer une nouvelle méthode d’étalonnage des mélanges gazeux de SO2 en bouteille basée sur la dilution dynamique de mélanges gazeux de référence fabriqués par le LCSQA-LNE par gravimétrie. La sixième partiea porté sur une étude de faisabilité pour la fabrication de tubes à perméation. Pour les composés tels que le NO2 et le SO2, le LCSQA-LNE a développé des étalons de référence qui sont des mélanges gazeux de référence générés à partir de tubes à perméation du commerce. L’expérience acquise depuis 20 ans dans cette technique montre que les tubes à perméation n’ont pas les mêmes performances d’un fabricant à l’autre ou d’une fabrication à l’autre pour un même fournisseur, notamment en ce qui concerne la pureté du NO2 ou du SO2 et de la stabilité du taux de perméation. L’objectif de cette étude était donc de réaliser une étude de faisabilité pour identifier un protocole de fabrication des tubes à perméation et estimer les coûts inhérents à ce développement. Cette étude montre que le développement du dispositif de fabrication des tubes à perméation est complexe et nécessite la mise en œuvre d’un certain nombre de matériels, soit usinés à façon soit très pointus en termes de conception. Par conséquent, la réalisation de ce dispositif sera couteuse en termes de fonctionnement et d’investissements. Cette étude met également en évidence que le développement d’un tel système impliquera des conditions de sécurité strictes, l’idéal étant de pouvoir dédier un laboratoire uniquement à cette activité. Enfin, la valeur ajoutée du LCSQA-LNE par rapport aux fournisseurs actuels serait d’analyser le composé pur présent dans le tube à perméation. Néanmoins, la détermination de la pureté nécessite de disposer de moyens analytiques permettant de quantifier les impuretés dans les composés d’intérêt mesurés dans le domaine de la qualité de l’air. Cependant, à l’heure actuelle, le LCSQA-LNE ne dispose pas de l’ensemble des techniques permettant de déterminer la pureté de ces composés purs. Ces différents éléments montrent donc d’une part, la complexité de la fabrication des tubes à perméation et d’autre part, des coûts d’investissement et de fonctionnement élevés au regard du faible nombre de tubes à perméation utilisés annuellement par le LCSQA-LNE ou qui pourraient être mis à disposition des AASQA. Par conséquent, le LCSQA-LNE considère qu’il n’est pas souhaitable de poursuivre cette étude en développant une structure appropriée pour la fabrication des tubes à perméation.

  Le premier suivi des laboratoires prestataires des AASQA pour l’analyse des HAP a été mis en place en 2016. L’objectif était de réaliser un contrôle continu sur toute une année des performances des laboratoires d’analyse des HAP et, le cas échéant, de se servir de ces résultats comme élément additionnel dans le processus de validation des données du suivi réglementaire par les AASQA. Ainsi, au cours de l’année 2016, des échantillons équivalents de filtres PM10 (prélevés en parallèle) ont été envoyés de façon régulière (1 fois par mois) et en aveugle aux différents laboratoires prestataires des AASQA. Les 7 HAP indiqués dans la Directive européenne 2004/107/CE ont été ciblés au cours de cet exercice et les analyses ont été réalisées selon le référentiel national en vigueur. L’ensemble des matériaux envoyés aux participants lors de cette étude ont été évalués comme homogènes et stables sur la durée de l’exercice. Outre la comparaison des concentrations atmosphériques déterminées à partir des résultats fournis par chaque participant, la performance des laboratoires est évaluée au moyen du score Z. Les résultats obtenus ont permis de montrer des difficultés pour l’analyse des HAP notamment pour le Laboratoire 3 qui doit impérativement mettre en place des actions correctives et des contrôles qualité accrus. D’autres résultats d’analyses discutables ont été obtenus de façon ponctuelle par les autres participants et montrent que l’effort de contrôle qualité des analyses doit être soutenu. Les résultats ont aussi permis de mettre en évidence une réelle difficulté quant à l’analyse du dibenzo[a,h]anthracène qui est souvent rapporté comme inférieure à la limite de quantification. Au final, le bénéfice d’un tel exercice est certain et permet, au-delà d’un contrôle ponctuel que sont les CIL, d’avoir un suivi tout au long de l’année des performances des laboratoires. Ainsi, ce type de résultats pourrait être intégré dans la procédure de validation des données par les AASQA. L’exercice sera prolongé sur l’année 2017 afin d’évaluer si les problématiques observées en 2016 sont toujours d’actualité en attendant l’organisation de la prochaine CIL HAP en 2018.