Recherche pour AASQA

L'objectif de cette étude est d’effectuer des comparaisons interlaboratoires au niveau national pour s’assurer du bon fonctionnement de la chaîne nationale d’étalonnage et pouvoir détecter d’éventuelles anomalies auxquelles il conviendra d’apporter des actions correctives.   Contrôle qualité du bon fonctionnement de la chaîne d’étalonnage en NO/NO x, en CO et en SO 2 :Le but est de faire circuler des mélanges gazeux de concentration inconnue dans les niveaux 2 et 3 pour valider les différents raccordements effectués dans le cadre de la chaîne nationale d’étalonnage.Des mélanges gazeux de NO/NOx de l’ordre de 200 nmol/mol, de CO de l’ordre de 9 µmol/mol et de SO2 de l’ordre de 100 nmol/mol ont donc été titrés par le LNE puis envoyés à des niveaux 3.Les niveaux 3 ont ensuite déterminé la concentration de ces mélanges gazeux avant et après réglage de l’analyseur de station avec l’étalon de transfert 2-3, puis les ont renvoyés au LNE qui les a titrés de nouveau.En 2009, 3 campagnes d'intercomparaison ont été réalisées : Avec les réseaux de mesure AIRFOBEP, AIRLOR, ATMO Franche Comté, AIR APS et AIR PL d'avril à mai 2009, Avec les réseaux de mesure ATMO NPC, ORA (La Réunion), QUALITAIR Corse, ORA (Guyane), AIRPARIF et ASCOPARG de mai à août 2009, Avec les réseaux de mesure ATMO PICARDIE, AIR LR, AMPASEL, MADININAIR, SUPAIR et COPARLY de septembre à décembre 2009. En règle générale, les AASQA communiquent au LNE uniquement les concentrations mesurées sans les incertitudes élargies associées. Dans ces conditions, il n'est pas possible de traiter les résultats par des méthodes statistiques.Par conséquent, dans le présent document, le traitement des données est effectué en s'appuyant sur l'ensemble des résultats obtenus lors des campagnes précédentes qui ont conduit à définir des intervalles maximum dans lesquels doivent se trouver les écarts relatifsentre les concentrations déterminées par le LNE et celles déterminées par les niveaux 3 après élimination des valeurs jugées aberrantes.Globalement, en 2009, lorsque les concentrations aberrantes sont éliminées, les écarts relatifs entre le LNE et les niveaux 3 restent dans des intervalles définis et basés sur les résultats obtenus depuis 2002.Les valeurs de ces intervalles sont les suivantes :  ± 7 % avant et après réglage pour une concentration en SO2 voisine de 100 nmol/mol ; ± 6 % avant et après réglage pour des concentrations en NO/NOx voisines de 200 nmol/mol ; ± 6 % avant réglage et ± 4 % après réglage pour des concentrations en CO voisines de 9 µmol/mol. Les résultats montrent que : Globalement la chaîne nationale d'étalonnage mise en place pour assurer la traçabilité des mesures de SO2, de NO/NOx et de CO aux étalons de référence fonctionne correctement. Le fait de régler l’analyseur avec l’étalon de transfert 2-3 améliore de façon significative les écarts relatifs, ce qui met en évidence une dérive de la réponse des analyseurs au cours du temps. Les résultats détaillés de ces campagnes d'intercomparaison sont résumés aux paragraphes : 2.5. pour la 1ère campagne d'intercomparaison, 2.6. pour la 2ème campagne d'intercomparaison, 2.7. pour la 3ème campagne d'intercomparaison. Contrôle qualité du bon fonctionnement de la chaîne d’étalonnage en O 3 :Comme pour les composés SO2, NO/NOx et CO, le but est de faire circuler, dans les niveaux 3, un générateur d’ozone portable délivrant un mélange gazeux à une concentration voisine de 100 nmol/mol pour valider les différents raccordements effectués dans le cadre de la chaîne nationale d’étalonnage.La présente campagne d'intercomparaison a été effectuée avec 7 niveaux 3 en 2009, à savoir : AIR LR, ATMO PACA, AIR BREIZH, ORAMIP, GWADAIR, LIMAIR et ASPA.Les résultats montrent que les écarts relatifs entre les concentrations en O3 déterminées par les 7 réseaux de mesure et celles déterminées par le LNE sont de ± 7 % lorsque deux mesures ne sont pas prises en compte : leur prise en compte élargit de 4 % l’intervalle danslequel se situe l’ensemble des écarts relatifs.Comme précédemment, on peut en conclure que globalement, la chaîne nationale d'étalonnage mise en place pour assurer la traçabilité des mesures d'ozone aux étalons de référence fonctionne correctement.

Ce rapport présente la mise en œuvre de la modélisation sur des épisodes identifiés dans le rapport DRC-09-103337-10781A afin de mieux comprendre les aptitudes et lacunes des modèles. Les épisodes de l’année 2008 et janvier 2009 ont été simulés avec le modèle de qualité de l’air CHIMERE. Ainsi, les analyses du dispositif CARA ont permis de montrer que : a) Les concentrations en sulfates sont globalement sous-estimées par le modèle CHIMERE surtout durant l’été, b) Les concentrations en nitrate et l’ammonium sont correctement simulées mais semblent parfois surestimées, c) Les concentrations en matière organique sont nettement sous-estimées essentiellement l’hiver d) Les concentrations en carbone élémentaire sont légèrement sous-estimées e) Les « autres » espèces sont largement sous-estimées par le modèle La sous-estimation de la production de sulfate provient essentiellement d’une sous-production par chimie gazeuse l’été. Concernant le point c), la sous-estimation chronique du modèle pourrait être liée à une source manquante ou mal redistribuée temporellement comme la combustion du bois. Les « autres » espèces pourraient être mal représentées dans les inventaires utilisées, il s’agirait de particules primaires non carbonées émises par les activités humaines. En 2010 certains des épisodes de 2009 seront à nouveau étudiés en considérant les aspects météorologie et émissions. Avant de régler le problème des émissions, un travail sur les simulations météorologiques sera réalisé et seulement ensuite, un travail sur les émissions sera effectué pour mieux caler les émissions de combustion de bois et suivre la part de ces émissions dans le bilan des particules prélevées et analysées. Un travail particulier sur les profils temporels d’émission sera réalisé en collaboration avec les AASQA. Bien que l’essentiel du travail soit réalisé sur des échantillons typiques de certaines régions, ce travail devra être extrapolable au plan national. Une évolution du système de mesure et d’analyse CARA sera envisagée dans le sens suivant: - Mesures des couples Nitrate/Acide nitrique et Ammonium/Ammoniaque en gardant une veille sur les mesures de concentrations de ces espèces ; - Avoir un ou deux points de mesures avec à la fois des analyses sur filtre des PM2,5 et des PM10 en privilégiant un site de fond suburbain voire rural, ceci permettant de voir si la sous-estimation des composés « autres » existe aussi dans la fraction fine des PM ; - Avoir un site de mesures permettant d’évaluer les concentrations de fond de poussières naturelles, ce site devrait être situé près des zones de terres arables.

Suite au Grenelle de l’Environnement, le principe de surveillance de la qualité de l’air intérieur dans les lieux clos ouverts au public a été acté (engagement numéro 152). Dans ce contexte, des protocoles de mesure pour différentes substances pouvant faire l’objet d’une surveillance ont été élaborés, au cours de l’année 2008, dans le cadre des travaux du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l'air (LCSQA) et en partenariat avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB). A ce jour, ces protocoles ne concernent que les lieux scolaires et d’accueil de la petite enfance dans lesquels la substance de préoccupation sanitaire majeure est le formaldéhyde. Ils ont été élaborés en référence aux Valeurs Guides Air Intérieur (VGAI) proposées par l’Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (AFSSET). Pour le formaldéhyde, 2 VGAI sont disponibles : 50 µg m-3 pour une exposition court terme (2 heures) et 10 µg m-3 pour une exposition long terme. Par ailleurs, il convient de noter que très récemment, des valeurs de référence en air intérieur ont été proposées par le Haut Conseil de Santé Publique (HCSP). Ces futures valeurs, dites de gestion, prennent en compte des critères sanitaires, mais également mettent en perspective des concentrations techniquement atteignables actuellement . Ces valeurs serviront de base de comparaison aux concentrations mesurées au cours de la campagne pilote nationale initiée en septembre 2009. Cette campagne (2009-2011) de surveillance de la qualité de l’air dans les écoles et les crèches françaises, lancée par Chantal Jouanno, Secrétaire d’État à l’Écologie, a pour but de définir les modalités de la surveillance obligatoire de la qualité de l’air prévue par le projet de loi dit « Grenelle 2 », à partir de 2012 pour certains établissements recevant du public comme les écoles et les crèches. Au total, 300 établissements répartis sur l’ensemble du territoire seront concernés entre 2009 et 2011 avec des mesures de formaldéhyde et de benzène ainsi que de confinement. Les mesures seront réalisées par les AASQA avec l’appui technique et organisationnel du LMesure du formaldéhyde CSQA (INERIS) et du CSTB. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est d’organiser une campagne de mesure dans une école pour mieux appréhender l’incertitude liée à la stratégie d’échantillonnage du formaldéhyde élaborée dans les protocoles. Afin de mieux appréhender l’incertitude liée à la représentativité spatiale, des mesures par tubes passifs ont été mises en œuvre : dans l'ensemble des classes d’une école pour évaluer l’impact du choix des salles selon le protocole sur la représentativité de la campagne de mesure ; en différents points et à différentes hauteurs d’une classe afin de renseigner la variabilité spatiale au sein d'une même pièce. Pour préciser la représentativité temporelle, des mesures actives « court terme » et en continu ont été mises en œuvre : des mesures par tubes actifs ont été réalisées tous les jours de la semaine, toutes les deux heures environ des mesures en continu ont également été réalisées dans une salle tout au long d'une journée de classe pour tenter d'identifier des variations de concentration en fonction des activités des élèves. Dans l’école étudiée et dans les conditions environnementales propres à cette campagne, peu de différences entre les niveaux de formaldéhyde mesurés dans chaque salle ainsi qu'une indépendance de la concentration en fonction du point de mesure dans la pièce et du jour de la semaine de classe choisi pour réaliser le prélèvement "court terme" ont été observées. En revanche, des pics de formaldéhyde ont été observés chaque jour à certains moments de la journée mais ces variations ne sont pas répétables d’un jour sur l’autre. Il semble donc difficile de conclure quant à la représentativité du choix de quelques heures de la journée pour réaliser une mesure "court terme". Par ailleurs, le rôle des activités scolaires ainsi que de la réactivité atmospérique diurne des COVs dans la formation de formaldéhyde semble avoir été mis en valeur. Enfin, les résultats de cette campagne seront confrontés à l’ensemble des résultats issus de la campagne pilote. Il est de plus important de noter que de manière générale, les résultats de cette étude confortent la stratégie d’échantillonnage établie par les protocoles et mise en œuvre dans la campagne pilote.

Les  Matériaux  de  Référence  (MR)  permettent  d’assurer  la  traçabilité  des  mesures  et  de valider les méthodes analytiques. Or, actuellement, il n’existe pas de matériaux de référence,en  France,  disponibles  pour  la  mesure  du  benzène,  du  toluène,  de  l'éthylbenzène  et  des xylènes (BTEX) en air ambiant par prélèvement sur cartouches de Carbograph 4, Carbopack B et Carbograph X.  C’est pourquoi le LNE a proposé de développer une méthode de chargement de cartouches en BTEX à partir d’un matériau de référence gazeux en bouteille, afin de pouvoir disposer de cartouches de référence qui pourront être ensuite utilisées notamment pour l'étalonnage des systèmes analytiques et pour l’évaluation des performances des laboratoires à l’analyse des prélèvements de BTEX sur cartouches.  L'objectif final est de disposer des tubes chargés suivants :   des échantillonneurs actifs de type Carbopack X chargés en BTEX, des échantillonneurs passifs de type Radiello  – Carbograph 4 chargés en BTEX, des échantillonneurs passifs de type Perkin-Elmer – Carbopack B chargés en BTEX. L'étude  menée  en  2010  a  porté  dans  un  premier  temps  sur  le  développement  de  la méthode    d'analyse    des cartouches  chargées en BTEX avec le nouveau chromatographe en phase gazeuse ATD 350 / Clarus 600 (Perkin-Elmer). Après mise en place  et  optimisation  des  paramètres  et  des  conditions  opératoires,  les  performances métrologiques  de  la  méthode  d'analyse  des  cartouches  chargées  en  BTEX  ont  été déterminées sur ce nouvel appareil. Les  premiers  essais  de  répétabilité  et  de  linéarité  ne  conduisaient  pas  à  des  résultats satisfaisants.Cependant, grâce aux modifications apportées au système de prélèvement et à la correction de la valeur de la longueur de la  colonne paramétrée dans le Clarus 600, la répétabilité et la linéarité ont été significativement améliorées et correspondent à notre cahier des charges : la répétabilité est inférieure à 1% et le coefficient de linéarité (R2) est supérieur à 0,999.  Dans un second temps, des essais ont été effectués pour déterminer la justesse de la méthode et pour pouvoir valider l'ensemble du processus (chargement et analyse). Ces essais  ont  consisté  à  analyser  des  cartouches  chargées  en  BTEX  par  le  NPL.  Les  essais réalisés montrent des écarts significatifs entre les masses de BTEX certifiées par le NPL et les masses analysées par le LNE (de l'ordre de 10%). Des essais complémentaires menés au LNE n'ont pas permis d'apporter des explications aux écarts observés entre le NPL et le LNE. Pour poursuivre les investigations, le LNE s'est proposé d'impliquer deux autres laboratoires, à savoir le Laboratoire Interrégional de Chimie du réseau de surveillance de la qualité de l'air en  Alsace  (GIE-LIC)  et  l'Institut  National  de  l'Environnement  Industriel  et  des  Risques (INERIS). Des tubes chargés par le LNE ont été analysés par le NPL, par l'INERIS et le GIE-LIC et des tubes chargés par le NPL ont été analysés par l'INERIS et le GIE-LIC.Concernant  les  tubes  chargés  par  le  LNE,  les  résultats  obtenus  montrent  des  masses analysées par le NPL plus faibles que les masses chargées du LNE pour tous les composés avec  des  écarts  relatifs  allant  de  3%  pour  le  benzène  à  10%  pour  les  xylènes,  ce  qui confirment bien ceux obtenus précédemment. Par contre, les écarts obtenus entre les masses chargées  du  LNE  et  celles  analysées  par  l'INERIS  et  le  GIE-LIC  sont  faibles  (globalement inférieurs à 5 %) par rapport à ceux obtenus entre le LNE et le NPL (de l'ordre de 10 %).Concernant  les  tubes  chargés  par  le  NPL,  il  est  constaté  des  écarts  importants  entre  les masses chargées fournies par le NPL et celles analysées de l’INERIS et du GIE-LIC : ces écarts sont globalement de 10 %, comme ceux constatés entre le LNE et le NPL.Ces essais tendaient donc à montrer que le problème se situait au niveau du NPL. Les différents résultats ont été rapidement communiqués au NPL qui a effectué lui-même un certain nombre de vérifications. A la suite des recherches menées, il s'est avéré qu’ils appliquaient une double correction de la température  sur  le  débit  du mélange  gazeux  passant  à  travers  les  cartouches lors du chargement.  Le  NPL  a  déterminé  que  l'application  de  cette  double  correction  induisait  un écart de 8 à 11% sur les masses chargées. A la suite de ces investigations, dans le cas des tubes chargés par le NPL, les écarts relatifs ont été recalculés entre les masses chargées corrigées du NPL et les masses analysées de l’INERIS et du GIE-LIC : ces calculs conduisent à des valeurs globalement inférieures à 5 %. Les différents essais réalisés ont donc conduit à identifier la cause du problème au niveau du NPL. La correction de ce problème a permis d'obtenir des résultats cohérents entre le NPL, le LNE,  l'INERIS  et  le  GIE-LIC  au  vu  des  incertitudes  :  il  est  à  noter  que  le  NPL  donne  une incertitude de 5 % sur ses masses chargées de BTEX sur cartouches.   Suite  aux  explications  fournies  par  le  NPL,  il  est  prévu  pour  début  2011  de  réaliser  de nouveaux chargements de cartouches au LNE et de les faire analyser par le NPL ; de même, le  NPL  propose  de  remplacer  les  tubes  que  nous  avions  achetés  par  de  nouveaux  tubes chargés en BTEX que le LNE analysera et comparera à des tubes chargés du LNE. L'objectif de ces essais est de finaliser la validation de l'ensemble du processus de mesure comprenant le chargement et l'analyse de  cartouches de BTEX développé par le LNE en 2010 dans le cas des 3 adsorbants (Carbopack X, Carbograph B et Carbograph 4). Les AASQA effectuent régulièrement des prélèvements de BTEX dans l'air ambiant sur des échantillonneurs actifs ou passifs qui sont ensuite analysés par des laboratoires d’analyse. En  2011,  le  LNE  propose  d'organiser  un  exercice  d'intercomparaison  qui  consistera  à  faire analyser par ces laboratoires, des tubes de Carbopack X, de Carbograph 4 et de Carbograph B chargés en BTEX.Deux séries de tubes devront être analysées par les laboratoires. Le LNE réalisera le chargement de cartouches par voie gazeuse à partir de mélanges gazeux de référence gravimétriques du LNE en mettant en œuvre la méthode développée au cours de l'année 2010.  Afin de mimer au mieux un prélèvement passif et de fournir aux laboratoires des matériaux d’essais  aussi  proches  que  possible  de  tubes  prélevés  par  diffusion,  des  tubes  seront exposés dans la chambre d’exposition de l’INERIS à une concentration  constante, maîtrisée et contrôlée (par analyseur en continu) de BTEX.