Recherche pour AASQA

Ce rapport présente les performances des prévisions nationales opérées dans le cadre de la plateforme Prev’Air (www.prevair.org). L’objectif est de montrer en toute transparence des éléments d’appréciation de la qualité de la production Prev’air. Ce rapport traite successivement les quatre polluants O3, NO2, PM10 et PM2.5, fournis quotidiennement par les prévisions du système Prev’Air, du jour courant J jusqu’au J+3 afin d’évaluer la capacité des modèles à prévoir leurs concentrations. L’estimation du comportement des outils est réalisée grâce à des indicateurs statistiques qui permettent de comparer les résultats de modélisation avec les observations validées de la base de données nationale GEOD’air, elle-même alimentée par les AASQA (associations de surveillance de la qualité de l’air) et développée par le LCSQA. Une attention particulière est portée à l’évaluation des performances de Prev’Air concernant la détection des seuils réglementaires. Cet exercice a pour objectif d’estimer l’aptitude des modèles à prévoir spécifiquement les épisodes de pollution. L’ozone est évalué sur les mois de l’été 2019 (avril à septembre). Les autres polluants (PM10, PM2.5, NO2) sont évalués sur l’ensemble de l’année 2019. L’année 2019 n’a connu que peu d’épisodes de pollution d’ampleur nationale : deux pour l’ozone, du 27 juin au 8 juillet (en 2 phases) et du 23 au 26 juillet, et un pour les PM10, deuxième quinzaine de février. L’évaluation de ces épisodes est effectuée à la fois sur les prévisions brutes de Prev’Air et sur les calculs de l’adaptation statistique, qui vise à corriger les biais systématiques du modèle brut par un processus d’apprentissage historique. Les gains obtenus par le modèle statistique résident dans sa capacité à corriger les sur- et sous-estimations des concentrations induites par le modèle brut. Cette prévision corrigée statistiquement sert généralement de référence à l’expertise de l’équipe Prev’air pour la communication en cas d’épisode de pollution de l’air. Pour la première fois, les prévisions Prev’AIR pour les DROM des caraïbes ont été évaluées et montrent des performances satisfaisantes. Dans l’ensemble, le comportement de Prev’Air est satisfaisant avec une bonne aptitude à respecter les objectifs de qualité définis par le groupe de travail prévision (composé du LCSQA et des AASQA) qui a établi ces valeurs cibles pour les différents scores ainsi que le contenu à faire figurer dans les rapports annuels d’évaluation des plateformes de prévisions constituant le dispositif national de surveillance de la qualité de l’air. Les prévisions avec adaptation statistique disponibles sur la métropole respectent les objectifs de performance et ont permis la plupart du temps d’anticiper l’occurrence des épisodes de pollution et d’identifier les principales zones affectées. Les prévisions brutes rencontrent plus de difficultés à satisfaire les objectifs de qualité notamment dans les DROM.     Performances of Prev’air in 2019 This report presents the performance of the national forecasts carried out within the Prev'Air platform (www.prevair.org). The objective is to assess the quality of Prev'air production. This report deals successively with four pollutants O3, NO2, PM10 and PM2.5, daily provided by the forecasts of the Prev'Air system, from day D to D+3 in order to evaluate the capacity of the models to forecast their concentrations. The behavior of the system is estimated using conventional statistical indicators, which allow the modelling results to be compared with validated observations from the national GEOD'air database, itself fed by the AASQA (air quality monitoring associations) and developed by the LCSQA. Particular attention is paid to the evaluation of Prev'Air' forecasts regarding the detection of regulatory thresholds. The objective of this exercise is to estimate the capacity of the models to specifically anticipate pollution episodes. Ozone is evaluated over the summer months of 2019 (April to September). The other pollutants (PM10, PM2.5, NO2) are assessed over the whole year 2019. A few pollution episodes occurred during this year: two for ozone, from June 27 to July 8 (in 2 phases) and from July 23 to 26, and one for PM10, in the second half of February. The evaluation of these episodes is carried out both on Prev'Air's raw forecasts and on the statistical adaptation of the Chimere which aims at correcting the systematic biases of the raw model through a historical learning process. The gains obtained by the statistical model lie in its ability to correct the over- and underestimations of concentrations computed by the raw model. This statistically corrected forecast generally serves as a reference to the expertise of the Prev'air team for communication in the event of an air pollution episode. For the first time, the Prev'air forecasts for the Caribbean DROMs have been assessed and show satisfactory performances. On the whole, the performance of Prev'Air is satisfactory with a good ability to meet the quality objectives defined by the forecasting working group (composed of the LCSQA and the AASQA) which established these target values for the different scores as well as the content to be included in the annual evaluation reports of the forecasting platforms involved in the national air quality monitoring system. The forecasts with statistical adaptation match the performance objectives and have mostly allowed to anticipate the occurrence of pollution episodes and to identify the main affected areas. Raw forecasts are less satisfactory to comply with the quality objective, particularly in the DROM.  

En 1996, sous l’impulsion du Ministère chargé de l'Environnement, un dispositif appelé « chaîne nationale de traçabilité métrologique » 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 de traçabilité métrologique ». 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. Par conséquent, ces chaînes nationales de traçabilité métrologique sont constituées de 3 niveaux : le LCSQA-LNE en tant que Niveau 1, des laboratoires d’étalonnage inter-régionaux (au nombre de 7) en tant que Niveau 2 et les stations de mesures en tant que Niveau 3. Dans le cadre de ces chaînes nationales de traçabilité métrologique, le LCSQA-LNE raccorde tous les 6 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, 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 MTES qu’il n’était pas nécessaire de créer une chaîne nationale de traçabilité métrologique à 3 niveaux. Le tableau ci-après résume les étalonnages effectués depuis 2014 par le LCSQA-LNE pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO et BTEX).         Nombre annuel d’étalonnages   2015 2016 2017 2018 2019 Raccordements LNE/ Niveaux 2 185 180 156 107 94 Raccordements Madininair 27 26 27 27 27 Raccordements BTEX 30 31 22 21 27 Raccordements LCSQA 33 32 38 36 35 Raccordements ATMO Réunion 12 14 15 16 13   Somme des raccordements 287 283 258 207 196 Bilan global de l’ensemble des raccordements effectués par le LCSQA-LNE depuis 2015   Le tableau ci-dessus montre que globalement le LCSQA-LNE a effectué 196 raccordements pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO et BTEX) en 2019. La diminution du nombre d’étalonnages LCSQA-LNE/Niveaux 2 par rapport aux années 2017-2018 est principalement due à la décision d’augmenter la périodicité de raccordement entre le LCSQA-LNE et les Niveaux 2 de 3 mois à 6 mois pour l’ensemble des polluants gazeux (SO2, CO, NO/NOx, NO2 et O3). Ce rapport fait également la synthèse des problèmes techniques rencontrés en 2019 par le LCSQA-LNE lors des raccordements des polluants gazeux.

Pour répondre aux exigences de qualité des mesures de la directive 2008/50/CE et garantir la traçabilité des mesures réalisées par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA), le LCSQA-LNE a mis en place une chaîne nationale de traçabilité métrologique pour le polluant réglementé NO2. Dans ce cadre, les étalonnages des mélanges gazeux de NO2 des AASQA sont réalisés en suivant une méthode d’étalonnage qui implique l’utilisation d’un analyseur basé sur le principe de la chimiluminescence et qui permet de titrer le NO2 de façon indirecte. En effet, il est équipé d’un four de conversion qui va convertir le NO2 en NO et c’est alors le NO qui est quantifié. Cette conversion peut ne pas être égale à 100% en fonction du type, de l’âge ou de l’encrassement du four considéré. De plus, ce four de conversion peut convertir d’autres polluants que le NO2. Enfin, le temps de réponse de ce type d’instrument est relativement long. Le LCSQA-LNE s’est donc équipé d’un analyseur effectuant une mesure directe du NO2, à savoir un analyseur Télédyne modèle T500U basé sur la technique CAPS (cavity attenuated phase shift spectroscopy). Le temps de réponse de l’analyseur T500U est plus faible que celui basé sur la chimiluminescence (gain de temps) et présente de meilleures performances métrologiques (répétabilité, linéarité, reproductibilité…). Cette étude a permis d’optimiser la méthode d’étalonnage utilisée dans le cas du NO2 en mettant en œuvre l’analyseur spécifique Télédyne T500U à la place de celui basé sur la chimiluminescence (Megatec 42i) afin d’améliorer la qualité des résultats en termes de justesse et d’incertitude, et ceci dans le contexte du contentieux européen. Les résultats de l’étude montrent que la répétabilité et la reproductibilité des mesures réalisées avec l’analyseur T500U (CAPS) sont respectivement de 0,1% et 0,2% de la fraction molaire analysée. Les résultats obtenus pour 9 mélanges gazeux de NO2 étalonnés avec les deux analyseurs (T500U et 42i), conduisent à des écarts normalisés inférieurs à 1, ce qui montre que les fractions molaires déterminées avec les 2 analyseurs ne sont pas significativement différentes. L’erreur de justesse de la méthode avec l’analyseur T500U est donc considérée comme étant non significative. Les incertitudes élargies relatives sur la fraction molaire analysée avec l’analyseur T500U sont de l’ordre de 1%, donc équivalentes à celles obtenues avec l’analyseur 42i. Au vu de ces résultats, la méthode d’étalonnage des mélanges gazeux de NO2 avec l’analyseur T500U est considérée comme validée et sera appliquée en 2022. Les documents qualité ont également été rédigés (procédure technique, fond de calcul des fractions molaires et des incertitudes, fond de certificat d’étalonnage et dossier de validation). Néanmoins, la procédure d’étalonnage avec l’analyseur 42i sera conservée et pourra être utilisée de nouveau en cas de défection de l’analyseur T500U.     Improvement of the quality of calibrations In order to meet the measurement quality requirements of Directive 2008/50/EC and to guarantee the traceability of measurements carried out by the Air Quality Monitoring Networks (AASQAs), LCSQA-LNE has set up a national metrological traceability chain for the regulated pollutant NO2. Within this framework, calibrations of NO2 gas mixtures performed for the monitoring networks are carried out using a calibration method that involves the use of an analyser based on chemiluminescence which enables NO2 to be measured indirectly. Indeed, it is equipped with a catalyst converter that converts NO2 into NO and it is then the NO that is quantified. The conversion rate may not be equal to 100% depending on the type, age and fouling of the converter. Moreover, this catalyst converter can convert other pollutants than NO2. Finally, the response time of this type of instrument is relatively long. LCSQA-LNE has therefore equipped itself with an analyser that measures NO2 directly, i.e. a Télédyne model T500U analyser based on the CAPS (cavity attenuated phase shift spectroscopy) technique. The response time of the T500U analyser is shorter than that based on chemiluminescence (time saving) and presents better metrological performances (repeatability, linearity, reproducibility...). This study allowed the optimisation of the calibration method used in the case of NO2 by implementing the specific Télédyne T500U analyser instead of the one based on chemiluminescence (Megatec 42i) in order to improve the quality of the results in terms of accuracy and uncertainty. The results of the study show that the repeatability and reproducibility of the measurements carried out with the T500U analyser (CAPS) are respectively 0.1% and 0.2% of the amount fraction analysed. The results obtained for 9 NO2 gas mixtures calibrated with the two analysers (T500U et 42i), lead to normalised deviations lower than 1, which shows that the amount fractions determined with the 2 analysers are not significantly different. The accuracy error of the method with the T500U analyser is therefore considered to be insignificant. The relative expanded uncertainties on the amount fraction analysed with the T500U analyser are of the order of 1%, thus equivalent to those obtained with the chemiluminescence-based analyser. In view of these results, the calibration method for NO2 gas mixtures with the T500U analyser is considered validated and will be applied in 2022. The quality documents have also been drafted (technical procedure, file for calculating amount fractions and uncertainties, calibration certificate and validation file). Nevertheless, the calibration procedure with the 42i analyser will be kept and can be used again in case of defection of the T500U analyser.

En 1996, sous l’impulsion du Ministère chargé de l'Environnement, 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 demesure 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 MEDDE qu’il n’était pas nécessaire de créer une chaîne d’étalonnage à 3 niveaux.Ce rapport fait également la synthèse des problèmes techniques rencontrés en 2013 par le LCSQA-LNE lors des raccordements des polluants gazeux, à savoir :  Les problèmes rencontrés sur les matériels du LCSQA-LNE,  Les problèmes rencontrés au niveau des raccordements,  Les problèmes rencontrés au niveau du transport des matériels.   Concernant la mesure des particules, le bilan sur les mises à disposition de moyens de contrôle d’étalonnage d’appareils effectués par le LCSQA-MD dans le cas des particules est donné dans le présent rapport. Il convient de rappeler que la chaîne d’étalonnage nationale ne concernant que les polluants atmosphériques gazeux (SO2, NO, NO2, CO, O3 et BTEX), une mise à disposition de moyens de contrôle de l'étalonnage des analyseurs PM10 et PM2.5 sur site est assurée dans l’attente de l’intégration de ces polluants dans la chaîne. Ces dispositifs de transfert consistent en des cales étalon pour les analyseurs automatiques de particules (microbalances à variation de fréquence et jauges radiométriques) permettant aux AASQA de vérifier l’étalonnage et la linéarité de leurs appareils directement en station de mesure, en y associant le débit de prélèvement. Pour l’année 2013, 12 mises à disposition ont été effectuées. Le respect de la consigne pour le débit de prélèvement est globalement constaté (moyenne de valeur absolue d’écart de 0,70 ± 0,35% pour 49 appareils vérifiés (dont 34 FDMS, 1405-F ou DF) soit environ 7 % du parc d’analyseurs automatiques actuellement en station de mesure). Les essais montrent un comportement correct de l’ensemble des appareils contrôlés. Concernant le contrôle de la constante d’étalonnage de la microbalance, la moyenne de la valeur absolue de l’écart observée en AASQA (MVAE) varie entre 0,65 et 1,07% (soit pour l’ensemble des AASQAcontrôlées une moyenne ± écart-type de 0,90 ± 0,16%). L’étendue de l’écart réel constaté sur le terrain est restreinte car comprise entre -2,05 et +2,48 % pour 85 appareils contrôlés (dont 61 FDMS, 1405-F ou DF) (soit environ 13% du parc de microbalances TEOM actuellement en station de mesure). Le contrôle de la linéarité montre l’excellent comportement des appareils sur ce paramètre, que ce soit en configuration en continu (TEOM 50°C) ou séquentiell e (avec le module 8500, en version 1504-F ou DF): le coefficient de régression moyen R2 varie de 0,9998 à 1, la pente et l’ordonnée à l’origine moyennes de la droite de régression varient respectivement de 0,9797 à 1,0031 et de – 18 à + 113, sachant que 33appareils (dont 25 FDMS ou 1405-F) ont été contrôlés sur ce paramètre (soit environ 5% du parc de microbalances TEOM actuellement en station de mesure). Concernant les jauges radiométriques MP101M de marque Environnement SA, un contrôle de cale étalon d’AASQA (vérification par le LCSQA-MD des valeurs de cales étalon fournies par le constructeur) ainsi qu’une mise à disposition de cales étalon permettant le contrôle sur site de l’étalonnage de jauges ainsi que leur linéarité ont été assurés. L’évaluation de cale d’ATMO Franche Comté a été faite sur l’appareil de référence du LCSQA-MD, préalablement étalonné et contrôlé par un couple de cales spécifiques a donné des résultats satisfaisants : l’écart constaté a été de –2,6% sur la cale contrôlée (par rapport à la valeur annoncée par le fabricant) et de –1,5% par rapport à la valeur obtenue lors du précédent raccordement effectué par le LCSQA-MD en 2012 (montrant la stabilité de ce type d’instrument).Comme pour la microbalance, le contrôle de la linéarité montre l’excellent comportement des jauges sur ce paramètre : le coefficient de régression moyen R2 est de 1, la pente et l’ordonnée à l’origine moyennes de ladroite de régression varient respectivement de 1 à 1,05 et de – 22 à +1,3, sachant que 4 appareils ont été contrôlés sur ce paramètre (soit environ 3% du parc de jauges MP101M actuellement en station de mesure). Le comportement de cette « chaîne de contrôle pour la mesure des particules » mise en place par le LCSQA-MD peut être qualifié de satisfaisant. Les résultats obtenus pour les microbalances TEOM (concernant les paramètres débit de prélèvement, étalonnage et linéarité) et pour les radiomètres bêta MP101M (concernant le contrôle de moyens d’étalonnage) sont des éléments probants de l’Assurance Qualité / Contrôle Qualité (QA/QC) appliquée aux analyseurs automatiques de particules en suspension et sont des sources d’information nécessaires dans le cadre du calcul de l’incertitude de mesure sur ce type d’appareil. Le maintien et l’extension du programme QA/QC pour les analyseurs automatiques de particules rentrent dans les missions pérennes du LCSQA dans le cadre de la coordination technique du Dispositif National de Surveillance de la Qualité de l’Air. L’extension des essais à la jauge radiométrique BAM 1020 de la marque Met One est actuellement en cours de mise en place mais pose des difficultés techniques et organisationnelles dans la mesure où la configuration technique de l’appareil diffère fortement de la jauge MP101M. Ceci nécessite des modalités de mise à disposition de cales totalement différentes de celles actuellement adoptées et un mode opératoire spécifique qui devra être testé avec quelques AASQA volontaires avant d’être généralisé à tout le dispositif.    

De nombreux travaux scientifiques indiquent que la concentration en nombre des particules atmosphériques (PNC, pour Particle Number Concentration), majoritairement constituées de particules ultrafines (PUF), semble être un mesurande adapté à l’évaluation de l’impact sanitaire de la pollution atmosphérique et donc complémentaire aux mesures de concentration massique. Le suivi de ce paramètre apparait donc aujourd’hui comme un enjeu majeur d’évolution de surveillance de la qualité de l’air. L’avis relatif à « l’identification, la catégorisation et la hiérarchisation de polluants actuellement non réglementés pour la surveillance de la qualité de l’air » publié par l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) en 2018, prend en compte les résultats de ces études et indique que les particules ultrafines (PUF) doivent être considérées de façon prioritaire pour une éventuelle future surveillance de l’air ambiant en France. Dans ce contexte, le ministère en charge de l’environnement a demandé au LCSQA d’étudier les besoins d’évolution du réseau de surveillance national actuel pour une meilleure prise en compte de la PNC. En réponse à cette demande, une stratégie concertée avec les AASQA et différents acteurs sanitaires a été initiée, avec la publication en septembre 2020 d’éléments d’orientation pour la surveillance nationale de la concentration en nombre total des particules ultrafines (LCSQA, 2020). Etant donné l’absence actuelle de valeurs de référence pour ce paramètre dans l’air ambiant, une recherche bibliographique de la PNC mesurée à l’échelle nationale et à l’échelle européenne a été menée afin d’identifier des mesures de PNC « repères » en fonction des typologies de site. Ainsi, cette recherche s’est focalisée sur trois typologies de site identifiées, à savoir « Fond rural », « Fond urbain » et « Trafic » au niveau européen et deux typologies de site, à savoir « Fond urbain » et « Trafic » au niveau national. La comparaison des mesures de PNC réalisées aux niveaux national et européen est présentée pour les typologies de site « Fond urbain » et « Trafic ». Des valeurs PNC moyennes de 7,7 x 103 particules/cm3 et 9,7 x 103 particules/cm3 ont été calculées pour les typologie « Fond urbain » et « Trafic » à l’échelle nationale et de 9,8 x 103 particules/cm3 et 19,5 x 103 particules/cm3 respectivement à l’échelle européenne. Il est important de préciser que les mesures de PNC à l’échelle nationale et comparée à l’échelle européenne sont susceptibles d’évoluer avec la consolidation du réseau de surveillance et donc de la robustesse du jeu de données français associée à l’évolution du parc instrumental. De nombreux travaux scientifiques indiquent que la concentration en nombre des particules atmosphériques (PNC, pour Particle Number Concentration), majoritairement constituées de particules ultrafines (PUF), semble être un mesurande adapté à l’évaluation de l’impact sanitaire de la pollution atmosphérique et donc complémentaire aux mesures de concentration massique. Le suivi de ce paramètre apparait donc aujourd’hui comme un enjeu majeur d’évolution de surveillance de la qualité de l’air. L’avis relatif à « l’identification, la catégorisation et la hiérarchisation de polluants actuellement non réglementés pour la surveillance de la qualité de l’air » publié par l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) en 2018, prend en compte les résultats de ces études et indique que les particules ultrafines (PUF) doivent être considérées de façon prioritaire pour une éventuelle future surveillance de l’air ambiant en France. Dans ce contexte, le ministère en charge de l’environnement a demandé au LCSQA d’étudier les besoins d’évolution du réseau de surveillance national actuel pour une meilleure prise en compte de la PNC. En réponse à cette demande, une stratégie concertée avec les AASQA et différents acteurs sanitaires a été initiée, avec la publication en septembre 2020 d’éléments d’orientation pour la surveillance nationale de la concentration en nombre total des particules ultrafines (LCSQA, 2020). Etant donné l’absence actuelle de valeurs de référence pour ce paramètre dans l’air ambiant, une recherche bibliographique de la PNC mesurée à l’échelle nationale et à l’échelle européenne a été menée afin d’identifier des mesures de PNC « repères » en fonction des typologies de site. Ainsi, cette recherche s’est focalisée sur trois typologies de site identifiées, à savoir « Fond rural », « Fond urbain » et « Trafic » au niveau européen et deux typologies de site, à savoir « Fond urbain » et « Trafic » au niveau national. La comparaison des mesures de PNC réalisées aux niveaux national et européen est présentée pour les typologies de site « Fond urbain » et « Trafic ». Des valeurs PNC moyennes de 7,7 x 103 particules/cm3 et 9,7 x 103 particules/cm3 ont été calculées pour les typologie « Fond urbain » et « Trafic » à l’échelle nationale et de 9,8 x 103 particules/cm3 et 19,5 x 103 particules/cm3 respectivement à l’échelle européenne. Il est important de préciser que les mesures de PNC à l’échelle nationale et comparée à l’échelle européenne sont susceptibles d’évoluer avec la consolidation du réseau de surveillance et donc de la robustesse du jeu de données français associée à l’évolution du parc instrumental.     Overview of particle number concentration levels in the national network compared to the European scale Many scientific studies indicate that the particle number concentration in ambient air (PNC, for Particle Number Concentration), mainly composed of ultrafine particles (PUF), seems to be a suitable measurand, complementary to mass concentration, for evaluating the health impact of atmospheric pollution. Therefore, the measurement of this parameter appears to be a major issue in the evolution of monitoring devices dedicated to air quality survey. The report concerning "the identification, categorization and prioritization of currently unregulated pollutants for air quality monitoring" published by ANSES (National Agency for Food Safety, environment and work) in 2018, takes into account the results of these studies and indicates that ultrafine particles (PUF) must be considered as a priority for a possible future ambient air monitoring in France. In this context, the ministry in charge of the environment asked to LCSQA to study the development needs of the current national monitoring network to take into account PNC. In response to this request, a concerted strategy with the national air quality monitoring networks (AASQA) and health actors was initiated, with the publication in September 2020 of a report dedicated to the national monitoring of the total number of ultrafine particle concentration. Given the fact that no reference values ​​for this parameter in ambient air are available, a bibliographic research of PNC measured at national and european levels was carried out in order to identify “benchmark” PNC measurements according to site typologies. This research was focused on three site typologies identified as « Rural background », « Urban background » and « Traffic » at european level and two site typologies identified as « Urban background » and « Traffic » at the national level. The comparison of PNC measurements carried out at national and european level is presented in this report for both site typologies, i.e. « Urban background » and « Traffic ». Average PNC values ​​of 7.7 x 103 particles/cm3 and 9.7 x 103 particles/cm3 were calculated for the « Urban background » and « Traffic » typologies at the national scale and of 9.8 x 103 particles/cm3 and 19.5 x 103 particles/cm3 respectively on a european scale. It is important to specify that the PNC measurements at the national level compared to the european level will evolve in a near futur with the consolidation of the monitoring network and therefore the robustness of the French dataset associated with the evolution of the instrumental parc.  

Depuis 2019, les travaux du comité européen de normalisation (CEN) ont abouti à la publication d’un document normatif pour la mesure du nombre total de particules (CEN/TS 16976). Ce document préconise l’utilisation d’un Compteur à Noyau de Condensation (CNC) permettant de mesurer les particules à partir de 7 nm de diamètre. Depuis quelques années, plusieurs Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) se sont équipées d’UFP 3031 afin de répondre à des demandes locales de mesures de la granulométrie des particules. Ainsi, il est apparu intéressant de confronter la mesure du nombre total issu de cet instrument à la mesure d’un CNC considéré comme mesure de référence, afin d’établir si la donnée du nombre total des UFP 3031 est exploitable. Dans ce but, trois AASQA, Atmo Auvergne - Rhône-Alpes, Atmo Grand-Est et Atmo Nouvelle-Aquitaine, ont partagé des données de comparaison d’un CNC et d’un UFP3031, générées dans leur station urbaine de fond de Lyon centre, Strasbourg Clémenceau et Talence. Les résultats de comparaison de l’UFP3031 par rapport au CNC ont mis en avant une sous-estimation, attribuée principalement à la différence des gammes de mesure des deux instruments. De plus, les coefficients de corrélations présentent une forte variabilité d’un jeu de données à l’autre. Ainsi, il est recommandé de renforcer prioritairement l’utilisation de CNC, selon les modalités actuelles de mise en œuvre définies par la TS 16976 pour la mesure de la concentration en nombre des particules fines (PNC).   Evaluation of the UFP3031 total number concentration measurement effectiveness Since 2019, the work of the European Committee for Standardization (CEN) has resulted in the drafting of a normative document for the measurement of the particles total number concentration (CEN / TS 16976). This document recommends the use of a Condensation Particle Counter (CPC) to measure the number concentration of particles with diameter bigger than 7 nm. In recent years, several AASQA have been equipped with UFP 3031 in order to meet local demands for particle size measurements. Thus, it appeared interesting to compare the measurement of the total number resulting from this instrument with the measurement of a CPC considered as a reference instrument, in order to establish whether the data of the total number of UFP3031 can be used. To this end, three AASQA, Atmo Auvergne - Rhône-Alpes, ATMO Grand Est and Atmo Nouvelle-Aquitaine, shared comparison data from a CPC and a UFP3031, generated in their background urban station in Lyon center, Strasbourg Clémenceau and Talence. The comparison results of the UFP3031 against the CNC showed an underestimation, certainly due to the difference in the measurement ranges between the two instruments. In addition, the correlation coefficients show variability depending on the data sets used. Thus, it is recommended to strengthen the use of CNC as a priority, according to the current implementation methods defined by TS 16976 for the measurement of the number concentration of fine particles (PNC).  

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 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 mise en œuvre pour la surveillance de la qualité de l’air » de décembre 2021. La deuxième partie fait un point sur l’état d’avancement du développement d’étalons de référence et de la méthode d’étalonnage pour le 1,3-butadiène. La troisième partie fait un point sur l'état d'avancement de la mise en place d'une chaîne de traçabilité métrologique pour les mesures de H2S. La quatrième partie fait un point sur le développement d’un nouveau matériau de référence (MR) pour les métaux qui se présente sous la forme d’un matériau filtre impacté en PM2,5 ou en PM10.     Update and improvement of reference standards set up for air quality monitoring The objective is to maintain a good level of metrological performance for the national reference standards SO2, NO, NO2, CO, O3, NH3 and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) used to calibrate the AASQA standards and to develop reference standards for new pollutants. The first part consists of summarizing the metrological actions taken to maintain all the reference standards used to carry out the calibrations performed in the study "Update of the national metrological traceability chain set up for air quality monitoring" of December 2021. The second part provides an update on the progress of the development of reference standards and the calibration method for 1.3-butadiene. The third part reports on the status of the implementation of a metrological traceability chain for H2S measurements. The fourth part provides an update on the development of a new certified reference material (CRM) for metals which consists in a filter impacted with PM2.5 or PM10.

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 termes d’incertitude maximale sur la mesure. Les associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) sont tenues de participer régulièrement aux essais d'intercomparaison (destinées aux organismes agréés de surveillance de la qualité de l’air) mis en place dans le cadre du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air (article 16 de l’arrêté modifié du 19 avril 2017). Dans l’objectif 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 2019 sur l’hippodrome de Parilly à Lyon. Il a réuni 8 participants (7 AASQA et le LCSQA/INERIS) et 7 moyens mobiles (AirBreizh partageant le moyen mobile d’Air Pays de la Loire équipé de 2 têtes de prélèvement indépendantes) le tout constituant un parc de 39 analyseurs. L’exercice d’intercomparaison n’a pu être réalisé sur l’ozone, le générateur d’ozone haute concentration de l’INERIS étant tombé en panne lors de l’installation du matériel. Les résultats de cette intercomparaison permettent d’évaluer la qualité de mise en oeuvre des méthodes de mesures par les AASQA en conditions réelles. D’une manière générale, les résultats du traitement statistique suivant la norme NF ISO 13 528 et permettant la détermination des z-scores sont homogènes et très satisfaisants pour les participants. Les z-scores des participants sont compris entre ±2 sauf ceux du Laboratoire 8 concernant le CO pour qui le z-score est de -2,3 sur le palier 1 (1,5 ppm) et -2,4 sur le palier 2 (2 ppm). On notera que depuis 2008, les résultats obtenus en termes d’incertitude de mesure sont conformes aux exigences de la Directive Européenne et confirment dans la durée la fiabilité du système de mesure national.

L'utilisation de systèmes capteurs pour la mesure de la qualité de l'air entraine généralement la production d'une grande quantité d'informations que ce soit des données de mesures de polluants atmosphériques, météorologiques ou encore des informations de fonctionnement du système testé souvent appelées méta-données ou metadata. Ces technologies de mesures donnent accès à des mesures en temps réel qu'il est souvent nécessaire de retraiter (moyennes minute, quart-horaire ou horaire) mais également de synchroniser entre elles. Cependant, cette synchronisation des données sur un pas de temps commun devient rapidement compliquée lorsqu'elle fait intervenir plusieurs systèmes autonomes de par la grande quantité de données recueillies, la multiplicité des systèmes ayant chacun un pas de temps différents ou des horloges internes désynchronisées ne pouvant être synchronisées en amont des essais. Ainsi, et pour répondre aux demandes des Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) exprimées lors d'un atelier portant sur les capteurs durant les Journées Techniques des AASQA en 2018, le LCSQA-Ineris s'est proposé de conduire une étude de faisabilité pour construire un outil de synchronisation des données capteurs. À ce stade, une première version est disponible, nécessitant une mise en œuvre par les auteurs de la note Contact : Spinelle Laurent - laurent.spinelle@ineris.fr Feasibility study for the construction of a synchronisation tool for sensor systems data The use of sensors systems for air quality monitoring usually results in the generation of a large amount of information, such as measurement of atmospheric pollutants data, meteorological data or working information regarding the tested device often referred to as metadata. These measurement technologies give access to real-time measurement that should often be reprocessed (minute average, 15 minutes or hourly averages) but also synchronised with each other. However, this data synchronisation on a common time base can becomes complicated when it involves several autonomous systems with a large amount of collected data, a multiplicity of systems having each one a different time base or desynchronised internal clocks that can’t be synchronised before the experiments. Thus, and to bring an answer to the questions from the local French air quality network (AASQA) raised during a workshop on sensors at the annual technical meeting of the AASQA (JTA) in 2018, the LCSQA-Ineris proposed to conduct a feasibility study to build a sensor data synchronisation tool.