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Le principe de surveillance de la qualité de l’air intérieur dans les ERP, Etablissements Recevant du Public, a été introduit par le Grenelle de l’Environnement (engagement numéro 152) acté dans le second plan national santé-environnement (PNSE2). Les effets sanitaires du formaldéhyde, son ubiquité, la diversité de ses sources, en font un polluant d’intérêt majeur pour la surveillance de la qualité de l’air intérieur.Ainsi, des protocoles de mesure du formaldéhyde dans les lieux scolaires et d’accueil de la petite enfance 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).Après les valeurs guide de qualité de l’air intérieur (VGAI) établies par l’AFSSET [2]1, des valeurs repère en air intérieur ont été proposées par le Haut Conseil de Santé Publique [3]. Le formaldéhyde est mesuré dans le cadre de la campagne pilote nationale initiée en septembre 2009 à la demande de Chantal Jouanno, Secrétaire d’État à l’Écologie, afin 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. Pour répondre à la nécessité de surveiller les concentrations de ce polluant dans l’air intérieur, de nombreuses techniques, commerciales ou en cours de développement, directes ou indirectes, sont disponibles. Les travaux du LCSQA depuis 2005 ont consisté à faire un état des lieux des techniques existantes, de maintenir une veille métrologique permanente et d’évaluer les performances de ces méthodes.L’ensemble de ces travaux a permis de formuler un certain nombre de recommandations portant sur les niveaux de blanc des tubes de prélèvement à maîtriser impérativement, l’importance de l’emploi de filtres à ozone pour éviter les artefacts négatifs. Il a également permis de montrer que la méthode passive est adaptée à la surveillance vis-à-vis des valeurs repères long terme, la méthode active pouvant être adaptée à des mesures court terme, bien qu’aucune valeur court terme n’ait été définie à ce jour par le HCSP.Enfin, Les travaux de veille sur les techniques en développement et commercialisées et de test des plus pertinentes confirme que la mise au point d’une technique de mesure robuste, efficace de formaldéhyde en air intérieur demeure un véritable challenge métrologique et analytique malgré l’effort considérable de recherche qui lui est consacré. Aujourd’hui, cette recherche s’oriente plutôt vers le développement de méthodes indicatives, pratiques à mettre en oeuvre, peu encombrantes et peu bruyantes, en bref, plus adaptées à l’air intérieur. Même si de nombreux laboratoires, sociétés et start-up travaillent sur le sujet, le manque de techniques adaptées est toujours une réalité et il n’existe pas à ce jour de méthode validée et éprouvée sur le terrain, adaptée à la surveillance en air intérieur, capable de mesurer le formaldéhyde en continu. Ainsi, cette veille demeure une nécessité et de nouveaux moyens de mesure seront testés en 2012 sur la chambre d’exposition du LCSQA.

Dans le cadre de la surveillance du benzène en air ambiant imposée depuis 2000 par la Directive européenne fille 2000/69/CE et intégrée depuis mai 2008 dans la Directive 2008/50/CE, le Laboratoire Centrale de la Surveillance de la Qualité de l’Air, LCSQA travaille, en étroite collaboration avec les AASQA à son application au regard du référentiel normatif.Ces travaux ont consisté à évaluer les performances, à assurer la traçabilité et à estimer les incertitudes de mesures des méthodes de mesure du benzène existantes et identifiées par la Directive.Au-delà des études techniques et de l’organisation d’essais de comparaisons inter-laboratoires, les efforts du LCSQA sur la mesure du benzène se sont concrétisés également par le développement de matériaux de référence de benzène sur tubes d’adsorbant, l’organisation de groupes de travail et de réunions d’échanges et la rédaction de guides d’application pratique et technique à destination des AASQA.Rappelons qu’aujourd’hui la surveillance du benzène s’élargit à l’air intérieur. En effet, suite au Grenelle de l’Environnement, le principe de surveillance de la qualité de l’air intérieur dans les ERP, Etablissements Recevant du Public, a été acté (engagement numéro 152). Dans ce contexte, des protocoles de mesure du benzène dans les lieux scolaires et d’accueil de la petite enfance ont été élaborés, au cours de l’année 2008, dans le cadre des travaux du LCSQA et en partenariat avec le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) en s’appuyant sur les travaux effectués par le LCSQA depuis 2002 sur la surveillance du benzène en air ambiantAinsi, dans ce contexte de surveillance étendue à l’air intérieur et parce que, même si la méthode de prélèvement et d’analyse du benzène en air ambiant est aujourd’hui développée et applicable, des problèmes sont toujours rencontrés par les AASQA en particulier lors de la mise en oeuvre sur le terrain des préleveurs disponibles à ce jour sur le marché, il est indispensable de poursuivre un travail concerté au sein de la commission de suivi par exemple, afin d’harmoniser les pratiques de mise au point de ces préleveurs, de maintenir une veille sur les techniques émergentes et en particulier sur les méthodes de mesure en continu.

Afin d’anticiper la mise en application de la future norme Européenne sur la mesure automatique des PM, et de disposer d’informations permettant d’étoffer l’argumentaire français lors de la rédaction de cette norme, le LCSQA a proposé la vérification de l’équivalence des analyseurs automatiques par inter-comparaison avec la méthode de référence (gravimétrie) sur plusieurs sites du dispositif national, dès 2011. La présente note synthétise les résultats obtenus, au titre de l’année 2011, en collaboration avec Air Lorraine et AIRFOBEP sur le site urbain de Metz Borny et le site industriel de Port Saint Louis.Cette étude, réalisée sur la fraction PM10, confirme le respect du critère de 25% d’incertitude élargie au niveau de la valeur limite pour les deux types d’analyseurs actuellement utilisés en France (TEOM-FDMS et jauge bêta MP101M-RST). Néanmoins : → En considérant l’ensemble des résultats obtenus pour le TEOM-FDMS (de type 1405-F), la régression linéaire orthogonale entre la méthode automatique et la mesure de référence indique une pente de 0,91 et une ordonnée à l’origine supérieure à 3 (surestimation des faibles concentrations) qui pourrait inciter à appliquer une fonction de calibration de type y=ax+b aux mesures par TEOM-FDMS. Toutefois, ce post-traitement entrainerait une augmentation de l’incertitude au niveau de la valeur limite et, dans ce cas de figure, le groupe de travail WG15 du C omité Européen de Normalisation (CEN/TC 264) préconise de ne pas modifier les données brutes. → Une sous-estimation globale d’environ 10% des concentrations en PM10 mesurées par MP101M-RST est observée sur le site de Metz Borny sur la période d’étude. Cette sous-estimation pourrait être liée, au moins pour partie, à la perte de matière semi-volatile au cours du prélèvement par la MP101M-RST, installée en station contrairement au préleveur de référence. Pour 2012, il est prévu, à ce jour, de poursuivre la collaboration engagée avec Air Lorraine (réalisation de campagnes supplémentaires à Metz Borny en conditions hivernales et sur un site de proximité automobile) et de diversifier les types de sites étudiés (réalisation de campagnes sur un site rural d’AIRPARIF pendant un an, ainsi qu’à Douai en collaboration avec le LCSQA/EMD et ATMO Nord-Pas-de-Calais et, si possible, sur un site côtier de la façade Atlantique).

Dans ce rapport nous évaluons les performances des modèles mis en œuvre dans la plateforme de prévision et de cartographie de la qualité de l’air, Prev’Air. Cette estimation du comportement des outils est réalisée par des indicateurs statistiques classiques et les observations obtenues en temps quasi réel de la base de données BASTER gérée par l’ADEME et alimentée par les AASQA (associations de surveillance de la qualité de l’air). En 2010, les performances affichées par les modèles sont assez proches de celles obtenues en 2009 pour ce qui concerne Chimere, la version n’ayant pas évolué. Le modèle a fait preuve d’une aptitude excellente à détecter les épisodes d’ozone et se comporte plutôt bien sur quelques épisodes de particules durant l’année 2010. L’ENSEMBLE dont une nouvelle version a été testée conserve les meilleurs scores et améliore nettement sa capacité à prévoir les dépassements des seuils réglementaires. L’analyse a fait l’objet d’évolutions majeures de sa méthodologie permettant d’intégrer plus de points d’observations dans son calcul. Enfin, une nouvelle prévision aérosol a été testée puisque MOCAGE a rejoint CHIMERE en cours d’année avec une représentation pour le moment incomplète des processus.

RESUMEDepuis plusieurs années, le LCSQA réalise des exercices d’intercomparaison PM à l’aide d’un générateur de combustion. Suite à l’expérience acquise, le LCSQA a souhaité que le constructeur apporte des modifications pour en améliorer sa fiabilité de fonctionnement d’un point de vue mécanique ainsi que d’obtenir des caractéristiques stables, répétables au niveau des générations de particules. En parallèle, le LCSQA a procédé également aux tests de générateurs autres que celui historiquement utilisé, disponibles sur le marché, afin d’évaluer leur éventuelle utilisation dans ce type d’exercice.Enfin, une partie prospective est menée pour trouver des méthodes alternatives à celle de la génération par combustion, ayant les mêmes caractéristiques finales de stabilité et de répétabilité.Cela avec comme objectif de pouvoir mener des exercices d’intercomparaison multi instruments, quelque soit leur principe de mesure. En 2011, l’étude a été réduite à jauger l’alternative proposée par un générateur par combustion du commerce et explorer une méthode prospective de génération de particules par nébulisation. Le générateur par combustion proposé ne peut être utilisé en l’état comme alternative crédible à notre générateur actuel par manque de fiabilité. Cependant, une veille technique devra être assurée concernant d’éventuels nouveaux générateurs, afin de les tester si nécessaire. La génération par nébulisation présente des caractéristiques pouvant répondre aux critères exigés pour effectuer le dopage PM et constitue une piste intéressante. Cependant des essais complémentaires devront être menés pour

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 terme d’incertitude maximale sur la mesure. Les associations agréées de surveillance de la qualité de l'air sont tenues de participer aux essais d'intercomparaison mis en place par le Ministère chargé de l’environnement, dans le cadre du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air (Article 9 de l'arrêté du 17 mars 2003). 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 essai d’intercomparaison de moyens de mesures mobiles a été réalisé en mars 2010 en collaboration avec ATMO Franche Comté. Il a réuni 11 participants et entités de mesures, constituant un parc de 69 analyseurs. Durant cette intercomparaison, le système de dopage permettant une distribution homogène des gaz sur 3 directions a été mis en œuvre, tout en respectant des temps de résidence inférieurs à 5 secondes pour les oxydes d’azote et l’ozone. Des dysfonctionnements divers mais peu nombreux ont été identifiés en cours d’exercice sur différents analyseurs et pour la plupart résolus sur place. Lors de la circulation de gaz pour étalonnage en aveugle, la majorité des écarts constatés était nettement inférieure à l’incertitude tolérée sur la mesure des analyseurs (4%). On constate que les écarts importants sont peu fréquents pour l’ensemble des polluants, la plupart ne dépassant pas 6%. Le décompte des écarts significatifs se limite, en fin de campagne et pour la seule basse concentration, à 8 analyseurs SO2, aucun analyseur d’O3, 1 analyseur de NOx en NO et 6 en NO2, aucun analyseur de CO, sur les 69 analyseurs présents sur le site. On rappellera que cet exercice de circulation est maintenant mieux encadré ce qui conduit à des répercussions positives sur cette phase préliminaire de l’intercomparaison dont les résultats sont déterminants au final sur les niveaux d’incertitude calculés. En application de la norme NF ISO 5725-2, les intervalles de confiance de répétabilité et de reproductibilité ont été déterminés pour chaque polluant et différents niveaux. On signalera que l’application des tests statistiques de Cochran et Grubbs a conduit à l’élimination de 28 données quart-horaire, et que l’élimination sur avis d’expert a écarté 188 données quart-horaires sur un total de plus de 6200 mesures tous polluants confondus. Les intervalles de confiance de reproductibilité (assimilables aux incertitudes de mesures) nettement inférieurs au seuil de 15 % ont été obtenus pour les polluants suivants : SO2 (10,2 %) O3 (4,1 %) CO (6,1 %) NO (6,1 %) NO2 seul (5,6 %). Comme en 2009, l’influence du NO sur l’incertitude de mesure du NO2 a été mise en évidence et a été estimée à +0,85% par 100 ppb de NO avec un seuil d’effet situé dès la centaine de ppb. D’une manière générale, les résultats du traitement statistique suivant la norme ISO 13 528 et conduisant aux z-scores sont homogènes et globalement satisfaisants pour tous les participants. Une large majorité des z-scores sont compris entre ±2 voire ±1. On aura dénombré 21 actions préventives à entreprendre (z>2), dont dix pour le participant n°1, sept pour le participant n°11, deux pour le participant n°7, une pour le participant n°4 et le participant n°8. Trois actions correctives (z>3) ont été recensées dont deux pour le participant n°1 et une pour le participant n°4. Les résultats de cette intercomparaison permettent d’évaluer la qualité de mise en œuvre des méthodes de mesures par les AASQA. On notera que l’exercice 2010 vient confirmer l’amélioration des résultats obtenus depuis 2008 et peut s’expliquer par la réalisation des essais sous de bonnes conditions climatiques et d’alimentation électrique, sans oublier la phase préliminaire de circulation de gaz étalon en aveugle qui est incontournable pour la compréhension des écarts de mesures entre analyseurs et représente désormais une part conséquente du temps consacré à l’intercomparaison. Cet exercice aura également permis la mise en évidence de l’influence, sur l’estimation de l’incertitude de mesure globale, qu’un seul appareil dont les mesures sont décalées par rapport au reste peut avoir sur une population constituée d’une quinzaine d’analyseurs. L’évolution de ces essais vers un nouveau dispositif de dopage englobant la tête de prélèvement, l’extension à d’autres polluants, l’ajout de tests spécifiques lors des phases de circulation ou de dopage,… seront à inscrire aux propositions des futurs programmes du LCSQA, en concertation avec le groupe consultatif. La réalisation d’exercices réguliers d’intercomparaison doit permettre une amélioration globale du dispositif de surveillance national et notamment 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.

Suite à la Directive européenne intégrée 2008/50/CE imposant la spéciation des PM2.5 en site rural et en l’absence actuelle de norme sur l’analyse du carbone organique et élémentaire, le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) a décidé d’organiser un essai de comparaison interlaboratoires avec les laboratoires français réalisant ce type d’analyse en routine et utilisant des instruments thermo-optiques pressentis comment méthode standardisée pour la future norme européenne.Cet essai confirme la bonne maîtrise globale du processus analytique du carbone organique et élémentaire par ces laboratoires, les coefficients de variation de la répétabilité intra-laboratoire n’excèdent pas de manière générale 10%.L’incertitude élargie n’excédant pas les 40% (et majoritairement inférieure à 20%) indique de plus une bonne reproductibilité entre les participants pour l’ensemble des résultats traités avec une correction optique en transmission de la pyrolyse du carbone organique. Le traitement des résultats avec une correction optique en réflectance par un des participants (qui l’utilise en routine) révèle en revanche une plus grande dispersion des résultats et rappelle la nécessité de l’élaboration d’une méthode normalisée.Ces résultats sont globalement similaires à ceux obtenus lors de précédents exercices d’intercomparaison d’analyse thermo-optique de EC/OC. Il est cependant à noter que d’autres exercices de comparaison inter laboratoires avaient mis en évidence une claire distinction entre les différents protocoles thermo-optiques, ce qui n’est pas le cas ici vraisemblablement en raison du faible nombre de participants.

Le LCSQA assure chaque année une assistance technique et méthodologique dans l’élaboration de plans d’échantillonnage, l’exploitation de données et la réalisation de cartographies. La présente note synthétise les actions réalisées en 2010 dans ces différents domaines pour le compte des AASQA. Ces actions sont de nature diverse : travail de méthode, aide ponctuelle, audit, formation, mais toutes ont pour fin le développement d’une approche cohérente, qui va de la collecte de données à l’analyse statistique ou géostatistique de ces dernières. Parmi les travaux conduits en 2010, on relèvera plus particulièrement : l’approfondissement et la valorisation d’une méthode d’optimisation de l’échantillonnage spatial mise au point en 2009 en collaboration avec le Centre de Géosciences/géostatistique de Mines ParisTech ; l’organisation d’une formation de statistique appliquée à la qualité de l’air, avec la participation de Capacités (Université de Nantes) et de Stat-Consult ; la réalisation d’un audit sur les outils de modélisation et de cartographie mis en œuvre par AIRFOBEP, en réponse à une sollicitation de cette AASQA ; une aide à l’élaboration de cartes analysées avec le logiciel R.

Le LCSQA apporte son appui technique sur 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, du Développement durable, des Transports et du Logement ainsi qu'à l'ADEME. Les actions menées en 2010 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 les points suivants : Configuration d’un modem GSM Siemens pour une connexion avec une station FDE SAPWinCE Configuration d’une voie de mesure de type METEK en LCV3.1 sous POLAIR Prise en compte des informations techniques TEOM FDMS sous XAIR -  Assurance qualité station Le LCSQA a finalisé le développement et effectué la validation d’un émulateur multiprotocoles de mesures numériques, dont la vocation est d’être un outil de simulation contribuant à la démarche d’assurance qualité des AASQA appliquée aux stations d’acquisition. L’application a pour objectif d’intégrer les protocoles numériques des analyseurs les plus couramment utilisés dans les réseaux de mesure et de permettre à l’utilisateur, via une interface simple d’émuler jusqu’à trois mesures, avec la possibilité de lancer des scénarios permettant de vérifier l’agrégation de la moyenne quart horaire des mesures simulées. Expertise sur la chaine d’acquisition et de transmission de données -  Evaluation de la compatibilité du protocole de communication IP entre les stations d’acquisition et les postes centraux Le LCSQA a réalisé des tests de communication afin d’évaluer la compatibilité du dialogue IP entre les postes centraux et les stations d’acquisition de fournisseurs différents. Les tests entre le poste POLAIR de CEGELEC et la station SAM WI d’ISEO se sont révélés systématiquement négatifs. Les résultats obtenus confirment une incompatibilité des dialogues IP entre les 2 systèmes malgré des spécifications techniques proches et basées sur le protocole http. Concernant la communication entre le poste central XR d’ISEO et la station SAP WinCE de FDE, ce dernier  a effectué les modifications dans la version V2.12 pour que le dialogue IP de la station soit adapté au poste central XR. Les tests de communication effectués montrent que les échanges IP entre le poste XR et la station sont opérationnels sur l’ensemble des fonctionnalités testées. -  Langage de commande : Analyse des besoins et améliorations Les actions initialement prévues pour le recensement et l’analyse des besoins des réseaux liés aux fonctionnalités des stations ont été suspendues et repoussées en 2011 afin des les intégrer dans une démarche plus globale sur le système d’information de l’Air dans le cadre de la coordination technique de la surveillance de la qualité de l’Air confiée au LCSQA. -  Participation aux Journées techniques organisées par les constructeurs : Le LCSQA a participé aux Journées techniques organisées par les constructeurs : Journées Club Utilisateurs ISEO organisées les 23 et 24 juin 2010, Club Utilisateurs POLAIR organisé par la société CEGELEC du 21 au 23 septembre 2010, afin de prendre connaissance des bilans de fonctionnement, des évolutions proposées par les constructeurs ainsi que des besoins exprimés par les AASQA.