Recherche pour Oxydes d'azote

30 06 2017 - Mise en ligne du rapport "Synthèse des développements et travaux d’assistance destinés aux utilisateurs de PREV’AIR" Ce rapport synthétise l’ensemble des actions menées dans le cadre de la plateforme PREV’AIR (www.prevair.org) pour répondre aux besoins des utilisateurs. Cela concerne les développements visant aussi bien à étendre les capacités du système de prévision qu’à rendre ses performances plus élevées. La première partie du rapport fournit une estimation du comportement général des outils via des indicateurs statistiques classiques permettant de comparer les résultats de modélisation aux observations validées de la base de données nationale alimentée par les AASQA (associations de surveillance de la qualité de l’air). Une attention particulière est portée à l’évaluation des performances de PREV’AIR concernant la détection des épisodes de pollution. Après un été 2014 où les épisodes de pollution à l’ozone furent rares, l’été 2015 a connu de concentrations élevées plus fréquentes pour de ce polluant secondaire formé à partir des oxydes d’azote et des composés organiques volatiles. Parmi la trentaine de journées relevées avec des concentrations supérieures au seuil d’information et recommandations, il y a eu 2 épisodes majeurs, le premier entre le 30 juin et le 7 juillet et le second entre les 7 et 9 aout. Les régions de l’Est, du Sud-est, du Sud ainsi que le Bassin parisien ont été les plus affectées.  Comme lors des années précédentes, le mois de mars a été le théâtre d’un épisode important de particules, apparu en deux temps avec une emprise géographique couvrant une très large partie de la métropole. Dans l’ensemble, le comportement de PREV’AIR est très satisfaisant et les prévisions ont permis la plupart du temps d’anticiper l’occurrence de ces épisodes de pollution et d’identifier les zones touchées. Les scores indiquent une stabilité par rapport aux années précédentes de façon assez généralisée, avec toutefois une dégradation sur l’Auvergne-Rhône-Alpes due à une sous-estimation des concentrations d’ozone et de PM10.  Les nouvelles versions qui reposent sur le couplage CHIMERE-IFS semblent encore perfectibles, ce qui motive de nombreux travaux en cours menés par l’INERIS dans le cadre de ses programmes d’appui et de recherche, pour permettre leur bascule sur PREV’AIR en 2017. Ces travaux menés en 2015 et 2016 permettront d’associer à ces nouvelles filières des outils de post-traitements (analyse et adaptation statistique) adaptés et performants.  

L’intérêt croissant porté désormais à la qualité de l’air intérieur (QAI) débouche sur un nombre de plus en plus important d’études, de projets de recherche et en conséquence de publications, tant en France que dans les autres pays européens. Par ailleurs, de nombreux fabricants mettent au point des appareils de mesure adaptés aux paramètres et contraintes propres aux environnements clos (bruit et encombrement notamment). La veille scientifique et métrologique présentée dans ce rapport permet de suivre au fil des ans l’évolution des études et des techniques. Veille scientifique Depuis 2007, les pouvoirs publics ont lancé de nombreuses actions visant à mieux connaitre la composition de l’air intérieur aussi bien dans les lieux recevant du public (campagne de mesure dans les écoles et crèches) que dans le milieu résidentiel (plan radon, les habitations à proximité des pressings…). Le ministère en charge de l’écologie travaille également à appliquer les actions cibles « air intérieur » issues du Grenelle de l’environnement et du Plan Santé-Environnement II (PNSE II). Le présent rapport liste également les nombreuses actions entreprises par les instituts et agences françaises afin de soutenir les mesures du Grenelle et du PNSE II. Depuis 2007, l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur (OQAI) a continué de travailler sur les données recueillies lors de la campagne logement afin de comprendre et d’évaluer les disparités entre les logements en termes de niveaux de pollution de l’air intérieur. Le champ des environnements à étudier s’est élargi aux bureaux avec une campagne pilote de mesure en 2009. L’Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail (AFSSET) dans le cadre d’un groupe de travail sur les valeurs guides l’air intérieur a publié 5 nouvelles valeurs guides concernant le monoxyde de carbone, le formaldéhyde, le benzène, le naphtalène et le trichloroéthylène. Un nouveau groupe de travail débutant ses travaux en 2010 doivent poursuivre la publication de valeurs guides en suivant une liste de substances identifiées comme prioritaires. En 2009, l’AFSSET a également publié un rapport de mise à jour pour le protocole de mesure des émissions des produits de construction et de décoration. En s’appuyant sur les travaux de l’AFSSET, le Haut Conseil de Santé Publique (HCSP) émet des avis sur des valeurs de gestion à suivre par les responsables des établissements recevant du public afin de les guider dans les actions à entreprendre en cas de dépassement de certains seuil dans les espaces clos. Entre 2007 et 2009, l’INERIS a publié plusieurs rapport ayant trait à l’impact sur la qualité de l’air intérieur de certaines activités comme les pressings « à sec » en centre urbain, les stations-service au pied des immeubles ou encore le chauffage au bois en milieu résidentiel. En 2009, l’INERIS et le CSTB ont signé une convention permettant la mise en place d’une cellule de gestion des crises « air intérieur » ayant pour vocation de répondre aux appels des établissements publics et de les guider dans les démarches à mettre en place en cas de crise. Les AASQA ont également menées de nombreuses campagnes de mesure de la qualité de l’air intérieur, seules certaines études sont présentées dans ce rapport. Un focus a été rédigé sur les actions menées dans les transports en commun (train, métro, bus…). Dans ce rapport, il est également fait mention des normes publiées en lien avec l’air intérieur : méthodologie de mesure et d’échantillonnage, surveillance des appareils au gaz dans les bâtiments ou encore les bilans énergétiques. Enfin, les résumés de plusieurs conférences internationales (Indoor Air 2008, Healthy Buildings 2009 et 5th Warwick Healthy Housing) sont reportés ainsi que le résumé du rapport de l’INERIS sur la mise à jour pour l’OQAI des études étrangères menées sur l’air intérieur dans les logements, les bureaux ou les lieux recevant des enfants. Veille scientifique Concernant ce volet, seuls les appareils destinés, en première intention, à des mesures en air intérieur, hors lieux à pollution spécifique (hygiène professionnelle), ont été recensés ; les exigences en termes de limite de détection étant sensiblement différentes. N'ont également été recensés que ceux qui se sont avérés les plus pertinents par rapport aux critères jugés importants, lors de l'enquête menée en 2008 sur l'évaluation des performances métrologiques des appareils de mesure spécifiques de l’air intérieur, dans le choix d'un appareil de suivi de la qualité de l'air intérieur [INERIS-DRC-08-94300-15173A] : faible bruit, possibilité de suivi sur plusieurs heures et de laisser l'appareil sur site, précision ( Pour chaque appareil, l'ensemble de ses caractéristiques techniques (limite de détection, de quantification, poids, type d'alimentation, possibilité de stockage des données, etc.) ainsi que son prix sont renseignés, dans la mesure des informations disponibles. Au bilan, huit appareils ont été recensés pour une mise sur le marché en 2009. Parmi eux, cinq sont effectivement de nouveaux instruments : il s'agit des analyseurs développés par 2B Technologies, dédiés à la mesure de l'ozone (modèle 202) et des oxydes d'azote (combinaison des modèles 400 et 401), de l'analyseur personnel de fumées noires (MicroAeth AE51) développé par MAGEE Scientific ainsi que des modèles EMV-3 et EMV-4 développés par Quest Technologies, dédiés à la mesure des particules et de certains gaz spécifiques. En complément de ces nouveaux instruments, trois autres appareils ont été commercialisés en 2009 sous une nouvelle version, intégrant des améliorations aux dispositifs existants. Il s'agit : des capteurs électrochimiques (O3 et NO2) Observ'Air développés par Cairpol, avec la mise en place d'un filtre pour limiter les phénomènes d'interférence ; du formaldemeter htV-m développé par PPM technology, dédié à la détection du formaldéhyde et qui intègre à présent un système d'enregistrement des données ; du préleveur SyPAC développé par TERA Environnement, sous sa version II. Ce nouveau modèle intègre de nombreuses améliorations (logiciel, performance des pompes, sonde de température intégrée, sorties numériques, …) Afin de pouvoir garder l'historique des appareils recensés au fil des ans (commercialisation toujours effective, prix à jour, nouveaux appareils) et de rendre cette veille plus interactive, il est envisagé, en 2010, de compiler les tableaux de synthèse réalisés les années précédentes et que cette synthèse soit accessible sur le site internet du LCSQA.

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 (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 9 de l’arrêté du 21 octobre 2010).   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 2014 en collaboration avec ATMO POITOU CHARENTES. Il a réuni 8 participants (7 AASQA et le LCSQA/INERIS) et entités de mesures, constituant un parc de 51 analyseurs de NOx, O3, CO et SO2.   Durant cette intercomparaison, le système de dopage permettant une distribution homogène des gaz sur 4 directions a été mis en oeuvre, dans l’objectif de respecter des temps de résidence inférieurs à 3 secondes pour les oxydes d’azote et l’ozone.   Quelques dysfonctionnement mineures ont été identifiés en cours d’exercice, sans répercutions sur le déroulement de l’exercice. A l’issue de la phase de circulation de bouteilles étalons en aveugle, on relève globalement peu d’écarts importants. On note également que, contrairement aux exercices antérieurs, les analyseurs de SO2, présentent un nombre d’écart réduit et similaire à ceux des autres polluants. Cette nette amélioration s’explique par les précautions particulières appliquées aux bouteilles étalons et sans doute au soin pris par les participants lors de la phase de lecture de ces bouteilles compte tenu de l’évolution des consignes d’essais (lecture unique des étalons en aveugle). En fin de campagne, on relève quelques phénomènes de dérive portant uniquement sur les analyseurs de CO et SO2. On ne recense également qu’un défaut de linéarité significatif.   Au global, l’étendue des écarts avant essais traduit le niveau d’incertitude que le dispositif national permet d’obtenir en pratique au niveau 3 dans les conditions d’essais rencontrées lors de cette campagne. L’application des tests statistiques de Cochran et Grubbs (norme NF ISO 5725-2) sur un total de plus de 4000 mesures tous polluants confondus a éliminé un pourcentage non négligeable des données quart-horaires des NOx et concerne principalement l’un des participants. L’avis d’expert n’a pas été utilisé pour écarter d’autres données du calcul statistique.

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.