Outils d analyses de terrain: retours d expériences et développements en cours! quels besoins, quelles mesures pour quelles utilisations?

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Henri Dumais
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1 Outils d analyses de terrain: retours d expériences et développements en cours! quels besoins, quelles mesures pour quelles utilisations? Blandine CLOZEL Valérie GUERIN, Valérie LAPERCHE, Daniel HUBE et Nicolas AUBERT

2 Quelles sont les attentes des utilisateurs? Les attentes des utilisateurs vis-à-vis des appareils de mesures sont : la simplicité d utilisation, la rapidité de la mesure, un moindre coût par analyse, le fait qu il y ait peu ou pas de préparation des échantillons, et que les résultats des mesures sur site soient cohérents avec les méthodes de référence (laboratoire).

3 Pourquoi utiliser ces outils pour les sols? Dans le cadre de diagnostics sur des sites de grandes surfaces où des lacunes en études historiques ne permettent pas d orienter les investigations. Pour un site dont l historique est bien documenté et/ou ayant déjà fait l objet de mesures et d analyses, il est possible d utiliser ces appareils après les avoir calibrés avec les échantillons du site. Enfin pour un site en cours de réhabilitation, ces appareils peuvent être utilisés durant le chantier pour le suivi des excavations et le tri de terres polluées.

4 Techniques pour les sols Technique couramment utilisée Fluorescence X (métaux) Mallette Petroflagtest colorimétrique (HCT) Technique plus rarement utilisée Mallette Secomam UV (HAP) Kit (PCB) Chromatographie en phase gazeuse (GC) couplée FID, PID ou MS (HCT, COV, HAP, PCB) Technique émergente LIBS (métaux) Spectromètre IR (HCT)

5 Les «Niton» : pxrf permettent l analyse de Mg à U dans les matrices solides. Intérêt : Mesure ~1 mn, multiélémentaire, Qualitative, semi-quantitative à quantitative, Détection de 10 mg/kg à plusieurs %

6 Les «Niton» : pxrf permettent l analyse de Mg à U dans les matrices solides ou pas Faire des mesures de sédiments : Identifier les points noirs Gérer le curage à l avancement Projet CEAMaS (INTERREG NPC)

7 Pourquoi utiliser ces outils pour les gaz? La mesure des polluants volatils dans les gaz du sol peut être réalisée dans le cadre de diagnostic visant à : Localiser une zone source de pollution en composés volatils ou de pollutions à l origine d émissions gazeuses ; Evaluer les risques d intrusion de composés volatils de l air du sol vers l air intérieur des lieux de vie (cadre de l Interprétation de l Etat des Milieu) ; Evaluer le potentiel de biodégradation des polluants du sous-sol et/ou le potentiel d extraction des gaz du sol (dépollution par extraction forcée des gaz du sol).

8 Techniques pour les gaz

Mesures de gaz en tête de piézomètres Site décharge solvants chlorés Site cokerie 1,6 CO2 (%) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ECOPROBE CPG PORTABLE PZS PZF PZ2 PZN PZNW PZW Les valeurs de la µgc et le

9 Mesures de gaz en tête de piézomètres Site décharge solvants chlorés Site cokerie 1,6 CO2 (%) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ECOPROBE CPG PORTABLE PZS PZF PZ2 PZN PZNW PZW Les valeurs de la µgc et le signal PID de l Ecoprobe sont corrélés, Le PID de l Ecoprobe sous estime les teneurs en BTEX et COHV. Les deux appareils conduisent à des résultats comparables pour la mesure du CO 2. Projet ATTENA -ADEME

Mesure de mercure dans l air ambiant Corrélation entre la méthode NIOSH 6009 (hopkalite) et des mesures réalisées avec un spectromètre AA Lumex RA915+ (USEPA 2005) : > La corrélation est bonne, > Le

10 Mesure de mercure dans l air ambiant Corrélation entre la méthode NIOSH 6009 (hopkalite) et des mesures réalisées avec un spectromètre AA Lumex RA915+ (USEPA 2005) : > La corrélation est bonne, > Le Lumex sous estime légèrement les concentrations par rapport à la méthode NIOSH Concentrations mesurées sur tube hopkalite (µg/m 3 ) y = 0,7755x + 0, Concentrations mesurées au Lumex (µg/m 3 )

11 Pourquoi utiliser ces outils pour les eaux? Pour les eaux souterraines, on a besoin de : données chimiques, données physiques qui permettent de qualifier l hydrodynamique. Pour : Les diagnostics de sites, Les surveillances préventives, Les suivis d opérations de dépollution, Objectif : Meilleure efficacité pour un meilleur dimensionnement.

12 Techniques pour les eaux Technique couramment utilisée Mesures : température, ph, Eh, conductivité, turbidité, Oxygène dissous Sonde piézométrique Sonde à interface Technique plus rarement utilisée Colorimétrie de terrain : fer, nitrates, nitrites, sulfates GC Diagraphie physicochimique Micro-moulinet Technique émergente Mesure de flux thermique Mesure de flux directionnel

Caractérisation chimique sur site Site cokerie 0 5 concentration en HAP (µg/l) - équivalent naphtalène 0 50 100 150 0,22 HAP18 (µg/l) Test d une sonde à HAP (fluorescence) Sonde trop sensibles aux

13 Caractérisation chimique sur site Site cokerie 0 5 concentration en HAP (µg/l) - équivalent naphtalène ,22 HAP18 (µg/l) Test d une sonde à HAP (fluorescence) Sonde trop sensibles aux interférences Gamme de mesure proposée n est pas adaptée à la problématique des SSP Profondeur (m) ,72 HAP18 (µg/l) Spectromètre UV : Intérêt pour le suivi des accepteurs d électrons FeII/FeIII; NO 3- ; NO 2- ; NH 4+ ; SO 4 2- Attention aux interférences Projet ATTENA -Ademe

14 Conclusion > Importance de l étape de diagnostic dans la gestion des sites et sols pollués (socle de tous les outils de gestion) > Les mesures de terrain, proches ou corrélées aux analyses de laboratoire, permettent : D obtenir plus de mesures sur site d où une meilleure connaissance de la répartition des pollutions, D orienter l échantillonnage, De prendre des décisions plus rapidement > Objectifs : disposer d un panel plus important d outils pour répondre au besoin : quel que soit le polluant, quel que soit le milieu.

15 Référence et contacts Article «Outils de mesure sur site : quel besoin et quelles mesures pour quelle utilisation» de Valérie Laperche, Daniel Hubé, Valérie Guérin et Nicolas Aubert, présenté lors des Rencontres Nationales de la Recherche sur les sites et sols pollués, 18 et 19 novembre 2014, organisées par l ADEME. v.laperche@brgm.fr v.guerin@brgm.fr d.hube@brgm.fr n.aubert@brgm.fr b.clozel@brgm.fr > 15

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