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1 Cliquez pour modifier le style du titre Caractérisation des sédiments et du autres masque sous-produits de l assainissement des chaussées Cliquez pour modifier les styles du texte du Les techniques d échantillonnage masque et d analyse Deuxième niveau Troisième niveau Quatrième niveau C. Hébrard-Labit Cinquième niveau Cete NP / Laboratoire Régional de Lille

2 Caractérisation des sédiments et autres sous-produits de l assainissement des chaussées Programme de recherche «Transfert de polluants dans les eaux de ruissellement et les sols» du Lcpc Soutien financier du RGCU Dizaine de partenaires : Lcpc Nantes, LRs Bordeaux, Lille, Ouest Parisien, Lyon, Univ. Poitiers, BRGM Rhône-Alpes, ENTPE, St Dizier Environnement, LMCU. Production d un recueil : «Recommandations pratiques pour la gestion des produits de l assainissement pluvial» 2

3 Plan de l exposé Quels sous-produits Echantillonnage Définition et objectif Mise en œuvre Contenu Descriptif (prélèvement, conditionnement) Analyses Polluants à mesurer Normes et techniques d analyse Interprétation Conclusions/recommandations 3

4 Bassin rétention/infiltration Quels sous-produits Fossé Balayage des chaussées Avaloirs, chambres à sable, collecteurs 4

5 Quels sous-produits Sédiments de bassins et de fossés sédiments déposés, sables de base, terres de re-profilage et d entretien des fossés Sédiments issus des avaloirs, chambres à sable et collecteurs matériaux plus grossiers, très divers, encombrants (# 15%), peu de matière organique Produits de balayage de chaussée matériaux divers proches ordures ménagères, débris végétaux, sables, éléments fins pollués 5

6 Echantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif 1. Définition et objectif Définition et exécution des prélèvements nécessaires à une caractérisation adaptée des dépôts à analyser Etape essentielle de réflexion préliminaire aux investigations de terrain 6

7 2. Mise en œuvre Echantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif Visite du site et des ouvrages Recensement d informations (étude préliminaire) Type et origine de la contamination, caractéristiques particulières du site, fonctionnement hydraulique, etc. Examen des objectifs fixés Curage des sédiments accumulés et/ou suivi de la qualité des dépôts 7

8 Quand? Objectifs, Moyens, contraintes techniques A. Contexte réglementaire B. Scénario envisagé C. Contraintes techniques D. Coût écono. acceptable 1. Etude préliminaire Recensement d informations Diagnostic / Plan d échantillonnage Premier scénario de gestion 2. Caractérisation des matériaux Caractérisation physico-chim. Si besoin données complém. : Toxicité, impacts environnementaux 3. Scénario de gestion Choix du devenir des produits valorisation / évacuation Filières de traitement Diagramme général d organisation 4. Décision finale, exécution Financement / Procédures 8

9 Echantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif 3. Contenu Type d échantillonnage choisi Localisation et répartition des points de prélèvement Nombre et nature des échantillons Mode opératoire choisi (matériel, quantité, conditionnement, etc.) NF ISO et Qualité des sols 9

10 Echantillonnage 4. Descriptif : Stratégies d échantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif Prélèvements / prises Fossés Nombre 5 à 10 réparties tous les 250 à 500 m * Répartition Equidistante au fond du fossé Bassins S < 100 m² : < S < 5000 m² : 14 S >5000 m² : 20 Aléatoire (ex : zigzag) ou systématique par maillage S = surface du bassin en m² * Selon résultats étude préliminaire Assurer la représentativité de l échantillon 10

11 Echantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif 4. Descriptif : Stratégies d échantillonnage Avaloir, chambre à sables, collecteur Superficie réduite d où stratégie moins importante Aléatoire ou au jugement Limiter les erreurs par plusieurs prises (hétérogénéité des dépôts) Produits de balayage Prélèvement direct dans la benne 11

12 Echantillonnage 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif 4. Descriptif : Matériel Milieu sec Profondeur d échantillonnage Faible 0-50 cm Importante 0-2 m Matériel Pelle ou cuillère Tarière à main 1 Milieu en eau Hauteur d eau < 1 m > 1 m Accès A pied (cuissardes) En barque (par les berges) Matériel Nature de sédiment Liquide à semiliquide Carottier ou pelle mécanique Semi-liquide à solide «Tube» 1 12

13 Echantillonnage 4. Descriptif : Type de prélèvement 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif Bassin : Ponctuel moyen Séquentiel Fossé, avaloir, etc. : Composite (plusieurs prises) Homogénéité des échantillons Masse et volume : 0,5 à 1 kg Hygiène et sécurité 13

14 Echantillonnage 4. Descriptif : Conditionnement 1. Définition et objectifs 2. Mise en œuvre 3. Contenu 4. Descriptif Limiter au maximum les opérations de manipulation/nettoyage Assurer la conservation des échantillons jusqu à analyse Minimiser l évolution du produit (fermentation, oxydation, etc.) Flaconnage Remplissage Polluants métalliques Verre ou plastique (polyéthylène 1, PTFE, etc.) Composés organiques Verre Au maximum afin de limiter les phénomènes d oxydation. La présence d eau n est pas gênante. Traitement Aucun Aucun Transport, stockage Glacière ou réfrigérateur portable (température < 4 C) 14

15 Analyses 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation 1. Choix des analyses à réaliser Selon origine (zone urbanisée ou non, axes routiers importants, etc.) Connaissance fonctionnement de l ouvrage Présence de rejets industriels ou agricoles Pollutions accidentelles Fiche de renseignements + diagnostic de réseau 15

16 Analyses 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation Polluants à mesurer Limiter les analyses aux paramètres essentiels (coût) Caractérisation physique :» granulométrie, siccité Caractérisation chimique :» matière organique, ETM, hydrocarbures Caractérisation écotoxicologique :» dans un deuxième temps 16

17 Caractérisation physique Analyses 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation Granulométrie : % fines (< 80 µm) Aptitudes géotechniques (valorisation) NF P , NF P , NF X Siccité Interprétation Mode de transport Traitement éventuel NF ISO

18 Analyses 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation Caractérisation chimique Matière organique NF ISO Quantification contamination Aptitudes géotechniques (valorisation) Nécessaire pour traitement biologique Polluants métalliques Cadmium (Cd), cuivre (Cu), plomb (Pb), zinc (Zn) Chrome (Cr), nickel (Ni), arsenic (As), mercure (Hg) Extraction totale : NF ISO , dosage : ISO (ICP) et NF EN (SAA) 18

19 Analyses 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation Polluants hydrocarbonés Hydrocarbures totaux Spectrométrie infrarouge (NF X ) Chromatographie gazeuse fractions teneur globale HAP (16 US-EPA) Nombreuses techniques extraction et dosage Extraction soxhlet + dosage CG ou HPLC (NF ISO ) 19

20 Analyses Echantillonnage Plan général d une analyse (Guide méthodo. BRGM, 2001) Conservation des échantillons Préparation de l échantillon avant analyse Extraction de l échantillon Purification des extraits Analyse instrumentale Traitement des résultats 20

21 Analyses 3. Interprétation des résultats 1. Polluants à mesurer 2. Normes et techniques 3. Interprétation Conditions d obtention (échantillonnage, prélèvement, analyses, etc.) et incertitudes associées Objectifs poursuivis et préoccupations à l origine de la caractérisation puis confrontation aux valeurs de références selon scénarii envisagés 21

22 Conclusions Peu de données spécifiques à l échantillonnage et l analyses de ces matériaux Démarche issues des textes normatifs relatifs aux sols, boues, déchets Toujours adapter la méthode au cas donné en privilégiant : simplicité, faible coût, mise en œuvre facilitée Conditions d obtention et objectifs poursuivis 22

23 Merci de votre attention 23

24 Normes citées (1/2) NF ISO (X ) : Qualité du sol. Echantillonnage. Partie 1 : Lignes directrices pour l établissement des programmes d échantillonnage. Mai NF ISO (X ): Qualité du sol. Echantillonnage. Partie 2 : Lignes directrices pour les techniques d échantillonnage. Mars NF ISO (NF X ) : Qualité du sol. Prétraitement des échantillons pour analyses physico-chimiques. Décembre NF ISO (X31-102) : Qualité du sol. Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau. Méthode gravimétrique. Août NF ISO (X ) : Qualité des sols. Extraction des éléments en traces solubles dans l eau régale. Juin NF ISO (X ) : Qualité du sol. Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Méthode par chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC). Avril NF X : Qualité du sol - Dosage des huiles minérales - Méthode par spectrométrie à l'infrarouge et méthode par chromatographie en phase gazeuse, septembre

25 Normes citées (2/2) NF P : Granulats. Analyse granulométrique par tamisage. Octobre 1978, annulée le 01/09/1990, remplacée par P de NF EN 1483 (T ) : Qualité de l'eau. Détermination du mercure. Juillet NF EN ISO (NF ) : Qualité de l'eau. Dosage de 33 éléments par spectroscopie d'émission atomique avec plasma couplé par induction», pour les éléments suivants : arsenic, cadmium, chrome, cuivre, plomb, zinc et nickel. Mars NF X : Granulométrie. Analyse granulométrique des poudres - Méthode par diffraction. Septembre 1984, annulée le 05/09/2000, remplacée par NF ISO de NF P : Sols : reconnaissance et essais. Analyse granulométrique. Méthode par tamisage à sec après lavage. Mars