Rapport du stage : Validation de méthode Dosage de métaux (Cr, Cd, Pb, Ni) sous forme d aérosol dans un échantillon d air

Stage d expérience Stage d exécution Stage année de césure Stage projet fin d études Dates du stage : du 10/04/2013 au 08/06/2013 Nom : de Boutiny Prénom : Jean Formation : MASTER 1 Science Techniques Environnement Marin parcours CHARME Rapport du stage : Validation de méthode Dosage de métaux (Cr, Cd, Pb, Ni) sous forme d aérosol dans un échantillon d air Nom de l organisme : LASEM Adresse : BCRM de Toulon Base navale de Toulon Laboratoire d analyses de surveillance et d expertise de la marine BP 61 83800 Toulon Cedex 9 Maître de stage : Jean-Ulrich Mullot Fonction : Chef de service du Laboratoire de Chimie Analytique du LASEM Responsable Master 1 : Mme Nathalie Patel 1

Remerciements : Je tiens à exprimer mes plus sincères remerciements à Madame la pharmacienne en chef Françoise Cordat pour m avoir accueilli dans son laboratoire, ainsi que mon maître de stage Jean Ulrich Mullot pour mon encadrement pendant ce stage, la visite du laboratoire ainsi que ses nombreuses explications concernant le fonctionnement du LASEM et des méthodes de calcul. De même, je remercie le personnel de l UT Gaz Lucien Valente et Gérald Provini pour m avoir accueilli dans le laboratoire et facilité mon travail en m expliquant leurs méthodes de travail et les projets sur lesquels ils travaillaient. Merci également à Justine Sabaton pour la formation qualité qu elle m a présentée dans le cadre du stage, à la secrétaire du LCA Claudine Roux pour son aide dans les démarches administratives, à Aurélie Gollion pour l organisation de ce stage et à l ensemble du personnel du LASEM pour m avoir accueilli dans leur établissement. Enfin, je tiens à remercier vivement Madame Nathalie Patel pour son rôle de tutrice d apprentissage, ainsi qu à tous les professeurs du Master STEM. 2

Sommaire page 3 Introduction..page 4 I) Présentation du LASEM...page 4 II) Synthèse bibliographique.. page 5 a) Sécurité...page 5 b) Particules : définition et règlementation.page 6 c) Techniques d analyse.page 8 d) Méthode de validation page 9 III) Procédure expérimentale page 10 a) Matériel..page 10 b) Préparation des échantillons...page 10 IV) Résultats et Interprétation...page 12 1) Organisation des analyses page 12 2) Problèmes rencontrés pendant la période d expérience...page 12 3) Calculs pour les différents plans de performance page 12 a) Plan A page 13 b) Plan B page 13 c) Plan C page 15 d) Plan D page 16 V) Discussion...page 16 VI) Conclusion...page 16 Définitions / Glossaire. page 17 Sources....page 18 Résumé....page 20 3

Introduction L exposition respiratoire à des particules métalliques peut être potentiellement rencontrée dans différentes activités industrielles comme la réalisation de soudures, l usinage des métaux, mais aussi dans de nombreuses activités (instruction de tir). Toutefois, on ignore dans quelles proportions ces particules sont présentes dans l air (surtout en milieu confiné où le renouvellement de l atmosphère n est pas assuré), et si elles représentent un risque de santé pour le personnel impliqué dans ces travaux. Il est possible d effectuer un prélèvement de cette pollution particulaire par filtration d un volume d air connu, en récupérant toutes les particules sur un filtre. Dans une optique de protection des travailleurs, le LASEM effectue donc des prélèvements et des analyses d échantillons aérosols prélevés pendant des travaux de soudure et des cours de tir. L objectif de ces suivis est donc de déterminer, pour un volume d air connu, la quantité de métaux sous forme particulaire récupérée par le filtre afin d évaluer le niveau de pollution de l atmosphère étudiée et les précautions à prendre si nécessaire. Une méthode pour effectuer ce type d analyse a déjà été développée et optimisée par le laboratoire. Afin de valider cette méthode d analyse, un traitement statistique doit être réalisé, calqué sur la norme NFT 90-210 relative à la validation des performances d une méthode d analyse en laboratoire pour les eaux. Ce traitement est composé de tests étudiant la fonction d étalonnage, la justesse des résultats d essais inter-laboratoires, la limite de quantification et les rendements de la méthode. Ces tests, ainsi que les méthodes de calculs nécessaires pour une exploitation correcte des résultats, sont également encadrés par le guide technique d accréditation LAB GTA-94 (édité par le COFRAC, comité français d accréditation) concernant les essais d évaluation de la qualité de l air des lieux de travail. I) Présentation du LASEM 1) Généralités Le Laboratoire d Analyses de Surveillance et d Expertise de la Marine ou LASEM est né en octobre 1997 du regroupement de deux laboratoires, le Laboratoire de Chimie Analytique et le Laboratoire de Surveillance Radiologique. Il existe deux autres laboratoires LASEM en France, à Brest et à Cherbourg, chacun ayant un domaine d expertise spécialisé. 2) Domaines d activités A Toulon, l Unité technique spécifique est l unité Amiante, qui se charge des analyses d identification de matériaux par microscopie électronique à balayage et des mesures d empoussièrement par microscope électronique à transmission. 4

L unité Eaux s occupe des analyses physico chimiques des eaux de consommation humaine, d effluents, d eau déminéralisée, d eaux de piscine, d eaux de baignades et de réfrigération. L unité Gaz réalise des analyses, dans le cadre de conformité, d atmosphères de travail, d air respirable ou de plongée, de mélange gazeux, des systèmes captateurs de CO2 L unité expertise s occupe quant à elle de l identification de produits inconnus, d analyses au profit de l action de l état en mer Il y a également l unité prélèvement, qui effectue les prélèvements d eau et d amiante pour réaliser les analyses en laboratoire. Cette unité s occupe à la fois des prélèvements réalisés pour le LCA et pour le LSR (laboratoire de surveillance radiologique). II) Synthèse bibliographique a) Sécurité En termes de sécurité, le stage implique de travailler en présence d un mélange d acide nitrique et d acide fluorhydrique. Des précautions sont donc à prendre pour limiter au maximum l exposition des techniciens à ces produits. Toutes les manipulations utilisant ce mélange acide doivent être réalisées sous hotte, avec des équipements de protection adaptés aux propriétés chimiques de ce produit (blouse, gants résistants à l acide, lunettes de protection ). Aucune verrerie ne doit être utilisée pendant les manipulations, tous les récipients doivent être en plastique. Pour le stockage de ces produits, il faut stocker cet acide dans un endroit ventilé, sec, et n utilisant ni métal, ni céramique dans l environnement des flacons. Métaux étudiés : Les quatre métaux étudiés pendant les analyses (cadmium, plomb, chrome, nickel) sont tous toxiques et possèdent des propriétés cancérigènes. Toutefois, vu la faiblesse des concentrations attendues et l exposition très limitée aux solutions (ces métaux sont solubilisés par la solution acide), il n y a guère que la toxicité chronique qui puisse avoir un impact sur les techniciens. Dans le cas du cadmium, cet élément s accumule dans l organisme, et peut occasionner des troubles rénaux, des troubles pulmonaires (essentiellement dans le cas d expositions à des fumées) et des troubles osseux (fragilisation du squelette). L exposition chronique à du plomb peut entraîner des troubles hématologiques (anémie), nerveux (altération des fonctions cognitives, neuropathie) et rénaux (néphropathie). 5

L exposition à des particules de trioxyde de chrome peut entraîner l apparition d ulcères au niveau cutané, des ulcérations nasales et bronchiques au niveau respiratoire, une œsophagite au niveau digestif. Enfin, le Nickel possède des propriétés allergisantes pouvant provoquer des irritations cutanées (eczéma), des irritations pulmonaires (crises d asthme), ainsi que des propriétés cancérogènes notables (toutefois, le nickel est rarement le seul polluant en cause dans ce type de pathologie). b) Particules : définition et règlementation Les particules présentes dans l air sont généralement classées par ordre de taille. On distingue trois fractions différentes (parmi les particules présentes dans l air pour des vitesses de vent n excédant pas 4 m/s) dans la classification utilisée pour cette étude de sécurité : - Fraction Inhalable : fraction regroupant les particules qui vont être stoppées à l entrée des orifices respiratoires (nez, bouche) ainsi que celles qui pénètrent plus profondément dans l appareil respiratoire (Thoracique et alvéolaire) - Fraction Thoracique : fraction regroupant les particules de plus petite taille parvenant à atteindre le larynx et les bronches, ainsi que les poumons (alvéolaire) - Fraction Alvéolaire : particules parvenant à atteindre les alvéoles pulmonaires Plus généralement, l échelle de taille utilisée est celle des PM (PM10, PM2,5 ) où le chiffre désigne le diamètre maximal des particules sélectionnées en µm (ce qui signifie que chaque échelon de l échelle inclue les particules de taille inférieure). Dans le cadre de cette étude, les particules récupérées et étudiées concernent la fraction inhalable. Les autres fractions de particules nécessitent des moyens de prélèvements et d analyse différents. Un prélèvement aérosol, dans le cadre de cette étude de sécurité, correspond à la quantité moyenne de particule en suspension dans un volume d air connu. Comme il est peu pratique de prélever directement un grand volume d air, nous utilisons un système de filtration et une pompe dont le débit est maîtrisé et connu. L air aspiré passe dans un filtre en fibres de Quartz (diamètre de pore 0,45 µm) maintenu dans une cassette en styrène/acrylonitrile. Toutefois, le volume de prélèvement dépend beaucoup de la durée de fonctionnement de la pompe, qui est variable. En revanche, le débit de prélèvement est connu. Une fois le prélèvement terminé, la pompe est arrêtée, et le filtre est conservé jusqu à sa dissolution. 6

Photographie 1 : Système de prélèvement (cassette et pompe portable) Dans le cadre de la validation de la méthode d analyse, les échantillons ne seront pas préparés suivant ce protocole, mais par dépôt d une solution de concentration connue sur les filtres. Valeurs limites d exposition professionnelle pour des aérosols : Des textes de référence régissent les valeurs limites d exposition : - Le décret 2012-746 du 9 mai 2012 fixant des valeurs limites d exposition professionnelles contraignantes pour certains agents chimiques - La circulaire DGT 2010/03 relative au contrôle du risque chimique sur les lieux de travail - Les articles du code du travail 4412-149 à 4412-154 - Aide mémoire technique ED984 édition juillet 2012 de l INRS Concernant des poussières sans effet spécifique, la circulaire du ministère du travail du 9 mai 1985 précise que, pour une durée de 8 heures, l exposition ne doit pas excéder 10 mg/m 3 de fraction inhalable, et 5mg/m 3 de fraction alvéolaire.deux types de valeurs limites d exposition sont utilisés dans la législation : les VLE qui sont calculées pour une durée de 15 minutes, et les VME qui, elles, sont calculées pour une durée de 8 heures. Toutefois, l abréviation VLEP remplace actuellement le terme de VME. Voici maintenant les valeurs limites en vigueur pour les particules des métaux étudiés : Composé N CAS VLEP (8h) VLE (1/4h) Texte de référence mg/m3 mg/m3 Pb / 0,1 / ED 984 Cr / 0,001 0,005 ED 984 Ni 7440-02-0 1 / ED 984 Cd 7440-43-9 0,05 / ED 985 Tableau 1 : valeurs limites d exposition répertoriées pour les métaux étudiés 7

c) Technique d analyse L ICP (inductive coupled plasma) est une technique de détection qui injecte les échantillons dans un plasma. Quand ils sont placés dans ces conditions, les atomes de l échantillon (habituellement dans leur état fondamental, de plus faible énergie E0) passent à l état excité, et pendant leur retour à l état fondamental, ils émettent un rayonnement sous forme de photon. Fonctionnement de l ICP : Le plasma est créé par la génération d une excitation d argon au sein d un champ magnétique intense. Une fois l ionisation initiée, la réaction s autoalimente avec le flux d argon. Cette étape requiert un préchauffage d environ 40 minutes. La solution est d abord vaporisée dans un flux d Argon à l aide d un nébuliseur. Dans le cas d une solution contenant de l acide fluorhydrique, on utilise un modèle cross flow. Le mélange est alors envoyé vers le plasma. Les liaisons entre les différents atomes des molécules présentes dans la solution se brisent, et les atomes passent à l état excité. Leur rayonnement est capté par un OES (optical emission spectroscopy). Afin de s assurer de la régularité des résultats, on mesure l émission de 3 rayonnements différents pour chaque métal étudié : Métal longueur d'onde (nm) Pb 217,000 405,781 220,353 Cr 267,716 205,56 357,869 Ni 231,604 341,476 232,003 Cd 228,802 214,44 226,502 Tableau 2 : Longueurs d onde d émission des métaux étudiés La validation portera ici sur la première longueur d onde d émission de chaque métal. Les deux autres sont utilisées afin de vérifier l absence d interférences. Un écart, supérieur à 25% de la concentration, peut indiquer une éventuelle interférence. 8

d) Méthode de validation La validation d une méthode consiste à s assurer qu en plus de fournir les résultats attendus, cette dernière satisfait plusieurs exigences nécessaires pour garantir la validité des résultats. Dans le cas de cette technique d analyse, nous utilisons des méthodes normalisées pour établir une méthode interne. Sont notamment utilisées les normes françaises ISO 30011, ISO 15202-2 et l ISO 15202-1. En utilisant ces méthodes normalisées, le laboratoire peut confirmer qu il est en mesure de maîtriser la technique étudiée, qu il sait quel type de résultats obtenir et qu il peut garantir la performance de la méthode. Ceci inclut également le mode opératoire à employer, les règles statistiques utilisées pour déterminer les caractéristiques de la méthode Pour effectuer ce travail de validation, le laboratoire se conforme à la norme NF T 90-210 (Protocole d évaluation initiale des performances d une méthode dans un laboratoire) ainsi que le LAB GTA 94 (guide de technique d accréditation dans le domaine de l air). La linéarité d une méthode d analyse, dans un domaine d application défini, révèle sa capacité à fournir des résultats proportionnels à la quantité d analyte à doser dans l échantillon. Il s agit du plan A de la norme T 90-210, qui vérifie cette linéarité par un test d adéquation (comparaison de l erreur d un modèle théorique à l erreur expérimentale observée) ou un test de comparaison (comparaison des écarts calculés pour chaque échantillon aux Ecarts Maximaux Acceptables fixés par la méthode). Le plan B détaille l étude de la limite de quantification de la méthode. Dans une matrice considérée, ce plan permet de vérifier si une limite de quantification LQ (la plus petite concentration de l analyte pouvant être mesurée avec une incertitude acceptable). Au vu des essais préliminaires qui ont déjà été effectués par le laboratoire, les limites de quantification espérées sont les suivantes : Elément Pb Cr Ni Cd Limite (µg/l) 3,5 61 31 2 Tableau 3 : limites de quantifications espérées au cours de la procédure de validation Le plan C permet d étudier les rendements de la méthode. Il est ainsi possible de caractériser l influence de l étape de préparation lorsque celle-ci n est pas prise en compte dans l étude de l étalonnage. Les conditions de répétabilité sont réalisées lorsque les résultats d essais indépendants sont obtenus par la même méthode, sur des individus d essais identiques, dans le même laboratoire, par le même opérateur, en utilisant le même équipement et pendant un intervalle de temps très court Le plan D permet de préciser l exactitude de la méthode, en évaluant la fidélité intermédiaire des mesures par comparaison à des valeurs de références. Une première gamme est déjà utilisée par le laboratoire pour effectuer les analyses (afin de pouvoir en comparer les valeurs de concentrations avec des échantillons préparés par d autres laboratoires), mais une seconde 9

devra être réalisée pour des concentrations allant de 2 à 100 µg/l pour chaque élément, afin de pouvoir effectuer les comparaisons. III) Procédure expérimentale a) Matériel Liste du matériel nécessaire à la préparation des échantillons et à leurs analyses en ICP-OES - Verrerie : 6 fioles en plastique 50 ml, 2 fioles en verre 20 ml, éprouvette en plastique 100 ml, fiole jaugée en plastique 200 ml, bécher en plastique - Cassettes de filtration jetables - Tubes à essais en plastique jetables 10 ml - Filtres en fibre de verre 0,45 µm - Acide nitrique 70% - Acide fluorhydrique 40% - Eau distillée - Micro pipettes 100-1000 et 1000-5000 µl et leurs embouts appropriés - Cuve à ultrasons - Hotte aspirante avec dispositif pour capter les vapeurs acides - Gants résistant aux acides, lunettes, blouse b) Préparation des échantillons Préparation des solutions mères pour les gammes étalon et témoin : Les fioles 20ml en verre sont rincées avec quelques millilitres d acide nitrique et de l eau. A l aide des micropipettes adaptées, nous avons prélevé les volumes de solution mère calculés pour la solution fille nécessaire à la gamme étalon, puis celle de la gamme témoin. Pour des volumes de plusieurs millilitres (Cr et Ni), utiliser un flacon en plastique propre à ouverture. Gamme étalon Gamme témoin Elément Vol sol mère (ml) Conc (µg/l) Vol sol mère (ml) [C] (µg/l) Cd 0,4 20,038 0,2 10,019 Cr 12,2 611,708 7,6 381,064 Ni 6,2 309,256 4 199,52 Pb 0,7 35 0,4 20 Tableau 3 : concentrations en métaux des solutions filles 10

Nous avons rajouté dans les fioles 0,2 ml d acide et compléter jusqu au trait de jauge avec de l eau distillée. Une fois ces deux solutions prêtes, elles ont été stockées dans 2 flacons en plastiques. Les cassettes contenant les filtres ont été préparées, puis nous avons versé le volume indiqué sur les filtres pour les différents échantillons (étalons et témoins). Solution Etalon 1 étalon 2 étalon 3 étalon 4 étalon 5 étalon 6 témoin 1 témoin 2 témoin 3 Vol (µl) 100 300 600 1200 2400 3200 250 2000 4000 Tableau 4 : volumes d ajout de solution fille pour la préparation des gammes Photographie 2 : Dépôt de solution sur les filtres des cassettes Les filtres témoins ou contenant des particules sont conservés dans des capsules en plastique. Les cassettes sont conditionnées dans une étuve à 50-60 C pendant 24 heures. Une fois l eau évaporée, les cassettes ont été comprimées pour s assurer de leur complète étanchéité. Les filtres sont alors dissous dans 5ml d un mélange acide fluorhydrique/acide nitrique (60/40). Après 15 minutes de dissolution, on rajoute 5 ml d eau dans les capsules, et ces dernières sont placées dans un bain à ultrasons pendant une demi-heure pour assurer l homogénéité du mélange eau/acide. Les solutions sont ensuite récupérées dans des fioles jaugées en plastique 50 ml. Aucune étape de filtration n est nécessaire, les filtres sont intégralement dissous pendant l opération. Les solutions sont alors prêtes pour l analyse. 11

IV) Résultats et interprétation 1) Organisation des analyses Afin de pouvoir valider cette méthode d analyse, nous devons effectuer 5 mesures de gammes différentes, avec plusieurs mesures d échantillon dans chaque gamme. Les gammes sont réalisées avec la mesure d étalons, puis la mesure d échantillons étalons et témoins, et enfin des échantillons INRS pour les tests inter-laboratoires. Une première gamme a été réalisée le 18 avril. Malheureusement, les résultats se sont révélés inexploitables (coefficient de corrélation inférieur à 0,99 pour les droites d étalonnage des différents métaux), suite à un problème de torche de l ICP pendant les analyses. Les séries de mesures lancées les 23 et 24 avril sont nettement meilleures, avec des coefficients de corrélation tournant autour de 0,998. Ces résultats ont donc été exploités dans le cadre de la validation de cette méthode. On a toutefois constaté que les valeurs d intensité ont tendance à augmenter quand on multiplie le nombre d essais. Pour les mêmes solutions utilisées le 23 et le 24, on observe nettement une augmentation de la pente des droites d échantillon dans l ordre chronologique des mesures (à l exception de la dernière), pour tous les métaux étudiés. Une autre série de mesure a pu être effectuée le 29 avril. 2) Problèmes rencontrés pendant la période d expérience La préparation de gammes d étalonnage a ensuite été interrompue, la solution mère en Chrome dissous ayant été intégralement consommée, et le délai de livraison des nouvelles solutions empêchant la poursuite des expériences. Toutefois les expériences ont pu reprendre par la suite. La propreté de la torche à Plasma a été également une source d interférences pendant les dernières gammes de mesure. Une fiche Métropol F2 est également parue pendant le stage et a été mise en application. Elle concerne la mise au point des méthodes de prélèvement et d analyse des polluants inorganiques dans l air des milieux de travail. Cette fiche met en place des instructions pour effectuer des tests d efficacité qui concernent la méthode que le LASEM a développée (notamment pour les tests de limite de quantification). N ayant pu organiser les tests nécessaires pour suivre cette nouvelle méthode de validation, la méthode initialement prévue a été conservée pour l ensemble des tests réalisés. 3) Calculs pour les différents plans de performances Avec les données collectées, nous avons commencé l étude des différents plans d évaluation des performances de la méthode. 12

a) Plan A Pour le plan A, l étude a été réalisée sur 6 niveaux (le nombre d échantillons étalons), avec 5 gammes de mesure différentes provenant des différentes dates d expérimentation. Pour cette étude de la fonction d étalonnage, nous n avons pas utilisé les valeurs d intensité relevées par la machine, mais les concentrations obtenues par utilisation de la droite d étalonnage expérimentale. Les grandeurs retrouvées ont été calculées selon la méthode décrite par la norme NFT 90-210, ce qui a permis le calcul des biais, et par comparaison avec les EMA choisis, de valider la fonction d étalonnage dans le domaine étudié. Pour le Plomb et le Chrome, les EMA choisis sont de 15%, alors que pour le Nickel et le Cadmium, ils sont de 20%. 13

De haut en bas : Graphe 2 a) répartition des % de biais par échantillon en fonction d une EMA de 15% pour le Plomb b) répartition des % de biais par échantillon en fonction d une EMA de 15% pour le Chrome c) répartition des % de biais par échantillon en fonction d une EMA de 20% pour le Nickel d) répartition des % de biais par échantillon en fonction d une EMA de 20% pour le Cadmium Sur ces différents graphes, on constate que, pour chaque mesure de concentration, les valeurs mesurées restent dans l intervalle d erreur que nous nous sommes fixés. Le plan A peut donc être validé. b) Plan B Pour le plan B, nous avons utilisé les différentes mesures de concentrations pour l étalon 1. La concentration de ce dernier en métaux étant connue, on prend cette valeur de concentration comme limite de quantification présupposée. L écart maximal acceptable utilisé par défaut pour ces calculs est de 60%. Il en résulte la validation des limites de quantification supposées pour les différents métaux étudiés. 14

Conc (µg/filtre) De gauche à droite, de haut en bas : Graphe 3 a) limite de quantification pour le Plomb b) limite de quantification pour le Chrome c) limite de quantification pour le Nickel d) limite de quantification pour le Cadmium c) Plan C Afin de compléter les valeurs de concentrations déjà obtenues, le 28 mai, deux gammes de 3 témoins ont été réalisées, dont les échantillons ont tous été mesurés 6 fois. Avec les données obtenues, nous avons obtenu pour le plomb un rendement de 67,8 % sur le premier témoin, et un autre proche de 125% sur les témoins 2 et 3. Les rendements obtenus pour les autres métaux sont sensiblement proches de ces valeurs. Ces deux valeurs sortent de l intervalle 90%< <110% prévue par la norme, et ne permettent pas de valider ce plan de performance. Ces résultats sont probablement dus à un mauvais fonctionnement de la torche ICP. Toutefois les résultats fournis par une seconde tentative le 30 mai ont permis de valider le plan C pour le Chrome (présentant respectivement des rendements de 92,52%, 97,42% et 104,01%). Les autres métaux ne présentent pas de rendements acceptables. 15

d) Plan D Pour le plan D, l étude se fait sur 3 niveaux, avec pour chacun des concentrations précises en métaux indiquées par l INRS qui a préparé ses échantillons. Les tests doivent se dérouler avec 5 gammes de 2 mesures chacune. Cependant, l insuffisance du nombre de mesures ayant pu être faites sur les échantillons fournis par l INRS (2 gammes seulement) ne permet pas de tirer de conclusions sur l exactitude de cette méthode. V) Discussion Après cette étude, nous ne pouvons hélas pas compléter intégralement les tests requis pour la validation de la méthode sur tous les métaux étudiés. En effet, suite à l épuisement des stocks de solution en Chrome et en Nickel, les manipulations ont dues être interrompues pendant le délai d expédition, ce qui a ralentit la procédure de vérification des performances. Néanmoins, nous avons obtenu des résultats satisfaisants pour les plans A et B de performance. Les écarts de mesures pour les droites d étalonnage sont inférieurs à 15 % pour le plomb et le Chrome, et de 20 % pour le Nickel et le Cadmium. Quant aux limites de quantification, elles sont de 3,39µg/filtre pour le plomb, 69,21 pour le Chrome, 36,23 pour le Nickel et 2,43 pour le Cadmium. Le plan C a pu être validé pour le Chrome, ses rendements étant compris dans l intervalle de pourcentage acceptable. Ces résultats sont tout à fait valables selon les critères de validation de méthode. Pour poursuivre cette validation, un délai supplémentaire et une torche à plasma propre seraient probablement suffisants. A noter que de nouvelles solutions pour les tests interlaboratoires seraient nécessaires pour valider le plan D, entièrement consommés durant les expériences. VI) Conclusion La validation de méthode recherchée n a malheureusement pas pu être intégralement complétée. Toutefois, c est essentiellement le manque de données qui est la cause de ce résultat, et non la méthode en elle-même. Avec un délai supplémentaire, il est très probable de pouvoir collecter les données manquantes pour compléter le travail qui a déjà été accompli. Le LASEM utilise déjà cette technique pour réaliser des campagnes de prélèvement sur des camps de tir. Il participe aussi aux essais inter-laboratoire avec l INRS, au même titre que de nombreux autres laboratoires pour ce type d analyse, afin de vérifier régulièrement leur efficacité. L obtention d une accréditation permettra de valider les résultats de ces études et à élargir les compétences de l unité Gaz du LASEM. 16

Abréviations et Glossaire Abréviations : UT : unité technique LASEM : laboratoire d analyses, de surveillance et d expertise de la marine LCA : laboratoire de chimie analytique LSR : laboratoire de surveillance radiologique SSR : Service de surveillance radiologique AFNOR : association française de normalisation COFRAC : comité français d accréditation EMA : écart maximal acceptable VLEP : valeur limite d exposition professionnelle (sur 8 heures) VLE : valeur limite d exposition (sur 15 minutes) ICP : inductive coupled plasma Définitions : Condition de répétabilité : condition où les résultats d essais sont obtenus par la même méthode sur des individus d essai identiques dans le même laboratoire, par le même opérateur, utilisant le même équipement pendant un cours intervalle de temps. Ecart type de répétabilité : Ecart type de nombreuses répétitions obtenues dans un seul laboratoire par un même opérateur sur un même instrument. Condition de fidélité intermédiaire : conditions où les résultats d essai sont obtenus par la même méthode sur des échantillons préparés dans les mêmes conditions dans le même laboratoire, mais avec quelques changements de paramètres (opérateur, équipement, temps entre les mesures ) Limite de quantification de la méthode : Plus petite concentration d un composé chimique dans l échantillon d essai qui peut être mesurée avec une incertitude de mesure acceptable. EMA : valeurs extrêmes d une erreur acceptable sur un résultat Exactitude : Etroitesse d accord entre les résultats et la valeur de référence acceptée. Justesse : qualité d un instrument de mesure dont la moyenne des indications qu il donne pour une grandeur mesurée est très voisine de la valeur vraie de cette grandeur. 17

Sources Fiche toxicologique FT6 Fluorure d hydrogène et solutions aqueuses, services techniques et médicaux de l INRS, N. Bonnard, M-T. Brondeau, M. Falcy, D. Jargot, O. Schneider, 2011 Fiche toxicologique FT9 Acide nitrique, services techniques et médicaux de l INRS, N. Bonnard, M-T. Brondeau, D. Jargot, N. Nikolova-Pavageau, O. Schneider, P. Serre, 2011 Fiche toxicologique FT60 Cadmium et composés minéraux, services techniques et médicaux de l INRS, 1997 Fiche toxicologique FT59, Plomb et composés minéraux, services techniques et médicaux de l INRS, N. Bonnard, M. Falcy, A. Hesbert, D. Jargot, F. Pillière, O. Schneider, P. Serre, 2006 Fiche toxicologique FT1, Trioxyde de chrome, services techniques et médicaux de l INRS, C. Bavoux, N. Bonnard, D. Jargot, D. Lafon, 2009 Fiche toxicologique FT68, Nickel et ses oxydes, services techniques et médicaux de l INRS, N. Bonnard, M-T. Brondeau, M. Falcy, D. Jargot, P. Serre, 2009 Norme NF T90-210, Protocole d évaluation initiale des performances d une méthode dans un laboratoire, président Mr Caillaud, secrétariat Mr Gaudrier AFNOR, Mai 2009 Guide technique d accréditation, Essais d évaluation de la qualité de l air des lieux de travail, document LAB GTA 94, COFRAC, Novembre 2009 Le décret 2012-746 du 9 mai 2012 fixant des valeurs limites d exposition professionnelles contraignantes pour certains agents chimiques La circulaire DGT 2010/03 relative au contrôle du risque chimique sur les lieux de travail Norme ISO 30011 de décembre 2010 (Air des milieux de travail-détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l air par spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif) ISO 15202-2 de Mars 2012 (Air des milieux de travail-détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l air par spectrométrie d émission atomique avec plasma à couplage inductif) ISO 15202-1 de Juillet 2012 (Air des milieux de travail-détermination des métaux et métalloïdes dans les particules en suspension dans l air par spectrométrie d émission atomique avec plasma à couplage inductif) Fiche métropol F1/V01, Guide pour la mise au point des méthodes de prélèvement et d analyse des polluants gazeux dans l air des lieux de travail, INRS, 11/04/2011 Fiche métropol H1, Echantillonnage des aérosols généralités, INRS, 15/03/2001 18

Fiche métropol H2, Echantillonnage des aérosols échantillonnage individuel d un aérosol par cassette fermée, INRS, 23/09/2004 Fiche métropol 003/V01, Métaux métalloïdes, INRS, 07/04/2008 Instruction n 33/DEF/EMM/ALNUC relative à l organisation et au fonctionnement des Laboratoires d Analyse et de Surveillance et d Expertise de la Marine, 18/08/2011 Aide mémoire technique ED984, Valeurs limites d exposition professionnelle aux agents chimiques en France, Bruno Courtois, Stéphane Cadou, INRS, juillet 2012 19

Résumé : Dans le cadre d activités occasionnant un contact avec des particules métalliques présentes dans l atmosphère (travail d usinage, soudure, stand de tir ), il est important de contrôler si les concentrations de ces particules sont inférieures aux normes réglementaires concernant l exposition aux particules sur un lieu de travail. Le LASEM de Toulon a développé une méthode de prélèvement et d analyse pour réaliser ce genre d étude. Toutefois, celle-ci doit être validée avant d être officiellement reconnue. Cela passe donc par plusieurs séries d analyses de gammes étalon et témoin et l application de tests statistiques pour déterminer les performances de cette méthode. Plusieurs gammes étalon et témoin de concentrations connues en Plomb, Chrome, Nickel et Cadmium ont donc été déposées sur des filtres similaires à ceux utilisés pendant les prélèvements aérosols, avant d être dissous et mis en solution selon le protocole établi. Ces solutions ont été ensuite analysées par ICP couplée à un spectromètre d émission atomique, afin d établir des gammes étalon ayant un coefficient de corrélation satisfaisant, et de valider les différents plans de performances de la méthode. Au final, la validité des gammes d étalonnage et la valeur des limites de quantifications pour les différents métaux ont pu être établies. Toutefois, le manque de temps pour collecter davantage de données et l impossibilité d effectuer davantage de mesures pour les tests inter-laboratoires ne permettent pas de valider complètement la méthode pour tous les métaux étudiés. Summary : For activities where metallic particles are present in the atmosphere, checking if their concentrations are under the current standards is really important for health of workers exposed during the work. The LASEM of Toulon has developped a method to prepare samples and analyse them to detect this kind of pollution, but it must be validated to be officially recognized. Severals ranges of standards have been analysed and studied with statistic tests to define the efficiency of this method. Somes samples that the concentration in Lead, Chromium, Nickel and Cadmium is known, have been prepared on filters used usually for sampling, and were dissolved with an acid solution. These solutions were analysed with an ICP coupled with an atomic emission spectrometer, to define the correlation coefficient and validate the different performance plans of this method. Finally, the validity of standards and quantification limits have been established for the different metals. However, the lack of time for collecting data and the impossibility to complete the tests inter-laboratory have stopped the validation for this analytical technique. 20