Maintien de la chaîne nationale de traçabilité métrologique pour la surveillance de la qualité de l'air

En 1996, sous l’impulsion du Ministère chargé de l'Environnement, un dispositif appelé « chaîne nationale de traçabilité métrologique » 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 nationale de traçabilité métrologique ».

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 de mesure 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.

Par conséquent, ces chaînes nationales de traçabilité métrologique sont constituées de
3 niveaux : le LCSQA-LNE en tant que Niveau 1, des laboratoires d’étalonnage inter-régionaux (au nombre de 7) en tant que Niveau 2 et les stations de mesures en tant que Niveau 3.

Dans le cadre de ces chaînes nationales de traçabilité métrologique, le LCSQA-LNE raccorde tous les 6 mois les étalons de dioxyde de soufre (SO_2x), d'ozone (O₃), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde d’azote (NO₂) et vérifie une fois par an la qualité des étalons Air zéro de chaque laboratoire d’étalonnage.

De plus, 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 Ministère chargé de l'Environnement qu’il n’était pas nécessaire de créer une chaîne nationale de traçabilité métrologique à 3 niveaux.

Le tableau ci-après résume les étalonnages effectués depuis 2017 par le LCSQA-LNE pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NO_x, NO₂, SO₂, O₃, CO, air zéro et BTEX).

Bilan global de l’ensemble des raccordements effectués par le LCSQA-LNE depuis 2017

Le tableau montre que globalement le LCSQA-LNE a effectué 174 raccordements pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NO_x, NO₂, SO₂, O₃, CO, air zéro et BTEX) en 2021.

La diminution du nombre d’étalonnages LCSQA-LNE/Niveaux 2 par rapport aux années
2017-2018 est due d’une part, à la décision d’augmenter la périodicité de raccordement entre le LCSQA-LNE et les Niveaux 2 de 3 mois à 6 mois pour les polluants gazeux SO₂, CO, NO/NO_x, NO₂ et O₃ et d’autre part, à la crise sanitaire.

Ce rapport fournit également un retour d’expérience sur la campagne de quantification des impuretés de NO, NO₂, SO₂ et CO dans l’air zéro en bouteille utilisé par les AASQA et les éléments nécessaires au renouvellement du parc d’analyseurs utilisés pour les raccordements des étalons du dispositif de surveillance de la qualité de l’air.

Update of the national metrological traceability chain set up for air quality monitoring

In 1996, under the leadership of the Ministry of Environment, a scheme called the "National Metrological Traceability Chain" was designed and implemented to ensure, over the long term, the coherence of air quality monitoring measurements for major regulated air pollutants.

The purpose of this device is to ensure the traceability of air pollution measurements by connecting measurements at monitoring stations to national reference standards through an unbroken chain of comparisons called the "national metrological traceability chain".

Given the large number of French Air Quality Monitoring Networks (AASQA), it was unreasonable to consider a direct traceability of all gas analyzers in monitoring stations to national reference standards, despite the obvious metrological benefits of this procedure.

To overcome this difficulty, it was decided to set up intermediate calibration procedures managed by a limited number of regional or multi-regional calibration laboratories (also known as Levels 2) selected from among the actors in the air quality monitoring system.

As a result, these national metrological traceability chains are made up of 3 levels: LCSQA-LNE as
Level 1, 7 inter-regional calibration laboratories as Level 2 and monitoring stations as Level 3.

As part of these national metrological traceability chains, the LCSQA-LNE calibrates the standards of sulphur dioxide (SO₂), nitrogen oxides (NO/NO_x), ozone (O₃), carbon monoxide (CO) and nitrogen dioxide (NO₂) standards every 6 months and checks the quality of the Air Zero standards once a year for each calibration laboratory.

In addition, the LCSQA-LNE directly calibrates benzene, toluene, ethylbenzène and o,m,p-xylene (BTEX) standards of all AASQA, because given the relatively small number of BTEX cylinders used by the AASQA, it was decided in accordance with the Ministry of Environment that it was not necessary to create a national metrological traceability chain with 3 levels.

The following table summarizes the calibrations carried out since 2017 by the LCSQA-LNE for the air quality monitoring system (AASQA, LCSQA), all pollutants combined (NO/NO_x, NO₂, SO₂, O₃, CO, zero air and BTEX).

Overall summary of all calibrations carried out by the LCSQA-LNE since 2017

The table shows that the LCSQA-LNE performed 174 calibrations for the air quality monitoring system (AASQA, LCSQA), all pollutants combined (NO/NO_x, NO₂, SO₂, O₃, CO, zero air and BTEX) in 2021.

The decrease in the number of calibrations for Levels 2 compared to 2017-2018 is due on the one hand to the decision to increase the calibration frequency between LCSQA-LNE and Levels 2 from 3 months to 6 months for the gas pollutants SO₂, CO, NO/NO_x, NO₂ and O₃ and on the other hand to the Coronavirus disease.

This report also provides feedback on the campaign for the quantification of NO, NO₂, SO₂ and CO impurities in zero air in cylinders used by the AASQA and the elements necessary for the renewal of the analysers used for the calibrations of the standards from the air quality monitoring system.