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Le deuxième suivi des laboratoires prestataires des AASQA pour l’analyse des HAP a été organisé en 2017. L’objectif d’un tel exercice est de disposer d’un contrôle continu sur toute une année des performances des laboratoires d’analyse des HAP et, le cas échéant, de se servir de ces résultats comme élément additionnel dans le processus de validation des données du suivi réglementaire par les AASQA. Ainsi, au cours de l’année 2017, des échantillons équivalents de filtres PM10 (prélevés en parallèle) ont été envoyés de façon régulière (1 fois par mois) et en aveugle aux différents laboratoires prestataires des AASQA. Les 7 HAP indiqués dans la Directive européenne 2004/107/CE ont été ciblés au cours de cet exercice et les analyses ont été réalisées selon le référentiel national en vigueur. L’ensemble des matériaux envoyés aux participants lors de cette étude ont été évalués comme homogènes et stables sur la durée de l’exercice. Outre la comparaison des concentrations atmosphériques déterminées à partir des résultats fournis par chaque participant, les performances des laboratoires ont été évaluées au moyen du score Z. Les résultats obtenus par l’ensemble des participants étaient satisfaisants montrant l’efficacité des contrôles qualités des analyses mis en œuvre par les laboratoires. Il est cependant très difficile de conclure de façon certaine pour le laboratoire 3 compte tenu que seul un tiers des données étaient disponibles du fait du désistement de l’AASQA travaillant avec ce laboratoire au cours de l’exercice. Le peu de données disponibles montre cependant une sous-estimation récurrente des concentrations de certains HAP par ce laboratoire. Le LCSQA recommande la mise en place de contrôles qualité accrus par celui-ci. Les résultats ont, une nouvelle fois, mis en évidence les difficultés d’analyse du dibenzo[a,h]anthracène qui est souvent rapporté Finalement, il ne sera pas possible d’utiliser les résultats obtenus ici dans le cadre de la validation des données de surveillance réglementaire des HAP en 2017 étant donné qu’aucune AASQA participante n’a respecté l’ordre d’envoi des échantillons pour analyse par leur laboratoire prestataire. Le bénéfice d’un tel exercice n’est rendu possible qu’à condition d’une pleine participation des AASQA et du respect des procédures indiquées. L’exercice ne sera pas reconduit en 2018 mais une CIL HAP sera organisée à échelle européenne.

Depuis 2019, les travaux du comité européen de normalisation (CEN) ont abouti à la publication d’un document normatif pour la mesure du nombre total de particules (CEN/TS 16976). Ce document préconise l’utilisation d’un Compteur à Noyau de Condensation (CNC) permettant de mesurer les particules à partir de 7 nm de diamètre. Depuis quelques années, plusieurs Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) se sont équipées d’UFP 3031 afin de répondre à des demandes locales de mesures de la granulométrie des particules. Ainsi, il est apparu intéressant de confronter la mesure du nombre total issu de cet instrument à la mesure d’un CNC considéré comme mesure de référence, afin d’établir si la donnée du nombre total des UFP 3031 est exploitable. Dans ce but, trois AASQA, Atmo Auvergne - Rhône-Alpes, Atmo Grand-Est et Atmo Nouvelle-Aquitaine, ont partagé des données de comparaison d’un CNC et d’un UFP3031, générées dans leur station urbaine de fond de Lyon centre, Strasbourg Clémenceau et Talence. Les résultats de comparaison de l’UFP3031 par rapport au CNC ont mis en avant une sous-estimation, attribuée principalement à la différence des gammes de mesure des deux instruments. De plus, les coefficients de corrélations présentent une forte variabilité d’un jeu de données à l’autre. Ainsi, il est recommandé de renforcer prioritairement l’utilisation de CNC, selon les modalités actuelles de mise en œuvre définies par la TS 16976 pour la mesure de la concentration en nombre des particules fines (PNC).   Evaluation of the UFP3031 total number concentration measurement effectiveness Since 2019, the work of the European Committee for Standardization (CEN) has resulted in the drafting of a normative document for the measurement of the particles total number concentration (CEN / TS 16976). This document recommends the use of a Condensation Particle Counter (CPC) to measure the number concentration of particles with diameter bigger than 7 nm. In recent years, several AASQA have been equipped with UFP 3031 in order to meet local demands for particle size measurements. Thus, it appeared interesting to compare the measurement of the total number resulting from this instrument with the measurement of a CPC considered as a reference instrument, in order to establish whether the data of the total number of UFP3031 can be used. To this end, three AASQA, Atmo Auvergne - Rhône-Alpes, ATMO Grand Est and Atmo Nouvelle-Aquitaine, shared comparison data from a CPC and a UFP3031, generated in their background urban station in Lyon center, Strasbourg Clémenceau and Talence. The comparison results of the UFP3031 against the CNC showed an underestimation, certainly due to the difference in the measurement ranges between the two instruments. In addition, the correlation coefficients show variability depending on the data sets used. Thus, it is recommended to strengthen the use of CNC as a priority, according to the current implementation methods defined by TS 16976 for the measurement of the number concentration of fine particles (PNC).  

  Suite à la note technique présentée début 2017 concernant la procédure d’étalonnage des filtres optiques utilisés pour les aethalomètres AE33 (Magee Scientific), cette note présente le circuit effectué fin 2017-mi 2018 par le jeu de référence. A l’issue de ces utilisations in situ par les AASQA, un test de sensibilité devra être mené sur les aethalomètres AE33 (Magee Scientific) afin de quantifier l’impact de l’écart entre les valeurs « constructeur » et les valeurs de référence déterminées par le LCSQA/LNE sur les mesures de Black Carbon. Il sera également proposé pour 2018 une certification des jeux de filtres optiques des AASQA par le LCSQA/LNE tout en laissant circuler le jeu de référence au sein des autres AASQA volontaires.

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 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 (SO2x), d'ozone (O3), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde d’azote (NO2) 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 MTES 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 2014 par le LCSQA-LNE pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO et BTEX).         Nombre annuel d’étalonnages   2015 2016 2017 2018 2019 Raccordements LNE/ Niveaux 2 185 180 156 107 94 Raccordements Madininair 27 26 27 27 27 Raccordements BTEX 30 31 22 21 27 Raccordements LCSQA 33 32 38 36 35 Raccordements ATMO Réunion 12 14 15 16 13   Somme des raccordements 287 283 258 207 196 Bilan global de l’ensemble des raccordements effectués par le LCSQA-LNE depuis 2015   Le tableau ci-dessus montre que globalement le LCSQA-LNE a effectué 196 raccordements pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO et BTEX) en 2019. La diminution du nombre d’étalonnages LCSQA-LNE/Niveaux 2 par rapport aux années 2017-2018 est principalement due à la décision d’augmenter la périodicité de raccordement entre le LCSQA-LNE et les Niveaux 2 de 3 mois à 6 mois pour l’ensemble des polluants gazeux (SO2, CO, NO/NOx, NO2 et O3). Ce rapport fait également la synthèse des problèmes techniques rencontrés en 2019 par le LCSQA-LNE lors des raccordements des polluants gazeux.

Les procédures de raccordement des mesures aux étalons de référence nationaux mis en place par le LCSQA-IMT Lille Douai depuis plusieurs années, permettent aux Associations Agréées pour la Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) de vérifier le bon fonctionnement de leurs appareils de mesure automatiques (AMS) utilisés pour la surveillance réglementaire des particules en suspension dans l’air ambiant. Le présent rapport présente les bilans des années 2017 à 2020 des contrôles de paramètres métrologiques suivants : Débit de prélèvement, constante d’étalonnage et linéarité pour les microbalances à variation de fréquence de marque américaine Thermo Scientific modèle 1400AB + FDMS 8500C et modèle 1405-F (appareils distribués en France par la société Ecomesure) ; Cale étalon et linéarité de réponse pour les jauges radiométriques (communément appelées « jauges bêta ») de marque française ENVEA (anciennement Environnement SA) modèle MP101M et de marque américaine MetOne modèle BAM 1020 (appareils distribués en France par la société Envicontrol). Les résultats montrent que l’ensemble des spécifications fixées ont été globalement respectées depuis 2018 et que les moyens mis en œuvre ont permis d’identifier les dysfonctionnements d’un appareil parmi l’ensemble des analyseurs et moyens d’étalonnage contrôlés. L’efficacité de cette « chaîne de contrôle pour la mesure réglementaire des particules » mise en place par le LCSQA-IMT Lille Douai peut être qualifiée de très satisfaisante. Ce bilan a également permis d’effectuer une analyse du parc instrumental entre les années 2016 et 2020, mettant en évidence un accroissement du taux de mise au rebut par les AASQA des microbalances à variation de fréquence modèle TEOM 1400AB au profit de l’utilisation de techniques plus robustes ou à dynamique de mesures plus élevée comme notamment les jauges radiométriques BAM 1020 et les granulomètres par diffusion lumineuse FIDAS 200 E (de marque PALAS, distribuée en France par ADDAIR).     Traceability and check of AMS used for regulated monitoring of particles in ambient air The scheme for traceability of the measurements to national reference standards established by the French National reference laboratory (LCSQA-IMT Lille Douai) provide to Air quality monitoring Networks (AASQA) a mean to check the correct operation of AMS used for regulated monitoring of particles in ambient air. This report presents a synthesis of the metrological tests done between 2017 and 2020 for the following parameters: Sampling rate, calibration constant and linearity of microbalances model 1400AB + FDMS 8500C and model 1405-F made by the American company Thermo Scientific and distributed in France by Ecomesure; Control of reference span membrane and linearity for radiometric gauges model MP101M of the French company ENVEA and model BAM 1020 of the American one Met One (distributed in France by the company Envicontrol). Results show that the overall specifications were respected since 2018 and that the implemented scheme allows to identify malfunction on a device among the tested ones. The "control chain for particles monitoring" implemented by the French National reference laboratory (LCSQA-IMT Lille Douai) is well adapted and efficient. In addition, the report presents an analysis of the distribution of approved particle analyzers between 2016 and 2020, showing an increase of the rejection rate concerning oscillating microbalance model TEOM 1400 AB in favor of more robust techniques or devices with higher temporal dynamic (like radiometric gauges BAM 1020 or light diffusion granulometer FIDAS 200 E).  

Le LCSQA apporte son appui technique concernant la chaîne d’acquisition et de transmission de données sur la qualité de l’Air à l’ensemble des AASQA ainsi qu’au Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie.   Les travaux menés en 2013 et 2014 sur cette thématique sont les suivants :   Réalisation d’un outil de répétabilité sur site :   Cet outil découle du besoin exprimé par les AASQA, suite à la parution de nouvelles normes sur le mesurage des gaz, de pouvoir réaliser le test métrologique de répétabilitésur les sites de mesures. Ce test consiste à vérifier la stabilité du signal des analyseurs. Le logiciel réalisé permet de se connecter aux différents modèles de stations d’acquisition pour y récupérer les mesures et réaliser le test de manière automatisée. Dans le cadre de ce projet, le LCSQA a réalisé le recueil du besoin auprès des utilisateurs, l’élaboration du cahier des charges et des spécifications, le suivi et la réception des développements ainsi que la diffusion de l’outil aux AASQA et son suivi en phase opérationnelle.   Modification des postes centraux :   Les nouvelles normes sur le mesurage des gaz ont nécessité certaines modifications au sein des postes centraux et des stations d’acquisition. La principale fonctionnalité concernée a été la gestion des calibrages dont les principes ont été revus au sein de la chaine d’instrumentation. Des modifications mineures ont également été apportées aux postes centraux et aux stations d’acquisition pour permettre de paramétrer les nouveaux facteurs de conversion ou encore le traitement des mesures autour de la limite de détection. Le travail du LCSQA a consisté à spécifier les modifications nécessaires, à suivre les développements réalisés par les constructeurs et à assurer la réception des modifications réalisées.   TAM :   Suite au recensement lancé auprès des AASQA sur les outils existants et les besoins relatifs à la réalisation des tests métrologiques des analyseurs suivant les normes CEN, le logiciel TAM (Tests Automatiques Métrologie), développé par Atmo Poitou-Charentes et AIRPARIF, est apparu comme la solution de contrôle métrologique la plus répandue et la plus aboutie. Les besoins exprimés par les réseaux non équipés ou ceux souhaitant évoluer vers une solution harmonisée et suivie, ont conduit le LCSQA a proposé un pilotage national relatif au suivi et à la maintenance de TAM afin d’en faire une solution mise à disposition de toutes les AASQA qui souhaiteraient l’utiliser. Dans ce cadre le LCSQA a mené les actions suivantes : - prise en main de l’outil TAM, - rédaction de la documentation d’installation et d’utilisation, - support technique, - mise en ligne sur le site web du LCSQA de la dernière version de l’application et de la documentation utilisateur, - mise en ligne d’une plateforme de suivi des incidents et des demandes d’évolution.   Assistance aux AASQA :   A la demande des AASQA le LCSQA a été amené à étudier plusieurs problèmes de communication. Tout d’abord un problème relatif à l’intégration des fichiers de calibrage sur les postes centraux Xr ainsi que deux problématiques liées à la communication station/analyseur pour les appareils DA80 et TEOM 1405f. Le LCSQA réalisé des tests sur les différents types de postes centraux et de stations d’acquisition ainsi que sur les analyseurs concernés afin de reproduire les problèmes rencontrés et aider les fabricants à mettre en oeuvre une solution. En outre, à la demande du MEDDE, le LCSQA a travaillé sur la question de la mutualisation du poste central sur la zone Antilles Guyane. Dans ce cadre le LCSQA a contacté les AASQA concernées, les réseaux ayant déjà mutualisé leur poste central ainsi que le constructeur ISEO. Le LCSQA a ensuite rédigé une note reprenant les solutions techniques applicables aux différentes problématiques soulevées telles que le décalage horaire entre les réseaux, le poste de secours...   Problématique de la chaîne d’acquisition :   Le LCSQA a rencontré des difficultés dans les travaux liés aux nouvelles normes dues aux dérives existantes sur la chaîne d’acquisition : coexistence de plusieurs versions du langage de commande et de l’IP, différence d’interprétation du LCV3.1 entre les constructeurs… Cette situation donne lieu à une absence d’interopérabilité entre les stations et les postes centraux de différents constructeurs. Face à ce constat, la CSIA a proposé la constitution d’un GT consacré à la rénovation de la chaine d’acquisition. Ce GT a été approuvé par le CPS en Novembre 2014.

La surveillance du plomb (Pb), de l’arsenic (As), du cadmium (Cd) et du nickel (Ni) dans les PM10 est effectuée par l’ensemble des AASQA de façon continue ou ponctuelle depuis 2007, en accord avec les directives européennes (2008/50/CE et 2004/107/CE modifiées par la directive 2015/1480/CE). Les objectifs de l’IMT Lille Douai, au sein du LCSQA, sont d'assurer un rôle de conseil et de transfert de connaissances auprès des AASQA, de procéder à des travaux permettant de garantir la qualité des résultats, de participer activement aux travaux de normalisation français (AFNOR X43D) et européens (WG14, WG20, WG44). Il s’agit également de réaliser une veille technologique sur les nouvelles méthodes de prélèvement et d’analyse susceptibles d’optimiser les coûts tout en respectant les objectifs de qualité et de participer à la valorisation des activités de surveillance et des études menées en collaborations avec les AASQA. En 2018, les travaux réalisés ont porté sur la fourniture de filtres vierges en fibre de quartz. Des filtres ont été achetés par lots et leurs caractéristiques chimiques ont été contrôlées, avant d’être redistribués aux AASQA sur simple demande de leur part. En 2018, 1825 filtres vierges en fibre de quartz (Pall et Whatman) ont été distribués auprès de 9 AASQA différentes après avoir été contrôlés et caractérisés chimiquement vis à vis de leurs teneurs en métaux et métalloïdes. Le LCSQA IMT Lille Douai a également participé aux GT « Caractérisation chimique et sources des PM » organisé en 2018. Il a enfin réalisé les analyses des métaux, métalloïdes et éléments majeurs dans des échantillons de PM10 collectés dans le cadre du programme CARA à Nogent sur Oise, en Guadeloupe et en Martinique pendant l’année 2017. Le traitement statistique (ACP, PMF) de ces données a permis l’identification des principales sources de particules affectant la zone (site récepteur) et leurs contributions relatives à la masse des PM10 (voir note CARA).

La stratégie de surveillance nationale de la concentration en nombre des particules (PNC) développée par le LCSQA se situe dans une approche impliquant l’utilisation de Compteurs à Noyaux de Condensation (CNC). Ce nouveau parc analytique de CNC sera déployé et contrôlé périodiquement en accord avec la méthode normalisée décrite au sein de la spécification technique XP CEN/TS 16976:2016 « Air ambiant - Détermination de la concentration en nombre de particules de l'aérosol atmosphérique » faisant appel à la procédure de la norme ISO 27891:2015 « Concentration particulaire en nombre - Étalonnage de compteurs de particules d’aérosol à condensation » et adapté selon les recommandations du guide pour l’utilisation des CNC. Dans ce cadre, une activité d’étalonnage des CNC des AASQA est à prévoir en lien avec la mise en place d’une chaîne nationale de traçabilité métrologique. Ce rapport présente ainsi la procédure d’étalonnage des CNC en accord avec le cadre normatif précité et le cahier des charges technique, financier et humain dédié à la construction d’un banc national d’étalonnage des CNC au sein du LCSQA.     Definition of the calibration procedure for condensation particle counters (CPC) The national particle number concentrations (PNC) survey strategy developed by LCSQA is an approach involving the use of condensation particle counters (CNC). This new CNC analytical park will be deployed and verified periodically in accordance with the standardized method described in the technical specification XP CEN / TS 16976: 2016 “ Ambient air - Determination of the particle number concentration of atmospheric aerosol ” which also involves the procedure of standard ISO 27891: 2015 "Particulate concentration in number - Calibration of condensing aerosol particle counters". In this context, a calibration activity for the national CNCs needs to be planned in connection with the establishment of a national metrological traceability chain. Therefore, this report presents the CNC calibration procedure in accordance with the normative context and the technical, financial and human specifications dedicated to the implementation of a national CNC calibration bench within LCSQA.  

L'utilisation de systèmes capteurs pour la mesure de la qualité de l'air entraine généralement la production d'une grande quantité d'informations que ce soit des données de mesures de polluants atmosphériques, météorologiques ou encore des informations de fonctionnement du système testé souvent appelées méta-données ou metadata. Ces technologies de mesures donnent accès à des mesures en temps réel qu'il est souvent nécessaire de retraiter (moyennes minute, quart-horaire ou horaire) mais également de synchroniser entre elles. Cependant, cette synchronisation des données sur un pas de temps commun devient rapidement compliquée lorsqu'elle fait intervenir plusieurs systèmes autonomes de par la grande quantité de données recueillies, la multiplicité des systèmes ayant chacun un pas de temps différents ou des horloges internes désynchronisées ne pouvant être synchronisées en amont des essais. Ainsi, et pour répondre aux demandes des Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) exprimées lors d'un atelier portant sur les capteurs durant les Journées Techniques des AASQA en 2018, le LCSQA-Ineris s'est proposé de conduire une étude de faisabilité pour construire un outil de synchronisation des données capteurs. À ce stade, une première version est disponible, nécessitant une mise en œuvre par les auteurs de la note Contact : Spinelle Laurent - laurent.spinelle@ineris.fr Feasibility study for the construction of a synchronisation tool for sensor systems data The use of sensors systems for air quality monitoring usually results in the generation of a large amount of information, such as measurement of atmospheric pollutants data, meteorological data or working information regarding the tested device often referred to as metadata. These measurement technologies give access to real-time measurement that should often be reprocessed (minute average, 15 minutes or hourly averages) but also synchronised with each other. However, this data synchronisation on a common time base can becomes complicated when it involves several autonomous systems with a large amount of collected data, a multiplicity of systems having each one a different time base or desynchronised internal clocks that can’t be synchronised before the experiments. Thus, and to bring an answer to the questions from the local French air quality network (AASQA) raised during a workshop on sensors at the annual technical meeting of the AASQA (JTA) in 2018, the LCSQA-Ineris proposed to conduct a feasibility study to build a sensor data synchronisation tool.