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  Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 19 avril 2017 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air.    

En tant que Laboratoire National de Référence dans le domaine de la Qualité de l’Airnotifié par le Ministère en charge de l’environnement, le LCSQA joue un rôle actifdans les instances normatives et réglementaires nationales et européennes : - application des directives (garantie des méthodes et des données associées), - révision de normes EN existantes et élaboration de nouvelles normes par le CEN, - valorisation de la capacité d’expertise au travers de la participation aux divers workshops et groupes de travail européens et nationaux en vue de l’application de la réglementation européenne sur le territoire. Au niveau européen, les GT et Comités impliquent 12 experts membres du LCSQA Un résumé des principales décisions associées aux différents documents normatifsest donné dans le rapport. De même, au niveau national, dans le cadre du Grenelle Environnement et du 2ème Plan national Santé-Environnement, le rôle du LCSQA concernant la coordination technique du Dispositif National de Surveillance s’est vu renforcé 1 en 2011, en lien avec les AASQA qui devront être régionalisées dès 2012. L’ensemble des actions d’appui à la surveillance, à la planification et aux politiquesterritoriales est décrit sur le site du LCSQA (http://pro-lcsqa2.lcsqa.org/fr/)   1Arrêté du 29 juillet 2010 portant désignation d’un organisme chargé de la coordination technique de la surveillance de la qualité de l’air au titre du code de l’environnement

En France comme dans les autres pays européens, la majorité des dépassements de valeurs limites en PM10 sont enregistrés sur des stations de proximité automobile, suggérant une exposition maximale des populations aux abords des axes routiers urbains. Afin de caractériser au mieux cette exposition à partir de l’information ponctuelle fournie par ces stations et d’évaluer l’impact sanitaire associé, il est donc nécessaire de déterminer la représentativité spatiale des mesures de PM10 en site trafic. Une telle information peut se révéler décisive lorsqu’il s’agit d’identifier les sites les plus appropriés pour l’implantation d’une future station de proximité. L’objectif de la présente étude était de réaliser, en collaboration avec des AASQA volontaires, des campagnes de mesure de PM10afin de pouvoir apporter des recommandations méthodologiques pour l’étude de cette représentativité spatiale et d’explorer le lien entre la notion de représentativité et celle de superficies et populations exposées aux dépassements de seuils. Pour ce faire, trois campagnes de mesure ont été réalisées, deux aux abords de l’autoroute A7 sur la commune de Saint-Romain-en-Gal (en collaboration avec Air Rhône-Alpes) et une autour de la station trafic Octroi située au centre-ville de Belfort (en collaboration avec Atmo Franche-Comté). D’un point de vue métrologique, différents indicateurs optiques ont pu être testés lors des campagnes de Saint-Romain-en-Gal, indiquant un bon comportement desinstruments asséchant l’air échantillonné, avec une préférence pour les compteurs (de type Grimm en caisson environnemental) par rapport aux néphélomètres (e.g. Osiris ou ADR 1500). Néanmoins, la forte influence du fond sur les niveaux de PM10 en sites trafic suggère la nécessité d’utilisation de techniques de mesure aussi précises que possible. En outre, le recours à des prélèvements sur filtre, selon la méthode de référence en vigueur (norme NF EN 12341), lors de la campagne de Belfort a permis une meilleure interprétation des résultats via l’analyse de traceurs chimiques de sources. Il a, par exemple, été possible de déterminer, dans le surplus de concentration observé en site trafic, la part des émissions directes (à l’échappement) et la part des émissions dues aux phénomènes de remise en suspension. Afin d’évaluer la représentativité spatiale des stations de proximité (station temporaire Mobiléo au bord de l’A7, station fixe Octroi à Belfort), on s’est intéressé aux variations de concentration autour de ces sites, le long de l’axe routier d’une part et perpendiculairement à celui-ci d’autre part. Le long de l’axe, les concentrations de PM10 sont relativement homogènes : sur les périodes étudiées, les concentrations moyennes journalières mesurées en divers points s’écartent d’au plus 8 µg/m3 de la valeur mesurée sur la station Si pour la campagne de Saint-Romain en Gal, les données recueillies ne permettent pas d’interpréter ces écarts, à Belfort, les variations relatives de concentration pourraient s’expliquer par les variations relatives de trafic avec lesquelles elles sont corrélées (corrélation de 0,85). Dans la direction transversale, les mesures réalisées à distance croissante de la route indiquent une diminution assez rapide des concentrations. Les concentrations de PM10 mesurées à 50 m de l’A7 lors de la campagne automnale de Saint-Romain-en-Gal, et à environ 150 m de la station Octroi lors de la campagne de Belfort, sont proches des niveaux de fond urbain. Une détermination précise de la zone d’impact du trafic se révèle toutefois malaisée à cause de l’influence de sources de pollution parasites telles qu’une route secondaire et des plages de variation des concentrations, souvent inférieures à l’incertitude de mesure autorisée pour les PM10.L’amplitude relativement limitée de ces variations peut s’expliquer par une contribution majoritaire de la pollution de fond, comme s’accordent à le montrer l’exploitation des données de campagnes et la comparaison des données de fond et de trafic réalisée à l’échelle nationale. D’après les données de la campagne de Belfort, une station trafic peut ainsi, dans une certaine mesure, être considérée comme représentative d’une zone bien plus large que le segment de route au bord duquel elle se trouve, voire de l’ensemble de l’agglomération. En revanche, elle ne peut renseigner correctement sur le nombre de dépassements du seuil journalier en situation de fond urbain. En effet, même s’il est modéré, le surplus de pollution lié au trafic peut suffire à multiplier les dépassements. Outre l’étude de la représentativité spatiale, il paraît donc opportun de s’intéresser directement aux superficies et populations concernées par les dépassements de valeurs limites. Pour ce faire, l’utilisation de la modélisation déterministe semble préférable à une approche géostatistique, particulièrement coûteuse et complexe à mettre en œuvre pour les PM10 du fait des contraintes métrologiques (à l’inverse par exemple du NO2). Néanmoins, l’optimisation de la modélisation des émissions directes et le développement de la modélisation des émissions indirectes sont encore à réaliser, rendant nécessaire la « calibration » de ces modèles de pollution de proximité à l’aide de campagnes de mesure.

Cette étude dresse un premier bilan national des concentrations de HAP mesurées par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) en application de la IVème directive fille (2004/107/CE). La collecte et le traitement statistique d’un ensemble très important de données relatif aux concentrations de ces polluants ont été réalisés à l’échelle nationale. Ils ont permis d’établir des cartographies nationales des niveaux de concentrations en B[a]P et de la contribution du B[a]P au mélange des 7 HAP de la directive 2004/107/CE (ratio B[a]P / S7HAP). Une analyse des tendances d’évolution sur le long terme a été également réalisée pour les sites de mesures disposant de séries temporelles suffisamment longues (> 5 ans). De façon générale, les concentrations moyennes annuelles de B[a]P observées au niveau national sont inférieures à la valeur cible de 1 ng.m-3. Seuls les sites industriels et certains sites (urbains en majorité) situés dans des zones spécifiques (régions Nord-Pas-de-Calais, Lorraine et Rhône-Alpes) présentent des concentrations moyennes annuelles supérieures à cette valeur cible. Toutefois, la surveillance sur des sites de type périurbain se révèle également importante compte tenu des niveaux de concentrations observés, en lien peut être avec une utilisation du chauffage au bois plus importante dans ces zones (hypothèse à vérifier car très peu de sites instrumentés). La contribution du B[a]P aux 7 HAP semble stable en moyenne annuelle mais est grandement variable entre la saison chaude et la saison froide en liaison, comme pour les niveaux de concentrations en B[a]P, avec l’activité photochimique et le nombre de sources potentielles de HAP (chauffage en hiver). L’analyse des tendances sur le long terme met en évidence la décroissance des concentrations en B[a]P (- 1 ng.m-3 en 10 ans) sur certains sites comme il a été également observé dans d’autres pays européens. Toutefois, cette tendance n’est pas générale et la majorité des sites étudiés ne présentent pas de tendance significative à la hausse ou à la baisse des concentrations. De plus, cette analyse a permis de montrer que le choix du B[a]P en tant que HAP représentatif unique d’une contamination chronique était probablement discutable. Des différences de tendance sont évidentes entre l’Ile de France, où la contribution du B[a]P au mélange des HAP est constante ou croissante sur le long terme, et la région Rhône-Alpes, où elle est significativement décroissante (plus de -50% en 10 ans). Les résultats obtenus dans cette étude devront être pris en considération lors de la révision de la directive et notamment dans les discussions relatives au choix du B[a]P comme espèce représentative de la contamination chronique en HAP. L’ensemble des résultats obtenus ici conforte le fait que l’analyse des 7 HAP de la directive est essentielle en termes de surveillance et d’évaluation de la qualité de l’air. Elle pourrait même s’étendre à l’analyse des 16 HAP réglementés par l’US-EPAafin de permettre, dans un futur proche, une évaluation des sources des HAP (notamment sur les sites problématiques vis à vis de la valeur cible) en appliquant un modèle récepteur statistique du type positive mass factorisation (PMF) sur les séries de données suffisamment longues (quelques années). La validité et la faisabilité de ce type d’approche reste toutefois à évaluer.

Au niveau réglementaire, les directives européennes relatives à la surveillance de la qualité de l’air fixent des seuils d’incertitude sur les concentrations mesurées par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) « au voisinage de la valeur limite appropriée ». Il est donc nécessaire d’évaluer les incertitudes associées aux mesurages. Aussi, les normes décrivant les méthodes de mesure, élaborées depuis 2005, intègrent-elles des procédures ou des exemples d'estimation de ces incertitudes. Une lecture attentive de ces normes montre qu’elles ne sont cependant pas très faciles d’application et qu‘elles peuvent être interprétées de diverses façons, ce qui peut conduire à des résultats très différents. Par conséquent, pour répondre aux exigences des directives et aider les AASQA à estimer leurs incertitudes sur la base de procédures harmonisées, le LCSQA a rédigé un guide pratique pour estimer l’incertitude sur les mesures effectuées à l’air ambiant.Ce guide est structuré en huit parties, correspondant chacune à une technique de mesure particulière applicable à un ou plusieurs composés. Une fois finalisées, les différentes parties ont été validées en Commission de normalisation X43D « Air ambiant » de l’AFNOR et publiées sous forme de fascicules de documentation. Il a également été élaboré un document de « Recommandations techniques pour la mise en œuvre de la partie 2 du guide d'estimation des incertitudes portant sur les mesurages automatiques de SO2, NO, NO2, NOx, O3 et CO réalisés sur site ».   Dans le cadre de l’assistance aux AASQA pour le calcul des incertitudes, la mission du LCSQA en 2011 a porté sur les 2 points suivants : ·         Etat des lieux sur les estimations des incertitudes de mesure réalisées par les AASQA en se basant sur les fascicules de documentation AFNOR ; ·         Développement d’une démarche pour l'estimation des incertitudes sur les moyennes temporelles, jusqu’alors traitée de façon théorique et pas assez explicite et documentée dans les différentes parties du guide.     L’état des lieux sur les estimations des incertitudes de mesure réalisées par les AASQA en se basant sur les fascicules de documentation AFNORa été effectuée par le biais d’une enquête menée auprès des AASQA. Vingt trois AASQA ont répondu à cette enquête dont les conclusions sont les suivantes : ü  Mise en œuvre des calculs d’incertitude conformément aux fascicules de documentation : o    Mesures automatiques de SO2, NO/NOx/NO2, O3 et CO : il est important de souligner que plus de la moitié des AASQA ont réalisé les calculs d’incertitude. Pour les autres, la démarche est initiée. Les principales remarques mentionnées concernent : §  Une crainte de la part de certaines AASQA, d’une hétérogénéité des valeurs d’incertitude entre les différentes associations en raison de postulats différents retenus. Il est normal que les modes d’évaluation des incertitudes puissent varier en fonction notamment du retour d’expérience et de la gestion métrologique de chaque AASQA, mais au final, les valeurs d’incertitudes fournies dans le cadre de la présente enquête montrent des niveaux du même ordre de grandeur. §  Un manque de données notamment sur les plages de variation de paramètres d’influence, les valeurs de ces paramètres et les concentrations en mesurande appliquées lors des tests d’évaluation des analyseurs, données nécessaires pour le calcul des incertitudes : le guide de recommandation mentionné ci-dessus fournit les éléments manquants.   o    Mesures de benzène par tubes à diffusion et pompage (FD X43-070-3 et FD X43-070-5) : très peu d’AASQA ont réalisé le calcul. L’enquête ne permet pas de déterminer si la non-estimation des incertitudes sur le benzène est due à des données manquantes liées au prélèvement ou à l’incertitude d’analyse. o    Mesures de NO2 sur tubes à diffusion : très peu d’AASQA ont réalisé le calcul. o    Mesures des particules : le nombre d’AASQA ayant fait les calculs est très limité (6 sur 23 AASQA ayant répondu). Le principal obstacle semble être la connaissance de la valeur de la reproductibilité de la méthode de mesure. A noter que par défaut, il pourrait être utilisé les écarts-types de reproductibilité déterminés lors des campagnes de démonstration de l’équivalence des méthodes automatiques (par préleveurs par microbalance à variation de fréquence et par jauges radiométriques par absorption de rayonnement b) à la méthode de référence (méthode gravimétrique au moyen de préleveurs séquentiels sur filtre) fournis dans lefascicule de documentation FD X43-070-7. o    Mesures de métaux et de HAP: respectivement 1 et 2 AASQA ont déclaré avoir évalué leur incertitude. L’enquête ne permet pas de déterminer si la non-estimation des incertitudes sur le benzène est due à des données manquantes liées au prélèvement ou à l’incertitude d’analyse. -  Estimation de l’incertitude associée aux concentrations moyennes, en cas de couverture incomplète de la période de moyennage visée : l’enquête a montré que les fascicules de documentation ne sont pas suffisamment détaillés pour permettre aux AASQA d’estimer ces incertitudes, et que la norme NF ISO 11222[1], qui définit une méthode d’estimation de l’incertitude associée à une moyenne temporelle en tenant compte des données manquantes, présente certaines limites d’application. En conséquence, il est apparu nécessaire d’expliciter davantage la mise en œuvre de la norme NF ISO 11222 en soulignant ses limites, et de développer une autre approche lorsque la norme NF ISO 11222 n’est pas applicable. - Recensement d’un besoin d’aide en termes d’outils informatiques pour le traitement des données et l’estimation des incertitudes : les tableaux excel des exemples numériques des guides peuvent être fournis à la demande à titre de base de travail, mais doivent être adaptés aux pratiques spécifiques de chaque AASQA, car ces tableaux ne peuvent pas couvrir toutes les approches  métrologiques, de gestion et de mise en œuvre des matériels de mesure. Par conséquent, il n’est pas possible de prévoir des listes de choix exhaustives, ni d’effectuer une validation des fichiers qui serait adaptée à tous les cas. -  Non-réception des fascicules de documentation AFNOR par certaines AASQA. Pour rappel, les parties 1 à 5 ont été envoyées par le LCSQA-LNE à chaque AASQA courant 2007 ; les parties 6 à 8 sont parues en mai 2011 sous la forme de fascicules de documentation AFNOR et devraient être envoyées prochainement par le LCSQA aux AASQA. Néanmoins, toutes les parties sont disponibles sous la forme de rapports sur le site du LCSQA.     Pour répondre au besoin exprimé au travers de l’enquête, des travaux ont été menés sur l'estimation des incertitudes sur les moyennes temporelles. Dans la norme NF ISO 11222, il est défini une incertitude  liée à une couverture incomplète de la période de moyennage par les concentrations Cind,j. Cependant, les résultats d’études menées par certaines AASQA montrent que ce calcul est adapté pour l'estimation de l'incertitude due aux données manquantes sur les moyennes « long terme » (mensuelles et annuelles), mais pas à celle due aux données manquantes sur les moyennes « court terme » (horaires, 8 heures et journalières). Outre la nécessité d’expliciter davantage le mode de calcul proposé par la norme NF ISO 11222 pour estimer l’incertitude associée à une moyenne temporelle en cas de données manquantes, la référence à cette méthode dans différentes parties du guide étant actuellement insuffisante pour être appliquée, par les AASQA, il a été décidé de développer une autre méthodologie, plus adaptée au cas des périodes de moyennage les plus courtes : moyennes horaires, 8 heures et journalières. [1]Norme NF ISO 11222 Qualité de l'air - Détermination de l'incertitude de mesure de la moyenne temporelle de mesurages de la qualité de l'air

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 et auMinistère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement. Les actions menées en 2011 concernent : Assistance aux AASQA • Support techniqueDepuis le début de l'année, le LCSQA a traité 4 demandes provenant des associations agréées de surveillance de la qualité de l'air. Ces demandes ontconcerné les points suivants : - Informations sur l’utilisation et la configuration d’une liaison GPRS/3G pour la transmission des données d’une station SAM ISEO. - Raccordement d’un capteur de température à un module analogique 1773d’une station ISEO. - Point technique sur les stations UC+. - Problèmes liés à l’exploitation d’une station FDE SAP WinCE avec le poste central CR6.0 en LCV3.1. • Assurance qualité station Le LCSQA a finalisé le développement et la validation d’une première version del’émulateur multi protocoles d’analyseurs numériques, qui a été mise à disposition des AASQA dans le cadre d’une phase de Vérification de Service Régulier. L’ASPA a retourné un bilan d’utilisation positif accompagné de quelques remarques et propositions d’amélioration. Le protocole de communication AK a été intégré dans une seconde version dusimulateur en cours de validation. Expertise sur la chaine d’acquisition et de transmission de données • Evaluation de la compatibilité des stations d’acquisition avec des postes centrauxDans le cadre de l’assistance technique pour Air Corse, le LCSQA a été amené àmettre en oeuvre des tests et diagnostics approfondis sur l’exploitation d’une stationFDE SAP WinCE en 3.1 via le poste central XR portant sur les points suivants : - Suivi instantané des mesures - Suivi des historiques de calibrages périodiques - Télécommande d’un calibrage ponctuel • Recensement des matériels d’acquisition et de transmission de données Le 1er volet de la réflexion sur les stations et le langage de commande a consisté à faire un état des lieux de l’existant concernant les matériels d’acquisition et de transmission de données utilisés par les AASQA. Le recensement a été effectué autravers de l’enquête pilotée par l’EMD sur le référentiel Stations.Cette démarche a permis de recenser 737 stations d’acquisition et obtenir lesinformations détaillées suivantes : – Fournisseur & modèle de la station d’acquisition – Version du langage utilisée – Technique de transmission – Année de mise en en service . • Participation aux Journées techniques organisées par les constructeurs : Le LCSQA a participé aux Journées techniques organisées par les constructeurs : • Journées Club Utilisateurs ISEO organisées du 29 juin au 1er juillet 2011, • Club Utilisateurs POLAIR organisé par la société CEGELEC du 27 au 29septembre 2011,afin de prendre connaissance des bilans de fonctionnement, des évolutionsproposées par les constructeurs ainsi que des besoins exprimés par les AASQA.Ces journées ont également permis au LCSQA de présenter aux constructeurs depostes centraux ses nouvelles missions de coordination des réseaux.

  ATTENTION - Ce guide est obsolète - une mise à jour est disponible dans l'espace documentaire (rubrique "guides méthodologiques)   Ce rapport est une mise à jour du dernier rapport des recommandations pour le prélèvement et l’analyse des HAP dans l’air ambiant rédigé en Avril 2008 (Leoz-Garziandia, E., 2008). Il s’articule de la façon suivante :  Un chapitre sur le prélèvement et l’analyse du benzo[a]pyrène (B[a]P) et des autres HAP dans l’air ambiant : Les mises à jour concernent : - des recommandations sur l’étalonnage de l’appareil (section 2.3.1.1) ; - la non recommandation de l’utilisation de « dénuder » ozone (section 2.3.3.2) ; - des recommandations sur la fréquence d’échantillonnage (section 2.3.5.3) ; - des recommandations sur le stockage des supports après prélèvements (section 2.3.5.5) dont une étude approfondie est prévue pour 2012 ; - des recommandations sur l’expression des résultats (calcul du volume « réel » prélevé) (section 2.5.2) ; - des recommandations sur l’estimation des incertitudes qui fait référence au guide d’estimation des incertitudes sur les mesurages des B[a]P réalisés sur site dans la fraction PM10 publié par le LCSQA en 2010 (2.6) ; - les résultats des exercices de comparaisons inter-laboratoires organisés par le LCSQA (section 2.7).  Un chapitre concernant le prélèvement et l’analyse autour des sources ponctuelles : Le traitement de cette problématique par la IVème directive fille (2004/107/CE) ne nous paraissant pas très clair, nous travaillerons au sein de la CS « Benzène - HAP- Métaux » afin de proposer la meilleure méthode possible pour appréhender ce type de sources pour la surveillance des HAP. Un chapitre concernant le prélèvement et l’analyse des HAP dans les dépôts : Ce chapitre est totalement mis à jour car la norme concernant la mesure des HAP dans les dépôts atmosphériques vient de paraître (NF EN 15980, Juillet 2011) (chapitre 3).  Un chapitre concernant la modélisation : Les textes réglementaires européens introduisent la prise en compte de la modélisation et de l’analyse objective de manière conditionnelle, afin de produire un niveau d’information sur la qualité de l’air, complémentaire aux mesures. En ce qui concerne le B[a]P et les autres HAP, compte tenu du peu de données existantes (aussi bien sur les concentrations atmosphériques que sur les dépôts), des lacunes en termes d’inventaire d’émission et des processus de transformation des composés (réactivité dans l’air, dépôt, échange avec la biosphère, partition gaz/particules, etc…), on peut dire que l’utilisation de ces modèles pour répondre aux exigences de la directive européenne est prématurée et nécessite d’être validée.

L’objectif de cette étude était d’évaluer et de comparer différentes technologies de filtre à ozone de type dénudeur permettant de limiter l’artéfact de mesure des HAP (incluant le B[a]P) lié à leur dégradation au cours du prélèvement dû à leur réaction avec l’ozonenotamment.Trois technologies dénudeurs, à base de MnO2, liquide ionique et charbon actif et compatibles avec des préleveurs haut débit (30 m3 h-1) et bas débit (1 et 2,3 m3 h-1), ont ététestées lors d’une campagne de terrain réalisée en Avril 2011 sur le site de Passy en Haute-Savoie. Les résultats obtenus ont permis de montrer le bénéfice de telles technologies sur lamesure du B[a]P car la sous-estimation des concentrations du B[a]P peut être de l’ordre de 15 à 45 %. Les différences de résultats observées entre les différentes technologiesdénudeurs testées ont permis de mettre en évidence que cette sous estimation des concentrations en HAP (B[a]P) ne semble pas uniquement liée à leur dégradation parl’ozone. D’autres oxydants et notamment le NO2 peuvent avoir un impact très important sur la mesure des concentrations atmosphériques en B[a]P. Finalement, les résultats obtenus iciont permis de montrer qu’à l’heure actuelle aucune technologie dénudeur ozone n’est compatible avec une surveillance réglementaire des HAP. Ainsi, le LCSQA, mais également le groupe CEN TC264 WG 21, ne recommande pas l’utilisation des dénudeurs ozonecommerciaux actuels (haut débit ou bas débit à base de MnO2) car il est évident que leurdéveloppement et leur validation ne sont pas complètes. Aucun système dénudeur normatifn’a pu être défini à ce jour. Le développement et la validation d’autres types de dénudeur àoxydants (incluant O3 et NO2) doit être encouragée.