Analyses

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sédiments
et
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masque
l’assainissement des chaussées
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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
Séminaire Lcpc Novembre 2005
Caractérisation des sédiments et
autres sous-produits de
l’assainissement des chaussées
Programme de recherche 2002-2004 « 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 »
Séminaire Lcpc
Novembre 2005
Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
2
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
Séminaire Lcpc
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
3
Quels sous-produits
Bassin rétention/infiltration
Fossé
Balayage des chaussées
Séminaire Lcpc
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Avaloirs, chambres à sable,
collecteurs
Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
4
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
Séminaire Lcpc
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
5
Echantillonnage
1.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
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
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
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Echantillonnage
2.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Mise en œuvre
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
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
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Quand ?
1. Etude préliminaire
Recensement d’informations
Diagnostic / Plan d’échantillonnage
Objectifs,
Moyens, contraintes
techniques
Premier scénario de gestion
2. Caractérisation des matériaux
Caractérisation physico-chim.
A. Contexte réglementaire
B. Scénario envisagé
Si besoin données complém. :
Toxicité, impacts environnementaux
3. Scénario de gestion
C. Contraintes techniques
D. Coût écono. acceptable
Choix du devenir des produits
valorisation / évacuation
Filières
de traitement
Diagramme général d’organisation
Séminaire Lcpc
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4. Décision finale, exécution
Financement / Procédures
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Echantillonnage
3.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Contenu
¾
¾
¾
¾
¾
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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 10 381-1 et 10 381-2 Qualité des sols
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9
Echantillonnage
4.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Descriptif : Stratégies d’échantillonnage
Prélèvements / prises
Fossés
Nombre
Répartition
5 à 10 réparties tous
Equidistante
au fond du
fossé
les 250 à 500 m *
Bassins
S < 100 m² :
8
100 < 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
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10
Echantillonnage
4.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
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
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
11
Echantillonnage
4.
Descriptif : Matériel
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Milieu sec
Profondeur d’échantillonnage
Matériel
Faible 0-50 cm
Importante 0-2 m
Pelle ou cuillère
Tarière à main
1
Milieu en eau
Hauteur d’eau
Accès
<1m
>1m
A pied
(cuissardes)
En barque (par
les berges)
Nature de sédiment
Matériel
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Liquide à semiliquide
Semi-liquide à
solide
Carottier ou pelle
mécanique
« Tube »1
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12
Echantillonnage
4.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Descriptif : Type de prélèvement
Bassin :
Ponctuel moyen
Séquentiel
Fossé, avaloir, etc. :
Composite
(plusieurs prises)
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Homogénéité des échantillons
Masse et volume : 0,5 à 1 kg
Hygiène et sécurité
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Echantillonnage
4.
1. Définition et objectifs
2. Mise en œuvre
3. Contenu
4. Descriptif
Descriptif : Conditionnement
•
•
•
Limiter au maximum les opérations de
manipulation/nettoyage
Assurer la conservation des échantillons jusqu’à analyse
Minimiser l’évolution du produit (fermentation, oxydation, etc.)
Polluants métalliques
Composés organiques
Flaconnage
Verre ou plastique
(polyéthylène1, PTFE,
etc.)
Verre
Remplissage
Au maximum afin de limiter les phénomènes
d’oxydation. La présence d’eau n’est pas gênante.
Traitement
Transport,
stockage
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Aucun
Aucun
Glacière ou réfrigérateur portable (température < 4°C)
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Analyses
1.
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
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
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
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Analyses
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
Polluants à mesurer
Limiter les analyses aux paramètres essentiels (coût)
•
Caractérisation physique :
»
•
Caractérisation chimique :
»
•
matière organique, ETM, hydrocarbures
Caractérisation écotoxicologique :
»
Séminaire Lcpc
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granulométrie, siccité
dans un deuxième temps
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Analyses
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
Caractérisation physique
Granulométrie :
• % fines (< 80 µm)
• Aptitudes géotechniques
(valorisation)
NF P 18 560, NF P 94 056, NF X 11 666
Siccité
• Interprétation
• Mode de transport
• Traitement éventuel
NF ISO 11 465
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Analyses
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
Caractérisation chimique
Matière organique NF ISO 11 465
• 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 11 466,
dosage : ISO 11 885 (ICP) et NF EN 1 483 (SAA)
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Les techniques d'échantillonnage et d'analyse
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Analyses
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
Polluants hydrocarbonés
Hydrocarbures totaux
• Spectrométrie infrarouge (NF X 31-410) Â teneur globale
• Chromatographie gazeuse  fractions
HAP (16 US-EPA)
• Nombreuses techniques extraction et dosage
• Extraction soxhlet + dosage CG ou HPLC (NF ISO 13 877)
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Analyses
Echantillonnage
Conservation
des échantillons
Plan général
d’une analyse
(Guide méthodo. BRGM, 2001)
Préparation de l’échantillon
avant analyse
Extraction de l’échantillon
Purification des extraits
Analyse
instrumentale
Traitement des résultats
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Analyses
3.
1. Polluants à mesurer
2. Normes et
techniques
3. Interprétation
Interprétation des résultats
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
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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
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Merci de votre attention
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Normes citées (1/2)
NF ISO 10 381-1 (X31-008-1) : Qualité du sol. Echantillonnage. Partie 1 : Lignes directrices pour l’établissement
des programmes d’échantillonnage. Mai 2003.
NF ISO 10 381-2 (X31-008-2): Qualité du sol. Echantillonnage. Partie 2 : Lignes directrices pour les techniques
d’échantillonnage. Mars 2003.
NF ISO 11 464 (NF X 31-412) : Qualité du sol. Prétraitement des échantillons pour analyses physico-chimiques.
Décembre 1994.
NF ISO 11 465 (X31-102) : Qualité du sol. Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau.
Méthode gravimétrique. Août 1994.
NF ISO 11 466 (X 31-415) : Qualité des sols. Extraction des éléments en traces solubles dans l’eau régale.
Juin 1995.
NF ISO 13 877 (X 31-417) : Qualité du sol. Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Méthode par
chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC). Avril 1999.
NF X 31-410 : Qualité du sol - Dosage des huiles minérales - Méthode par spectrométrie à l'infrarouge et
méthode par chromatographie en phase gazeuse, septembre 1994.
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Normes citées (2/2)
NF P 18-560 : Granulats. Analyse granulométrique par tamisage. Octobre 1978, annulée le 01/09/1990,
remplacée par P18-560 de 1990.
NF EN 1483 (T 90-113-1) : Qualité de l'eau. Détermination du mercure. Juillet 1997.
NF EN ISO 11 885 (NF 190-136) : 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 1998.
NF X 11-666 : Granulométrie. Analyse granulométrique des poudres - Méthode par diffraction. Septembre 1984,
annulée le 05/09/2000, remplacée par NF ISO 13 320-1 de 2000.
NF P 94-056 : Sols : reconnaissance et essais. Analyse granulométrique. Méthode par tamisage à sec après
lavage. Mars 1996.
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