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Métrologie, sources, devenirs des polluants en contexte urbain et routier

Structure de recherche : IFSTTAR (AME, GERS)

Référent Ifsttar : Mathieu Goriaux, Véronique Ruban.

Participants IFSTTAR (noms, structures de recherche) : Mathieu Goriaux, Yao Liu, Michel André, Didier Pillot (LTE, AME) Véronique Ruban, Liliane Jean-Soro, Béatrice Bechet, Dominique Demare …  (LEE, GERS) Bogdan Muresan (EASE, AME). 

Partenaires hors IFSTTAR : Jean-François PETIT (CETEIF), Tiphaine LE PRIOL (CETEIF) Bruno VIDAL (CETU)

Etat de l'art

La mesure des polluants fait appel à des méthodes physiques et chimiques d’analyses. Ces compétences analytiques doivent souvent être associées à des compétences propres aux milieux étudiés (hydrologie, physico-chimie de l’atmosphère, géochimie, écotoxicologie …). 

Les polluants sont étudiés pour leur impact sur la santé et l’environnement. Ces impacts sont évalués par l’exposition à ces polluants. La mesure systématique et permanente de la plupart des polluants n’étant pas envisageable (pour des raisons de coût, de moyens) on peut parfois modéliser, calculer ou évaluer la concentration d’un polluant dans le milieu. Dans ce but la connaissance des sources et du devenir d’un polluant donné est primordiale afin de comprendre et éventuellement de prévoir l’exposition. Cette compréhension peut également permettre d’engager une réponse afin de limiter ou supprimer les nuisances : mise en place et dimensionnement de système de réduction de la pollution à la source (réseau d’assainissement, système de post-traitement à l’échappement…), diminution de l’exposition (port d’EPI…), ou l’interdiction d’un composé (plomb dans les carburants…).

Les sources de polluants en milieu urbain et routier sont nombreuses, parfois naturelles (l’érosion éolienne, les feux de forêts …) mais surtout anthropiques (chauffage, l’incinération des ordures ménagères, pollution des sols par les activités industrielles, agriculture, le transport…). Parmi les activités du transport on pourra remarquer les émissions à l’échappement des véhicules, la construction et l’entretien des routes et des surfaces, la corrosion des véhicules, l’abrasion des pneus et des freins. Après leur émission, les polluants peuvent subir une transformation physique ou chimique, se mélanger aux autres sources de pollution, se déplacer au sein du milieu où ils ont été émis (transport…), ou passer dans un autre milieu (ex : passage de l’eau au sol…) et à nouveau réagir avec d’autres espèces.…

Pour obtenir ces connaissances sur les sources, les transferts et les transformations des polluants il faut mesurer leurs concentrations. Or cette mesure est complexe car la diversité des polluants est considérable. Cette diversité est liée à leurs états (gaz, solide…), leur composition chimique (métaux, composés organiques), leur comportement physique (volatile ou non), pour certains leur présence à l’état de traces, leurs durées de vie… L’étude de ces composés est également rendu complexe par leur matrice environnementale qui influence les méthodes de prélèvement, de traitement (purification et séparation) et d’analyse de l’échantillon. Ces difficultés liées aux mesures les rendent très coûteuses en instrumentation et en temps, et l’acquisition d’une nouvelle méthodologie représente parfois un investissement trop lourd pour une équipe isolée, ce qui rend les échanges sur la métrologie nécessaire.

La métrologie comprend les différents aspects de la mesure comme l’échantillonnage, les méthodes de prélèvement, la conservation, le traitement des échantillons et l’analyse proprement dite. On pourra également inclure à cette chaine analytique des étapes d’étalonnage, de calibrations et de traçabilité.

Cette thématique sur la métrologie des polluants est très présente à l’IFSTTAR, avec plusieurs projets (finis ou en cours) coordonnés par des laboratoires de l’IFSTTAR. On pourra citer le projet ADEME PM-DRIVE sur les émissions automobiles, le projet ADEME SEMET sur les émissions des engins de chantier ou le projet ANR INOGEV sur le suivi de polluants en milieu urbain. Elle est également présente dans le réseau scientifique et technique du ministère, et  notamment le CETEIF et le CETU, qui travaillent entre autres sur les émissions routières et l’évaluation de procédés de traitement de l’air (projet AIRTURIF sur la qualité de l’air dans les tunnels d’Ile de France…). 

Enjeux et objectifs

Le GERI Polluants regroupera des personnes de l'IFSTTAR et du réseau scientifique et technique du MEDDE intéressées ou concernées par l’étude des pollutions physicochimiques. Ce groupe de travail s’intéressera plus particulièrement à la métrologie (méthode d’analyse et représentativité) des différents polluants, à leurs sources et à leurs devenirs.

Ce point de vue sur l’environnement, axé sur le polluant, est à même de fédérer de nombreuses personnes. En effet un polluant donné a en général plusieurs origines, il peut être présent dans différents milieux (atmosphère, hydrosphère, géosphère et biosphère), passer de l’un à l’autre, et sa mesure fait appel à des méthodes de mesures spécifiques. De ce fait au sein de l’IFSTTAR plusieurs équipes, appartenant à des laboratoires et des départements différents, emploient, dans des contextes ou dans des milieux variés, des méthodes de mesures similaires misent en œuvre par eux même ou par des partenaires réguliers.

Les enjeux et objectifs de ce groupe sont :

  • Diagnostic sur les laboratoires, les personnes et leurs compétences, les instrumentations disponibles et les méthodologies existantes.
  • Réalisation de séminaires sur les méthodes de mesure de polluants.
  • Meilleure visibilité de cette thématique en interne et vis-à-vis de nos partenaires académiques, ministériels ou industriels et d’établir des passerelles vers les réseaux scientifiques et techniques existants
  • Le montage de projets facilités par une possible association des personnels, des compétences, des matériels et des réseaux scientifiques…