Campagne de terrain

Les campagnes de terrain ont été menées sur trois sites d’études : dans le massif des Bauges, sur un ancien site industriel du Bassin Versant du lac du Bourget et dans la région stéphanoise (figure 1.15). Le matériel mis en place permet l’échantillonnage des émissions gazeuses et parti-culaires des sols, du compartiment atmosphèrique (gaz et matière particulaire) et des retombées totales. En fonction du site, les échantillons sont collectés tous les 4 à 7 jours pour les COSV et tous les 15 jours pour l’analyse des métaux. Les retombées atmosphériques ne sont récupérées qu’en fin de campagne.

2.2.1 Collecte des phases gazeuses et particulaires de l’air

Pour permettre l’échantillonnage du compartiment atmosphérique, sur chaque période de

prélèvement, un préleveur bas débit (1m³/h) est mis en place avec une tête de prélèvements

(PM 10 inlet, ThermoScientific) limitant l’entrée des particules à un diamètre inférieur à 10µm

(figure 2.3(a)). Filtre PUF Pompe bas débit Tête PM10 Pompage

(a) Pour les COSV (b) Pour les métaux

Figure 2.3 – Préleveurs atmosphériques bas débit, collectant les phases particulaire et

gazeuse. (a) pour les COSV, (b) pour les métaux

Pour évaluer le partage des COSV entre les phases particulaires et gazeuses, sont placés en série un filtre en fibres de quartz et une PUF identiques à ceux utilisés pour étudier les émissions polluantes des sols en microcosmes. Une pompe PQ 167 Quick Start, (BGI Incorporated) à débit

régulé à 16,7 L/min, permet d’assurer le piégeage des particules d’un diamètre inférieur à 10µm.

Dans le cadre de l’étude menée dans la région stéphanoise, un préleveur "Partisol" a été mis en place par l’association agrée pour la surveillance de la qualité de l’air (AASQA), Air Rhône-Alpes. Il permet de collecter les métaux en phase particulaire sur des filtres en fibre de quartz de 47 mm de diamètre. La phase gazeuse n’est, qu’en à elle, pas échantillonnée.

2.2.2 Collecte des dépôts atmosphériques secs et humides

Les principales voies de transfert des COSV vers les sols sont les dépôts atmosphériques secs et humides. Afin d’évaluer ces phénomènes, un préleveur automatisé de collecte des retombées

A

B

C

Figure 2.4 – Préleveur de retombées atmosphériques sèches (DS) et humides (DH). (A)

collecteur des DS, (B) collecte des DH, et (C) détecteur infrarouge

sèches et humides (Precipitation collector, UNS 130/E avec DSC, Eigenbbrodt) est mis en place sur chaque site d’étude (figure 2.4). Un détecteur infrarouges (IR) (figure 2.4 C, Precipitation Sensor IRSS 88, Eigenbbrodt) capte des évènements pluvieux au delà de cinq gouttes par minute, et enclenche le changement de position du couvercle protecteur en téflon du réservoir à retombées humides (figure 2.4 B) vers celui des dépôts secs (figure 2.4 A). En dessous de ce seuil de cinq gouttes par minute, la protection retourne à sa position d’origine (entonnoir de collecte des dépôts humides clos). Un data logger (Hobo U9 state data logger) enregistre les ouvertures et fermeture du collecteur de retombées humides. Les données otenues sont transférables sur

ordinateur et exploitables à partir du logiciel Hobo Event data loggerc permettant de corréler

les phénomènes observés à la météorologie. Des sondes humidité-température (Lascar electronics, EL-USB-2) complètent le jeu de données.

Dans la région stéphanoise, des jauges Owen ont été installées pour collecter les retombées totales.

2.2.3 Émission des sols

Pour évaluer l’importance des phénomènes de volatilisation du sol vers l’atmosphère, un préleveur spécifique a été développé au sein du laboratoire, sur la base de l’étude bibliographique (section 4.3.6). Plusieurs contraintes ont influencé les choix de forme et de taille. D’une part, la surface au sol devait être suffisamment importante pour pouvoir extrapoler les résultats, tout en permettant de transporter le dispositif dans un véhicule. Notre méthode couvre une surface de

0,5m². La seconde contrainte était la limitation des phénomènes de vents préférentiels. Opter

pour un préleveur à géométrie cubique ou sphérique, risquait de créer des zones "mortes" (non soumises au vent créé). Le choix s’est donc porté sur une forme conique inversé (ressemblant

à un tajine marocain), tel que le montre la figure 2.5. Une entrée d’air latérale, rencontre une

générer un vent homogène qui favorise l’égalité des vitesses de vent dans tout le système (figure 2.6). Cette grandeur a été déterminée à l’aide d’un anémomètre Testo 425.

Pour évaluer le partage des polluants organiques entre les phases gazeuses et particulaires, une chaine de prélèvement similaire à celle mise en place en microcosme est employée c’est-à-dire un filtre en fibre de quartz surmonté d’une PUF. L’eau émis par les sols et non retenue par le filtre et/ou la PUF, se condense en amont de la pompe dans un condensateur. Pour limiter

les phénomènes d’érosion des sols, un faible débit de pompage est appliqué, de 5 L/min, soit

0,3m3/h. Ce sont des pompes secteur Laboport c, N86KT18 (KNF Lab), branchées à des

compteurs volumétriques (Actaris, Gallus 2000).

Pour les émissions de métaux, le système de piégeage a évolué, la mousse a été remplacée par deux barboteurs d’acide nitrique à 5 % pour piéger les composés émis en phase gazeuse.

Diamètre = 80 cm

Figure 2.5 – Fugacimètre de terrain pour évaluer les émissions des sols

v = 0,01 m/s v = 0,02 m/s v = 0,03 m/s Entrée d'air v = 0,5 m/s

Figure 2.6 – Vitesses de vent créées par le pompage sous le préleveur de terrain

(a) En hiver (b) En été

Figure 2.7 – Matériels mis en place sur le site de montagne. (a) en hiver, (b) en été

Figure 2.8 – Matériels mis en place sur le site de l’ancienne décharge

(a) Global (b) Zoom sur le fugacimètre

Figure 2.9 – Matériels mis en place sur le site de Saint-Étienne. (a) Tous les dispositifs