L’étude et la mesure des COV dans le monde

Les niveaux de COV dans l’atmosphère résultent de la conjonction de trois paramètres : les intensités et conditions d’émission, les paramètres de dilution (transports verticaux ou horizontaux) et les phénomènes de dégradation lors du transport. Considérant la complexité de ces différents critères, les niveaux de COV mesurés dans l’atmosphère connaissent des variabilités à la fois temporelles et spatiales, et couvrent des gammes de concentrations allant de quelques ppt en zone rurale (Arsene et al., 2009 ; Khoder, 2007 ; Sauvage et al., 2009) à plusieurs ppb en zone urbaine et industrielle (Badol et al., 2008 ; Borbon et al. 2002 ; Muezzinoglu et al., 2001 ; Wang et al., 2010).

La variation saisonnière de la plupart des COV est principalement régie par leur réaction avec le radical OH dont la présence dans l'atmosphère est dépendante de l’intensité lumineuse suivant la saison et des niveaux de NOx. L’abondance des hydrocarbures est assez bien répartie en Europe pendant l'hiver avec des teneurs beaucoup plus élevées que pendant la période estivale (Hakola et al., 2006).

Un certain nombre d’études a été consacré à la mesure des COV spéciés en atmosphère urbaine et rurale depuis une vingtaine d’années. Le tableau 1.7 recense les travaux voués à cette mesure dans le monde, relevés dans la littérature (liste non exhaustive). Cette dernière montre que la grande majorité des études sur les COV se situe en Amérique du Nord, en Europe et en Asie, les trois continents les plus industrialisés et qui sont par conséquent les plus susceptibles de produire les plus grandes quantités d’espèces polluantes d’origine surtout anthropique. Alors qu’on remarque une quasi-absence des études en Afrique et dans la région du Moyen-Orient due principalement à leur situation économique (manque de financement) et à la faiblesse des ressources techniques.

Si les taux d’émissions en composés organiques volatils ont fait l’objet de plusieurs protocoles au niveau mondial ("contrôle des rejets de composés organiques volatils ou de leurs flux transfrontaliers" (Genève, 1991) et le protocole sur "les différents effets de la pollution : eutrophisation, acidification, ozone troposphérique" (Göteborg, 1999)) et plusieurs directives en Europe par exemple, au Liban il existe des décisions ministérielles telles que 8/1-2001 et 52/1-1996 concernant les valeurs limites des émissions industrielles et de la qualité de l'air ambiant. En plus, La loi 444 oblige l’adoption des règlementations internationales si la règlementation n’existe pas au Liban.

Tableau 1-7: Mesure des COV dans le monde

Auteurs Milieu Périodes de mesure Fréquence de mesure

Parra et al. (2009)

Pamplona, Espagne Urbain juin 2006 à juin 2007 chaque 2 semaines

Borbon et al. (2002)

Lille, France

2 sites: 1 urbain (Fives) et 1 trafic

(Liberté)

mai 97 - avril 99 (trafic) et juillet 99 - juin 2000

(urbain)

horaire

Olson et al. (2009)

Raleigh NC, Etats-Unis Autoroute août 2006

pendant les heures de trafic (matin et après-midi) durant

la semaine sans weekend

Hoshi et al. (2008)

Tokyo, Japon 2 sites: urbain et trafic avril 2003-mars 2005 chaque mois

Fujita et al. (2001)

Etats-Unis et le Mexique 2 sites: urbain et rural

1996 (campagne intensive: août 1996 -

septembre 1996)

prélèvement par canisters pendant 2 heures, 5 fois/jour

(pendant la campagne intensive) et 2 fois/jour, et prélèvement on-line (horaire)

Ling et al. (2011)

Pearl River Delta,Chine sub-urbain

23 octobre 2007 - 1

décembre 2007 horaire

Watson et al. (2001)

Etats-Unis 20 sites urbains - -

Muezzinoglu et al. (2001) Izmir, Turquie 5 sites (trafic, suburbain, parking, autoroute, rural) août 1998 - septembre

1998 matin - midi - soir

Srivastava (2005) Delhi, Inde 15 sites (zones résidentielles, commerciales, industrielles, sites trafic, pompes à essence) août 2001 - juillet 2002 2 prélèvements de 4h pendant les périodes de pointes tous

les mois

Gros et al. (2011)

Paris, France Urbain

25 mai 2007 - 13 juin 2007

prélèvement on-line (GC- FID: chaque 30min, PTR-

MS: 2min)

Baker et al. (2008)

Etats-Unis 28 sites urbains août 1999 - août 2005

chaque année, pendant le mois d'août et la première

semaine de septembre (5 semaines).

Khoder (2007)

Caire, Egypte

3 sites : 2 urbains et 1

rural juin 2004 - août 2004 1 jour / semaine

Tan et al. (2012)

Foshan, Chine Urbain décembre 2008 matin - après-midi - soir

Buzcu et al. (2006)

Houston, Etats-Unis

3 sites urbains sous influence industrielle 2 juin 2003 - 31 octobre 2003 horaire Yassaa et al. (2001) Alger, Algérie 3 sites: 1 urbain et 2 sahariens 8 septembre 1998 et 29 août 1998 -

Quant aux méthodes de mesures, les lieux et les durées d’échantillonnage, ils sont très variables (cf. tableau 1-7) et dépendent de la typologie du site et surtout des objectifs liés aux préoccupations locales (priorité gouvernementale en vue d’élaborer des réglementations, objectifs des projets de recherche des équipes scientifiques). De même, la durée, le lieu et les méthodes de prélèvement et d’analyse de COV sont variables et dépendent essentiellement du but de la campagne de mesure. Pour cela, les durées peuvent aller de quelques jours (Oslon et al., 2009) soit pour évaluer les niveaux de concentrations, soit pour un suivi ponctuel d’une activité ou d’une zone géographique, à plusieurs années (Baker et al., 2008 ; Borbon et al., 2002) pour évaluer les variations saisonnières. En outre, les lieux de prélèvement peuvent être des sites urbains, péri-urbains, ruraux, à proximité des autoroutes, sous influence industrielle, etc. Suivant la nature des COV à mesurer (nombre de carbone, familles…), plusieurs outils peuvent être utilisés pour la mesure tels que le GC-FID/MS/ECD (Chromatographie en Phase Gazeuse – Flame Ionization Detector/Mass Spectrometry/Electron Capture Detector, ce dernier pourra aussi être utilisé pour des composés électrophiles tels que les composés chlorés) et le PTR - MS (Proton Transfer Reaction - Mass Spectrometry). Pour les méthodes de prélèvement, la bibliographie met en avant trois grandes tendances : le prélèvement par canisters, les tubes contenant des adsorbants et la mesure "on-line".

Tableau 1-7 : Mesure des COV dans le monde (suite)

Auteurs Techniques de mesure Nombre

de COV Nature des COV

Parra et al. (2009)

Pamplona, Espagne

prélèvement passif avec des cartouches d'adsorbants, thermodésorption, analyse sur

GC/MS

11 aromatiques et composés halogénés

Borbon et al. (2002)

Lille, France

prélèvement on-line, unité de séchage, préconcentration et thermodésortion (ATD 400), analyse GC/FID avec système de deux colonnes avec commutation

31 (trafic) et 35 (urbain) alcanes de C2 à C8, alcènes de C2 à C6, acétylène, aromatiques de C6 à C8 Olson et al. (2009) Raleigh NC, Etats- Unis

prélèvemen par canisters Summa pendant 30 min sur 4 jours, analyse

sur GC-FID 55 C2- C12 alcanes, alcènes, acétylène aromatiques Hoshi et al. (2008) Tokyo, Japon

prélèvement par canister, analyse

sur GC/MS 52 alcanes, alcènes, aromatiques, aldéhydes Fujita et al. (2001) Etats-Unis et le Mexique

prélèvement par canisters pendant 2 heures et analyse sur GC-FID, et

prélèvement on-line 55 C2- C11 alcanes, alcènes, acétylène aromatiques Ling et al. (2011) Pearl River Delta,Chine

prélèvement par canisters pendant 1

heure et analyse sur GC-MSD 22

alcanes, alcènes, acétylène aromatiques

Watson et al. (2001) Etats-Unis

prélèvement par canister, analyse

sur GC-FID 55 alcanes, alcènes, acétylène aromatiques Muezzinoglu et al. (2001) Izmir, Turquie

prélèvement actif sur cartouches

d'adsorbants, analyse sur GC-FID 9 alcanes et aromatiques

Srivastava (2005) Delhi, Inde

prélèvement par tubes (charbon

activé), analyse GC/MS 77 alcanes, alcènes, acétylène, aromatiques, composés halogénés Gros et al. (2011) Paris, France prélèvement on-line, préconcentration et

thermodésortion analyse GC-FID, prélèvement on-line par PTR-MS,

prélèvement sur cartouches d'adsorbants et analyse sur GC-MS

21 alcanes, alcènes, acétylène, aromatiques, composés carbonylés Baker et al. (2008) Etats-Unis

prélèvement par canisters, analyse sur 3 GC avec 5 combinaisons colonne/détecteur différentes, types

de détecteurs employés : MSD, ECD, FID 21 alcanes, alcènes, acétylène, aromatiques Khoder (2007) Caire, Egypte

prélèvement actif sur cartouches

d'adsorbants, analyse sur GC-FID 9 alcanes et aromatiques

Tan et al. (2012)

Foshan, Chine

prélèvement par canister, analyse

sur GC-MSD 40

alcanes, alcènes, acétylène, aromatiques

Buzcu et al. (2006)

Houston, Etats-Unis GC on-line 54

alcanes, alcènes, acétylène, aromatiques

Yassaa et al. (2001) Alger, Algérie

prélèvement actif sur cartouches d'adsorbants, thermodésorption, analyse sur GC-MS 194 (C4- C20) alcanes, alcènes, aromatiques, composés halogénés, composés carbonylés