Plan expérimental pour détermination des incertitudes des préleveurs échantillonneurs automatiques
Un groupe de travail thématique animé par le Cemagref dans le cadre d’AQUAREF sur la « mesure des contaminants dans les systèmes d’assainissement » a démarré en 2009, avec l’objectif de progresser sur la définition des moyens techniques à mettre en œuvre dans le cadre de programmes de mesures pour l’évaluation fiable des concentrations, des flux et des performances des systèmes d’assainissement des collectivités pour l’élimination des micropolluants (substances prioritaires et émergentes).
Dès la mise en place en 2009 des 4 premiers sous-groupes thématiques des besoins nouveaux à combler en 2010 sont apparus : la détermination des incertitudes liées aux préleveurs automatiques (groupe 5), la faisabilité des prétraitements (groupe 6), la formation des opérateurs de terrain (groupe 7).
Pour le SGT5, il s’agit de recenser les facteurs d’influence de l’incertitude liés à ce type de matériel (volume de prise d’essais, type de pompe, diamètre tuyaux, présence de crépine, etc), puis de bâtir un plan d’expérience pour la réalisation d’essais en grandeur réelle afin d’évaluer les facteurs d’influence déterminant et quantifiables. Ces essais devront permettre de démontrer l’impact sur l’échantillon lorsque plusieurs de ces matériels sont placés simultanément au même point de prélèvement.
Après avoir décrit les différents composants, et leur mode d’action, des matériels dénommés « préleveurs échantillonneurs automatiques (PEA) », leurs avantages et inconvénients sont listés. L’analyse de ces informations conduit à identifier ici deux mesurandes prépondérant dans l’incertitude globale : la vitesse d’aspiration et le volume unitaire de prélèvement. L’analyse du processus de mesure de ces 2 mesurandes, présentée en diagramme des 5M permet de proposer un plan d’expérience destiné à quantifier ces facteurs, sur la base de quelques tests qui prennent en compte tout un ensemble de facteurs interdépendants. Les tests présentés sont à réaliser avec en premier une eau propre sans contaminants, surtout solides, pour évaluer les caractéristiques d’utilisation qui pèsent sur les performances du PEA : hauteur d’aspiration, longueur du tuyau, sa pente, présence d’une crépine, choix d’un volume unitaire approprié, prélèvement fixe ou asservi au volume écoulé, fidélité dans le temps. Ces mêmes tests sont ensuite à refaire avec une eau qui aura une charge en MES connue, pour obtenir une information plus réaliste. D’autres éléments peuvent également être étudiés, le mode d’alimentation électrique par batterie par exemple. Il sont laissés à l’appréciation de l’utilisateur qui pourra dupliquer les tests proposés en l’adaptant à son objectif. L’influence du point de prélèvement et du positionnement du tuyau dans la colonne d’eau a également été traitée mais par une approche différente, basée sur la méthodologie proposée dans plusieurs documents faisant autorité. Cette approche préconise la mesure de MES entre un prélèvement ponctuel et un prélèvement par le PEA pour valider les 8 critères de la méthode. Il est bien entendu qu’il s’agit d’une proposition pour évaluer convenablement les facteurs d’influence des 2 mesurandes choisis, et que seule la réalisation des tests décrits permettra de les quantifier, afin d’établir la première estimation de l’incertitude d’un PEA, mais il s’agit d’un travail important à réaliser. Cette étude a aussi été l’occasion de constater et démontrer que ce matériel de prélèvement est beaucoup plus complexe qu’il n’y paraît et que sa mise en œuvre convenable, pour obtenir des prélèvements réellement représentatifs du milieu dans lequel son tuyau est plongé, nécessite connaissance technique et compétence des opérateurs qui l’utilise.