Essai d’intercomparaison sur l’échantillonnage en eau souterraine - Site de Gaye

La qualité des données acquises dans le cadre des programmes de surveillance environnementaux (notamment ceux de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau) est un enjeu majeur pour des prises de décision fiables. L’acquisition d’une donnée environnementale passe la plupart du temps par une étape de prélèvement d’un échantillon ponctuel représentatif du milieu étudié. Cette étape capitale de la chaîne analytique conditionne fortement la qualité du résultat final. Les essais d’intercomparaison sont des outils très utiles pour connaitre et améliorer cette qualité. 

Cet essai d’intercomparaison sur l’échantillonnage en eau souterraine organisé par le BRGM dans le cadre des programmes Aquaref avait ainsi pour objectif d’évaluer l’impact des pratiques de 10 équipes de préleveurs sur les résultats de surveillance d’environ 120 paramètres. Par rapport à l’essai similaire organisé par Aquaref en 2009, cet essai avait la particularité de s’intéresser à des polluants plus divers et notamment à des polluants considérés comme à risque de contamination. Il avait aussi comme objectif de traiter un type de site plus complexe que le piézomètre étudié en 2009 : la station choisie est constituée de 2 ouvrages (PF et GF) présentant de gros volumes de colonne d’eau (2,6 et 32 m3). Les exigences normatives ou réglementaires pour ce type d’ouvrage sont le plus souvent absentes, peu précises, ou posent des difficultés opérationnelles fortes. 

 

L’exploitation de l’essai a été faite sur un plan qualitatif (pratiques d’échantillonnage) et sur un plan quantitatif (dispersion des résultats obtenus par les différentes équipes sur les mesures sur site et les paramètres chimiques). Les deux ouvrages étudiés ont montré une stabilité suffisante pour que les données soient exploitées.  

 

Du point de vue des pratiques d’échantillonnage et de l’étape de purge des ouvrages, il avait été précisé aux participants en amont de l’essai que compte tenu des contraintes spécifiques d’organisation d’un tel essai et des caractéristiques des ouvrages, le respect de certaines règles de purge ne pourrait sans doute pas être assuré. Les participants ont mis en œuvre des matériels très divers, et notamment pour certains des pompes de très gros débits. Les différences importantes de pratique (facteur 200 sur les volumes de purge) n’ont eu aucun impact significatif sur les résultats pour l’ouvrage de plus gros volume. A l’inverse pour PF (ouvrage en moins bon état) des difficultés d’exploitation des résultats sont apparues pour quelques paramètres (substances volatiles, quelques paramètres inorganiques) et pour le participant ayant mis en œuvre la purge la plus importante : les résultats de ce participant sont en écart par rapport aux résultats des 9 autres participants mais ils se sont révélés très proches des résultats obtenus sur l’ouvrage voisin. Ces observations renvoient à la difficulté de déterminer la « vraie » valeur de concentration de ces paramètres pour PF ainsi qu’à l’hypothèse que, si la chimie de l’eau de la nappe est proche de celle de la chimie de l’ouvrage GF, ce participant soit le seul à avoir obtenu des résultats corrects. Compte tenu de ces doutes, les écarts pour ce participant n’ont pas été considérés comme significatifs. 

 

Les profondeurs d’échantillonnage choisies par les participants ont été conformes aux exigences normatives et réglementaires à l’exception des profondeurs choisies par un participant. Pour ce participant les écarts significatifs sur quelques paramètres pour PF sont très certainement liés à des profondeurs insuffisantes et donc au manque de représentativité de l’eau échantillonnée. 

Les résultats des mesures sur site ont montré (principalement pour pH, conductivité et O2) des dispersions faibles et proches de dispersions observées dans le cadre d’essais d’intercomparaison pour lesquels les mesures sont réalisées dans des conditions de laboratoire. La dispersion supplémentaire apportée par une évaluation sur site semble donc négligeable pour ces paramètres. Pour la température une partie des dispersions observées est sans doute liée au réchauffement des tuyaux de pompage en surface. Les résultats pour le potentiel redox montrent des dispersions de l’ordre de 15% qui sont plus élevées que pour les autres paramètres mesurés sur site et qui confirment la difficulté de mesure de ce paramètre notamment en raison des difficultés de stabilisation. Les résultats pour la turbidité n’ont pas pu être exploités en raison de dispersions trop importantes et du manque de stabilité de ce paramètre sur la semaine de l’essai. Les dispersions ont probablement été impactées par la prise en compte insuffisante pour certains participants des phénomènes de condensation sur le flacon lors de la mesure.  

 

Parmi les 75 micropolluants organiques qui n’ont été retrouvés dans aucun des échantillons, il est notable de constater l’absence de certaines substances pour lesquelles des risques de contamination existent : la plupart des alkylphénols, HAP, organoétains, composés perfluorés et des phtalates, le bisphénol A, le diclofénac, le kétoprofène, et les parabènes. Pour ces substances, les pratiques et les matériels des participants ont été de qualité suffisante pour ne pas contaminer les échantillons (aux niveaux réglementaires de performance analytique).  

 

A l’inverse, des contaminations d’intensités variables ont été observées pour 4 Nonylphénol, Ethylbenzène, Xylène, Toluène, 1-1 dichloroéthane, Caféine, Galaxolide, Phénanthrène, PFOS ; Diisobutylphtalate, Bisphénol S. A l’exception des composés xylène, éthylbenzène, toluène, les contaminations sont rares et ne concernent en général qu’un faible nombre de participant. Malgré cela, ces composés et de façon plus large leurs familles doivent rester des points d’attention à la fois pour les préleveurs (substances à considérer en priorité dans le cadre de réalisation de contrôle qualité) et pour les gestionnaires et utilisateurs de données (risques possibles de faux positifs). Pour les 3 paramètres de la famille des BTEX, 4 participants sont concernés et il est possible que des contaminations liées à la proximité de sources d’essence soient en cause.  

 

Les contaminations observées sur les métaux sont globalement très faibles et de moindre intensité que les contaminations observées lors de l’essai identique organisé par Aquaref en 2009, montrant ainsi la forte amélioration des pratiques et l’apport des procédures de contrôle qualité sur l’échantillonnage (blancs). Cependant quelques rares contaminations, de faible intensité, ont été observées principalement pour Cr, Cu et Zn. 

 

Cet essai a donc permis d’identifier des écarts de résultats du fait de contaminations ou d’un manque de représentativité de l’échantillonnage. Le point le plus complexe a concerné la purge sur des ouvrages de gros volumes pour lesquels le respect des critères normatifs est difficile compte tenu des volumes importants à purger (équipements lourds, extraction et évacuation de quantités très importantes d’eau, temps à passer sur site). L’essai a montré que la purge de volumes très importants n’est pas toujours nécessaire. Mais sur un des ouvrages et pour quelques paramètres, il est probable que le critère de stabilité des paramètres physico-chimiques n’ait pas été un critère suffisant. Ceci amène donc par défaut à recommander de maintenir le double critère de stabilité des paramètres physico-chimiques et d’un renouvellement significatif de l’eau de l’ouvrage. Dans un soucis d’opérationnalité un critère définissant un volume maximal à purger pourrait être discuté puis intégré dans les futurs documents normatifs et réglementaires. Les constats faits lors de cet essai concernant la purge confirment également les difficultés liées à ce type d’ouvrage et le besoin, lorsque cela est possible, de favoriser des stations plus adaptées à la surveillance physico-chimique.