Estimation des incertitudes liées à l'échantillonnage : étude de cas en eau souterraine
Les programmes de surveillance des masses d’eaux, mis en place notamment en application de la directive cadre sur l’eau (DCE), intègrent l’acquisition de nombreuses données à partir desquelles des diagnostics d’état sont réalisés. Afin d’assurer la fiabilité de ces diagnostics, il est indispensable de maîtriser la qualité de ces données, notamment à travers la connaissance des incertitudes de mesure. Actuellement, les incertitudes analytiques sont les seules connues. Elles ne représentent pourtant qu’une partie de l’incertitude pertinente pour interpréter un résultat de mesure environnementale. L’évaluation des incertitudes liées aux étapes d’échantillonnage est indispensable mais peut être très délicate en raison de la variabilité temporelle des sites, de l’influence des conditions météorologiques, des coûts engendrés…
Ce travail, réalisé dans le cadre de la programmation AQUAREF 2013-2015, fait suite aux travaux initiés en 2008 et 2009. Il a porté sur l’acquisition de données permettant de mieux connaître les incertitudes liées aux pratiques d’échantillonnage en eau souterraine. Dans le cadre des missions d’AQUAREF, les incertitudes ciblées sont les incertitudes liées aux opérations techniques d’échantillonnage (et à leur répétition) et non les incertitudes liées à la stratégie d’échantillonnage ou aux variations temporelles.
Les essais ont eu lieu sur 3 jours consécutifs sur une source. Chaque jour, 3 prélèvements répartis sur la journée ont été réalisés. Pour chaque prélèvement des doubles permettant d’évaluer la répétabilité analytique ont été réalisés. Une méthode d’échantillonnage à la pompe a principalement été utilisée mais des échantillonnages complémentaires au seau ont été réalisés. Les molécules ciblées sont des polluants nouvellement réglementés tels que les phtalates et les alkylphénols, ou bien plus anciens, comme le chloroforme et les métaux. Ces polluants présentent des difficultés potentielles pour l’analyse et/ou l’échantillonnage.
Les résultats en termes de dispersion ou de valeurs aberrantes sont variables suivant les types de substances. Compte tenu des niveaux de contamination observés pour beaucoup de substances, une exploitation quantitative s’est révélée difficile dans beaucoup de cas, voire impossible.
Il semble, de façon générale, que les prélèvements au seau présentent un risque supplémentaire de contamination par rapport aux prélèvements à la pompe. Cela a été observé principalement pour des substances comme le DEHP et le zinc et dans une moindre mesure pour les nonylphénols, le DiBP et l’arsenic. Pour ces substances, les concentrations mesurées étaient plus élevées que par échantillonnage à la pompe. L’hypothèse d’une adsorption de certaines substances sur les tuyaux de pompage, provoquant une sous-estimation des résultats, n’est pas privilégiée, mais ne peut pas non plus être écartée.
Les variabilités pour les métaux sont globalement très faibles sur l’ensemble des essais effectués, montrant une bonne répétabilité des opérations d’échantillonnage et d’analyse et une stabilité du milieu étudié. Cependant, pour le zinc, des anomalies dues à des contaminations sont observées ponctuellement. Par ailleurs, pour cet élément, les concentrations mesurées par prélèvement avec le seau sont en moyenne légèrement plus importantes. De plus, pour certaines répétitions des valeurs anormalement fortes sont observées.
Les essais réalisés sur une substance volatile (chloroforme) ont montré une très bonne stabilité des concentrations mesurées, signe, comme pour les métaux, d’une bonne répétabilité des opérations d’échantillonnage et d’analyse et d’une stabilité du milieu étudié.