CARACTAIR

La qualité de l'air intérieur est un enjeu mondial de santé publique. L'une des sources de contamination de l'air est l'intrusion de polluants depuis les terrains sur les sites à passif environnemental. Parmi les verrous rencontrés lors des études de gestion de ces sites, la représentativité des concentrations mesurées est souvent questionnée. Comme l'ont démontré plusieurs projets de recherche passés, les concentrations de COV dans les gaz du sol et dans l'air intérieur sont variables dans le temps en lien avec les conditions hygro-météorologiques et de ventilation/chauffage des bâtiments. Si la réalisation de plusieurs campagnes de mesures est recommandée (NF ISO 18400-204, BRGM-INERIS 2016), actuellement, les techniques de prélèvements déployées sont sur des durées limitées ne permettant pas de rendre compte de la variabilité présente. 

Un second axe d’amélioration des études prédictives pour la gestion des sites est la prise en compte du processus de biodégradation aérobie des hydrocarbures dans la modélisation des impacts sur la qualité de l’air intérieur. En effet, elle peut conduire à la réduction des concentrations dans les gaz du sol et in fine des transferts vers l’air. A l’heure actuelle, ces phénomènes ne sont pas considérés dans les EQRS en France, tandis que des recommandations en ce sens sont formulées aux Etats-Unis (Davis 2009, De Vaull 2007, 2011, US-EPA 2013, 2015). 

C’est dans ce contexte que s’inscrit le projet CARACTAIR cofinancé par l’ADEME, coordonné par GINGER BURGEAP et faisant intervenir l’IMT Nord Europe, TERA Environnement et la Métropole de Lyon.

Le premier objectif du projet répond au besoin de prendre en compte la variabilité des concentrations et ainsi contribuer à une évaluation robuste des expositions à long terme. CARACTAIR vise donc à développer et valider des méthodes d'échantillonnage et d'analyse des concentrations dans les gaz du sol et l'air intérieur de COV couramment rencontrés sur les sites à passif environnemental. 

Le second objectif est de mieux cadrer la prise en compte de la biodégradation aérobie des hydrocarbures dans l’évaluation des impacts sur la qualité de l’air intérieur. Souvent négligés dans les évaluations des risques sanitaires, ces phénomènes nécessitent d’être dûment appréhendés. Les travaux du projet CARACTAIR portent ainsi sur la mise en évidence de ces phénomènes et leur intégration dans la modélisation 1D utilisée en évaluation des risques sanitaires.

Pour les travaux portant sur le développement de prélèvements dans l'air intérieur et les gaz du sol,  la stratégie suivante a été adoptée : (i) sélectionner les supports adsorbants adaptés pour chacun des milieux, (ii) développer une méthode analytique pour les hydrocarbures et solvants chlorés lorsqu'ils sont échantillonnés pendant de longues périodes allant jusqu'à 59 jours, (iii) prouver que le volume de percée n'est pas atteint lors d'une analyse de longue durée ou définir le volume de percée, (iv) calculer l'incertitude de la méthode pour la détermination de la concentration, (v) tester la méthode au cours d'expérimentations de longue durée sur deux sites ateliers. Les travaux ont été réalisés dans un premier temps aux laboratoires de l’IMT et de TERA Environnement. Les expérimentations ont ensuite été menées sur 2 sites bâtis dans le Rhône équipés à dessein (halle industrielle avec une pollution hydrocarbures et habitation avec une pollution par solvants chlorés) pendant 4 mois. 

Concernant la biodégradation aérobie des hydrocarbures, l'analyse de la bibliographie disponible a permis de développer un outil de modélisation analytique 1D des transferts tenant compte de ce processus. Les résultats ont été comparés à ceux de la littérature, à un modèle CFD pour différents cas tests et à des mesures réalisées sur le site atelier CARACTAIR. Les résultats cohérents et adaptés montrent le rôle majeur de la biodégradation aérobie sur l’atténuation des transferts. Un encadrement de la mise en œuvre de cet outil est précisé compte tenu des incidences majeures pour la gestion des sites et sols pollués. 

Enfin, les expérimentations conduites sur les deux sites ateliers ont en outre été utilisées en vue de proposer une méthode de caractérisation des flux de polluants vers l'air intérieur. Ces essais permettent de compléter le diagnostic de la situation dégradée d'un bâtiment et d’orienter les mesures constructives à déployer pour l’amélioration de la qualité de l’air intérieur.

Le projet CARACTAIR a permis :

• De développer, de valider et d'éprouver sur site réel des méthodes de prélèvements dans les gaz du sol et dans l'air intérieur à bas débit (5 ml/min) sur plus de 20 jours (safe sampling volume) pour des solvants chlorés et des hydrocarbures couramment rencontrés, tels que le trichloroéthylène, le tétrachloroéthylène, le cis-dichloroéthylène, l'hexane, l'heptane, l'octane, le décane, le benzène, le toluène, l'éthyl-benzène, le m,p-xylène, l'o- xylène et naphtalène ;

• De proposer, pour les sites construits, une méthode d’évaluation des flux entrant dans le bâtiment et des essais permettant d’orienter les mesures constructives pour l'amélioration de la qualité de l'air intérieur ;

• De fournir les bases de la caractérisation in situ de la biodégradation aérobie des hydrocarbures et de la modélisation 1D de leur transfert vers l'air intérieur pouvant être déployée dans les Plans de Gestion.

Application et valorisation :

Le projet CARACTAIR s'inscrit dans l'amélioration des études prédictives de gestion des sites à passif environnemental. Plus particulièrement, les résultats du projet CARACTAIR participent à l’amélioration des pratiques concernant le diagnostic (concentrations, transferts et gestion) et la prise en compte de la biodégradation aérobie des hydrocarbures dans les évaluations des risques sanitaires pour des bâtiments construits sur des sols pollués. Le projet fait l'objet d'un guide public permettant la dissémination des résultats obtenus et leur application par le plus grand nombre.

BURGEAP (coordinateur), IMT DOUAI, TERA

Début et fin de projet : Juillet 2020 à Janvier 2024