Academic literature on the topic 'Polluants gazeux du sol'

L’objectif de cet article est d’identifier les points de vigilance relatifs aux transferts de polluants inorganiques ou organiques vers les animaux d’élevage via l’ingestion de sol, de plantes, d’eau ou encore de pédofaune, consécutivement à l’épandage de MAtières Fertilisantes d’Origine Résiduaire (MAFOR) sur les prairies. Cette identification consiste à prendre en compte simultanément les quantités de polluants ingérées (quantité de matrice ingérée × concentration du polluant dans cette matrice), la fraction biodisponible et le devenir des polluants au sein de l’organisme. Les études réalisées en conditions de terrain et qui renseignent l’ensemble des données nécessaires pour estimer l’impact des MAFOR épandues sur prairies sont rares et peu conclusives. Elles reposent principalement sur l’application des boues de stations d’épuration sur des prairies et ne permettent pas de comparer l’impact des autres formes de MAFOR. Cependant, en prenant en compte l’ensemble des connaissances sur les transferts de polluants vers les produits animaux, il apparaît que les polluants organiques sont plus fortement absorbés que les Eléments Traces Métalliques (ETM). Seuls les composés peu biotransformés s’accumulent significativement dans les produits animaux. In fine, les polluants organiques se concentrent généralement dans les tissus et produits gras alors que les ETM se retrouvent préférentiellement dans les abats. Cependant, un manque manifeste de connaissances sur le devenir de contaminants organiques émergents (bromés, perfluorés, phtalates et paraffines) ou de certains ETM (vanadium et thallium) doit être signalé. De manière globale, les transferts de polluants organiques et inorganiques vers les produits animaux, suite à l’épandage de MAFOR sur les prairies, ne peuvent être exclus.

Abstract La présence de composés synthétiques organiques toxiques comme les BPC, les HPA, etc., dans les boues résiduaires soulève des interrogations quant à la sécurité reliée à leur usage comme fertilisant. Une revue de littérature révèle que, généralement, il n’y a pas de risque sérieux puisque ces composés se retrouvent en faibles concentrations dans les boues; ce qui est d’autant plus vrai que les municipalités productrices sont peu industrialisées. Le puisage de ces produits par les racines des plantes n’est pas le mode de transfert principal; c’est plutôt l’évaporation à partir du sol, suivi de la déposition sur les feuilles des plantes étudiées, qui est responsable de leur contamination. La présence de matière organique dans les boues aurait même un rôle positif à jouer en retenant au sol ces polluants où ils pourront se dégrader à la longue. De plus, des normes d’utilisation éditées par plusieurs gouvernements concernant les concentrations permises et les types de cultures aptes à recevoir des boues diminuent les risques potentiels.

Fondée sur le concept de l'écocompatibilité des déchets et élaborée à l'issue d'un programme de recherche de 5 ans, la méthode présentée nécessite une étroite collaboration entre chercheurs ou experts provenant de disciplines variées (physico-chimie, hydrogéologie, géotechnique, biologie, microbiologie,...) et travaillant sur divers milieux (déchets, sol de surface, sous-sol et eau). Elle comprend une procédure d'évaluation stricto sensu, suivie d'une procédure de décision au cours de laquelle on se prononce sur l'écocompatibilité (ou non) des scénarios de stockage ou de valorisation des déchets étudiés (ex : valorisation en technique routière). L'évaluation est effectuée selon une approche dite " en scénario ", inspirée de la norme expérimentale européenne ENV 12 920 " Caractérisation des déchets - Méthodologie pour la détermination du comportement à la lixiviation d'un déchet dans des conditions spécifiées ". Elle repose sur l'étude successive des flux de polluants émis par le dépôt ou l'ouvrage contenant les déchets (terme source), du transport de ces flux vers les milieux récepteurs (terme transport) et de l'impact des flux de polluants atteignant les milieux récepteurs (terme impact). Elle comprend une étape préalable d'analyse visant à décrire finement chacun de ces trois termes fondamentaux (source, transport et impact), de manière à identifier et à hiérarchiser les différents paramètres ayant une influence déterminante sur leur comportement. Cette analyse, qui correspond à la description du déchet et du scénario de stockage ou de valorisation des déchets, permet ensuite d'effectuer une sélection pertinente des essais à mettre en œuvre pour procéder à l'évaluation de chacun des trois termes et donc de l'écocompatibilité du scénario étudié. Les grands principes de la méthode et les principaux résultats obtenus lors du programme relatif à sa mise au point ayant fait l'objet de précédentes publications, le présent document porte sur le caractère fondamentalement pluridisciplinaire de l'application de cette méthode.

Deux noues végétalisées ont été mises en œuvre au sein d'un pilote au CSTB (Nantes), et ont été équipées d'un simulateur de ruissellement et d'une instrumentation dédiée afin d'en étudier leurs réponses hydraulique et épuratoire. La fonctionnalité de la chaîne de mesure et la reproductibilité des réponses des noues ont été évaluées sur un même évènement de ruissellement (pluie d'environ 11 mm), simulé à 6 reprises entre novembre 2017 et avril 2018. Le dispositif instrumental s'est avéré apte à restituer intégralement la réponse hydraulique des deux noues, et sa capacité à suivre finement les flux de polluants en entrée et en sortie de noue a été validée. Les valeurs brutes des ratios flux d'eau sortant/injecté (S/E) et flux d'eau infiltré/ruisselé (I) sont faiblement dispersées (coefficients de variation (cv) < 5 %). Les abattements en masse et en concentration des deux polluants analysés dans cette étude, le zinc (Zn) et le cuivre (Cu), sont compris dans les limites de reproductibilité calculées. En revanche, le niveau de contamination élevé de Zn dans les eaux injectées pourrait expliquer la plus faible dispersion de son abattement (cv < 30 %) par rapport à Cu (−185 % ≤ cv ≤ 176 %). Enfin, les incertitudes liées à la mesure et aux méthodes analytiques ont été identifiées comme des sources potentielles de variations des réponses. Ces résultats seraient à approfondir pour des conditions initiales plus contrastées (pluies extrêmes, sol sec ou proche de la saturation).

Résumé L’alimentation des eaux souterraines procède entre autres par des apports d’eau d’infiltration à travers les différents horizons du sol qui séparent la surface du sol du toit de la nappe phréatique. Une étude a été réalisée au laboratoire sur le rôle de la charge d’eau introduite dans une colonne de sol de 1 m de hauteur située au toit de la nappe, dans le transfert à l’eau souterraine, des bactéries indicatrices de pollution de l’eau de boisson. Les charges d’eaux usées de 50 mL, 100 mL et 250 mL ont été appliquées. Les analyses des eaux avant et après percolation ont concerné les coliformes thermotolérants et streptocoques fécaux, pour les paramètres bactériologiques, et le pH, NH4+ et la conductivité électrique, pour les paramètres chimiques. Les résultats révèlent une réduction du nombre de microorganismes dans les eaux qui ont percolé à travers la colonne du sol. Cette réduction est imputable à la rétention de ces cellules par la colonne de sol. À la charge de 50 mL d’eau appliquée au-dessus de la colonne du sol, cette réduction a été de l’ordre de 7 unités logarithmiques pour les coliformes thermotolérants, et de 6 pour les streptocoques fécaux. En appliquant la charge de 250 mL, la réduction a plutôt été de l’ordre de 6 unités logarithmiques pour les coliformes thermotolérants, et de 7 pour les streptocoques fécaux. Cette réduction de la concentration microbienne circulante observée dans les eaux percolées a été de l’ordre de 7 unités logarithmiques pour les deux groupes de bactéries lorsque la charge de 100 mL a été appliquée. À charge d’eau usée élevée, la colonne de sol semble ainsi retenir plus de streptocoques fécaux que de coliformes thermotolérants. Ce comportement de la colonne de sol semble s’inverser lorsque la charge d’eau appliquée est relativement faible. Les éléments chimiques sont également retenus par le sol. Les caractéristiques des eaux qui percolent évoluent dans le temps, montrant que la rétention des polluants des eaux d’infiltration par une colonne de sol est un processus dynamique.

La décharge non contrôlée d’ordures ménagères de Sidi Yahya se trouve à environ 7 km au sud-est de la ville d’Oujda (Maroc nord-oriental). Le tonnage total de déchets qui y sont déversés est de 1,2 à 1,5 million de tonnes pendant la période de l’exploitation (1990-2005). La surface totale qui a été entièrement utilisée est de 41 hectares. Les eaux souterraines, situées à 30 m environ sous le sol, circulent dans des terrains post-miocènes sur un substratum imperméable formé par les marnes du Miocène. Le sol est de type calcimagnésique peu profond, avec une couche plus ou moins importante de limons et d’argiles. Les eaux provenant des déchets eux-mêmes ou issues de la dégradation de la matière organique en conditions aérobies, ainsi que les eaux météoriques, en percolant à travers les déchets, s’enrichissent en divers polluants appelés lixiviats ou percolats. Afin de connaître la destination de ces percolats dans le sous-sol, une étude géophysique par imagerie électrique a été menée dans la partie dégagée de la décharge. Quatre profils de reconnaissance ont été réalisés selon le dispositif dipôle-dipôle. Les résultats de la prospection géoélectrique ont montré que les très faibles résistivités électriques (< 5 Ωm), ont été observées au sein et à l’aval direct du site de la décharge. Ces résultats mettent bien en évidence des zones électriquement très conductrices et elles indiquent la progression du panache de lixiviats dans le sous-sol. La partie centrale de la décharge est l’endroit sous lequel la contamination a atteint des profondeurs qui dépassent les 20 m. Ceci plaide en faveur d’une forte minéralisation des eaux circulant dans les formations sous-jacentes au site, dont la source potentielle est liée à une contamination par des eaux de lixiviats très minéralisées et chargées en matière organique.

L’entrée des polluants gazeux du sol (Radon, COV,…) dans les environnements intérieurs peut occasionner des risques sanitaires significatifs. Or les modèles d’évaluation de risques sanitaires liés à ces polluants gazeux du sol contiennent beaucoup d’incertitudes qui peuvent conduire à une mauvaise appréciation des risques. Dans un premier temps, cette thèse contribue à l’amélioration des modèles d’évaluation des risques. Dans un second temps, elle propose le développement d’un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépressurisation du Sol (SDS) passifs utilisés pour protéger les bâtiments des pollutions gazeuses venant du sol. L’amélioration des modèles a porté sur la prise en compte des principaux phénomènes de convection et diffusion à l’interface entre le sol et le bâtiment, en tenant compte des différentes typologies de soubassement. La première contribution porte sur le développement de modèles analytiques fournissant les débits d’air dus à la convection à travers le sol pour différents types de soubassement : dallage indépendant, dalle portée, vide sanitaire et cave. Les bâtiments avec des murs enterrés et les soubassements avec un lit de gravier sous le plancher bas sont également traités. Une méthodologie permettant la prise en compte de la fissuration et des points singuliers du plancher bas est aussi proposée. La deuxième contribution porte sur la prise en compte du transfert couplé des polluants des sols par convection et diffusion auprès des fondations. Une étude numérique a permis une meilleure compréhension du comportement des polluants à l’interface sol/bâtiment. Sur la base de cette compréhension, des lois semi-empiriques d’estimation des flux d’entrée de polluant dans les bâtiments sont proposées. Les différents modèles développés ont été validés numériquement avec un modèle CFD et expérimentalement avec des données issues de la littérature. La confrontation de ces modèles avec ceux existants a montré les améliorations apportées. L’impact de la typologie du soubassement sur le transfert de polluants gazeux des sols a été constaté. Une première application des modèles est illustrée par leur intégration dans un code de simulation thermo-aéraulique multizone afin de pouvoir étudier l’impact de ces polluants sur la qualité de l’air intérieur. Ce travail se termine par le développement d’un modèle de dimensionnement des Systèmes de Dépression du Sol (SDS) passifs. Ce modèle aéraulique de dimensionnement des SDS a été validé par des mesures effectuées au CSTB dans une maison expérimentale. Les premières applications du modèle de dimensionnement portent notamment sur l’impact de la météorologie (vent et tirage thermique) sur le fonctionnement du SDS passif et sur l’impact des stratégies de ventilation du bâtiment sur le fonctionnement du SDS passif. On voit ainsi l’intérêt de l’utilisation d’un tel modèle pour tester l’aptitude de ce système de protection des bâtiments dans des situations environnementales données
Transfer of soil gas pollutants (Radon, VOC) into buildings can cause significant health risks. However, analytical models used today to estimate health risks associated with these pollutants contain many uncertainties which can lead to poor risk assessment. Initially, the main objective of this thesis is to contribute to the improvement of these models for risk assessment. Secondly, we propose the development of air flow model for passive Sub slab Depressurization Systems (SDS) design used to protect buildings. The improvement of models focused on the inclusion of the main phenomena of convection and diffusion at building/soil interface, taking into account different types of building substructures. The first improvement concerns the assessment of convection phenomenon through the development of analytical models to quantify air flow rates entering through many kinds of building substructures: floating slab, bearing slab, crawl space and basement. Buildings with buried walls and substructures with a sub slab gravel layer are also treated. A methodology taking into account the presence of cracks, holes and singular leakages of the slab is also proposed. The second improvement of the models is the inclusion of coupled transfer of convection and diffusion near foundations. A numerical study allowed a better understanding of the behavior of pollutants at soil / building interface. Based on this understanding, semi-empirical laws for estimating soil gas pollutants entry rate into buildings are proposed. The various models developed have been validated numerically using a CFD model and experimentally with data from the literature when available. The impact of building substructure on pollutant transfer has been highlighted. A first application of the model is illustrated by their integration into a multizone simulation code to study the impact of these transfers on indoor air quality. Finally, the work ends with the development of a model for designing passive sub slab depressurization systems. The design model developed is validated with in situ experimental data. Preliminary applications using this model focused at first on the impact of meteorological conditions (stack effect, wind) on the sub slab system running. At second, the impact of ventilation strategies on sub slab depressurization performance is studied. Thus, we see the potential interest of this model to test the effective running of passive sub slab depressurization systems in given configuration

Les outils d’évaluation des risques liés au transfert des polluants gazeux du sol vers les environnements intérieurs comportent de fortes incertitudes quant à la connaissance de certains paramètres et notamment ceux relatifs à l’interface sol-bâtiment : prise en compte des différentes typologies de soubassement, niveau de perméabilité des planchers bas. Ces incertitudes conduisent à une mauvaise estimation de l’impact de ces polluants gazeux sur la qualité d’air intérieur.Afin de contribuer à l’amélioration des modèles d’évaluation pour la gestion des risques vis-à-vis des pollutions gazeuses venant du sol, cette thèse présente dans une première partie, une méthodologie de développement de modèles analytiques adaptés à la prise en compte de différents soubassements, afin de mieux appréhender le transfert de polluants gazeux entre le sol et le bâtiment. Ces modèles ont été développés sur la base d’une analogie avec le transfert des flux de chaleur entre le sol et le bâtiment. Ils traitent, tout particulièrement, des transferts d’air convectifs au niveau de l’interface sol-bâtiment pour différentes typologies de soubassement. Parla suite, les modèles analytiques développés ont été intégrés dans un modèle aéraulique des bâtiments afin d’étudier l’impact des différentes typologies de soubassement sur l’entrée de polluants du sol et donc sur la qualité d’air intérieur résultante.En parallèle, des travaux expérimentaux ont été entrepris afin de compléter la connaissance actuelle relative à la perméabilité à l’air des bétons fissurés, pour laquelle un manque de données a été constaté. D’autre part, les débits d’air convectifs allant du sol vers le bâtiment ont également été quantifiés de façon expérimentale à l’aide de la maison expérimentale ‘MARIA’ dont dispose le CSTB. Ce type de quantification constitue une première base de données expérimentale.Enfin, une dernière partie de cette thèse traite de la réalisation d’un suivi expérimental annuel des performances d’un Système de Dépressurisation des Sols naturels, dans le but d’optimiser à terme les solutions de protection des bâtiments vis-à-vis des polluants gazeux du sol
Risk assessment tools related to transfers of gaseous pollutant from soil to indoor environments present large uncertainties relative to the knowledge of certain parameters, particularly those relating to the soil-building interface: considering the different basement typology, permeability level of floor. These uncertainties lead to an inaccurate evaluation of the impact of gaseous pollutants on indoor air quality.In order to contribute to the improvement of risk assessment models of gaseous pollutants from the soil, thiswork present in a fist part the development of analytical and numerical models. These models have been adapted to consider the different basement, in order to estimate the transfer of gaseous pollutants from the soil to the building. An analogy with heat transfer phenomena between soil and building is used to develop these models.They predict convective airflow transfers between soils and building, for different soil-building interface.There after, the analytical model has been incorporated into an airflow model. This model enables us to study the impact of different types of basement on the entry of pollutants from soil and the indoor air quality.Besides, experimental works have been made to complete the knowledge of concrete air permeability, because of a lack of data. Furthermore, the convective airflows from soil to building have been quantified experimentally.These airflows have been determined in the experimental house ‘MARIA’ installed in the CSTB. Suchquantification constitutes the first experimental database.Finally, the last part of this work shows a one-year follow-up study about the ability of natural SoilDepressurisation System. This study has been carried out to optimize the solutions of buildings protection from the soil gaseous pollutants

Les outils d'évaluation des risques liés au transfert des polluants gazeux du sol vers les environnements intérieurs comportent de fortes incertitudes quant à la connaissance de certains paramètres et notamment ceux relatifs à l'interface sol-bâtiment : prise en compte des différentes typologies de soubassement, niveau de perméabilité des planchers bas. Ces incertitudes conduisent à une mauvaise estimation de l'impact de ces polluants gazeux sur la qualité d'air intérieur.Afin de contribuer à l'amélioration des modèles d'évaluation pour la gestion des risques vis-à-vis des pollutions gazeuses venant du sol, cette thèse présente dans une première partie, une méthodologie de développement de modèles analytiques adaptés à la prise en compte de différents soubassements, afin de mieux appréhender le transfert de polluants gazeux entre le sol et le bâtiment. Ces modèles ont été développés sur la base d'une analogie avec le transfert des flux de chaleur entre le sol et le bâtiment. Ils traitent, tout particulièrement, des transferts d'air convectifs au niveau de l'interface sol-bâtiment pour différentes typologies de soubassement. Parla suite, les modèles analytiques développés ont été intégrés dans un modèle aéraulique des bâtiments afin d'étudier l'impact des différentes typologies de soubassement sur l'entrée de polluants du sol et donc sur la qualité d'air intérieur résultante.En parallèle, des travaux expérimentaux ont été entrepris afin de compléter la connaissance actuelle relative à la perméabilité à l'air des bétons fissurés, pour laquelle un manque de données a été constaté. D'autre part, les débits d'air convectifs allant du sol vers le bâtiment ont également été quantifiés de façon expérimentale à l'aide de la maison expérimentale 'MARIA' dont dispose le CSTB. Ce type de quantification constitue une première base de données expérimentale.Enfin, une dernière partie de cette thèse traite de la réalisation d'un suivi expérimental annuel des performances d'un Système de Dépressurisation des Sols naturels, dans le but d'optimiser à terme les solutions de protection des bâtiments vis-à-vis des polluants gazeux du sol..

Les sites pollués (sol ou eaux souterraines) représentent un potentiel de risque pour la santé humaine et l’environnement. Il existe des outils d’aide à la gestion, en complément des mesures in-situ, qui permettent d’estimer rapidement et à moindre coût les risques sanitaires associés à l’exposition des polluants gazeux du sol dans les espaces intérieurs afin d’établir des mesures de prévention et/ou correction. Cependant, et malgré leur intérêt, il a été montré dans la littérature qu’il existe des différences importantes entre les concentrations intérieures mesurées et les estimations des outils existants. Ces incertitudes reposent principalement sur trois aspects : une mauvaise caractérisation du site, une modélisation incomplète des voies et mécanismes de transfert, ou bien du fait de négliger l’influence de certains paramètres sur le transfert. Par exemple, le fait de négliger la latéralité de la source reste une explication plausible des limites des modèles classiques de transfert. Les auteurs conviennent que la migration latérale joue un rôle important sur l’atténuation de la concentration intérieure en polluant, contrairement aux scénarios de source homogène ou continue, où les vapeurs migrent uniquement de manière verticale vers le bâtiment. Ainsi, lorsque la source est latéralement décalée vis-à-vis du bâtiment, les vapeurs vont migrer préférentiellement vers l’atmosphère et moins vers le bâtiment générant une atténuation plus importante de la concentration intérieure. Dans ce contexte, l’objectif principal de ces travaux de thèse est la contribution à l’amélioration des outils d’aide à la gestion afin d’élargir leur plage d’application. Pour ce faire, des nouveaux modèles ont été développés permettant de tenir compte de la latéralité de la source dans l’estimation de la concentration intérieure en polluant. Le développement de ces modèles est réalisé à partir de l’expérimentation numérique et l’analyse adimensionnelle sur la base des outils existants (modèles semi-empiriques construits en considérant une source continue). La combinaison de ces deux approches permet d’une part, de garder la capacité des modèles source continue de tenir compte des propriétés physiques du sol (perméabilité, coefficient de diffusion, …) et des caractéristiques du bâtiment (typologie de soubassement, dépression, volume, …), et d’une autre part, de mieux préciser la position de la source dans le sol en considérant l’influence de sa latéralité dans les estimations. Ces nouveaux modèles ont été issus d’une analyse comparative permettant de vérifier la cohérence et la précision des estimations vis-à-vis d’un modèle numérique (CFD), de données expérimentales et de modèles existants dans la littérature. Finalement, ces expressions ont été intégrées dans un code de ventilation (MATHIS-QAI) permettant de mieux préciser les caractéristiques des environnements intérieurs (système de ventilation, perméabilité à l’air de l’enveloppe, volume du bâtiment, …) et de réaliser des estimations des niveaux de concentration en fonction des variations temporelles (vitesse du vent, température extérieure, …) au cours du temps. À partir d’une étude paramétrique il a été montré que malgré l’impact non-négligeable des caractéristiques du bâtiment, l’influence de la latéralité de la source sur l’atténuation de la concentration intérieure en polluant reste prédominante (atténuation de plusieurs ordres de grandeur quand la source est décalée latéralement du bâtiment en comparaison à une source continue). Cependant, préciser les caractéristiques du bâtiment (soubassement, système de ventilation, perméabilité à l’air de l’enveloppe,…), ainsi que les conditions météorologiques uniques de chaque projet de construction, permet d’augmenter la précision des estimations en évitant la mise en œuvre de solutions extrêmes ou bien encore, de mesures inadaptées
Polluted sites and most precisely vapor intrusion represents a potential risk for human health and its environment. Various screening-level and analytical models have been proposed in order to evaluate vapor intrusion and provide assessment tools for exposure risk. However, some in situ investigations show significant differences between predicted and measured indoor concentrations leading eventually to misleading conclusions and inappropriate solution implementations. These uncertainties are mainly associated with a poor characterization of the site, an incomplete modeling of transfer pathways and mechanisms, or by neglecting certain influencing parameters on this transfer. For example, ignoring the lateral source/building separation may serve as possible explanation of the uncertainties presented by the conventional models based on a homogeneous source distribution assumption. The authors agree that lateral migration plays an important role in the attenuation of the indoor concentration. In homogeneous or continuous source scenarios vapors may migrate mainly vertically towards the building. However, lateral source may promote lateral migration to the atmosphere and less into the building generating a greater attenuation of the indoor concentration. In this context, the main objective of this thesis work is to contribute to the improvement of the assessment and management risk tools in order to improve the accuracy of their estimations and increase their range of application. To do this, new vapor intrusion models are developed considering the lateral source/building separation. These models are built on a numerical experimentation and dimensionless analysis based on existing models (semi-empirical models considering a homogeneous source distribution). The combination of these two approaches allows, on the one hand, to maintain the aptitude of the existing models to consider the physical properties of the soil (permeability, diffusion coefficient, …) and the characteristics of the building (type of construction, building depression, volume,…), and on the other hand, to better precise the position of the source in the soil taking into account the influence of the lateral source/building separation in the estimations. From a comparative analysis, the accuracy of these new expressions is verified comparing to the proposed numerical model (CFD), experimental data and existing models in the literature. Finally, the proposed expressions were coupled with a ventilation code (MATHIS-QAI) allowing to better specify indoor characteristics (ventilation system, air permeability of the envelope, volume of the building, …) and estimate indoor air concentration levels as a function of environmental variations (wind speed, outside temperature, …) over time. From a parametric study it was shown that despite the significant impact of the characteristics of the building, the influence of the lateral source/building separation remains predominant on the attenuation of the indoor concentration (attenuation of several orders of magnitude when the source is laterally offset of the building compared to a homogeneous source). However, specifying the characteristics of the building (construction type, ventilation system, air permeability, …) and weather conditions may increase the accuracy of the estimation avoiding the implementation of extreme solutions or insufficient actions

La pollution atmosphérique malodorante provient essentiellement de quatre gaz SO2, H2S, NO2 et NH3. Afin de réduire au mieux ces effets néfastes sur la santé et l'environnement, il faut contrôler en continu les émanations de gaz le plus près possible de la source. Ce qui nécessite un appareil capable de détecter ces gaz polluants, simple d'utilisation, de taille et poids réduits. C'est dans cette optique que nous avons réalisé un nez électronique portable, servant à détecter les quatre gaz cibles déjà cités. La partie sensible de ce prototype est constituée d'une matrice de six capteurs à oxydes métalliques semi-conducteurs, dont nous utilisons la sensibilité croisée. Le nez électronique fonctionne sur le même principe que le nez humain, il doit apprendre à reconnaître une odeur. Cette phase d'apprentissage se déroule au laboratoire où nous envoyons sur les capteurs des mélanges gazeux connus et contrôlés. La réponse des capteurs varie en fonction de la nature du gaz (réducteur ou oxydant) et de leur sensibilité à celui-ci. Puis l'utilisation de méthodes d'analyse de données a prouvé que notre nez électronique peut discriminer un mélange gazeux complexe et le quantifier. Ensuite nous avons placé le nez électronique en situation réelle, en étudiant l'odeur dégagée par des fientes de canards dans une ferme expérimentale. Les résultats obtenus ont montré que cet appareil pouvait détecter de manière fiable les variations d'odeur en fonction des paramètres influents. Ainsi, nous avons réalisé la validation de notre prototype en laboratoire puis sur site. Mais les capteurs utilisés présentent un inconvénient, ils doivent conserver sans interruption leur température de fonctionnement (~ 350°C). Afin de prévenir cette forte consommation d'énergie, nous avons développé des capteurs polymères qui fonctionnent à température ambiante. La caractérisation en laboratoire a montré qu'ils sont sensibles aux gaz cibles étudiés. Leurs réponses à H2S laisse apparaître une bonne stabilité à court et moyen terme, qui permettra de les intégrer dans la matrice après complet développement
The malodorous atmospheric pollution results essentially from four gases SO2, H2S, No2 and NH3. To reduce at best these fatal effects on the health and the environment, it is necessary to control continuously the gas emanations closer to the source, That requires adevice enable to detect these polluant gases, easy to use, with reduced size and weight. In this way, we have realized a portable electronic nose, to detect of the four target gases already mentioned. The sensitive part of this prototype is composed of a matrix of six semi conducting metal oxide sensors, offering a good cross sensivity. The electronic nose mimics the human nose, he has to learn to recognize an odour. This learning phase is realised in the laboratoy by introducing in the sensor cell gas mixtures with controlled composition, The sensor response varies with the nature of the gas (reducing or oxidizing) and their own gas sensitivity. The use of analysis and data methods proves that our electronic nose can well discriminate a complex gas mixture and quantify it. Then, we have placed the electronic nose in a real situation, by studying the odour coming from a duck experimental farm. The obtained results showed that this prototype could well detect the variations of the odour level in accordance with the influent parameters. So, we have realized the laboratory and the real site validation of our electronic nose. But the metal oxide sensors present an inconvenient : they have to keep continuously their working temperature (~ 350°C). To prevent this strong energy consumption, we have developed polymer sensors which work at room temperature. The characterization in laboratory showed that they are sensitive to studied target gases. Their responses to H2S have a good stability in short and middle term, allowing to integrate them into the matrix after complete development

Le développement des analyseurs optiques pour l'analyse de gaz concerne essentiellement l'infrarouge par transformée de Fourier ou la spectrophotométrie UV, soit à haute résolution soit employée dans un système ouvert, pour l'analyse des traces. Aux moyennes et fortes concentrations, où les analyseurs sont surtout destinés à la mesure de suivi de procédé, à l'émission ou aux aides à la décision, il semblerait que la spectrophotométrie ultraviolette moyennement résolutive ait été oubliée. La méthodologie développée pour l'analyse d'effluents aqueux utilise cette approche à moyenne résolution. Ayant fait ses preuves dans le domaine de l'eau, elle est alors transposée dans le domaine de l'air où sa faisabilité est vérifiée. Après avoir optimisé les paramètres expérimentaux, la spectrophotométrie UV monolongueur d'onde est étudiée sur de composés minéraux (NH3, H2S et SO2) et organiques (famille du benzène et amines aliphatiques) où les caractéristiques analytiques et spectrophotométriques sont déterminées. L'évaluation et la validation ont montré que la spectrophotométrie monolongueur d'onde est fiable pour l'analyse dùn composé seul. L'approche multilongueurs d'onde, pour l'analyse des mélanges (BTEX et amines aliphatiques), passe nécessairement par deux étapes préliminaires : la sélection des spectres pour la construction de la base et l'étude de l'indépendance. Cette dernière met en évidence l'existence d'interactions qui entraînent une mauvaise appréciation de la concentration individuelle lors de l'évaluation de la méthode. Par contre, ces contributions se compensant, la restitition des concentrations globales est correcte. La spectrophotométrie UV à moyenne résolution peut alors être considérée comme un indicateur de la présence des composés dans un mélange et comme un outil de diagnostic rapide par sa capacité à évaluer la concentration globale d'une famille de composés.

Ce travail fait etat de l'evaluation de l'aptitude a l'absorption de polluants gazeux d'un procede original d'electrofiltration des gaz en milieu humide (procede ecoret#). Apres optimisation dans une maquette de l'electrode emissive et de son aspersion par un liquide de lavage, nous avons montre que la difference de potentiel appliquee provoque une redistribution du liquide en direction de l'electrode collectrice par un drainage electrostatique. Ce phenomene affecte la retention du liquide et la repartition de son flux dans l'appareil. Par une approche hydrodynamique globale (distribution des temps de sejour), nous avons pu determiner la nature des ecoulements liquide et gazeux. Dans une derniere partie, nous avons mesure les coefficients specifiques de transfert de matiere cote gaz et cote liquide dont les ordres de grandeur sont comparables a ceux des colonnes a pulverisation. Les resultats sont presentes sous la forme de correlations. Par cette contribution experimentale, il est maintenant possible de preciser le domaine de fonctionnement de ces appareils d'epuration des gaz. Nous avons degage deux parametres principaux d'extrapolation pour le dimensionnement d'unites industrielles qui sont le debit de gaz traite et le debit de pulverisation du liquide de lavage

Pour répondre aux interrogations sur le devenir et les conséquences environnementales des éléments traces métalliques (ETM), cette thèse vise à améliorer l’évaluation de la biodisponibilité, des transferts et des effets des ETM du sol en étudiant les cinétiques d’accumulation du cadmium (Cd), du plomb (Pb) et du zinc (Zn) chez l’escargot Helix aspera. Le suivi à long terme des concentrations internes offre une image des patterns d’accumulation et d’élimination de ces ETM. Le développement de modèles de toxicocinétiques permet d’obtenir pour la première fois au laboratoire et in situ une estimation des flux internes en ETM chez H. Aspera. Les cinétiques contrastées entre Cd, Pb et Zn soulignent l’importance des caractéristiques intrinsèques des ETM et de l’organisme considéré. L’étude du fractionnement subcellulaire de ces ETM permet de comprendre la variabilité des patterns d’accumulation, de stratégies de dépuration et des effets toxiques induits sur la croissance et la reproduction de H. Aspera. La séquestration interne des ETM et leur potentiel d’excrétion déterminent l’acquisition d’un état d’équilibre dont le niveau est modulé par l’assimilation, directement liée au comportement de l’ETM dans le sol. Cet état stationnaire, en reflétant l’équilibre entre l’absorption et l’excrétion, constitue un seuil entre biodisponibilités environnementale et toxicologique. Ainsi, le flux d’absorption peut être considéré comme un indicateur de la biodisponibilité des ETM et comme un élément prédictif d’effets sublétaux. Ces travaux devraient contribuer au développement d’une ligne directrice bioaccumulation qui fait encore défaut pour l’évaluation des risques en milieu terrestre
To answer issues concerning the environmental fate and consequences of trace metallic elements (TME), this thesis aims to improve the assessment of bioavailability, transfers and effects of soil TME by studying the accumulation kinetics of cadmium (Cd), lead (Pb) and zinc (Zn) in the snail Helix aspera. The long-term monitoring of internal concentrations provides a picture of TME accumulation and elimination patterns. The development of toxicokinetic models allows obtaining for the first time both in the lab and in the field an estimate of internal fluxes in H. Aspera. The contrasted kinetic between Cd, Pb and Zn underline the importance of both TME and organism intrinsic characteristics. The subcellular fractionation analysis of the TME allows understanding the variability of the accumulation patterns, the depuration strategies and the toxic effects induced on snail growth and reproduction. The TME internal sequestration and their excretion potential determine the steady-state achievement, the level of witch is modulated by the TME assimilation, directly related to the TME behaviour in soil. This steady-state, by reflecting a balance between assimilation and excretion, constitutes a threshold between environmental and toxicological bioavailabilities. Uptake flux can therefore be considered as an indicator of TME bioavailability and as a predictive determinant of sublethal effects. This research should contribute to the development of bioaccumulation guideline, which is always lacking for the risk assessment in terrestrial environment

Les COV jouent un rôle prépondérant dans les problématiques liées à la pollution atmosphérique puisqu’ils sont des précurseurs de polluants secondaires comme l’ozone, le peroxyacylnitrate et les aérosols organiques secondaires entraînant des effets néfastes sur le climat, l’environnement et la santé. Afin de mettre en place des stratégies efficaces de contrôle de la qualité de l'air, il est nécessaire d'identifier les sources d'émissions de COV, de déterminer leur composition chimique et leur contribution aux teneurs ambiantes. Actuellement, à l’Est du bassin méditerranéen, ce type d’études reste limité et l’évaluation de la qualité de l’air reste un défi majeur. Ces travaux présentent la première caractérisation détaillée des COV au Liban, situé à l’Est de la mer Méditerranée. La méthodologie s’appuie sur 2 campagnes de mesures intensives (juillet 2011 et février 2012) qui ont été réalisées dans le cadre du projet ECOCEM-Beyrouth sur un site sub-urbain. Plus de 70 COV de C2 à C16 ont été mesurés. Tout d'abord, nous avons identifié les principaux déterminants des COV. Ensuite, nous avons établi les profils des principales sources d’émission de COV par des mesures en champs proches. Enfin, nous avons identifié les sources d’émissions de COV, en se basant sur les profils établis préalablement, et estimé leur importance relative, en été et en hiver, par application du modèle sources-récepteur PMF. En hiver comme en été, les facteurs étaient dominés par les profils liés au transport routier comprenant la combustion et l’évaporation de carburants. Ces résultats sont en accord avec l'inventaire d'émissions local en ce qui concerne la contribution du secteur "transport routier"
The atmospheric pollution related to the VOC still maintains a great interest since these species contribute to the formation of tropospheric ozone, peroxyacetylnitrate and secondary organic aerosols resulting in negative impacts on human health, climate and on the environment. In order to apply efficient control strategies, there is a need to identify the VOC emission sources, to determine their speciation and their contribution to VOC ambient levels. To date, there is a paucity of data regarding the VOC in the Middle East region (MEA) due to a lack of ground-based measurements leading to insufficient evaluation of air pollution in this region. In this work, we report the results of the first study regarding VOC in Lebanon, a developing country in the MEA region. The study is based on two intensive field measurement campaigns within the frame of the Emission and Chemistry of Organic Carbon in the East Mediterranean, Beirut (ECOCEM-Beirut) project conducted during summer 2011 and winter 2012 at a sub-urban site. Over 70 VOC from C2 to C16 have then been measured. First, we provide insights on the factors controlling VOC distribution. Then, VOC source profiles were determined with field measurements close to the main potential emitters. Finally, we identified the VOC factors, based on the sources profiles established previously, and quantified their relative contribution according to the season, by implementing the source receptor model PMF. The major sources were traffic-related emissions (combustion and gasoline evaporation) in winter and in summer. The modeled results showed an agreement with the local emission inventory regarding the load of the on-road mobile source