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Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en

Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines BRGM RP-65870-FR INERIS-DRC-16-156183-01401A Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines Gestion des sites et sols pollués Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines Ce guide a été rédigé conjointement par le Bureau des Recherches Géologiques et Minières (BRGM) et l’Institut National de l’Environnement industriel et des RISques (INERIS), à la demande du Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer (MEEM). Les éléments en lien avec l’air intérieur constituent une actualisation du rapport INERIS DRC-10-109454-02386B de 2010 avec la prise en compte, d’une part de l’évolution des connaissances et des outils et, d’autre part, des retours d’expérience et suggestions des utilisateurs de ce précédent document. Ce guide a été rédigé à destination de la communauté des diagnostiqueurs, gestionnaires de sites, bureaux d’études, aménageurs, maître d’ouvrages, services de l’Etat, collectivités, scientifiques, impliqués dans la gestion raisonnée des sites et sols pollués, lorsque se pose la question de la qualité des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols ou des eaux souterraines. Il a été rédigé sur la base des éléments de connaissance scientifiques et techniques disponibles au moment de sa rédaction. Il pourra donc faire l'objet de mises à jour selon les retours d'expérience, les avancées en lien avec la problématique de gestion des sites et sols pollués, et les évolutions réglementaires et normatives. Rédaction Nicolas AUBERT, BRGM Laurence LETHIELLEUX, INERIS Contribution et relecture Pierrick DEFOSSEZ, BRGM Ingrid GIRARDEAU, BRGM Daniel HUBE, BRGM Corinne HULOT, INERIS Fabien LION, BRGM Caroline MARCHAND, INERIS Vérification Hubert LEPROND, BRGM Nathalie VELLY, INERIS Approbation Martine RAMEL, INERIS Laurent ROUVREAU, BRGM Références BRGM RP-65870-FR INERIS-DRC-16-156183-01401A Ce guide a fait l’objet d’une consultation publique, organisée par le MEEM entre juin et octobre 2015. Une réunion de restitution qui s’est tenue le 17 juin 2016, et à laquelle ont notamment participé l‘ADEME, l’UPDS, l’INERIS, le BRGM et le MEEM, a permis de valider de façon collégiale les modifications apportées à la version initiale et d’apporter quelques modifications complémentaires pour tenir compte des retours de la consultation publique. Version Date de parution Modifications 1.0 19/06/2015 Version initiale 2.0 20/05/2016 Prise en compte des commentaires suite à la consultation 3.0 25/11/2016 Prise en compte des commentaires suite à la réunion de restitution Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines Sommaire 1. Champ d’application du présent guide ............................................................................... 3 1.1. CHAMP D’APPLICATION ............................................................................................... 3 1.2. POPULATIONS, SUBSTANCES ET LIEUX CONCERNÉS ............................................ 4 2. Rappel sur le comportement des polluants volatils dans les gaz du sol et l’air intérieur / extérieur .............................................................................................................. 5 2.1. ORIGINES POSSIBLES DES COMPOSÉS VOLATILS DANS LES GAZ DU SOL, L’AIR INTÉRIEUR / EXTÉRIEUR .................................................................................... 5 2.2. COMPORTEMENT DES POLLUANTS ........................................................................... 6 2.3. DYNAMIQUE DES GAZ DU SOL DANS LA ZONE NON SATURÉE VERS L’AIR INTÉRIEUR / EXTÉRIEUR ............................................................................................. 8 2.3.1. Transfert des composés volatils depuis les gaz du sol vers l’air intérieur / extérieur ................................................................................................................. 9 2.3.2. Facteurs environnementaux impactant le transfert des gaz du sol vers l’air intérieur et l’air extérieur....................................................................................... 12 2.3.3. Caractéristiques des bâtiments impactant le transfert des gaz du sol vers l’air intérieur ................................................................................................................ 14 2.3.4. Synthèse des phénomènes de transfert des gaz du sol ....................................... 17 3. Stratégie d’échantillonnage des gaz du sol ...................................................................... 19 3.1. CONTEXTES DE GESTION EN LIEN AVEC LA CARACTÉRISATION DES GAZ DU SOL ............................................................................................................................ 19 3.1.1. Contexte général ................................................................................................. 19 3.1.2. Caractérisation d'une source sol .......................................................................... 20 3.1.3. Caractérisation d'un panache dans la nappe phréatique ...................................... 21 3.1.4. Caractérisation des gaz du sol au droit d’un bâtiment .......................................... 21 3.1.5. Étude de faisabilité et suivi des concentrations dans les gaz du sol dans le cadre de travaux de dépollution ........................................................................... 23 3.2. STRATÉGIE D’IMPLANTATION SPATIALE DES OUVRAGES DE PRÉLÈVEMENT ... 24 3.3. PÉRIODE, FRÉQUENCE ET DURÉE DES PRÉLÈVEMENTS ..................................... 27 4. Stratégie d'échantillonnage de l’air intérieur.................................................................... 29 4.1. CONTEXTES DE GESTION EN LIEN AVEC LA CARACTÉRISATION DE L’AIR INTÉRIEUR .................................................................................................................. 29 4.2. CARACTÉRISTIQUES SPÉCIFIQUES DE L'ENVIRONNEMENT AIR INTÉRIEUR ET DESCRIPTION DES LIEUX .......................................................................................... 33 4.3. STRATÉGIE D’IMPLANTATION SPATIALE DES POINTS DE PRÉLÈVEMENT .......... 34 4.3.1. Pièces à étudier : pièces "échantillon" .................................................................. 34 4.3.2. Hauteur et localisation des prélèvements ............................................................. 35 4.3.3. Autres points de mesure : points de "l’environnement local témoin" ..................... 37 4.4. STRATEGIE D’ÉCHANTILLONNAGE TEMPOREL ...................................................... 39 4.4.1. Période et fréquence des prélèvements ............................................................... 39 4.4.2. Durée des prélèvements ...................................................................................... 40 5. Mise en place et préparation des ouvrages de prélèvement de gaz du sol .................... 43 5.1. HYGIÈNE, SÉCURITÉ ET ENVIRONNEMENT ............................................................ 43 5.2. OUVRAGES PERMANENTS - PIÉZAIRS ..................................................................... 43 5.2.1. Création et équipement d’un piézair ..................................................................... 43 5.2.2. Mise en place d’ouvrages de prélèvements des gaz du sol à différentes profondeurs.......................................................................................................... 47 5.3. OUVRAGES PERMANENTS – AIR SOUS DALLE ....................................................... 50 5.4. OUVRAGES TEMPORAIRES ....................................................................................... 53 5.4.1. Cannes gaz.......................................................................................................... 53 5.4.2. Chambre à flux pour la caractérisation des transferts des gaz du sol ................... 55 5.4.3. Technique du « Sub-slab » (air sous dalle) .......................................................... 56 5.5. PRÉPARATION DES OUVRAGES DE PRÉLÈVEMENT .............................................. 57 5.5.1. Contrôle d’étanchéité ........................................................................................... 57 5.5.2. Étape de purge préalable au prélèvement ........................................................... 58 6. Protocoles de prélèvements et de mesures des gaz du sol et d’air intérieur ................ 59 6.1. HYGIÈNE, SÉCURITÉ ET ENVIRONNEMENT ............................................................ 59 6.2. PRÉPARATION DE LA CAMPAGNE DE CARACTÉRISATION ................................... 59 6.3. MESURES PRÉLIMINAIRES ........................................................................................ 60 6.3.1. Matériel de mesure de gaz possible ..................................................................... 60 6.3.2. Mesures d’orientation sur site .............................................................................. 62 6.3.3. Mesures préalables aux prélèvements ................................................................. 62 6.3.4. Mesures en continu .............................................................................................. 64 6.4. LA CAMPAGNE DE PRÉLÈVEMENT ........................................................................... 66 6.4.1. Sélection des types d’échantillonnage par rapport au contexte ............................ 66 6.4.2. Présentation des différents modes ou techniques de prélèvement ....................... 67 6.4.3. Durée de prélèvement ......................................................................................... 70 6.4.4. Protocoles de prélèvement actif sur tube à désorption (thermique ou chimique), sur filtre imprégné ou sur barboteur ..................................................................... 71 6.4.5. Protocoles de prélèvement actif en sac d’échantillonnage ................................... 82 Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines 6.4.6. Protocoles de prélèvement actif par conteneurs en dépression (canister) ............ 82 6.4.7. Protocoles de prélèvement passif ........................................................................ 84 6.5. PRÉCAUTIONS SPÉCIFIQUES DANS LE CAS DE PRÉLÈVEMENTS DE GAZ SOUS UN BÂTIMENT ................................................................................................... 94 7. Analyse et interprétation des résultats ............................................................................. 95 7.1. RAPPORT D’ÉCHANTILLONNAGE ET FICHE DE PRÉLÈVEMENT ........................... 95 7.2. RÉFÉRENTIELS D’INTERPRÉTATION ........................................................................ 97 7.2.1. Gaz du sol ........................................................................................................... 97 7.2.2. Air intérieur .......................................................................................................... 97 7.3. ASSURANCE QUALITÉ ............................................................................................... 99 7.4. IDENTIFICATION DES SOURCES D’INTERFÉRENCES ........................................... 100 7.4.1. Remarque générale ........................................................................................... 100 7.4.2. Interférences potentielles liées aux prélèvements par conteneur sous dépression ......................................................................................................... 100 7.4.3. Maîtrise des débits ............................................................................................. 101 7.4.4. Saturation / défauts d’adsorption des supports de prélèvements ....................... 102 7.4.5. Incertitude liée au prélèvement .......................................................................... 103 7.4.6. Incertitude liée à l’analyse .................................................................................. 103 7.4.7. Interférences liées aux pollutions domestiques .................................................. 104 7.4.8. Variabilité temporelle ......................................................................................... 104 7.4.9. Volume d’échantillonnage des gaz du sol .......................................................... 104 7.4.10. Rayons d’influence et rayons de captage des prélèvements de gaz du sol ...... 106 7.4.11. Risques de contamination ............................................................................... 109 8. Conclusion ........................................................................................................................ 111 9. Références normatives et documents de référence ...................................................... 113 9.1. NORMES .................................................................................................................... 114 9.2. GUIDES ET DOCUMENTS MÉTHODOLOGIQUES (LISTE NON EXHAUSTIVE) ...... 114 10. Bibliographie .................................................................................................................. 115 Liste des figures Figure 1 – Comportement de polluants volatils dans les sols et les eaux souterraines ............... 8 Figure 2 – Exemple de dynamique des gaz du sol au droit d’un bâtiment sans sous-sol ni vide sanitaire (d’après Johnson & Ettinger (1991)) ................................................... 10 Figure 3 – Exemple de transferts latéraux des gaz du sol vers l’air intérieur d’un sous-sol ou d’un vide sanitaire ...................................................................................................... 11 Figure 4 – Exemple de transferts de composés volatils vers l’air intérieur d’un bâtiment via les tranchées et les réseaux .................................................................................... 11 Figure 5 – Illustration shcématique de l'influence de la pression atmosphérique sur la dépression des gaz du sol (inspiré d’observations réelles) .................................................. 13 Figure 6 – Exemple d’influence du tirage thermique modélisé sur le renouvellement d’air d’un bâti perméable (source [Fluxobat, 2013]) ................................................................. 16 Figure 7 – Illustration des émissions gazeuses en zone source et des émissions gazeuses associées à un panache présent dans les eaux souterraines ........................... 21 Figure 8 – Exemples d’implantation d’ouvrages de prélèvement de gaz du sol au droit ou en bordure d’un bâtiment ........................................................................................ 23 Figure 9 – Schéma de principe des différentes configurations de caractérisation des gaz du sol ou de leur transfert ............................................................................................. 27 Figure 10 – Schéma illustrant la représentativité des échantillonnages en fonction de la durée de prélèvement ....................................................................................................... 41 Figure 11 – Exemple d’implantation d’un piézair avec (a) une vanne étanche, (b) l’installation du tubage dans uploads/Management/ rp-65870-fr.pdf