protocole-pous_RN_13-03-2007

Environnement atmosphérique
PROJET ILMÉNITE MADAGASCAR
SUIVI ENVIRONNEMENTAL
MESURE DES MATIÈRES PARTICULAIRES DANS L’AIR AMBIANT
PROTOCOLE D’ÉCHANTILLONNAGE DES PM10 ET PM2.5
FÉVRIER 2007

Mesure des particules PM 10 et PM 2.5 dans l’air ambiant Février 2007
Protocole d’échantillonnage
Programme de suivi environnemental Environnement atmosphérique
Projet Ilménite de Madagascar
Pierre Sajdera, Chimiste, M. Env.
255, St-Sacrement, bureau 202, Québec (Québec)
G1N 3X9 CANADA
Téléphone : 418.650.5960
Télécopieur : 418.688.9898
Courriel : pierre.sajdera@consul-air.com
MESURE DES MATIERES PARTICULAIRES DANS L’AIR AMBIANT
PARTICULES PM 10 ET PM2.5
PROTOCOLE D’ECHANTILLONNAGE
Préparé par :

i
TABLE DES MATIÈRES
TABLE DES MATIÈRES ..........................................................................................................i
1. Contexte et objectifs.............................................................................................................. 1
2. Principe.................................................................................................................................. 1
3. Fréquence de réalisation........................................................................................................ 1
4. Matériel nécessaire ................................................................................................................ 1
4.1 POUR LA PREPARATION ET L'ENTRETIEN......................................................................... 1
4.2 POUR L'ECHANTILLONNAGE ........................................................................................... 2
4.3 POUR LES MESURES DE LABORATOIRE............................................................................ 2
5. Étapes de préparation ............................................................................................................ 2
5.1 RECHARGEMENT DE LA BATTERIE.................................................................................. 2
5.2 PREPARATION DES IMPACTEURS..................................................................................... 2
5.3 PREPARATION DU FILTRE ............................................................................................... 3
5.4 ASSEMBLAGE DU PORTE-ACCESSOIRES .......................................................................... 3
5.5 DETERMINATION DU DEBIT DE POMPAGE ....................................................................... 4
6. Échantillonnage ..................................................................................................................... 7
6.1 PREPARATION DU MINIVOL ........................................................................................... 8
6.2 RESULTATS DE L'ECHANTILLONNAGE .......................................................................... 10
7. Analyse au laboratoire......................................................................................................... 10
7.1 PROCEDURES D’ANALYSE ............................................................................................ 10
8. Expression des résultats....................................................................................................... 12
9. Conservation des résultats ................................................................................................... 12
9.1 SAISIE DANS LA BASE DE DONNEES .............................................................................. 12
9.2 AFFICHAGE DES RESULTATS......................................................................................... 16
9.3 PRODUCTION DU RAPPORT ........................................................................................... 17
10. Bibliographie ...................................................................................................................... 19

1
1. Contexte et objectifs
Le présent protocole a pour but de détailler les étapes nécessaires à la réalisation de mesures
de la concentration des matières particulaires en air ambiant de type PM10 et PM2.5. Ces
mesures s'inscrivent dans le cadre du suivi de la qualité de l'air pendant la phase de
construction du projet d'extraction d'ilménite à Fort-Dauphin par la société QMM.
2. Principe
L'appareil MiniVol est un échantillonneur à haut-débit permettant la réalisation de
prélèvements des matières particulaires totales ou de type PM10 et PM2.5. L'alimentation de
l'appareil par une batterie permet l'utilisation de celui-ci sur des sites des mesures où il
n'existe pas de source de courant électrique. La séparation des particules en fonction de leur
diamètre aérologique est effectuée par un impacteur monté sur l'aspiration d'air de l'appareil.
L'utilisateur doit choisir au début de la période de mesure, l'impacteur adapté au type de
mesure qu'il souhaite réaliser (impacteur pour PM10 ou impacteur pour PM2.5).
Les matières particulaires sont collectées pendant une période de 24 hrs sur un filtre
préalablement pesé. La différence de masse entre le filtre avant et après utilisation donne la
masse de matières particulaires recueillies. Cette information, ainsi que le temps total de
prélèvement permettent d'obtenir la concentration en air ambiant de la classe de matières
particulaires considérées.
3. Fréquence de réalisation
La mesure des PM10 doit être réalisée au moins une fois par mois à chacun des sites de suivi
des particules reparti sur la région de Fort-Dauphin. En plus de ce suivi régulier des PM10, un
second appareil permet de faire des mesures ponctuelles des PM2.5 proche des travailleurs les
plus exposés à la présence de matières particulaires dans l'air.
4. Matériel nécessaire
4.1 POUR LA PREPARATION ET L'ENTRETIEN
• 1 tube de solution de graisse dissoute dans l'acétone
• 1 paire de pince de laboratoire
• Sacs étanches en plastique transparent (type Zip-lock™)
• Le logiciel MVTool.exe
• Le logiciel Convert.exe

2
4.2 POUR L'ECHANTILLONNAGE
• 1 appareil MiniVol
• 1 batterie pour MiniVol préalablement chargée et son chargeur.
4.3 POUR LES MESURES DE LABORATOIRE
• 1 balance ayant une précision égale ou supérieure à 0, 01 mg
• Des récipients de filtres en aluminium
• 1 dessiccateur
• 1 étuve à 105°C
5. Étapes de préparation
5.1 RECHARGEMENT DE LA BATTERIE
Après chaque période de mesure, la batterie doit être rechargée complètement.
5.1.1 S'assurer qu'il n'y ait pas de MiniVol relié à la batterie
5.1.2 Brancher le connecteur du chargeur sur la batterie et laisser la batterie branchée
jusqu'à la prochaine utilisation. Après la période de recharge initiale, le chargeur
de batterie envoi régulièrement une impulsion de manière à garder la batterie
chargée.
5.1.3 Un voyant coloré sur le chargeur indique l'état de charge de la batterie
• Rouge ou orange : la batterie est en charge
• Vert : la batterie est suffisamment chargée
5.2 PREPARATION DES IMPACTEURS
À la première utilisation et après environ 7 périodes d'échantillonnage, la partie inférieure de
l'impacteur doit être nettoyée et re-graissée.
5.2.1 Enlever la partie inferieur de l'impacteur en tirant dessus.
5.2.2 Laver la totalité de l'impacteur avec de l'eau et du savon jusqu'à ce qu'il ne reste
plus de traces de graisse.

3
5.2.3 Re-graisser l'impacteur à l'aide de la solution de graisse dissous dans l'acétone.
Pour ce faire, appliquer quelques gouttes de la solution de manière à ce qu'une
couche uniforme s'étale au fond de l'impacteur. Passer le support quelques minutes
à l'étuve pour que le solvant s'évapore. On doit obtenir un film de graisse uniforme
au fond de l'impacteur.
5.3 PREPARATION DU FILTRE
Le porte-filtre du MiniVol accepte des filtres de 47 mm. Ceux-ci doivent être pré-pesés et
manipulés avec des pinces. Compte tenu du fait que le taux d’humidité est relativement élevé
à Fort Dauphin il est recommandé de maintenir les filtres au dessiccateur 24 h avant leur
utilisation.
5.4 ASSEMBLAGE DU PORTE-ACCESSOIRES
Dépendamment du type de particules ciblées, la préparation du support d'aspiration change.
La mesure des PM10 se fait en utilisant uniquement l'impacteur de PM10 (impacteur de couleur
grise) alors que la mesure des PM2.5 se fait en utilisant les deux types d'impacteurs l'un sur
l'autre; l'impacteur de PM10 (gris) placé au dessus de l'impacteur des PM2.5 (de couleur jaune).
5.4.1 Dévisser le porte-accessoires.
5.4.2 Dé-assembler le porte-filtre en Téflon en tirant doucement et régulièrement sur sa
partie supérieure.
5.4.3 À l'aide des pinces, placer délicatement sur la grille du porte-filtre un filtre pré-
pesé et maintenu au dessiccateur. refermer le porte-filtre.
5.4.4 Revisser soigneusement le porte-accessoires jusqu'au blocage mais sans forcer.
L'étanchéité est maintenue par un ensemble de joints toriques.
5.4.5 Monter les portes-impacteurs suivant le type d'analyse à réaliser :

4
Porte-filtre
Connecteur
Impacteur PM10
(gris)
Impacteur PM2.5
(doré)
cache-pluie
PM2.5PM10
Assemblage du porte-accessoires
5.4.6 Une fois monter, placer tout de suite le porte-accessoires dans un sac en plastique
étanche fermé.
5.5 DETERMINATION DU DEBIT DE POMPAGE
Les impacteurs du MiniVol sont calibrés de manière à effectuer la séparation désirée des
particules lorsque le débit d'aspiration réel est égal à 5 l/min. Ce débit d'aspiration étant
influencé par certains paramètres météorologiques, il convient de réaliser une correction afin
que le débit réglé au rotamètre (= débit apparent) permettre d'obtenir un débit corrigé de 5
l/min. Cette étape doit être réalisée à l'aide du logiciel MVTool.exe
5.5.1 Exécuter le logiciel MVtools.exe et choisir l'option Pressure Convert/Correct

5
5.5.2 Dans la fenêtre qui s'affiche, cliquer sur le premier onglet Conversion. Entrer la
valeur de la pression atmosphérique estimée pour le site de mesure et pour la
période de mesure prévue. Cliquer sur le bouton Convert; la pression est convertie
en millimètres de Mercure (mm Hg) dans la dernière case de la fenêtre.
5.5.3 Dans le logiciel Convert.exe, cliquer sur l'onglet Distance. Entrer la valeur de
l'altitude du site de mesure dans la case blanche en bas de la fenêtre et choisir les
options des cases Input et output comme sur la figure suivante :

6
5.5.4 Cliquer sur l'onglet suivant Correction; la pression ambiante convertie en mm Hg
se trouve dans la première case blanche Pressure. Entrer la valeur d'altitude en
pouces dans la deuxième case blanche. Cliquer enfin sur le bouton "Correct";
noter la valeur de pression corrigée de la dernière case blanche.
5.5.5 Fermer la fenêtre de correction de pression pour revenir à la page principale du
programme
5.5.6 Exécuter le logiciel MVtools.exe et choisir l'option Rotameter Set Point

7
5.5.7 Entrer la température ambiante prévue au site de prélèvement et pendant la durée
de prélèvement.
5.5.8 Entrer la pression atmosphérique corrigée obtenue au point 5.5.4.
5.5.9 Entrer le numéro de série du MiniVol qui sera utilisé pour l'échantillonnage.
5.5.10 Entrer le débit d'aspiration voulu. Cette valeur doit être toujours 5 l.min-1.
5.5.11 Le réglage du débit s'obtient en cliquant sur le bouton "Find Set Point".
6. Échantillonnage
Dans la majorité des cas, le MiniVol pour la mesure des PM10 sera utilisé en continu. C'est-à-
dire qu'il sera déplacé d'un point de mesure à un autre en changeant entre deux périodes
d'échantillonnage, le porte-accessoires et la batterie.
5.5.7
5.5.8
5.5.11
5.5.9
5.5.10

8
6.1 PREPARATION DU MINIVOL
6.1.1 Avant de partir sur le site d'échantillonnage, s'assurer d'avoir les éléments
suivants:
• Une copie du présent protocole.
• Une batterie de MiniVol rechargée.
• Un porte-accessoires assemblé avec un filtre pré-pesé et conservé dans un sac
étanche.
• Une feuille de suivi de terrain correspondant au site ou la mesure doit être
effectuée.
• S'il n'est pas déjà utilisé, mettre le MiniVol en état de marche.
6.1.2 Si le MiniVol était déjà en utilisation pour une mesure, noter la valeur de fin du
minuteur sur la feuille de suivi de terrain du site considéré.
6.1.3 Enlever le porte-accessoires du MiniVol et le placer dans un sac fermant
hermétiquement.
6.1.4 Amener le MiniVol au prochain site de mesure.
6.1.5 Ouvrir délicatement le capot supérieur du MiniVol afin d'accéder au minuteur.
6.1.6 Démarrer manuellement le MiniVol en appuyant sur le bouton ON/AUTO/OFF
plusieurs fois si nécessaire jusqu'à ce que le sélecteur de marche soit sur la
position ON. On doit entendre la pompe démarrer.
Sélecteur des
jours
Sélecteur de
marche
Sélecteur de
programme

9
6.1.7 Régler au rotamètre à l'aide de la molette de réglage au débit de pompage corrigé
déterminé à la section 5.5.
6.1.8 Une fois le débit réglé, arrêter le MiniVol en appuyant sur le bouton
ON/AUTO/OFF plusieurs fois si nécessaire jusqu'à ce que le sélecteur de marche
soit sur la position AUTO.
6.1.9 Appuyer sur la touche PROG jusqu'à ce que "1 ON" soit affiché dans la zone de
sélecteur de programme.
6.1.10 Appuyer sur le bouton WEEK jusqu'à ce que "Mo Tu We Th Fr Sa Su" soit
affiché dans la zone de sélection des jours.
6.1.11 Régler l'heure de début du prélèvement avec les touches HOUR et MIN. Régler de
telle façon à ce que le MiniVol démarre approximativement 5 minutes après avoir
été installé sur le site.
6.1.12 Appuyer sur la touche PROG jusqu'à ce que "1 OFF" soit affiché dans la zone de
sélecteur de programme.
6.1.13 Appuyer sur le bouton WEEK jusqu'à ce que "Mo Tu We Th Fr Sa Su" soit
affiché dans la zone de sélection des jours.
6.1.14 Régler l'heure de fin du prélèvement avec les touches HOUR et MIN. Régler de
telle façon à ce que le MiniVol s'arrête à la même heure que l'heure de départ.
6.1.15 Noter la valeur du minuteur comme étant la valeur de début de l'échantillonnage
pour le site considéré.
Rotamètre
Molette de
réglage du
débit
Minuteur

10
6.1.16 Placer sans attendre le MiniVol sur le support.
6.1.17 Sortir du sac le porte-accessoires avec le nouveau filtre et le placer tout de suite
sur l'entrée du MiniVol.
6.2 RESULTATS DE L'ECHANTILLONNAGE
La durée d'échantillonnage (en heures) est donnée par la différence entre le relevé du
compteur en fin d'échantillonnage et le relevé en début d'échantillonnage.
• t1 (heures)= relevé du compteur en début d'échantillonnage.
• t2 (heures)= relevé du compteur en fin d'échantillonnage.
7. Analyse au laboratoire
L'analyse de laboratoire du filtre est une analyse gravimétrique : on pèse le filtre avant et
après utilisation afin de déterminer la masse de particules déposées sur le filtre. La valeur des
masses pesées dans ce type d'analyse étant très faible, il convient d'éliminer au maximum
toutes les perturbations qui pourraient diminuer la performance analytique de la méthode.
Ainsi, il est essentiel que les filtres soient pesés dans des conditions reproductibles et en
éliminant au maximum les perturbations liées à l'adsorption d'humidité sur le filtre. Pour ce
faire, on doit faire évaporer l'humidité à l'aide d'une étuve à 105°C et conserver le plus
longtemps possible les filtres au dessiccateur. Il faut s’assurer que la pièce de travail ne soit
pas soumise à une circulation d’air pouvant influer les résultats.
7.1 PROCEDURES D’ANALYSE
7.1.1 Dévisser le porte-accessoires afin d'en sortir le porte-filtre.
7.1.2 Ouvrir TRÈS délicatement le porte-filtre. Cette opération doit être réalisée sur une
table et dans une pièce fermée afin d'éviter la présence de courants d'air. Il est plus
facile de réaliser cette opération en décollant le dessus du porte-filtre petit-à-petit
et en faisant le tour du porte-filtre.
7.1.3 Sortir le filtre avec une pince et le déposer dans un petit récipient en aluminium.
Au besoin, récupérer sur les bords du porte-filtre les fibres restantes du filtre avec
le bout de la pince et les déposer sur le filtre.
7.1.4 Placer le filtre dans son récipient en aluminium dans l'étuve pendant 60 minutes.
12 ttt −=

11
7.1.5 Le laisser refroidir au dessiccateur pendant 45 minutes.
7.1.6 Après l'avoir sortie du dessiccateur, procéder immédiatement à sa pesée. noter la
valeur m1.
7.1.7 Placer de nouveau le filtre dans son récipient en aluminium dans l'étuve pendant
15 minutes.
7.1.8 Le laisser refroidir au dessiccateur pendant 15 minutes.
7.1.9 Après l'avoir sortie du dessiccateur, procéder immédiatement à sa pesée. noter la
valeur m2.
7.1.10 Si m2 est en dehors de la plage m1-20% < m2 < m1+20%, refaire les étapes 0 à 0
afin d'obtenir m3.
7.1.11 La masse totale du filtre "plein" est égale à la moyenne des masses m1 et m2 (et m3
si celle-ci a été mesurée).
Étuve
Dessiccateur

12
8. Expression des résultats
La concentration en air ambiant des particules mesurées par le MiniVol (PM10 ou PM2.5) est
égale à :
• C (μg.m-3
)= concentration en air ambiant.
• mM (mg) = masse du filtre "plein" (moyenne de m1, m2 et éventuellement m3).
• mV (mg) = masse du filtre "vide" (avant utilisation).
• d (l.min-1
) = débit de pompage du MiniVol (toujours égal à 5).
• t (heures) = temps de pompage du MiniVol.
9. Conservation des résultats
9.1 SAISIE DANS LA BASE DE DONNEES
Des formulaires permettent de noter les observations sur site de mesure et les données au
laboratoire. Ces formulaires sont contiennent les informations suivantes:
• Sur terrain : date et heure du début de mesure; nom du technicien; pression
atmosphérique; température; setpoint; n° filtre; totalisateur et note.
• Au laboratoire : date et heure du début de manipulation; nom du technicien;
masse filtre vide; masse filtre + poussières; durée d’exposition; concentration
et note.
La saisie des données et résultats dans la base se fait à l’aide de ces formulaires.
9.1.1 Étape 1
Ouvrir le fichier Access Indicateur PGES, accéder au Menu Principal et cliquer sur
Ajout / paramètres station de mesure pour ajouter les paramètres des stations de
mesure
td
mm
C VM
.
)(
.
60
10.1 6
−
=

13
9.1.2 Étape 2
Compléter tous les champs de la fenêtre Paramétrage Station et cliquer sur
Composantes pour définir les mesures susceptibles de se faire sur la station : jauge,
PM10, PM2.5.

14
9.1.3 Étape 3
Fermer les fenêtres Composante par Station et Paramétrage Station une fois finie et
cliquer sur Ajout / édition session de mesure pour ajouter les données et résultats
d’une session donnée.
9.1.4 Étape 4
Compléter tous les champs de la fenêtre Session de mesure; cliquer sur Données
Météorologiques et compléter tous les champs dans celui-ci.
Cliquer sur Composition météo pour spécifier la condition générale du temps.

15
9.1.5 Étape 5
Fermer les fenêtres pour revenir à la Session de mesure; cliquer sur Suivi Env / Equip.
Compléter la masse de poussières et cliquer sur PM 10 / PM 2.5.
Compléter tous les champs de la fenêtre Session mesure poussières PM10/PM2.5 et
cliquer sur Calculer pour avoir la durée d’exposition en heure.

16
9.2 AFFICHAGE DES RESULTATS
9.2.1 Étape 1
Revenir au Menu principal et cliquer sur Aperçu des états, puis sur Indicateur : Qualité
de l’air dans Édition des États/Rapports

17
9.2.2 Étape 2
Éditer les dates de Début et de Fin de la période où on veut avoir des résultats et
cliquer sur Aperçu
9.3 PRODUCTION DU RAPPORT
Un rapport mensuel doit être produit et distribué aux intervenants. Le rapport comprend :
9.3.1 Rapport mensuel
Pour produire une compilation des résultats mensuels effectués à chacune des stations
selon les critères établis.

18
Indiquer la période d’échantillonnage.
Imprimer les résultats sous forme Acrobat une fois affichés en appuyant sur Fichier
dans la barre d’outils puis Imprimer, choisir Acrobat Distillier pour le nom de
l’Imprimante.
Placer le rapport dans le serveur de QMM-SA. Pour accéder au Réseau, suivre les
étapes suivantes :
• Avec l’explorateur Windows, accéder au réseau accéder au groupe
QMMFD.
• Dans cet ordinateur, se trouve un dossier partagé QMM-SA et tous les sous
dossiers. On peut y créer des fichiers et mettre les fichiers à partager.

19
L’accès peut également se faire à l’aide du lien http://192.168.0.1/QMM-SA/
Nom d’utilisateur : Externe_ftd
Mot de passe : Tana2006
9.3.2 Cartographie des résultats
Fournir les résultats au responsable de la géomatique.
Produire une carte indiquant les résultats classifiés selon les critères établis.
Indiquer la période d’échantillonnage.
Imprimer les résultats sous forme Acrobat une fois affichés en appuyant sur Fichier
dans la barre d’outils puis Imprimer, choisir Acrobat Distillier pour le nom de
l’Imprimante.
Placer la carte des résultats dans le serveur de QMM-SA. Pour accéder au Réseau,
suivre les étapes décrites ci-dessus.
10. Bibliographie
AirMetrics, "MiniVol Portable Air Sampler, Operation Manual", http://www.airmetrics.com

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