Le document traite de la métrologie de l'environnement, en abordant son histoire et son évolution à travers la création d'instituts nationaux de métrologie, le développement des méthodes de mesure des polluants ainsi que l'importance de la traçabilité et des matériaux de référence. Il souligne également les axes de développement prioritaires, notamment dans les secteurs de l'environnement, de l'agroalimentaire et de la santé, ainsi que les défis liés à la métrologie du bruit. Enfin, il évoque les efforts pour optimiser la collaboration entre laboratoires et autorités publiques afin de garantir la qualité des mesures environnementales et sanitaires.

1. Présentation à la DEB juin 2009 Présentation au SQUALPI, juillet 2008 La métrologie de l’environnement

2. Le plan de l’exposé Un peu d’histoire La métrologie et les politiques environnementales La mesure des polluants La métrologie chimique Le bruit

3. La métrologie au niveau mondial

4. La création des instituts nationaux de métrologie À la fin du 19° siècle l’importance grandissante pour les industries nationales d’une métrologie de pointe conduit les nations industrialisées à créer des instituts dédiés 1887 Physikalisch-Technische Reichsanstalt (D) devenu PTB 1892 LCIE (F) 1900 National Physical Laboratory (UK) 1901 National Bureau of Standards (USA) devenu NIST 1901 LNE (F)

5. Au sein d’un réseau mondial de métrologues LCM CIPM/BIPM NIST MRA CA comité de la métrologie CS CS CS CS CS CS LNE CMSI LNE INM LNE SYRTE LNE LNHB LNE NPL PTB

6. La voie européenne Jusqu’au 30 juin 2007 : EUROMET established by MoU, 1987 Members: - NMIs from 33 countries - JRC-IRMM of the CEC D epuis le 1er juillet 2007 : EURAMET legal entity as registered association in Germany - 32 NMIs as Members - IRMM as Associate - 4 Corresponding Applicants

7. Les objectifs du contrat 2009-2012 Les 6 grands objectifs du contrat entre le LNE et l’Etat Optimiser le dispositif national de pilotage de la métrologie Orienter les travaux scientifiques du LNE en métrologie sur les domaines prioritaires Assister les pouvoirs publics dans le domaine de la métrologie légale Apporter son expertise technique dans le domaine de la santé, de l’environnement et du développement durable Apporter sa contribution aux enjeux de sécurité des produits et à la surveillance du marché Optimiser les prestations commerciales

8. La métrologie et les politiques environnementales Le besoin de stabilité dans le temps des mesures Le besoin d’universalité géographique des mesures Le besoin de connaître la qualité des mesures (incertitude) Le besoin de traçabilité Mettre à disposition le réseau mondial des laboratoires nationaux de métrologie Puis la dissémination vers les utilisateurs

9. La métrologie et les politiques environnementales Les bonnes pratiques de laboratoires n’assurent pas le raccordement au système métrique Les effets de matrice sont difficiles à maîtriser ne sont pas pondérales au sens strict le degré d'exigence du COFRAC concernant la traçabilité au SI est bien moindre que pour la mesure des grandeurs physiques La notion de méthode primaire, c’est à dire pondérale Donc raccordée au système métrique Le principe général la dilution isotopique Un ajout dosé de la même molécule avec un autre isotope Pas de modification de l’effet de matrice

10. Traçabilité des analyses chimiques Grandeurs physiques Grandeurs chimiques L’étalonnage de l’instrument de mesure garantit la traçabilité L’étalonnage de l’instrument de mesure ne suffit généralement pas à garantir la traçabilité Il faut, dans la plupart des cas, : régulièrement étalonner/calibrer l’instrument périodiquement vérifier la justesse de la méthode

11. Les outils de dissémination de la métrologie Comparaisons clefs Un ensemble de comparaisons (CIPM) pour assurer l’universalité des laboratoires de métrologie examiner les principales techniques et méthodes dans le domaine (note les comparaisons principales peuvent inclure des comparaisons des représentations des multiples et sous-multiples de la base de SI et les comparaisons dérivées des « artefacts ») 3 outils de dissémination utilisés par les LNM vers les laboratoires utilisateurs développement et certification de Matériaux de Référence à Matrice (cf. : pesticide dans les eaux), solutions d'étalonnage (cf. : solutions à 1g/L des métaux que le LNE diffuse) fourniture de valeurs de référence pour les essais d'aptitude (cf. : coopération du LNE avec les fournisseurs d'essais d'aptitude)

12. Quelques équipements de la métrologie chimique GC-MS Gas Chromatography to Mass Spectrometry ICP-MS inductively coupled plasma FITR spectroscopie infrarouge

13. Matériaux de référence certifiés Méthode de référence primaire Essais inter-laboratoires La métrologie en Chimie

14. Les matériaux de référence certifiés du LNE PESTICIDES DANS LES EAUX Atrazine Déethylatrazine DEA Déisopropylatrazine DIA Isoproturon Acétochlore

15. Exemple de comparaison internationale avec des laboratoires de métrologie Présentation à la DEB juin 2009 Justesse à 1 ou 2 % près Incertitude de mesure entre 1 et 5% Méthode primaire

16. International Measurement Evaluation Program (IMEP) (environ 120 laboratoires) Présentation à la DEB juin 2009 20 laboratoires obtiennent des valeurs supérieures de plus de 50% 6 laboratoires obtiennent des valeurs inférieures de plus de 50% Zone grisée: Répartition des valeurs des laboratoires de métrologie

17. Exemple de comparaison nationale (projet METREAU ) Présentation à la DEB juin 2009 Biais analytique détecté pour l’analyse du plomb dans les eaux souterraines

18. Un exemple dans un secteur voisin L’apport à l’AFSSA L’inter comparaison des laboratoires d’analyses des viandes pour le Cadmium Un écart très important !

19. Présentation à la DEB juin 2009 Principaux axes de développement Secteurs jugés prioritaires : Environnement Agroalimentaire Santé Créer des réseaux pour le développement les méthodes de référence et de MRC Satisfaire le besoin des industriels en terme de raccordements métrologiques Matériaux de Référence purs certifiés (solutions étalons pour les laboratoires) Matériaux de Référence à matrice certifiés Valeurs de référence fournies par le LNE au cours d’essais d’aptitude

20. … de nouvelles méthodes primaires de mesure Présentation à la DEB juin 2009 Une cellule de mesure du pH à haute précision

21. Les matériaux de référence certifiés du LNE Présentation à la DEB juin 2009 10 éléments : Al, Ca, Cd, Cu, Co, Fe, Mg, Ni, Pb, Zn Environ 1000 unités produites SOLUTIONS ETALONS CERTIFIEES

22. L’action du LNE dans le secteur Eau En tant que référence nationale en métrologique: Développer de nouvelles méthodes de référence pour les substances prioritaires de la DCE Organiser des essais d’inter-comparaisons pour tester et comparer les bonnes pratiques de laboratoire Promouvoir les méthodes primaires (DI) et contrinuer à l’amélioration des performances analytiques des laboratoires Distribuer des matériaux de référence pour assurer la tracabilité des mesures analytiques Participer à des réseaux nationaux et internationaux : GT Substances, Norman, Euramet… Présentation à la DEB juin 2009

23. L’action du LNE dans le secteur Eau Faire partie du laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques (AQUAREF) Développer et optimiser les méthodes de prélèvements & d’analyse Développer des technologies innovantes de prélèvement Appuyer les donneurs d’ordre pour la conception et la gestion des réseaux de mesure DCE Prospecter et anticiper les risques émergents Le LNE est désigné dans le schéma national des données sur l’eau pour assister l’ONEMA dans l’élaboration du référentiel du système de gestion de la qualité (projet Sandre: codification des méthodes utilisées pour l’analyse des paramètres physico chimiques des eaux de surface et des eaux souterraines ) Présentation à la DEB juin 2009

24. La métrologie du bruit Que mesurer ? Le bruit est un son ou un « ensemble de sons qui se produisent en dehors de toute harmonie régulière » (Dictionnaire de l’Académie française). Le bruit possède des caractéristiques physiques précises mais est aussi défini par la sensation qu’il engendre, un son interprété comme désagréable ou gênant.

25. La pression acoustique Dans le domaine de l'acoustique, on s'intéresse en général aux variations de pression. Entre le seuil d'audibilité et le seuil de douleur, l'oreille humaine perçoit une plage de pression couvrant 6 décades. Pour cette raison, on utilise une échelle logarithmique pour définir le niveau de pression sonore : Lp = 20 x log (p / p0) avec p la pression mesurée et p0 la pression acoustique de référence qui correspond approximativement à la pression la plus faible qui peut être discernée à la fréquence de 1 kHz par un individu doté d'une bonne audition.

26. Le capteur En acoustique le capteur de base est le microphone. Celui-ci converti les variations de la pression incidente en un signal électrique. Ces capteurs sont étalonnés en cavité par la méthode de la réciprocité. D'autre part, le LNE met également en oeuvre des moyens pour l'étalonnage en champ libre des microphones dans une chambre anéchoïque

27. Quelques mesurandes possibles : L’énergie d’émission sonore Le bruit ambiant La notion d’émergence La répartition spectrale Étalonnage de microphones Perception par un panel de personnes

28. Un cadre réglementaire très précis Par exemple la directive bruit de 2000 sur les émissions des engins de chantiers. Annexe III : les niveaux de puissance acoustique émise par les matériel. Le niveau de pression acoustique surfacique doit être déterminé à au moins trois reprises. Si au moins deux des valeurs déterminées ne diffèrent pas de plus de 1 dB, il n’est pas nécessaire de procéder à de nouveaux mesurages.

29. Des exemples de matériels de mesure Grande salle anéchoïque du LNE 500 m3 utiles Fréquence de coupure 70Hz Bruit de fond 0 DB(A) 20 DB (lin)

30. Conception d’une salle de mesure La boite dans la boite Isoler des vibrations extérieures Neutraliser les réflexions 1,4 m GSA STRUCTURE EN BÉTON Épaisseur 45cm MAT TOURNANT SUSPENSIONS

31. Des exemples de matériels de mesure petite salle anéchoïque du LNE 30 m3 utiles Fréquence de coupure 120Hz Bruit de fond 0 DB(A)

32. Des exemples de matériels de mesure Salle d’écoute du LNE salle isolée et réflexion maîtrisée possibilité de travailler sur écoute ou ergonomie possibilité d’observer le panel