Diagnostic environnemental de la gare routière (pollution atmosphérique par TSP et métaux lourds)

I. Prélèvements des particules totales en suspension (TSP) dans l'air

L'objectif de surveillance de la qualité de l'air étant notamment d'apprécier le risque individuel d'exposition des êtres humains à des niveaux élevés de pollution. Il est nécessaire de choisir des stations de prélèvement représentatives quant aux risques liés à une telle pollution, on distingue essentiellement :

Ø Station rurale et périurbaine.

Ø Station de proximité.

Ø Station spécifique.

Un prélèvement représentatif est fonction de gestion de trois contraintes, à savoir, le débit de prélèvement, la durée et la nature du filtre utilisé.

I.1. Débit d'échantillonnage 

Le débit d'échantillonnage ou de prélèvement peut varier de un mètre cube (1m³) par heure (Low Volume Sampler ; LVS) pour des filtres à faible porosité, à une dizaine de mètres cubes par heure (High Volume sampler) pour des filtres à forte résistance et grande porosité (TIMACHMACHINE R., 2007).

Le tableau suivant nous renseigne des avantages et inconvénients liés à l'utilisation de préleveurs de type LVS et de type HVS (BOULABROUAT F.ZOHRA, 2007).

Tableau VI : Avantages et inconvénients liés à l'utilisation de préleveurs de type LVS et de type HVS.

Type de préleveur	Avantages	Inconvénients
LVS	-La taille des filtres est petite -facilité de conservation et d'analyse... -la durée de prélèvement est courte. -la disponibilité des filtres.	La masse des particules collectées est plus faible que HVS
HVS	Masse importante de particules collectées.	-La durée de prélèvement est longue (risque de colmatage) -difficulté de stockage et d'analyse.

I.2. Les filtres et les membranes de rétention 

Le choix des filtres pour la collecte des TSP doit remplir les trois conditions suivantes :

Ø Une efficacité de collection d'au moins 99% pour les particules de diamètre égal où supérieur à 0,3um (Ø = 0,3um).

Ø Une hydroscopicité faible.

Ø Un taux d'impureté aussi faible que possible en éléments métalliques pour éviter les interférences lors de l'analyse quantitative des particules collectées sur le filtre (OIKAWA K., 1999).

Le tableau suivant montre les propriétés et les caractéristiques de chaque type de filtre ainsi que leurs efficacités (HINDS W C., 1982).

Tableau VII : Propriétés et les caractéristiques des déférents types des filtres ainsi que leurs efficacités.

Filtre	Type	Matériel	Epaisseur (mm)	Porosité (um)	Résistance au colmatage	Efficacité (%)
Whatman4	Fibre	Cellulose	0,19	3 à 20	0,35	72
Microsorban	Fibre	Polystyrène	1,50	0,70	0,04	99,50
MSA1106B	Fibre	Verre	0,23	0,1 à 4	0,10	99,93
Millopore AA	Membrane	Ester cellulose	0,15	0,80	0,19	99,98

Il apparait bien que le filtre (AA) de type membrane, de nature ester de cellulose présente une efficacité très proche de 100%, suivi de type fibre de polystyrène (99,50%), en suite le type fibre de verre (99,93%). Par contre la résistance au colmatage revient aux filtres de type fibre de cellulose, cette résistance est expliquée par la grande porosité (3 à 20 um) qu'il acquière.

I.3. Mode de prélèvement 

I.3.1. Prélèvement sans coupure granulométrique 

Toutes les particules en suspension sont captées (jusqu'à 30 um où plus), le tableau (Tableau VIII) montre trois types de prélèvement sans coupure (COURIEUX F. P. et Al, 1990).

Tableau VIII : Types de prélèvement sans coupure granulométrique.

Prélèvement sur filtre à moyen débit.	Prélèvement sur filtre à très fort débit.	Prélèvement des fumées noires
-La vitesse de prélèvement est de l'ordre de (1,5 M^3/S pendant une durée de 24 heures (LVS). -La nature des filtres utilisés sont en fibre de verre ou membranes de diamètre 47mm. -Les particules collectées sont de taille de 0,30 à 30um, et une efficacité moindre pour les PM10 par rapport au PM 2,5.	-Les préleveurs utilisés sont de type HVS avec un débit de 60 à 100 M^3/S pour une durée de 24h. -Collecte des particules de taille plus importante. -Une efficacité pour les PM10, elle est de l'ordre de 25 à 40% pour les particules de 30um.	-Ce prélèvement ce fait à une vitesse de l'ordre de 1 Cm/S pour une durée de 24h. -Utilisé pour la collecte des particules issues de la combustion dont le diamètre sont inferieur à 10um. -Une efficacité significative pour les particules de taille inferieure à 5um.

I.3.2. Prélèvement avec coupure granulométrique

Le dispositif est équipé d'une tête qui permet de collecter les particules dont le diamètre est inferieur à une valeur fixe. L'appareil le plus connu de nos jours est le HVS-PM10 de la ferme américaine Andersen, c'est un appareil équipé d'une tête sélective pour la collection des particules de diamètre inferieur ou égal à 10um (Ø = 10um) (RABAI Y. et BOURAHLA M., 2006).

I.3.3. Prélèvement avec fractionnement granulométrique

Ce prélèvement est effectué à bas ou à haut débit et la collecte des particules se fait par impaction ; lorsqu'un jet d'air est soufflé perpendiculairement à une plaque, les particules en suspension se déposent sur la plaque sous l'effet de leurs inerties, tandis que les filets d'air sont devisés (LE BOUFFANT L., 1988).

Le dispositif le plus utilisé est l'impaction en cascade, qui se compose d'une série d'étages d'impactions (2 à 9, selon le nombre de fraction que l'on désire avoir), constitués d'un orifice perpendiculaire à une surface plane (RABAI Y. et BOURAHLA M., 2006).