Figure 19 : Approche d'ajustement du taux d'échantillonnage par <strong>le</strong>s PRC <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cadre de laprésence d'un biofilm (d’après [22])5.3 Intérêt <strong>des</strong> échantillonneurs passifsLa phase d’échantillonnage est très importante <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cadre d’une étude. Les erreurs commises lorsde cette étape ne peuvent être corrigées lors de l’analyse et une attention particulière doit y êtreportée. De plus, c’est une étape qui est coûteuse. Selon <strong>des</strong> estimations variab<strong>le</strong>s, l’échantillonnageet la préparation <strong>des</strong> échantillons représente 70 à 90 % du temps d’analyse. La diminution <strong>des</strong>pério<strong>des</strong> de prélèvements et de préparation de l’échantillon est donc une étape nécessaire pourmaîtriser <strong>le</strong>s coûts analytiques [17].5.3.1 <strong>Surveillance</strong> à long terme et perturbation du milieuLes techniques passives d’échantillonnage regroupent un ensemb<strong>le</strong> de dispositifs qui permettent lamise en place d’une surveillance sur du long terme sans faire appel à <strong>des</strong> procédés mécaniquesperturbateurs du milieu (pompage de forage, purge du puits). Ce point est intéressant car <strong>le</strong> pompage<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> peut induire <strong>des</strong> mélanges entre la zone étudiée et d’autres zones (entraînant unemodification <strong>des</strong> concentrations <strong>des</strong> composés étudiés). De plus, l’opération de pompage peut aussiinduire la perte d’éléments volatils du fait de la perturbation du milieu. Ainsi, l’approche passivesemb<strong>le</strong> consister en une approche plus douce et plus localisée de la mesure. En contrepartie uneévaluation de la stratification <strong>des</strong> composés est nécessaire avec ce type de méthode. Leséchantillonneurs doivent être placés selon une profondeur définie en fonction du composé recherché.Certains dispositifs peuvent être connectés en série afin de réaliser un profil de contamination de lazone échantillonnée ([25] et [26]).Ainsi, <strong>le</strong>s pré<strong>le</strong>veurs passifs sont intéressants puisqu’ils permettent de minimiser <strong>le</strong>s perturbationsassociées aux métho<strong>des</strong> conventionnel<strong>le</strong>s. Leur utilisation semb<strong>le</strong> pouvoir améliorer la qualité demesure de certains composés (exemp<strong>le</strong> : utilisation <strong>des</strong> PDB pour <strong>le</strong>s COV). Toutefois, uninconvénient subsiste <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cadre <strong>des</strong> échantillonneurs à l’équilibre puisqu’ils peuvent présenter <strong>des</strong>limites en terme de concentrations (rapport composés/volume) ([4] et [36]).Les pré<strong>le</strong>veurs cinétiques présentent un intérêt particulier puisqu’ils permettent d’établir <strong>des</strong>concentrations moyennes sur une période d’exposition donnée. Ce type de données ne peut pas êtreobtenu via <strong>le</strong>s métho<strong>des</strong> de surveillance conventionnel<strong>le</strong>s qui ne permettent que <strong>des</strong> prélèvementsponctuels représentatifs de la zone étudiée à un moment précis. Cet aspect a pour conséquencesdirectes :- une meil<strong>le</strong>ure détection et quantification <strong>des</strong> éléments traces (qui nécessite <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cas <strong>des</strong>métho<strong>des</strong> conventionnel<strong>le</strong>s une augmentation <strong>des</strong> volumes échantillonnés donc <strong>des</strong> coûts). Enmoyenne <strong>le</strong>s concentrations en polluant <strong>dans</strong> une SPMD peuvent être équiva<strong>le</strong>nts à ceuxprésents <strong>dans</strong> un échantillon « conventionnel » de 70 litres.Etude RECORD n°06-1015/1A 41
- une mesure intégrée et un lissage <strong>des</strong> concentrations <strong>dans</strong> <strong>le</strong> temps. Une pollution épisodiqueé<strong>le</strong>vée peut passer inaperçue via <strong>le</strong>s métho<strong>des</strong> conventionnel<strong>le</strong>s alors qu’el<strong>le</strong> est intégréeautomatiquement au prélèvement passif (à moins d’un système de prélèvement automatiquecoûteux).5.3.2 Exposition sur <strong>le</strong> terrain et préparation de l’échantillonGloba<strong>le</strong>ment, <strong>le</strong>s pré<strong>le</strong>veurs passifs sont simp<strong>le</strong>s d’utilisation et ne présentent pas de besoin matériel(énergie) ce qui peut faciliter une utilisation à grande échel<strong>le</strong> sur <strong>le</strong> terrain. Ils sont utilisab<strong>le</strong>s sur denombreux milieux aqueux ou humi<strong>des</strong> et sont beaucoup plus pratiques <strong>dans</strong> <strong>des</strong> zones diffici<strong>le</strong>sd’accès. Ils présentent généra<strong>le</strong>ment une bonne répétabilité, permettant de diminuer la charge detravail sur <strong>le</strong> terrain et ne demandent pas <strong>le</strong> transport de gros volumes d’eau. De plus, il semb<strong>le</strong> que lasorption <strong>des</strong> analytes sur la phase réceptrice de certains dispositifs induise généra<strong>le</strong>ment unemeil<strong>le</strong>ure stabilisation <strong>des</strong> composés ce qui réduit <strong>le</strong>s risques de dégradation (exemp<strong>le</strong> : lors dutransport). Enfin, ces dispositifs sont souvent jetab<strong>le</strong>s et ne demandent pas d’opération de nettoyagece qui évite <strong>le</strong>s contaminations croisées ([25] et [45]).Globa<strong>le</strong>ment, <strong>le</strong>s métho<strong>des</strong> passives permettent de diviser <strong>le</strong> temps de préparation et de col<strong>le</strong>cte d’unfacteur 3 à 6 par rapport aux métho<strong>des</strong> conventionnel<strong>le</strong>s. Les PDB par exemp<strong>le</strong>, permettantl’échantillonnage de nombreux COV ont montré <strong>des</strong> résultats aussi pertinents que <strong>le</strong>s métho<strong>des</strong>conventionnel<strong>le</strong>s pour un coût moins é<strong>le</strong>vé (40-70 %) [26].Ce type d’échantillonnage peut simplifier la préparation <strong>des</strong> échantillons avant analyse. L’utilisation demembrane sé<strong>le</strong>ctive peut permettre de ne col<strong>le</strong>cter que <strong>le</strong>s éléments dissous ce qui apporte uneinformation sur la fraction réel<strong>le</strong>ment biodisponib<strong>le</strong> de l’élément sans impliquer d’opération de filtrage.Dans <strong>le</strong> cas de certains échantillonneurs, plusieurs opérations peuvent être réalisées en une fois cequi se traduit par une économie en terme d’échantillonnage, d’isolation du composé d’intérêt, et depréconcentration. De plus, mise à part quelques exceptions, la plupart <strong>des</strong> techniques passives nedemandent que peu ou pas de solvant lors du prétraitement préalab<strong>le</strong> à l’analyse, ce qui réduitéga<strong>le</strong>ment <strong>le</strong> coût d’analyse [17].5.3.3 LimitesNéanmoins, certains inconvénients peuvent être énoncés. Le principal d’entre eux étant <strong>le</strong> besoin depasser par une phase de calcul avant de trouver <strong>le</strong>s concentrations du milieu <strong>dans</strong> certains typesd’échantillonneurs (intégrés), alors que la notion de débit <strong>dans</strong> <strong>le</strong>s aquifères n’est pas forcémentfaci<strong>le</strong>ment quantifiab<strong>le</strong>. Ce point apporte donc une incertitude à ce type de méthode pour laquel<strong>le</strong>l’estimation du volume filtré (taux d’échantillonnage) est particulièrement important afin d’évaluer <strong>le</strong>sconcentrations du milieu. Toutefois l’utilisation de PRC semb<strong>le</strong> pouvoir apporter une réponse à ceniveau et permettre de corriger <strong>le</strong> taux d’échantillonnage in situ. Concernant <strong>le</strong>s échantillonneurs àéquilibre, il est évident que la méthode apporte <strong>des</strong> points positifs en terme de méthodologie (profilvertical, moins de turbu<strong>le</strong>nce lors de l’application de la méthode, application <strong>dans</strong> <strong>des</strong> aquifères dedébit plus faib<strong>le</strong>). Toutefois, <strong>le</strong> volume pré<strong>le</strong>vé peut être considéré comme insuffisant <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cadre dela quantification de certains éléments présents à l’état de trace <strong>dans</strong> l’environnement. Ce point peutêtre aussi précisé pour <strong>le</strong>s pré<strong>le</strong>veurs instantanés qui ne nécessitent pas de pompage ou de purge(Snap samp<strong>le</strong>r®, Hydras<strong>le</strong>eve®).5.4 Conclusion quant à l’échantillonnage passifIl existe de nombreux pré<strong>le</strong>veurs passifs appliqués au milieu eau. La large gamme d’échantillonneurstémoigne de l’intérêt porté par la communauté scientifique à cette thématique. La majorité <strong>des</strong>dispositifs n’ont cependant pas suffisamment fait l’objet d’étu<strong>des</strong> in situ à grande échel<strong>le</strong> afin <strong>des</strong>’imposer face aux métho<strong>des</strong> dites conventionnel<strong>le</strong>s ou afin de clairement exister en tant queméthode de surveillance alternative. Toutefois certains dispositifs ont montré <strong>le</strong>ur efficacité <strong>dans</strong> <strong>le</strong>prélèvement de certains composés tels que <strong>le</strong>s PDB pour <strong>le</strong>s COV, <strong>le</strong>s Membranes à dialyses, <strong>le</strong>sSPMD pour <strong>le</strong>s composés hydrophobes … Ce constat témoigne donc d’une approche solide de cesmétho<strong>des</strong> pour <strong>le</strong>s composés considérés. De plus, au delà <strong>des</strong> améliorations de la qualité de mesure,un intérêt économique et pratique est indiscutab<strong>le</strong> ce qui rend tout a fait séduisant ce type dedispositifs (un PDB doté de ces accessoires coûte globa<strong>le</strong>ment 50 à 75 €) [36].Au delà de tous ces points et de ces considérations, il semb<strong>le</strong> que la mise en place de métho<strong>des</strong>passives adaptées, <strong>dans</strong> <strong>le</strong> cadre de la surveillance de zones où l’aquifère et la pollution sont biencaractérisés, soit tout à fait possib<strong>le</strong>. Cette approche combine un intérêt scientifique, pratique etEtude RECORD n°06-1015/1A 42