Analyse des COV en traces dans l'air

Les composés organiques volatils (COV) regroupent un très grand nombre de molécules de propriétés physico-chimiques très différentes. Ce sont essentiellement des solvants utilisés en chimie, pharmacie, cosmétique, traitement de surface, imprimerie, etc., des plastifiants, des composés soufrés et azotés susceptibles d'induire des nuisances olfactives, des hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Compte tenu de cette diversité, des définitions ont été proposées. La directive européenne 1999/13/CE du 11 mars 1999 définit les COV comme étant « tout composé organique ayant une pression de vapeur saturante de 0,01 kPa ou plus à une température de 293,15 K, ou ayant une volatilité correspondante dans les conditions d'utilisation particulières ». Par l'arrêté ministériel du 2 février 1998, la législation française exclut de cette définition le méthane, car il est peu toxique et n'est pas impliqué dans la pollution photochimique atmosphérique (c'est un gaz à effet de serre). Ce dernier critère est d'ailleurs retenu par l'US-EPA (US – Environmental Protection Agency) pour définir les COV. En effet, avec les oxydes d'azote, les COV sont des précurseurs de la formation de l'ozone troposphérique, ce qui constitue leur principal impact sur l'environnement. Sur l'homme, les risques sanitaires varient selon la molécule considérée. Ils peuvent aller de la gêne olfactive aux effets mutagènes (hydrocarbures insaturés) et cancérogènes (hydrocarbures aromatiques) en passant par des irritations et autres troubles (respiratoires, cardiaques, rénaux, maux de tête...). Les sources de COV peuvent être biotiques ou anthropiques, ces dernières émissions ayant été en constante augmentation jusqu'à la fin du XX^e siècle, en relation essentiellement avec l'activité industrielle et le transport routier. D'après le CITEPA (Centre interprofessionnel d'étude sur la pollution atmosphérique), le niveau d'émission de COV non méthaniques (COVNM) diminue régulièrement depuis 1988 pour atteindre 1 400 kt en 2003, soit une baisse de 47 %. Durant cette période, une inversion des secteurs les plus émetteurs a aussi été observée : l'industrie manufacturière est devenue prépondérante avec 30 % des émissions totales en France métropolitaine contre 24 % pour le transport routier, ancien secteur le plus émetteur. Ces améliorations résultent notamment de la volonté politique de nombreuses nations à réduire leurs émissions. Ainsi, 26 pays européens se sont engagés, dans le cadre du protocole de Göteborg (1999) à respecter des plafonds d'émissions : en France, un maximum de 1 100 kt de COV devra être atteint en 2010.

En conséquence, la réglementation concernant les effluents industriels s'est durcie et les valeurs limites d'émission de COV ont été abaissées. De même, la surveillance de la qualité de l'air ambiant s'est organisée, avec notamment l'élaboration de valeurs limites pour les polluants prioritaires (dont un COV, le benzène) et la mise en place de réseaux de mesure. En comparaison, la réglementation concernant les environnements intérieurs est encore peu développée. En effet, c'est une préoccupation relativement récente même si la qualité de l'air intérieur est devenue un enjeu majeur de santé publique. Pour l'instant, les effets de la pollution ne sont encore que partiellement connus, mais on peut tout de même citer le rôle avéré des COV dans le « syndrôme des bâtiments malsains » (mal-être dont les principaux symptômes sont : maux de tête, fatigue, fièvre...) . De nombreuses études nationales, coordonnées par l'Observatoire de la qualité de l'air intérieur (OQAI), visent à mieux connaître cette pollution et ses impacts, pour évoluer, à terme, vers l'établissement de valeurs limites.

En appui à une réglementation de plus en plus exigeante et pour mieux évaluer les risques d'exposition, il est nécessaire de disposer de méthodes pour l'analyse de COV en traces dans l'air.

Cet article a pour objectif de décrire les différents principes d'échantillonnage et d'analyse actuellement disponibles, de discuter de leur choix selon les objectifs de mesure à atteindre, de leurs conditions de mise en œuvre ainsi que de leurs performances et limites d'utilisation.