Métrologie en chimie de l'environnement , livre ebook

299

pages

Français

Ebooks

2006

Écrit par
Quevauviller Philippe

Publié par
Tec & Doc

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Tec & Doc

Date de parution

03 mars 2006

Nombre de lectures

137

EAN13

9782743018450

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

3 Mo

La métrologie existe depuis plus d'un siècle mais, à quelques exceptions près, cette discipline ne s'est appliquée à la chimie que durant les quinze dernières années. Une approche récente traitant de métrologie en chimie et biologie émerge, dans laquelle les termes classiques liés à la mesure sont remplacés par des termes métrologiques, par exemple exactitude par traçabilité, précision par incertitude. Ce livre développe les aspects généraux de la métrologie telle qu'elle peut être appliquée à la chimie de l'environnement, avec un accent sur l'assurance qualité. Après un rappel des diverses définitions et des unités utilisées, l'ouvrage expose : le cadre général de la surveillance de l'environnement (objectifs des études, types de matrices et paramètres utilisés, principales méthodes analytiques) , le cadre technique (échantillonnage, prétraitrement, analyses des échantillons, sélection des méthodes, mesure et production des données) , la validation des méthodes, les étapes critiques de la validation des mesures environnementales, la vérification de l'exactitude et de la reproductibilité , l'organisation des essais interlaboratoires et l'utilisation de matériaux de référence , un aperçu de la mise en place des systèmes d'assurance qualité , enfin, une synthèse des références utilisées pour démontrer la traçabilité des analyses environnementales, et une revue des besoins et perspectives dans divers domaines de la métrologie de l'environnement. Après le succès de la première publication de cet ouvrage unique en langue française, cette deuxième édition actualise certains aspects liés aux implications des programmes de surveillance sur la législation environnementale, ainsi que les références sur lesquelles se base la traçabilité des analyses chimiques environnementales. Métrologie en chimie de l'environnement est devenu une référence utilisée par les techniciens et chercheurs de laboratoires d'analyses de contrôle de l'environnement, et d'instituts de recherche. Il est aussi particulièrement recommandé aux ingénieurs et étudiants de 3e cycle (mastère, doctorat) en chimie analytique, environnement et qualité.

INTRODUCTION GÉNÉRALE. Introduction. Les utilisateurs dans l'industrie. Les laboratoires d'essais (non industriels). Les besoins spécifiques. Les unités de référence : un peu d'histoire. Les unités du Système International (SI). Définitions des termes. Les méthodes d'analyse. Exactitude et termes dérivés. Termes liés à la dispersion des résultats. Autres critères de performance d'une méthode. Étalonnage et validation. Traçabilité - Définition. Éléments clés du concept de traçabilité. Les problèmes liés aux différentes approches. Traçabilité - Conclusions. Différences entre métrologie en physique et en chimie. Tendances de l'approche classique vers l'approche métrologique. Introduction à l'assurance qualité. Le concept de qualité pour les analyses chimiques. L'analyste confronté aux demandes des utilisateurs. L'impact et le bénéfice de données de qualité. Les laboratoires et la concurrence. Conclusions. SURVEILLANCE DE L'ENVIRONNEMENT - CADRE GÉNÉRAL Objectifs des analyses environnementales. En soutien aux réglementations européennes (directives, normes). Activités de recherche. Les matrices analysées. Eaux. Sédiments. Sols, boues et composts. Échantillons biologiques. Échantillons atmosphériques. Autres types de matrices. Les paramètres déterminés. Paramètres physico-chimiques. Paramètres inorganiques. Formes chimiques métalliques (péciation). Paramètres organiques. Exemples de substances réglementées. Les types de méthodes. Les méthodes primaires. Les méthodes relatives. Les méthodes comparatives. SURVEILLANCE DE L'ENVIRONNEMENT - CADRE TECHNIQUE. Stratégie de surveillance. Échantillonnage. Définitions. Types d'échantillons. Plan d'échantillonnage. Qualité de l'échantillon. Les analytes et l'importance de la prise d'essai. Enregistrement et conservation des échantillons. Manipulation des échantillons. Prétraitement des échantillons. Exemples de procédures d'échantillonnage. Sélection des méthodes analytiques. Objectif de l'analyse. L'équipement de laboratoire et les consommables. Critères de sélection d'une ou plusieurs méthodes. Critères pour l'analyse de traces. Causes d'erreurs analytiques. La mesure et la production des données analytiques. La mise en uvre des analyses. L'étalonnage. Mesure et résultat. L'incertitude de la mesure. Rapport d'analyses. Rapport final et archivage des données. VALIDATION ET CONTRÔLE DE QUALITÉ - DES MÉTHODES DE MESURES. Les principes Généralités. Validation des appareils, ordinateurs et logiciels. Recherche bibliographique. Différents types de validation des méthodes analytiques. Validation interne. Validation externe. Conclusions. Les étapes critiques. Minéralisation, extraction. Dérivation. Séparation. Détection. Étalonnage. Évaluation par étapes. Validation de l'étape de détection. Étude des effets de matrice. Extraction/Minéralisation. Facteurs de contrôle. Outils chimiométriques. Vérification de l'exactitude. Conditions à remplir pour atteindre l'exactitude. Vérification de la reproductibilité. L'utilisation de cartes de contrôle. La carte de Shewhart. La carte des moyennes mobiles. La carte CUSUM. ESSAIS INTERLABORATOIRES ET MATÉRIAUX DE RÉFÉRENCE. Essais interlaboratoires. Les différents types d'essais. Organisation. Principes généraux. Évaluation des résultats. Exemples d'essais interlaboratoires. Matériaux de référence. Types de matériaux. Conditions pour la préparation de matériaux de référence. Préparation. Contrôle de l'homogénéité. Contrôle de la stabilité. Conservation et transport. Procédures pour certifier et assigner des valeurs. Évaluation des résultats par l'utilisation de MRC de matrice. Producteurs de matériaux de référence. Disponibilité de MRC pour les analyses environnementales. LES SYSTÈMES DE QUALITÉ. Les systèmes de qualité. Normalisation. L'accréditation. Conclusions. Annexe I. Extrait du décret n° 90206 du 7 mars 1990. Annexe II. Exemple de formulaires utilisés pour la description de méthodes analytiques dans le cadre d'essais interlaboratoires. Bibliographie. Glossaire. Index.

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Tec & Doc

Date de parution

03 mars 2006

Nombre de lectures

137

EAN13

9782743018450

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

3 Mo

Sciences de la nature Biologie Sciences expérimentales Physique Science EAU Sciences de la vie Science de la nature Physical attractiveness Emiratos Árabes Unidos Sciences et techniques Sciences fondamentales Sciences

Philippe Quevauviller

Mét r o l o g i e en c h i m i e d e l ’ en vi r o n n em en t

e 2 éd i t i o n

Métrologie en chimie de l’environnement e 2 édition

Philippe Quevauviller HDR en chimie docteur d’université en chimie e docteur de 3 cycle en océanographie

Chez le même éditeur

Traitement des eaux de refroidissement Aquaprox, 2006

La chimie verte P. Colonna, coord., 2006

Chimie analytique en solution Principes et applications J.-L. Brissetet al., 2005

Mémento technique de l’eau e Degrémont, 10 édition, 2005

Enjeux phytosanitaires pour l’agriculture et l’environnement C. Regnault-Roger, coord., 2005

Sécurité sanitaire et gestion des déchets : quels liens Collection « Rapports de l’Académie des sciences » B. Tissot, coord. 2004

Analyse chimique des sols Méthodes choisies C. Mathieu, F. Pieltain, 2003

Matériaux de référence pour l’environnement Ph. Quevauviller, 2002

Procédés électriques de mesure et de traitement des polluants E. Hniatuc, coord., 2002

e ISBN : 2-7430-0837-7 (2 édition, 2006) re ISBN : 2-7430-0424-X (1 édition, 2001)

Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages publiées dans le présent ouvrage, faite sans lautorisation de léditeur ou du Centre Français dExploitation du droit de copie (20, rue des GrandsAugustins, 75006 Paris), est illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées, dune part, les reproductions strictement réservées à lusage privé du copiste et non desti nées à une utilisation collective, et, dautre part, les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou dinformation de lu er vre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 1 juillet 1992  art. L 1224 et L 1225 et Code pénal art. 425).

Ce livre est dédié à mon grand-père, André Quevauviller (1910-1981), pro-fesseur d’université, fondateur en 1957 de la Chaire d’Hygiène de la Faculté de Pharmacie de Paris. Une partie de son enseignement traitait des « influences nocives des milieux avec lesquels l’Homme est en contact » et reflétait sa vision humaniste de l’environnement. Son exemple est à l’origine de ma vocation pour les sciences naturelles, et ce livre aurait pu faire l’objet d’échanges fructueux entre le pharmacien qu’il était et le généraliste de la mesure environnementale que je m’efforce de devenir.

Préface

La présence dans l’air, l’eau et le sol de produits chimiques fabriqués par l’homme est un phénomène sans précédent dans l’histoire de l’humanité par sa quantité et sa diversité. Plusieurs cas de pollution environnementale caractérisée, parfois drama-tiques, parfois simplement préoccupants, ont conduit à une prise de conscience du risque chimique, du lien entre environnement et santé et de la nécessité de préserver la qualité des écosystèmes.

Cette prise de conscience s’est concrétisée par de nombreuses études sur l’identifica-tion et le comportement des substances potentiellement polluantes, sur l’étude des mécanismes de transfert et sur l’évaluation des risques et des expositions. Elle a aussi conduit à l’adoption et à la mise en œuvre de plusieurs lois nationales et directives euro-péennes visant à l’évaluation de l’état de l’environnement en partant de l’idée qu’une information transparente est en ce domaine un des moteurs essentiels du progrès.

La mise en œuvre de ces législations implique la définition de réseaux de sur-veillance dont l’efficacité est basée sur la fiabilité des données analytiques acquises et de leur interprétation. Cette fiabilité des mesures est indispensable pour l’aide à la décision à la fois afin d’assurer la qualité des choix et de garantir qu’ils permettront d’atteindre les objectifs visés avec une bonne économie des moyens publics et privés mobilisés.

Malheureusement, les résultats obtenus au niveau des suivis actuels de surveillance témoignent d’écarts parfois troublants et relativement fréquents. Les essais d’inter-comparaison nationaux et européens confirment un certain manque de maîtrise dans le domaine des mesures environnementales. Cela est naturellement très dommageable pour l’interprétation des données acquises dans l’espace et dans le temps. Un effort de coordination/harmonisation paraît donc nécessaire au niveau analytique pour une bonne maîtrise de la mesure chimique des différentes matrices environnementales. Celles-ci présentent en effet une grande diversité, notamment pour certains types d’eau (eaux souterraines, eaux résiduaires, matière en suspension des eaux de surface) et pour les sols (y compris les sédiments).

L’ouvrage de Philippe Quevauviller tend à faire le lien entre la science de la mesure (métrologie), les progrès analytiques, la nécessité d’adaptation liée aux substances émergentes et les besoins des politiques publiques. En ce sens, il répond à la nécessité actuelle d’harmonisation et de coordination des sciences analytiques pour une sur-veillance de l’environnement adaptée au besoin des états membres de l’Europe. Par son approche didactique et son ton libre et clair en appui à cette démarche pédago-gique, il répond à la fois au besoin de l’enseignement au niveau universitaire, au besoin de remise à niveau des professionnels de laboratoire d’analyse et au besoin de compréhension des pouvoirs publics en charge de la mise en œuvre des directives. Enfin, il satisfera le besoin d’information claire d’un public averti. © Tec & Doc – La photocopie non autorisée est un délit

VIII

MÉTROLOGIE EN CHIMIE DE L’ENVIRONNEMENT

Ce livre compte sans aucun doute parmi les guides et documents scientifiques qui permettront et accompagneront une mise en œuvre efficiente des directives environ-nementales. Étant particulièrement soucieux de la préservation de la qualité des eaux souterraines, qui représentent en France 62 % de notre alimentation en eau potable, je souhaite vivement que l’ouvrage de Philippe Quevauviller soit largement lu et utilisé.

Philippe Vesseron Président du Bureau de recherches géologiques et minières

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