Les odeurs deviennent de plus en plus un paramètre à maîtriser pour les responsables de sites de compostage et de séchage, de décharges, de stations d’épuration, vis-à-vis des riverains. Mesurer les odeurs s’avère encore complexe et difficile, les méthodes actuelles s’attachant à proposer une mesure ponctuelle avec des résultats fournis a posteriori.
[Photo : Module de mesure RQ BOX.]
Le nez électronique
Le nez électronique est un analyseur qui permet de caractériser les odeurs à partir de l’analyse des composés organiques volatils. Il est constitué :
- - d’un boîtier avec à la fois des détecteurs spécifiques (cellules électrochimiques) et non spécifiques (capteurs à oxyde métallique MOS et lampe UV),
- - d’un logiciel permettant le traitement des données générées par les détecteurs et simplifiant le résultat pour le rendre compréhensible pour tous,
- - d’un système de communication sans fil pour transmettre les données terrain des modules à un PC central.
La particularité des détecteurs non spécifiques est de réagir à une large gamme de composés organiques volatils (C.O.V.), sans spécificité à un gaz particulier et avec une sensibilité de quelques ppb (partie par billion). Ainsi, tout comme les neuro-récepteurs olfactifs humains, le système de détection génère une empreinte globale, olfactive et chimique, caractéristique du produit analysé ou de la source considérée.
Les détecteurs spécifiques, quant à eux, assurent un suivi moléculaire (H₂S, NH₃, RSH…) permettant à l’utilisateur d’accéder dès le démarrage de l’appareil à une mesure continue qui va lui permettre de suivre l’impact des étapes clés de son process (suivi de fermentation, chaulage des boues…). Il pourra ainsi agir sur ce dernier en vue de réduire les processus potentiellement générateurs d’odeurs.
Cette association de détecteurs est alors optimale avec un appareil dédié à chaque métier (assainissement, valorisation des déchets…). L’utilisateur peut ainsi affiner sa connaissance des sources odorantes pour agir proactivement en amont de son process.
Un instrument pour l’environnement
Le RQ BOX, nez électronique dédié au suivi des nuisances olfactives, fournit en continu une information qualitative et quantitative à l’exploitation du site. Positionnés en différents points du site, les modules RQ BOX communiquent toutes les secondes avec l’ordinateur de l’exploitant déporté à distance (PC central). L’utilisateur accède ainsi, depuis son bureau, à la mesure d’odeurs dans l’environnement des sources ciblées. D’un point de vue quantitatif, l’information est triple :
- > Concentration en gaz cible exprimée en partie par million (ppm) pour chaque gaz ;
- > Concentration en COV totaux exprimée en ppm ;
- > Concentration d’odeur, dès lors que le système est étalonné avec des prélèvements analysés par olfactométrie, exprimée en unité d’odeur (u.o./m³) selon la méthodologie réglementaire EN 13725.
Le RQ BOX s’utilise posté en extérieur, loin des laboratoires d’analyse et de l’opérateur. Ces modules (moins de 5 kg) intégrés dans un
[Photo : RQ BOX sur site de compostage.]
Boîtier étanche, communicant, via un modem vers le PC qui peut être distant de plusieurs kilomètres de la source.
Autonome, le module RQ BOX aspire automatiquement l'air ambiant et assure un suivi en continu, pouvant ainsi tracer les phénomènes de bouffées.
Positionnés en réseau, ces modules dressent un profil olfactif global de l'ensemble des sources étudiées. Le PC central collecte les données de 1 à 16 modules, installés en différents points du site.
Les instruments RQ BOX peuvent être couplés à des outils de dispersion atmosphérique afin de cartographier les odeurs et visualiser la zone concernée quand une alarme est générée (cas de dépassement d'une concentration d'odeurs/COV/gaz cibles). L’intégration de prévisions météorologiques permet également de prévoir l'incidence des odeurs générées par le site sur le voisinage surtout lors des changements de saisons (variations importantes des pressions atmosphériques).
[Photo : Centres de stockage des déchets.]
Site de Villeneuve sur Verberie (Suez Environnement)
Un réseau de deux nez électroniques a été installé sur le centre de stockage de déchets de Villeneuve sur Verberie (SITA – filiale SUEZ Environnement) qui traite près de 200 000 tonnes de déchets ménagers et industriels non dangereux par an. Le but était triple :
• reconnaître et identifier les odeurs sur ce site,
• étudier la corrélation entre les mesures olfactométriques, celles fournies par les nez et le suivi du jury de nez des riverains,
• mettre en place un système de surveillance d’odeurs et d’alerte.
Deux sources d’odeurs du centre d’enfouissement technique ont été étudiées : la zone d’exploitation quotidienne des déchets frais et la zone réaménagée en attente d’exploitation. Ces sources, choisies avec l’exploitant du site, correspondaient à des stades du process potentiellement génératrices d’odeurs sur l'installation et ses environs.
Avant de démarrer des analyses de routine, deux étapes sont requises :
1/ une étape d’observation
Les instruments aspirent le gaz odorant en extérieur et effectuent des mesures à une fréquence de l'ordre de la seconde, et ce 24 h/24. Les profils de mesure des instruments ont alors été comparés aux événements recensés sur le site afin d’étudier les variations de process et leurs impacts sur l'environnement proche (plaintes).
2/ une étape d’étalonnage
L'objectif étant aussi d’obtenir une concentration en unité d’odeur, un étalonnage des modules a été nécessaire. Ainsi, une campagne olfactométrique a été réalisée sur les deux sources d’odeurs. Les sacs Tedlar prélevés ont été analysés par olfactométrie dynamique (norme CEN) dans un laboratoire indépendant suivant la méthode EN 13725.
Le logiciel de traitement des mesures instrumentales a permis de calculer l’équation mathématique adaptée au site. Elle a ensuite été intégrée dans le logiciel de pilotage de l’analyseur RQ BOX.
Le nez électronique est alors entré en phase de mesure en routine.
Principaux résultats
• Mesure de la concentration d’odeurs avec l’olfactométrie dynamique
Les résultats olfactométriques ont permis
[Photo : Module RQ BOX sur la zone réaménagée.]
étalonner les nez électroniques. La gamme de concentration étudiée s’est avérée large (500 à 10⁶ uo./m³). Les prélèvements ont été effectués au niveau de la source et analysés par les nez électroniques et par olfactométrie. Les instruments ont pu ensuite reconnaître le type d’odeur (zone réaménagée et déchets frais) et fournir une concentration d’odeurs (exprimée en u.o./m³).
• Résultats qualitatifs : caractérisation des odeurs avec les nez électroniques
L’association de détecteurs utilisés et dédiés au métier « valorisation des déchets » permet à l’équipement de différencier les empreintes chimiques et olfactives des deux sources considérées (zone réaménagée et déchets frais) comme cela est représenté dans la figure ci-contre.
L’utilisateur sait alors précisément identifier la source génératrice de l’odeur et évaluer la concentration de l’odeur.
Il peut ainsi hiérarchiser les sources les unes par rapport aux autres et optimiser par la suite la solution épuratoire adaptée en vue de réduire les odeurs émises.
Ces données qualitatives et quantitatives d’apprentissage sont intégrées automatiquement dans le logiciel de pilotage et traitement de données. L’équipement fournit à l’exploitant du site un résultat simple sur lequel il visualise le type d’odeur perçue et la concentration en unité d’odeur.
[Photo : Représentation de 2 empreintes chimiques et olfactives distinctes.]
• Résultats quantitatifs : concentration des odeurs avec les nez électroniques
La corrélation entre la méthode sensorielle (olfactométrie) et physico-chimique (nez électroniques) a été établie à partir du modèle mathématique quantitatif PLS (Partial Least Square). L’axe des X représente les mesures olfactométriques ; l’axe des Y, les mesures physico-chimiques. Le facteur de corrélation de 95 % a validé la relation de corrélation et les concentrations d’odeurs fournies par les nez électroniques.
[Photo : Représentation graphique de la PLS entre données olfactométriques et nez électroniques.]
Le nez électronique assure aux exploitants de site une surveillance des odeurs et permet de vérifier à tout instant l’efficacité des systèmes épuratoires qui peut varier selon le régime des matières entrantes et traitées sur le site ou l’usine. L’historique des mesures d’odeurs sur de longues périodes et non lors d’une campagne olfactométrique ponctuelle permet de conforter les riverains sur la représentativité de la mesure des odeurs.
Le graphe ci-dessous détaille les résultats obtenus sur une période d’observation de 12 jours consécutifs.
Sur cette période, la concentration d’odeurs n’a pas dépassé 500 unités d’odeurs par mètre cube sur le site. Les pics observés correspondent à l’injection de gaz concentrés prélevés à la source et injectés dans chacun des modules. Ils simulent des odeurs sur une gamme de concentration de 1 000 à 1 000 000 uo/m³.
Les nez électroniques ont bien détecté ces pics d’odeur, fournissant ainsi un système d’alerte en cas de dépassement de seuils d’odeurs.
[Photo : Visualisation de la concentration d’odeur en temps réel.]
En conclusion
Les nez électroniques installés sur ce centre de stockage des déchets de Suez Environnement permettent de :
- * suivre en continu les émissions d’odeurs, gaz cibles (H₂S, NH₃, RSH) et COV totaux,
- * évaluer la concentration d’odeurs en unités d’odeur, après étalonnage des instruments,
- * suivre les fluctuations sur les sources potentiellement odorantes ;
- * constituer un historique des émissions d’odeur de l’installation,
- * favoriser la communication avec les riverains.
Au cours des 4 premiers mois de l’année 2007, aucune plainte n’a été émise par les riverains du site.
Les nez électroniques continuent de surveiller les odeurs sur le site de Villeneuve-sur-Verberie… dans le cas où elles pointeraient leur nez !
