Conception d’un banc d’essai pour évaluer les performances et qualifier les capteurs dans le domaine de la qualité de l’eau

L’objectif de ce projet était de concevoir, construire et valider un banc d’essai pérenne pour pouvoir évaluer les performances et qualifier des dispositifs de mesure en continu et portables dans le domaine de l’eau, selon les exigences et les protocoles décrit dans la norme NF EN 17075 (2018).

L’analyse en continu permet de suivre des paramètres essentiels au contrôle de la qualité de l’eau avec un pas de temps suffisamment court pour permettre une étude détaillée de la variabilité temporelle (par exemple des phénomènes diurnes) ou pour répondre aux craintes de plus en plus croissantes qu’une éventuelle contamination délibérée ou accidentelle n'atteigne le consommateur final d’eau potable en développant des systèmes d'alerte précoce. Enfin le pilotage en temps réel de procédés permet non seulement d’économiser des réactifs mais aussi de pouvoir réagir rapidement en cas de dysfonctionnement, assurant ainsi un rejet vers l’environnement plus optimisé et plus vert.

Bien que répondant à un besoin évident, ces outils souffrent d’un manque d’acceptation et/ou de reconnaissance, en particulier en lien avec les questionnements des utilisateurs finaux : quels niveaux d’informations sont fournis par ces outils ? Quelle est la qualité et la fiabilité de cette information ? Comment la démontrer ou comment s’en assurer ?

Ce projet avait donc pour but de concevoir, construire et valider un banc d’essai pour l’évaluation des performances et la qualification des dispositifs de mesure en continu et portables dans le domaine de l’eau, selon les exigences et les protocoles décrit dans la norme NF EN 17075 (2018). Une fois construit, la validation du banc pour les eaux potables et les eaux de surface a été réalisé, comme prérequis nécessaire avant d’évaluer les performances d’analyseurs en continu. Cette validation a consisté à estimer le temps de réponse et vérifier l’homogénéité en concentration lors d’ajouts de sels dissous ou de matières en suspension.

Les deux premières applications du banc ont concerné l’évaluation de sondes in situ pour la mesure en continu des nitrates en cours d’eau et l’évaluation d’analyseurs en ligne de turbidité pour l’eau potable en sortie d’usine. Les essais de performances pour trois capteurs et/ou dispositifs portables mesurant les nitrates dans les eaux de surfaces ont permis de mettre en évidence que les capteurs basés sur une mesure optique (absorbance dans l’UV-visible) sont caractérisés par de très bonnes performances, souvent inférieures à 5%. Ces essais ont aussi mis en évidence l’influence non négligeable de la matière organique sur la mesure des nitrates par électrode sélective.

Enfin, les essais pour évaluer les performances d’un capteur de turbidité réalisés à la fois sur une suspension modèle (copolymère de styrène divinyl benzène, SDVB, ayant un diamètre médian de 0,1 μm) et avec des matières en suspension issues de rivières (Oise, diamètre médian de 48 μm) montre que les performances sont optimales avec le SDVB et probablement sous évaluées quand elles sont comparées à celles évaluées avec un matériau réel : les incertitudes de mesure élargie (k=2) sont respectivement de 12% et 41 %.

Ce projet visait à disposer de protocoles adaptés et testés pour la validation indépendante des outils innovants. Il a permis également d’émettre des recommandations et d’apporter des éléments concrets pour les révisions de normes (ISO/TS 16489).

Enfin, le projet permettra de développer des prestations pour démontrer l’équivalence de résultats d’outil innovant de mesure par rapport à une méthode de référence.

Guigues N., Chabrol J., Lavaud P., Raveau S., Magar J., Lalere B., Vaslin‑Reimann S. (2022) Assessing the performances of on-line analyzers can greatly improve free chlorine monitoring in drinking water. Accreditation and Quality Assurance, 27, 43–53 - DOI: 10.1007/s00769-021-01488-2

VEOLIA VERI