Le nez électronique permet de caractériser les odeurs à partir de l'analyse des composés organiques volatils (COV).
RQ Box : un nez électronique dédié à l'environnement
Il est constitué :
- de 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 de tous.
La particularité des détecteurs non spécifiques est de réagir à une large gamme de composés organiques volatils, sans spécificité à un gaz particulier et avec une sensibilité de quelques ppb (partie par billion). Les détecteurs spécifiques, quant à eux, assurent un suivi moléculaire (H₂S, NH₃, RSH...).
La sélection et l'association de ces différents types de détecteurs est adaptée et optimisée pour répondre aux besoins de chaque métier (assainissement, valorisation des déchets...).
La technique classique d’évaluation fait référence au jury de nez humains. Cette méthode est ponctuelle et ne reflète pas les variations dans le temps.
La mesure continue du RQ BOX permet de suivre à tout moment le niveau d’odeurs.
[Photo : Module de mesure RQ BOX.]
Un instrument adapté aux métiers de l'environnement
Le RQ BOX fournit en continu une information qualitative et quantitative à l’exploitant du site.
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.
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 des odeurs émises à proximité des sources ciblées.
Le RQ BOX s'utilise posté en extérieur, à la source ou dans le voisinage, loin des laboratoires d’analyse, et de l’opérateur.
[Photo : RQ BOX sur un site de compostage.]
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.
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).
Site de Lur Bizia
L’unité de compostage Lur Bizia (Lyonnaise des Eaux - filiale Suez Environnement) traite 15 000 tonnes de boues de station d'épuration par an ce qui donne environ 5 000 tonnes de compost.
[Photo : Centre de compostage de Lur Bizia et zoom sur le laveur, point de piquage pour l’analyseur NOSE BOX.]
Les boues proviennent de six stations d’épuration de grandes collectivités (Pays Basque et Landes) et d’un syndicat intercommunal proche du site. Le compost produit par la plate-forme répond à la norme NFU 44-095 (Amendements organiques : compost contenant des matières d'intérêt agronomique, issues du traitement des eaux).
L'installation de traitement d'air comprend deux lignes symétriques organisées avec une tour de lavage acide, trois biofiltres en parallèle, un ventilateur centrifuge, une tour de lavage oxydo-basique (voir figure 1). Le débit d'air traité par l'installation de traitement d'air est de 35 000 m³/h par ligne.
La tour acide a pour fonction principale l’élimination de l’ammoniac, tandis que les biofiltres et la tour oxydo-basique sont destinés principalement à supprimer les composés soufrés.
Depuis septembre 2006, un nez électronique a été installé sur le centre de compostage de Lur Bizia, en sortie de l'installation de traitement d'air, c’est-à-dire en sortie de la tour oxydo-basique. Le système de mesure intègre aussi un échantillonneur de gaz en continu permettant un prélèvement au centre de la conduite d’évacuation, dans des conditions d’hygrométrie proches de la saturation.
Le RQ BOX configuré pour l’installation de Lur Bizia inclut des capteurs MOS non spécifiques et des détecteurs de gaz (NH₃, RSH et COVt).
Parmi les principaux buts de Suez Environnement, la détection des gaz NH₃ (sensation d'irritation), RSH (odeur de chou en décomposition, d'ail) et composés organiques volatils totaux est primordiale car ils sont considérés comme étant la principale cause de gêne pour le voisinage.
Les mesures instrumentales du RQ BOX ont permis de mieux appréhender la problématique des odeurs générées sur le site et mener des actions de sorte à réduire l'intensité des nuisances olfactives.
Adaptation des méthodes de production du compost
Dans un premier temps, les méthodes de fabrication du compost (manipulation du compost par le criblage, mise en mélange
[Figure : Schéma représentatif d'une ligne de traitement d’air de l’unité de compostage.]
[Photo : légende : Évolution des concentrations en RSH et en NH₃.]
des boues et des co-produits, lancement des lots en fermentation) ont pu être organisées différemment.
L'enregistrement des émissions de composés soufrés et d'ammoniac en continu sur une période de 10 jours par le RQ BOX a mis en évidence le phénomène cyclique lié au démarrage journalier des phases de compostage.
En zoomant à l’échelle d’une journée (figure 3), le module fait apparaître l’évolution des émissions d’ammoniac et composés soufrés en liaison avec les étapes de production du compost. La 1ʳᵉ étape de manipulation du compost par criblage et la 2ᵉ phase qui consiste à mélanger les boues et co-produits, débutent le matin et produisent notamment de l’ammoniac. Quant à la 3ᵉ étape de mise en fermentation des lots, qui commence en début d’après-midi, elle génère principalement des composés soufrés.
Bien que présents à plus faible concentration, les composés soufrés peuvent constituer la principale cause de nuisance, car leur seuil de détection par le nez humain est très bas. Pour limiter l’émission de composés soufrés, la méthode de fabrication du compost a été modifiée. Bernard Vinet, Chef d’usine, explique : « Auparavant nous lancions simultanément la fermentation de trois tas de compost. Grâce à la mesure du RQ BOX, j’ai pu remarquer que la fermentation de 2 tas au lieu de 3 entraînait une diminution significative de la concentration en composés soufrés, et une disparition de la gêne occasionnée sur le voisinage. Aujourd’hui, nous étalons les fermentations sur la journée ».
Optimisation du système de traitement d’air
Dans un second temps, le RQ BOX a permis à l’exploitant d’optimiser le fonctionnement de son installation de traitement d’air. « En plaçant le RQ BOX directement en sortie de la tour acide, nous pouvons contrôler l’efficacité d’élimination d’ammoniac et ajuster les paramètres de fonctionnement de la tour. Il en est de même pour les biofiltres et la tour oxydo-basique qui eux sont conçus pour éliminer principalement les composés soufrés » commente Mélanie Commet, utilisatrice du RQ BOX sur le site Lur Bizia. « Une augmentation de la quantité d’oxydant ajoutée dans la tour oxydo-basique a permis de diminuer la concentration d’odeur en sortie de l’installation c’est-à-dire d’avoir une meilleure élimination des nuisances olfactives. Ceci nous permet de contrôler chaque étape de notre traitement d’air indépendamment des autres ». Mélanie Commet conclut : « avant l’installation de cet outil, il était difficile d’optimiser l’installation de traitement d’élimination des composés odorants n’ayant, comme seul moyen de contrôle des concentrations d’odeurs rejetées à l’atmosphère, des capteurs de mesure (pH et Redox) de fonctionnement. Aujourd’hui, ces paramètres ont été ajustés en fonction de l’indication du RQ BOX adapté aux besoins de Suez Environnement ».
Une mesure utile pour anticiper les émissions d’odeurs et les réduire
Les nez électroniques, souvent utilisés pour le suivi de la concentration d’odeurs (suivant référentiel EN 13725), trouvent ici une nouvelle voie d’apport pour les exploitants de site soucieux du respect du bon environnement de ses riverains.
L’intérêt du système RQ BOX réside à la fois dans sa capacité à mesurer la concentration d’odeurs mais également à indiquer les concentrations en gaz spécifiques (H₂S, RSH ou NH₃ et COV).
Ces analyseurs en continu aident l’exploitant à mieux maîtriser les émissions du site en vue de les réduire. En effet, outre les solutions curatives classiques, l’utilisation du nez électronique permet de mettre en place des actions préventives directement au niveau du process, ce qui est plus difficile lorsque le nez humain est employé comme seul moyen de mesure ponctuelle.
Enfin, le module RQ BOX aide l’exploitant à optimiser ses systèmes de traitement des odeurs et donc à diminuer l’impact sur le voisinage.
[Photo : légende : Évolution des composés soufrés et ammoniac sur 1 journée.]
