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  • Modèles de volatilisation : d’où viennent les différences entre prédictions et mesures ?

    10 février 2015

    Selon l'étude menée par InnovaSol, les différences constatées entre les mesures et les prédictions obtenues avec les modèles de volatilisation sol-bâtiment (Volasoil, Johnson et Ettinger) ne proviennent pas des simplifications de ces modèles. L'origine de ces écarts est à rechercher dans le rôle de la frange capillaire, de la distance bâtiment-source et du non-équilibre sol-air.

    Différents articles récents montrent que le modèle en une dimension de type Johnson et Ettinger, s’il est appliqué à un contexte où il n’y a pas d’effet 3D (source très localisée, bâtiment éloigné de celle-ci) ne conduit pas à des différences majeures avec un modèle en 3 dimensions reprenant la physique des phénomènes. En ce qui concerne le rôle des paramètres majeurs, les éléments suivants peuvent être avancés :

    • D’une façon générale, le type de polluant change relativement peu les flux tant que celui-ci est volatil.
    • Le nombre de fissures dans les fondations du bâtiment influence peu les résultats généraux.
    • Dans les sols peu perméables à l’air, le processus majeur est la diffusion et ainsi le différentiel de pression entre sol et bâtiment est peu influent.
    • A l’inverse, dans les sols perméables, les paramètres majeurs sont la perméabilité à l’air du sol et la différence de pression sol-bâtiment.
    • La teneur en air du sol, qui peut varier largement sous un bâtiment, influence très largement les résultats. En effet une variation d’un facteur 4 de la teneur en air peut conduire à une variation des concentrations dans le bâtiment de plus d’un ordre de grandeur.

    Par ailleurs, cette étude montre clairement que des facteurs "externes" aux équations des modèles conduisent aisément à des erreurs de plusieurs ordres de grandeur sur les résultats de modélisation. Il y a cependant une solution assez simple à ces déviations importantes : lorsqu'il s'agit de modéliser un risque dans un bâtiment, il est indispensable de réaliser les mesures dans l'air du sol. En effet une mesure locale dans l'air du sol permet d'éliminer les trois grands facteurs de biais que nous avons identifié : (i) hétérogénéité latérale, (ii) rôle de la frange capillaire et mesure dans la nappe et (iii) rôle du transfert solide-gaz.

    Cette approche simple permettra de limiter très fortement les erreurs des modèles sur site réel. Par contre lorsque les terres d'un site doivent être réemployées le calcul par le modèle risque peut toujours être préconisé avec moins de possibilités de mesure in situ. Dans ce cas, il est néanmoins possible de réaliser les études de risque aussi à partir de mesure dans les gaz du sol et non sur des concentrations sur le solide.