--> Incertitudes sur la concentration moyenne d’un événement pluvieux induites par différentes stratégies de prélèvement - TSM
gestion des eaux pluviales qualité de l'eau métrologie-mesure modélisation
A
Études
Assainissement
TSM 12 2019 - Page(s) 155-174

Incertitudes sur la concentration moyenne d’un événement pluvieux induites par différentes stratégies de prélèvement

Uncertainties on a pollutant mean concentration for a rain event implied by different sampling strategies

Résumé

La concentration moyenne d’un polluant donné lors d’un événement pluvieux peut être définie comme le rapport de la masse de polluant au volume d’eau correspondant. Elle est classiquement déterminée à partir de l’analyse d’un échantillon moyen, obtenu en cumulant plusieurs prélèvements répartis sur la durée de l’événement. La représentativité de cet échantillon moyen dépend de la stratégie de pilotage du préleveur. Cette étude a pour objectif d’évaluer à partir de données expérimentales les erreurs commises sur la concentration moyenne d’un événement pour chacune des deux stratégies les plus courantes, et d’en déduire des intervalles de confiance pour l’ensemble des événements. Elle est basée sur des enregistrements de débit et de turbidité acquis sur des sites séparatifs et unitaires des observatoires du réseau URBIS. L’application de stratégies de prélèvement proportionnellement au temps ou au volume écoulé a été simulée sur plusieurs centaines d’événements pluvieux pour plusieurs paramétrages. L’analyse des résultats met en évidence la nette supériorité de la stratégie de prélèvement asservie au débit, tandis que l’asservissement au temps implique une erreur de pondération qui peut être considérable sur certains sites et certains événements. Cependant, il est très délicat, voire impossible, d’évaluer a priori les incertitudes associées à chaque stratégie pour un site donné si l’on ne dispose pas de mesures en continu du débit et de pollution associés aux prélèvements.

Abstract

The mean concentration of a given pollutant for a rain event may be defned as the ratio of the pollutant mass to the corresponding water volume. It is usually derived by analysing a compound sample cumulating several sub-samples dispatched along the duration of the event to provide a mean concentration value. The representativeness of the compound sample depends on the sampling strategy used to control the automatic sampler. This study uses experimental data to assess the errors on the mean concentration of a given event implied by two usual sampling strategies. Then uncertainty ranges for all events are derived and compared. It relies on discharge and turbidity recordings available on separate and combined drainage systems included in URBIS network. Two sampling strategies controlled either by cumulated discharge or by elapsed time were simulated for several hundred rain events, with different parameter set-ups. Results clearly show that the control by cumulated volume provides a far more representative sample than the control by elapsed time. Indeed the latter implies a weighting error, which may be huge for some sites and some events. Unfortunately, it is quite difficult, or even impossible, to assess the uncertainties implied by both strategies for a particular site, unless flowrate and pollution are continuously monitored while sampling campaigns are performed.

Mots clés : échantillonnage, prélèvement, eaux résiduaires, erreur, incertitude
Keywords : sampling, wastewater, error, uncertainty
https://doi.org/10.36904/tsm/201912155

1 Laboratoire Eau et Environnement (LEE) de l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifsttar) – Bouguenais
2,3 Université Paris Est – Laboratoire Eau Environnement et Systèmes urbain (Leesu), UMR MA102 – École des Ponts ParisTech – UPEC – AgroParisTech – Marne-la-Vallée
3 Faculty of Engineering III – Lebanese University – Hadeth – Liban

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