Calcul de la concentration de PCB sur l’épaisseur- Procédure et Considérations

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Simon Schneebeli; août 11, 2020

Selon l’aide à l’exécution de l’Ordonnance sur la Limitation et l’Elimination des Déchets OLED, dans la partie "diagnostic des polluants / concept d'élimination", la filière d’élimination d’un élément constructif, p.ex. une poutre métallique ou une dalle en béton est dépendant de la concentration de PCB, non pas dans la peinture, mais dans l’élément constructif en entier. Ce que l’on prélève dans le cadre d’un diagnostic n’est cependant que l’enduit, du moins dans une première étape. La concentration sur l’élément en entier est ensuite calculé.

Il n'existe pas de formule ou procédé officiel pour effectuer ce calcul. En règle générale, on fait une simple règle de trois :

Formule PCB sur l'epaisseur 1

Exemple de calcul

Prenons l'exemple d'une peinture sur une dalle en béton. La peinture contient 2580 mg/kg de PCB et a une épaisseur d'environ 0,25 mm. La dalle en béton qui se trouve en dessous, a une épaisseur de 35 cm (soit 350 mm). La question est la suivante : quelle quantité de PCB l’élément entier (donc peinture et dalle) contient-il ?

La concentration du composant est déterminée par l'épaisseur et la densité des matériaux :

  • L'épaisseur des matériaux : La concentration dans le composant est "diluée" uniquement par l'épaisseur des matériaux. La peinture est 1400 fois plus mince que la dalle de béton (0,25 mm / 350 mm = 0,00071). Dans le cas présent, le rapport de l’épaisseur seule « dilue » la concentration de PCB à 2,75 mg/kg (2580 mg/kg * 0,00071 = 2,75 mg/kg).

(En théorie, l'épaisseur de l'élément de construction est l'épaisseur de la dalle de béton et l'épaisseur de la peinture. Cependant, cette dernière est généralement tellement petite qu’elle peut être négligée face à l’épaisseur du béton. Ceci n'est pas nécessairement le cas pour des composants métalliques).

  • La densité des matériaux : Les valeurs limites pour l'élimination étant données en mg/kg, la densité du matériau de construction joue également un rôle. Pour une peinture, on peut s'attendre à une densité d'environ 1200 kg/m3, tandis qu'une dalle en béton a une densité de 1500 à 2500 kg/m3 (selon l'armature).

Admettons une densité de 2000 kg/m3 pour la dalle en béton. Le rapport entre la densité de la peinture et la densité du substrat est donc de 1200 / 2000 = 0,6. La densité plus élevée du substrat par rapport au revêtement contribue donc également à « diluer » la concentration du polluant sur l'élément de construction.

Mettons cela dans la formule ci-dessus :

Formule PCB sur l'epaisseur 2

Calculée sur l’élément, la concentration en entier est donc de 1,11 mg/kg. La comparaison avec les valeurs limites pour l'élimination en décharge ou le recyclage selon l’OLED (voir le récapitulatif sur Polludoc.ch) montre que le matériau (composant entier, y compris la peinture) ne peut pas être recyclé. L'élimination dans une décharge B n'est pas non plus possible (valeur limite selon OLED, annexe 5 : 1 mg/kg).

Les options d'élimination ou de recyclage qui restent sont :

  • L’élimination dans une décharge de type E (valeur limite selon l’OLED : 10 mg/kg) ou valorisation dans une cimenterie
  • La peinture est enlevée au point que la teneur en PCB reste en dessous des valeurs limites
    • Pour la mise en décharge B.
    • Pour un  recyclage

En fin de compte, une analyse des coûts doit être effectuée pour trouver la variante la plus rentable.

Incertitudes

Il y a plusieurs points à ajouter au calcul ci-dessus.

Précision des résultats de l'analyse

Il n'est pas rare que les concentrations de PCB de deux échantillons, diffèrent de 20 %, 30 % ou même plus, même s'ils ne sont séparés que de 5 cm. Trois facteurs peuvent être à l'origine de cette variation :

  • la précision de l'analyse
  • l'hétérogénéité d'un matériau
  • la comparabilité de l'échantillonnage

L'analyse en laboratoire elle-même montre des incertitudes de ± 20 %. Le dernier point n’est cependant pas à sous-estimer non plus : Un échantillon contient-il de la poussière en plus de la peinture ? Ou l'échantillon de peinture était-il dilué par un peu de sous-couche / de béton ? Il est possible que la peinture soit même constituée de deux couches, qui ont des concentrations différentes et ne sont pas exactement de la même épaisseur selon l'endroit.

En ce qui concerne notre exemple, un résultat d'analyse avec une concentration de PCB inférieure de 12 % seulement permettrait déjà une élimination directe dans une décharge du type B.

Épaisseur de la couche

Dans le cas d'une dalle de béton, il est relativement simple d'estimer ou de mesurer son épaisseur. Mais quelle est l'épaisseur de la peinture? L'influence de l'épaisseur sur le résultat est importante : si, dans l'exemple ci-dessus, on suppose une épaisseur de 0,3 mm au lieu de 0,25 mm, la concentration sur l'ensemble de l’élément constructif augmente de plus de 20 %. En revanche, si l'on suppose une épaisseur de seulement 0,2 mm, la concentration est réduite de 20 % et les déchets peuvent être éliminés dans une décharge de type B.

Il en résulte: an particulier, lorsque de grandes surfaces sont concernées et que le calcul donne une concentration proche d'une valeur limite, l'épaisseur d'une couche doit être déterminée avec précision à l'aide d'un appareil de mesure d'épaisseur de la couche.

Parties métalliques

Certaines parties métalliques, par exemple les poutres et les supports, sont recouvertes d'une couche de peinture tout autour. Ainsi, un réservoir de mazout peut (mais ne devrait pas) être peint à l'intérieur ET à l'extérieur. Si un support métallique a une épaisseur de 10 mm et est recouvert d'une couche de peinture sur tout son pourtour, il va de soi que, pour le calcul ci-dessus, seule la moitié de l'épaisseur du métal doit être considérée (ou le double d'épaisseur de  peinture).

Pour les tôles fines, l'épaisseur de la peinture peut également être relativement importante par rapport à l'épaisseur du métal, surtout si plusieurs couches de peintures ont été appliquées les unes sur les autres. Par conséquent, il peut être nécessaire de prendre l'épaisseur du métal ET de la peinture comme "l'épaisseur de l'ensemble du composant". Il en va de même, en principe, pour la "densité du composant", où la densité moyenne du composant (c'est-à-dire le métal et la peinture ensemble) doit être calculée.

PCB dans le composant : contamination secondaire

On sait que les PCB migrent dans le béton (et probablement encore plus dans les chapes). La quantité et la profondeur de cette contamination secondaire dépendent de la concentration dans la peinture, mais aussi de la porosité du béton, de la température, de l'âge du composant, etc. Cette contamination secondaire pourrait bien être pertinente en termes d'élimination : dans le cas de concentrations très élevées de PCB, il est possible qu'un béton ou une chape soit encore si fortement contaminé après que la peinture ait été enlevée qu'il ne peut pas être recyclé. C'est pourquoi l'Aide à l’exécution, partie "diagnostic des polluants / concept d'élimination" précise qu'à partir d'une concentration de 1000 mg/kg dans une peinture (ou dans un mastic de joint de dilatation), il faut procéder à un échantillonnage en profondeur (par exemple par carottage).

En outre, une analyse par couche peut être utile pour savoir la répartition du PCB dans un élément en béton. Pour une telle analyse, un échantillon sur toute l’épaisseur doit être prélevé. Celui-ci est ensuite découpé en couche (p.ex. une coupe à chaque centimètre). Afin de déterminer la concentration sur l'ensemble de l'élément de construction sur la base de ces analyses, il faut ensuite calculer l'intégrale sur l'ensemble des concentrations (en supposant p.ex. une diminution exponentielle de la concentration avec la profondeur).

Même à des concentrations plus faibles, il est possible d’arriver à de faux résultats si l’on néglige la quantité de PCB dans le béton. Supposons que la peinture de notre exemple n'ait que 0,2 mm d'épaisseur au lieu de 0,25 mm. Il en résulte une concentration de 0,912 mg/kg de PCB pour l’épaisseur totale. Supposons que la teneur en PCB de la peinture ait initialement été plus élevée, mais qu'une partie a pénétré dans le béton (et qu'une autre se soit évaporée). Dans ce cas, il est tout à fait possible que la quantité de PCB (et non pas la concentration) dans le substrat soit supérieure à 10% de la quantité de PCB dans la peinture. Ainsi, la concentration totale du composant serait à nouveau supérieure à la limite de la décharge B.

Par conséquent, un échantillonnage sur toute l’épaisseur ou une analyse par couche peut être utile, non seulement en cas de concentration (1000 mg/kg ou plus, selon l’aide à l’exécution de l’OLED), mais dans chaque cas où l’on est proche des valeurs limites des filières d’élimination et où il s’agit de grandes quantités (ceci autant pour des raisons financières qu’écologiques).

Conclusions

Les explications ci-dessus montrent que le calcul de la teneur en PCB sur le composant est en fait simple. Elles montrent cependant aussi, qu’il y a différentes incertitudes donc les effets peuvent se cumuler. Dans des cas critiques, il est important de les identifier et d’estimer leur ampleur.

Aà ce jour, nous ne disposons pas de données suffisantes pour se permettre d’affirmer la quantité de PCB qui se trouve dans les éléments en béton par migration (concentration et profondeur de la pénétration). Nous encourageons les experts à partager leur expérience et leurs données afin que la procédure et les recommandations puissent être encore améliorées.

11 août 2020, Simon Schneebeli, Corin Gemperle

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