L'échantillonnage des gaz du sol consiste à extraire les vapeurs présentes dans les pores du sol, au moyen d'une petite sonde, afin qu'un laboratoire ou un instrument de dépistage sur le terrain détermine quels contaminants volatils sont présents et en quelle quantité. C'est la méthode courante pour vérifier si des vapeurs d'hydrocarbures ou de solvants risquent de migrer vers un bâtiment. Ce guide couvre les méthodes active et passive, la profondeur de prélèvement, le temps d'attente, les essais d'étanchéité et le matériel de sondes AMS offert par ERE.
Dans ce guide
- Qu'est-ce que l'échantillonnage des gaz du sol et quand en a-t-on besoin?
- Faut-il choisir l'échantillonnage actif ou passif?
- À quelle profondeur placer une sonde de gaz du sol?
- Combien de temps attendre après l'installation d'une sonde?
- Comment purger et vérifier l'étanchéité d'une sonde?
- Quelle conception de sonde convient à quel travail?
- Quel matériel d'échantillonnage des gaz du sol ERE offre-t-elle?
- Comment planifier une campagne d'échantillonnage, étape par étape?
- Foire aux questions
Qu'est-ce que l'échantillonnage des gaz du sol et quand en a-t-on besoin?
L'échantillonnage des gaz du sol prélève la vapeur contenue dans les pores du sol près d'une source de contamination ou d'un bâtiment, puis la mesure. Les consultants l'emploient sur les sites de déversement d'hydrocarbures, les réservoirs souterrains et conduites qui fuient, les lieux d'enfouissement et les sites contaminés par des solvants, ainsi que comme étape de dépistage de l'intrusion de vapeurs dans les bâtiments. Il complète l'échantillonnage des eaux souterraines et du sol sans le remplacer, car les concentrations de vapeur dépendent de l'humidité, de la perméabilité et de la profondeur, en plus de la source.
Il répond aussi à une question différente de celle d'un échantillon de sol. Un échantillon de sol indique ce que le sol contient; un échantillon de gaz du sol indique ce qui s'en échappe sous forme de vapeur. Pour les composés organiques volatils dans le sol lui-même, un dispositif de carottage scellé comme l'échantillonneur En Core® (conçu pour la méthode SW-846 5035) est l'outil approprié; pour la phase vapeur, il faut une sonde à gaz.
Faut-il choisir l'échantillonnage actif ou passif?
Choisissez l'actif quand les composés organiques volatils sont la principale préoccupation et que vous avez besoin de données rapidement; choisissez le passif en l'absence d'alimentation électrique ou pour une longue intégration sans surveillance. La page d'outils d'investigation de l'intrusion de vapeurs de CLU-IN (US EPA), en anglais, définit les deux:
- Actif: le gaz du sol est recueilli en pompant un volume dans la zone visée, et les échantillons peuvent être analysés immédiatement. Il permet une évaluation rapide, avec des sondes temporaires ou permanentes installées par sondage à la tarière ou par enfoncement direct.
- Passif: des matériaux absorbants sont laissés dans le sol pendant des jours ou des semaines et captent les vapeurs par l'écoulement naturel du gaz du sol. Les échantillonneurs peuvent être placés là où il n'y a pas d'électricité et rester sans surveillance.
Le matériel de ce guide sert à l'échantillonnage actif : une sonde dans le sol, un tube jusqu'à la surface, et une pompe, un canister ou un instrument de terrain à l'autre bout.
À quelle profondeur placer une sonde de gaz du sol?
Pour les travaux liés à un bâtiment, le minimum est de 1 m sous la dalle de fondation. Le guide de la Contaminated Sites Approved Professional Society de la C.-B. sur la voie sol-vapeur-air, en anglais, rapporte que Santé Canada (2010) et le CCME (2016) fixent le minimum à 1 m sous la dalle, contre 1,5 m (5 pi) dans les lignes directrices américaines.
Lorsqu'une nappe phréatique peu profonde l'empêche, le même document indique que le CCME (2016) accepte des échantillons valides à seulement 0,5 m avec des précautions : une bâche au sol et un joint de sonde vérifié par un essai d'étanchéité. Il avertit aussi que des échantillons extérieurs peu profonds peuvent ne pas représenter les conditions sous un bâtiment. La profondeur est une décision de projet que votre consultant documente, pas une valeur par défaut.
Combien de temps attendre après l'installation d'une sonde?
L'enfoncement d'une sonde perturbe le sol; attendez que le sous-sol se stabilise avant de prélever. Le document de la CSAP résume les temps d'équilibrage du CCME (2016) :
| Mode d'installation de la sonde | Attente minimale (CCME 2016, selon le résumé de la CSAP) |
|---|---|
| Sonde enfoncée, ou tiges d'enfoncement direct laissées en place | 20 minutes |
| Trou d'enfoncement direct de petit diamètre | Un jour |
| Trou foré à la tarière ou par sonique sans air ni eau | Deux jours |
| Trou foré à l'air ou par hydroexcavation (à développer d'abord) | Une semaine |
Le même document décrit le protocole DTSC (2015) de la Californie, qui demande au moins deux heures pour les sondes à enfoncement direct et 48 heures pour les sondes à tarière creuse ou à la main. Les deux séries de chiffres diffèrent; confirmez donc celle que suit votre organisme de réglementation ou votre plan de projet avant d'établir l'horaire.
Comment purger et vérifier l'étanchéité d'une sonde?
Purgez d'abord le volume mort, puis confirmez l'étanchéité du joint avec un traceur. Le résumé de la CSAP du protocole DTSC (2015) énumère ces contrôles :
- Essai de mise en dépression avant la purge ou le prélèvement, avec un vide mesuré d'au moins 100 po (39,7 cm) de colonne d'eau, le canister raccordé et la valve fermée.
- Essai d'étanchéité à chaque sonde, chaque fois qu'un échantillon est prélevé, avec un traceur liquide comme le difluoroéthane ou le n-propanol, ou un gaz comme l'hélium ou l'hexafluorure de soufre.
- Débit de 100 à 200 mL/min pour la purge et le prélèvement, avec un vide maintenu sous 100 po (39,7 cm) de colonne d'eau.
- Volume de purge de trois volumes de trou de forage.
Les méthodes d'analyse acceptables nommées dans la même source comprennent les canisters (méthodes TO-14 et TO-15 de l'US EPA) et les échantillonneurs actifs à sorbant (TO-17). Ces canisters, traceurs et le laboratoire proviennent de votre laboratoire ou de votre consultant; les fiches produit d'ERE décrivent la sonde et le tubing, pas les canisters ni le gaz traceur.
Quelle conception de sonde convient à quel travail?
Associez la sonde au sol et au nombre de profondeurs voulu. AMS fabrique la gamme de sondes à gaz et vapeurs (GVP) en trois configurations de travail :
| Configuration | Fonctionnement | Convient à |
|---|---|---|
| Sonde « Original » (enfoncement manuel) | Section de base avec orifices d'accès au gaz du sol, tige-gaine qui garde le sol hors de la sonde pendant l'enfoncement, rallonges et poignée en croix | Prélèvement préliminaire peu profond en sol meuble et pénétrable |
| Pointe dédiée | Pointe en acier inoxydable laissée en place, avec parapluie en PTFE (fluoropolymère) et tamis n° 50 en option; orifices d'entrée légèrement en retrait et protégés par les tubes d'enfoncement | Prélèvements répétés à profondeur fixe par un point stable qui résiste au colmatage |
| Retract-A-Tip | Pointe en acier inoxydable trempé qui s'ouvre quand on recule les rallonges de quelques pouces, puis peut être enfoncée plus profondément et rouverte | Levés : plusieurs profondeurs avec un seul train de tiges |
La fiche du Retract-A-Tip précise qu'il peut aussi servir avec un PID ou un FID en raccordant un piège à eau au tube de prélèvement et en appliquant le vide de l'autre côté du piège, ce qui donne une lecture directe du niveau de contaminant. Pour choisir l'instrument de dépistage, consultez notre guide d'achat des détecteurs à photoionisation.
Quel matériel d'échantillonnage des gaz du sol ERE offre-t-elle?
ERE offre la gamme de sondes à gaz et vapeurs AMS dans sa collection d'échantillonnage des gaz du sol. D'après les fiches produit :
- La trousse sonde à gaz et vapeurs « Original » comprend la base GVP avec tige-gaine et raccords, un adaptateur pour marteau, une rallonge de 914,4 mm (3 pi) avec tige-gaine, un adaptateur cannelé et une poignée en croix; le poids de la trousse est indiqué à 13,75 lb. C'est un système à enfoncement manuel pour le prélèvement peu profond en sol meuble, avec tubing de 3/16 po de diamètre intérieur.
- Les pointes dédiées pour gaz et vapeurs sont vendues en pointe et parapluie en acier inoxydable, en parapluie fluoropolymère et en tamis n° 50, pour le suivi des déversements d'hydrocarbures, des fuites de réservoirs et de conduites, des lieux d'enfouissement et des sites de déchets dangereux.
- Le Retract-A-Tip a un corps en acier inoxydable de série 300, une pointe de série 400 et un tamis n° 50, pour des échantillons discrets à plusieurs profondeurs.
- Les trousses de sonde GVP à pointes dédiées et les trousses à pointes dédiées et Retract-A-Tip regroupent des rallonges d'enfoncement, un marteau coulissant, une pompe à main, un rouleau de 250 pi de tubing fluoropolymère de 3/16 po et une mallette. Les versions robustes ajoutent des tarières à spires, et certaines variantes incluent un marteau perforateur Dewalt D25600K ou Bosch 11245EVS. Les poids listés vont de 115 à 178 lb : prévoyez le fret.
Les modèles, options et disponibilités changent; demandez une soumission pour les configurations actuelles. Nous n'affichons pas de prix sur le site.
Comment planifier une campagne d'échantillonnage des gaz du sol, étape par étape?
- Définir la question. Un dépistage de déversement, la délimitation d'un panache ou l'intrusion de vapeurs dans un bâtiment imposent chacun des profondeurs et des limites de détection différentes.
- Confirmer le protocole. Vérifiez quelles lignes directrices votre organisme de réglementation suit pour la profondeur, l'équilibrage et les essais d'étanchéité.
- Choisir la sonde. Original pour le sol meuble peu profond, pointes dédiées pour les prélèvements répétés, Retract-A-Tip pour plusieurs profondeurs.
- Choisir le mode d'enfoncement. Marteau coulissant ou marteau perforateur électrique avec l'adaptateur approprié, selon le sol et la profondeur.
- Installer et attendre. Enfoncez à la profondeur voulue, scellez la surface et respectez le temps d'équilibrage.
- Mise en dépression, purge, essai d'étanchéité, prélèvement. Recueillez dans un canister ou un tube à sorbant, ou lisez avec un instrument de terrain, puis envoyez les échantillons à un laboratoire accrédité.
Pour l'investigation globale du site, la liste de vérification d'équipement pour l'ESA de phase II situe le travail sur les gaz du sol, et le guide d'équipement d'échantillonnage environnemental couvre les autres milieux.
Besoin de sondes à gaz du sol ou d'une trousse GVP complète?
ERE sert les consultants en environnement partout au Canada depuis 1994. Indiquez-nous le sol, la profondeur et le mode d'enfoncement, et nous configurerons la trousse.
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Foire aux questions
Quelle est la différence entre l'échantillonnage des gaz du sol et des vapeurs du sol?
Aucune en pratique. Gaz du sol et vapeurs du sol désignent le prélèvement du gaz contenu dans les pores du sol. Les lignes directrices canadiennes écrivent « vapour » en anglais, les sources américaines « vapor ».
À quelle profondeur faut-il prélever un échantillon de gaz du sol?
Pour les travaux liés à un bâtiment, Santé Canada et le CCME fixent un minimum de 1 m sous la dalle de fondation. Le CCME accepte des échantillons dès 0,5 m avec une bâche au sol et un joint de sonde vérifié.
Combien de temps une sonde de gaz du sol doit-elle reposer avant le prélèvement?
Les temps du CCME vont de 20 minutes pour les sondes enfoncées à une semaine pour les trous forés à l'air. Le DTSC de la Californie demande au moins deux heures pour les sondes à enfoncement direct. Suivez le protocole de votre organisme de réglementation.
Pourquoi vérifier l'étanchéité d'une sonde de gaz du sol?
Une fuite laisse l'air ambiant diluer l'échantillon, ce qui fait baisser les résultats. Le protocole DTSC exige un essai d'étanchéité avec traceur chaque fois qu'un échantillon est prélevé, avec un liquide comme le n-propanol ou un gaz comme l'hélium.
Une seule sonde peut-elle échantillonner plusieurs profondeurs?
Oui, avec une pointe rétractable. Le Retract-A-Tip d'AMS s'ouvre quand on recule les rallonges, peut être enfoncé plus profondément et rouvert, et prélève un échantillon discret à chaque profondeur.
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