Blogue Gestion / Management des Odeurs

Métrologie des odeurs environnementales

  

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Dans le cas d’odeurs environnementales, en raison de l’impossibilité de relier la concentration ou l’intensité d’odeur aux concentrations chimiques, l’analyse chimique ne permet pas de quantifier une nuisance olfactive. Néanmoins, elle peut s’avérer très utile, en complément de l’analyse olfactométrique, pour déterminer les constituants responsables de la nuisance.

L’analyse olfactométrique en tant que telle repose sur la détermination de la concentration odeur par un jury de personnes. La détermination de la concentration odeur par dilution dynamique est la méthode recommandée ou exigée par la plupart des réglementations récentes en vigueur.

La figure suivante présente une photo d’un olfactomètre à dilution dynamique. Un système de dilution automatique informatisé distribue dans un cornet de flairage diverses dilutions de l’échantillon gazeux à analyser aux six membres du jury.

L’analyse de leurs réponses (odeur perçue ou non et si oui, dans quel cornet) selon une méthode statistique appropriée (probit, meilleur estimé, EN 13725), ainsi que la séquence optimale de présentation des dilutions, permet de déterminer le seuil de perception olfactive du mélange gazeux analysé avec un intervalle de confiance, une précision et une répétitivité indépendantes du jury. La concentration odeur de l’échantillon est alors obtenue par le nombre de dilutions nécessaires pour atteindre le seuil de perception olfactive.

Une autre approche d’olfactométrie utilise la comparaison avec un composé de référence comme le n-butanol: l’analyste doit trouver la concentration de n-butanol dans l’air produite par l’olfactomètre, qui donne la même impression d’intensité que l’odeur de l’échantillon. Elle permet de déterminer l’intensité odeur d’un échantillon, exprimée en concentration équivalente en n-butanol.

Elle se prête bien à une analyse rapide et préliminaire de l’air ambiant, car ce type d’olfactomètre autorise une mesure sur le terrain. Par contre, elle ne permet pas de faire des mesures à la cheminée et elle souffre des inconvénients inhérents à l’utilisation de la notion d’intensité plutôt que de concentration.

Les derniers développements en olfactométrie portent sur la mise au point de détecteurs d’odeurs complètement automatisés, appelés nez électroniques.

Ils sont constitués d’une série de capteurs chimiques non spécifiques, couplés à un système automatisé de reconnaissance. Cette technologie est disponibles commercialement, et leurs applications portent principalement sur la surveillance des odeurs, la mesure en continue, la reconnaissance ou la discrimination d’odeurs, l’analyse de la composition de l’odeur et le contrôlequalité.

L'intensité de l'odeur VS concentration odeur, la différence?

  

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Comme nous l’avons vu, la perception des odeurs résulte du traitement par le cerveau de stimuli localisés sur la muqueuse olfactive. Celle-ci peut être représentée par un grand nombre de récepteurs individuels qui émettent chacun un signal d’une intensité différente en fonction du mélange de composés adsorbés. À partir de cette information complexe, le cerveau établit d’abord une image odeur, puis la compare au répertoire d’images odeurs déjà acquises. Ces images odeurs sont associées au vécu de l’individu; l’appréciation de la qualité de l’odeur est alors suggestive, car elle fait intervenir l’expérience personnelle et les habitudes culturelles. S’il s’agit d’une nouvelle image odeur non référencée, le cerveau l’associera à l’événement vécu lors de la perception. Les principales informations caractéristiques de l’odeur perçue sont:

• la qualité de l’odeur: la reconnaissance de l’odeur, et dans certains cas pour des individus très entraînés, la reconnaissance des principaux composés ou des principales odeurs «primaires» qui la constituent;
• l’appréciation de l’odeur ou son caractère hédonique: l’identification du caractère plaisant ou désagréable de l’odeur;
• l’intensité de l’odeur en fonction du caractère spécifique des composés odorants perçus, de leur composition et de leurs interactions mutuelles et avec la muqueuse olfactive.

Notre sens de l’odorat est semblable à notre perception des corps chauds ou froids: l’intensité de l’odeur perçue est très forte au début puis se produit une adaptation et une baisse progressive de la sensation ressentie. Pour chaque composé odorant, il existe un seuil en dessous duquel le composé n’est pas détecté. Au-dessus du seuil, l’intensité perçue n’est pas proportionnelle à la concentration, car un effet de saturation est observé: la loi de puissance de Stevens permet de décrire cette dépendance.

Afin d’éliminer la subjectivité associée avec l’estimation de l’intensité odeur et, surtout, pour s’affranchir de la saturation observée à haute concentration, la notion de concentration odeur est maintenant privilégiée, car elle est objective et quantitative. Elle est basée sur le seuil de perception olfactive d’un mélange gazeux. Ce seuil est défini comme la concentration d’un mélange gazeux dans de l’air inodore à laquelle la moitié des membres du jury perçoivent une odeur, l’autre moitié ne la percevant pas. La détermination du seuil suppose donc qu’un jury de plusieurs personnes doit flairer diverses dilutions du même mélange gazeux;

la concentration de odeur est indépendante de la qualité de l’odeur et de son caractère hédonique. Par définition, le seuil de perception olfactive correspond à une concentration odeur de 1 u.o./m3 (unité odeur par mètre cube). Le nombre de dilutions nécessaires pour atteindre le seuil de perception à partir du mélange de gaz initial indique la concentration odeur.

Ainsi, si l’on doit diluer 5000 fois avec de l’air inodore un échantillon de gaz prélevé à la cheminée d’une usine afin d’obtenir un mélange gazeux correspondant au seuil de perception olfactive, la concentration odeur de l’effluent émis à la cheminée est de 5000 u.o./m3. La mesure de la concentration odeur s'effectue à l'aide d'un olfactomètre.

La mesure des odeurs pour mieux les contrôler

  

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Pour contrôler et minimiser les émissions d’odeurs, il est nécessaire de les caractériser et de les quantifier. Pour ce faire, trois étapes principales doivent être considérées : l’échantillonnage, le transport et le stockage des échantillons et les mesures.

Des mesures sensorielles impliquent la participation d’humains pour flairer et quantifier les odeurs dans des conditions standardisées et reproductibles en laboratoire.

Le Tableau suivant illustre les différents paramètres qui permettent de décomposer l’information sensorielle recueillie par l’appareil olfactif humain.

Méthodes de caractérisation des odeurs

Perception        Termes                     Méthodes  humaine                                             olfactométriques

Détection             Seuil olfactif              Seuil de perception

Qualification         Qualité odorante        Qualité odorante

Quantification       Intensité odorante      Intensité relative ou n-butanol

Quantification       Intensité odorante      Intensité relative

1. L’analyse olfactométrique au seuil de perception

Cette évaluation consiste à déterminer le nombre de dilutions requises pour qu’un échantillon odorant soit perceptible par 50% de la population.On en déduit alors la concentration-odeur qui représente une unité d’odeur par volume d’air.

Par définition, le seuil de perception olfactif correspond à la concentration en odorant d’un échantillon à laquelle 50 % d'un jury chargé de flairer perçoit l'odeur.

Le seuil de perception olfactif est équivalent à 1 unité odeur par mètre cube d’air : 1 u.o./m³. La concentration-odeur est égale au nombre de dilutions requises pour atteindre le seuil de perception olfactif, la dilution étant le rapport entre le volume total (V_odeur + V_{gaz inodore}) et le volume d’odeur (V_odeur).

Rappelons que 1 u.o./m³ correspond à un niveau d’odeur où 50% de la population perçoit l’odeur ou seuil de perception. En général, 2 à 3 u.o./m³ correspond à un niveau d’odeur où 50% de la population reconnaît l’odeur ou seuil de reconnaissance. Dans de nombreux cas, 5 u.o./m³ correspond à un niveau d’odeur où 50% de la population discerne l’odeur ou seuil de discernement. Il s’agit du seuil à partir duquel la majorité des individus sont en mesure de différencier, discriminer, juger et apprécier une odeur. Il serait plausible que les plaintes d’odeurs surviennent habituellement lorsque ce niveau olfactif est atteint. De plus, 10 u.o./m³ correspond à une concentration-odeur qu’il faut diluer 10 fois avec de l’air inodore pour atteindre un niveau où 50% de la population perçoivent l’odeur.

2. La détermination de la qualité de l’odeur :

Il s’agit d’identifier l’odeur ou encore de lui attribuer une identité qui permet de la distinguer d’une autre odeur de même intensité.  L’évaluation se fait par comparaison avec d’autres odeurs directement ou à l’aide de qualificatifs.

3. La détermination de l’intensité relative au supraseuil:

Cette mesure consiste à évaluer l’intensité moyenne de l’odeur perçue par un jury. Cette intensité est discrétisée sur une échelle de 0 à 10 où 0 ne sent pas et 10 sent extrêmement fort. Cette évaluation peut être effectuée pour l’échantillon pur ou dilué. Il est à noter que plusieurs échelles existent de 0 à 5, de 0 à 6, de 0 à 8 ou de 0 à 15.

La détermination de l’intensité par comparaison au n-butanol ou au supraseuil:

Cette quantification consiste à évaluer la concentration de n-butanol qui procurera la même intensité de perception de l’odeur que l’échantillon odorant. Pour en désigner les résultats, on utilise l’expression ; supraseuil de l’odeur au n-butanol. L’intensité de différentes odeurs est alors transposée en concentrations de n-butanol.

4. La détermination du caractère hédonique :

Cette méthode  consiste à évaluer le degré d’appréciation moyen de l’odeur par un jury. Cette appréciation est discrétisée de -5 à 5, où –5 est une odeur très désagréable, 0 est une odeur neutre et 5 une odeur très agréable.

Cette évaluation peut être effectuée pour l’échantillon pur ou dilué. D’autres échelles peuvent être utilisées mais le concept en demeure le même.