10. Fluorures


10.1. Introduction

10.1.1. Généralités

Le fluor est un élément qui n'existe pas à l'état libre, en raison de sa très grande réactivité. Si parfois, on entend parler de fluor atmosphérique, l'appellation est impropre; elle signifie que l'on parle de fluorure.

Le composé fluoré le mieux connu comme polluant atmosphérique est l'acide fluorhydrique (HF), mais on pense moins souvent aux fluorures alcalins, alcalino-terreux ou métalliques, fluorures simples ou doubles qui sont parfois en quantités plus importantes que HF (cas des cimenteries, où l'on retrouve essentiellement CaF2).

Il est bon de souligner qu'en dehors des effluents gazeux (HF, SiF4, H2SiF6), il existe une pollution fluorée particulaire dont la taille des composés est extrêmement variable. Enfin, la technologie du processus industriel peut amener des différences dans la composition et la nature des émissions.

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10.1.2. Emissions

Les produits fluorés présents dans l'atmosphère peuvent avoir un grand nombre d'origines, citons pour mémoire les éruptions volcaniques.

La source la plus connue est sans conteste l'industrie de l'aluminium. Cette industrie nécessite l'emploi d'un fondant, la cryolite (ALF3 - 3 NaF), produit qui est à l'origine d'émissions fluorées.

Il faut ensuite citer toutes les industries cuisant de l'argile (cimenteries, tuileries, briqueteries, fabriques de céramiques et de produits réfractaires). Les argiles contiennent en général de 0.03 à 0.09 % de fluor, parfois d'avantage, mais ce sont des cas particuliers. On s'accorde à dire que la moitié de ce fluor est émise lors de la cuisson de l'argile sous forme de HF, SiF4 ou de H2SiF6, cette émission étant favorisée par la température élevée de cuisson, ainsi que par la présence de vapeur d'eau surchauffée.

Il faut également citer l'industrie de l'acide phosphorique et des phosphates qui traite des phosphates naturels (souvent d'Afrique du Nord) pouvant contenir jusqu'à 5 % de fluor.

Enfin, il existe un certain nombre d'industries qui sont sources de pollution fluorée, mais souvent en quantité négligeable, soit dans l'absolu, soit par rapport à un autre polluant émis simultanément comme le dioxyde de soufre; citons la sidérurgie, les verreries et certaines usines d'affinage des métaux.

En tout dernier lieu, il faut également signaler la combustion du charbon et de certains fuels qui sont deux combustibles contenant du fluor (jusqu'à 500 ppm suivant les charbons). Etant donné les grosses quantités de combustibles parfois brûlés dans une installation, cette source d'émission est loin d'être négligeable.

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10.2. Fluorures gazeux et solides (particules en suspension)

Les fluorures gazeux et solides (particules en suspension) sont mesurés au sein de réseaux à caractère local. La région d'Engis fait l'objet d'une surveillance toute particulière à cause de la proximité d'industries émettrices (production de phosphates, centrale thermique au charbon).

Fin 1996, deux nouvelles stations ont été installées à Battice, pour assurer la surveillance d'une unité de fabrication de verre et de nouvelles implantations sont prévues pour l'avenir pour la surveillance d'industries cuisant de l'argile.

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10.2.1. Résultats de l'année 1997

Les paramètres statistiques des mesures du Réseau Fluor sont reprises au Tableau 104.

1996 LD = 0.01 µg/m³
Station
Localité
Nombre de jours
Moyenne

(µg/m³)
Médiane

(µg/m³)
P90

(µg/m³)
P95

(µg/m³)
P98

(µg/m³)
RFEG01
Engis, rue Lhomme
348
0.74
0.48
1.38
2.21
3.41
RFEG02
Engis, Tier Ardan
123
*
*
*
*
*
RFEG03
Engis, école
299
1.38
0.86
2.80
4.30
8.97
RFEG04
Engis, Prayon
359
0.52
0.35
1.06
1.39
2.03
RFEG05
Flémalle, rue Servais
288
0.48
0.27
0.88
1.68
2.62
RFEG06
Engis, rue du Marly
352
1.73
0.80
3.31
4.88
8.61
RFBT01
Battice, pêcherie
107
*
*
*
*
*
RFBT02
Charneux, Bouxhmont
106
*
*
*
*
*

1997 LD = 0.01 µg/m³
Station
Localité
Nombre de jours
Moyenne

(µg/m³)
Médiane

(µg/m³)
P90

(µg/m³)
P95

(µg/m³)
P98

(µg/m³)
RFEG01
Engis, rue Lhomme
361
1.23
0.63
2.47
3.77
7.34
RFEG02
Engis, Tier Ardan
335
1.57
0.88
2.83
5.42
10.91
RFEG03
Engis, école
330
1.96
1.19
4.11
6.03
11.43
RFEG04
Engis, Prayon
337
0.79
0.48
1.58
2.19
2.88
RFEG05
Flémalle, rue Servais
352
0.89
0.38
1.37
2.59
5.22
RFEG06
Engis, rue du Marly
361
2.53
1.50
4.97
7.01
12.41
RFBT01
Battice, pêcherie
351
0.57
0.24
1.35
2.19
3.49
RFBT02
Charneux, Bouxhmont
355
0.24
0.17
0.48
0.67
0.92

Tableau 104 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Statistiques 1996 et 1997

Toutes les stations d'Engis (sauf RFEG04) se situent au nord-est de l'unité de production de phosphates, c'est-à-dire en aval par rapport aux vents dominants. Dans l'ordre décroissant des concentrations, nous avons les stations RFEG06 et RFEG03, suivies des stations RFEG02 et RFEG01, et enfin la station RFEG05. Ce classement correspond à la distance des points de mesures par rapport à l'émetteur : plus la station est proche de l'usine, plus les concentrations sont élevées.

Les concentrations enregistrées en 1997 sont en nette augmentation par rapport à l'année 1996 pour toutes les stations de ce groupe.

Les deux stations de Battice sont également situées au Nord-est de la source, en aval des vents dominants. La station RFBT01, plus proche de l'émetteur, enregistre des concentrations plus importantes que la station RFBT02. Les roses de pollution sont particulièrement éloquentes (Figure 116).

Figure 116 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Roses de pollution - Groupe de Battice

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10.2.2. Variation au cours de l'année 1997

Les évolutions des concentrations en fluorures pour deux stations d'Engis et pour une station de Battice sont reprises à la Figure 117. Pour les deux sites, les concentrations les plus élevées ont été mesurées durant les cinq premiers mois de l'année.



Figure 117 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Evolution journalière des concentrations - Stations RFEG03, RFEG06 et RFBT01

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10.2.3. Evolution à long terme

Les Figures 118 et 119 reprennent les évolutions à long terme des concentrations mensuelles et des paramètres statistiques pour les deux stations les plus exposées de la région d'Engis.

On ne remarque pas d'évolution particulièrement favorable. Au contraire, les concentrations semblent plutôt augmenter ces 5 dernières années, surtout pour la station RFEG06, réatteignant les niveaux enregistrés en 1990-1991.


Figure 118 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Evolution à long terme - Stations d'Engis (RFEG03, RFEG06)



Figure 119 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Evolution des paramètres statistiques - Stations d'Engis (RFEG03, RFEG06)

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10.2.4. Normes et valeurs guides

A défaut de norme belge, on se réfère aux valeurs imposées à la firme Email à Bruges pour des valeurs journalières : 1 µg/m³ en moyenne annuelle et 4 µg/m³ pour le centile 98, cette valeur ne pouvant être dépassée plus de 2 jours consécutifs.

10.2.4.1. Région d'Engis

Toutes les stations d'Engis, sauf celle située sur le site de l'usine de production de phosphates (RFEG04), dépassent ces valeurs. La Figure 120 reprend le nombre de jours avec dépassement des 4 µg/m³ pour ces dernières années. On remarque que le nombre de jours avec dépassements a augmenté ces dernières années.

Figure 120 : Fluorures gazeux et solides - Engis - Dépassements de la limite de 4 µg/m³

10.2.4.2. Région de Battice

Les deux stations respectent les valeurs imposées pour la moyenne annuelle et pour le centile 98. Par contre, on enregistre 6 jours dépassant les 4 µg/m³, dont deux jours consécutifs (25 et 26/12/97).

On peut également se référer à la norme plus sévère, en vigueur aux Pays-Bas : maximum journalier de 2.8 µg/m³ et moyenne pour la période de croissance végétale de 0.4 µg/m³. Toutes les stations du réseau, sauf la station RFBT02, transgressent ces deux valeurs. Sur la Figure 121, sont reprises les moyennes en période de croissance végétale (avril à septembre) pour la région d'Engis. De nouveau, en 1997, la valeur prescrite par la norme est dépassée, avec une augmentation ces dernières années.

Figure 121 : Fluorures gazeux et solides (particules en suspension) - Engis - Concentrations moyennes en période de croissance végétale

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10.2.5. Semaine moyenne

Le graphique de la Figure 122 reprend la semaine moyenne pour deux stations de la région d'Engis et une station de la région de Battice. On ne note pas de différence majeure entre les jours ouvrables et les week-ends, ce qui traduit une source émettant en continu.

Figure 122 : Fluorures gazeux et solides (Particules en suspension) - Semaine moyenne - Stations de Battice (RFBT01) et d'Engis (RFEG03, RFEG06)

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10.3. Fluorures solubles (poussières sédimentables)

10.3.1. Résultats de l'année 1997

Les fluorures sont analysés sur la fraction dite soluble des retombées. Les résultats des différents groupes sont repris au Tableau 105.

Deux nouvelles jauges ont été ajoutées au groupe de Vaulx-Antoing-Gauraing afin de permettre une évaluation de l'état des lieux avant la mise en service d'une briqueterie.

Par rapport à 1996, les retombées en fluorures sont sensiblement identiques pour 1997. Le groupe d'Engis reste caractérisé par des valeurs élevées ainsi que, dans une moindre mesure les groupes de Frasnes, Charleroi, Saint-Georges et Battice.

Régions
Groupes
Nombre de stations
Type d'environnement
1996

(mg/m².j)
1997

(mg/m².j)
Tournai (Mons)
Basècles
2
chimie, incinérateur
0.10
0.10
Vaulx-Antoing-G.
2
briqueterie
/
0.04
Frasnes-lez-Anvaing
3
chimie
0.22
0.26
Mons
Obourg
7
carrières, cimenteries
0.10
0.08
Harmignies
2
carrières, cimenterie
(0.08)
0.07
Cuesmes
2
chimie
(0.08)
0.06
Charleroi
Charleroi
10
sidérurgie, verre
0.32
0.28
Farciennes
4
sidérurgie, incinérateur
0.12
0.11
Namur-Luxembourg
Sclaigneau
2
métaux non ferreux
0.08
0.07
Nivoye
2
métaux non ferreux
0.08
0.09
Engis (Liège)
Engis
11
industries chimiques
1.06
1.18
Saint-Georges
7
carrières, fours à chaux
0.39
0.36
Liège
Battice
2
fibres de verre
0.20
0.21
National
Offagne
1
background
0.01
0.01

Tableau 105 : Fluorures - Poussières sédimentables - Résultats 1996 et 1997

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10.3.2. Evolution à long terme

Pour exemple, la Figure 123 reprend les évolutions à long terme de quatre stations du groupe d'Engis. On n'observe aucune évolution réellement favorable pour ce groupe.

Figure 123 : Fluorures - Poussières sédimentables - Evolution à long terme

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10.3.3. Normes et catégories ISSeP

Sur base des catégories définies dans le TA-LUFT, et en tenant compte des spécificités de la Région wallonne, l'ISSeP a défini différents critères pour les retombées en fluorures (Tableau 106).

Valeurs faibles
Valeurs élevées
Valeurs très élevées
médiane des valeurs du groupe
< 0.25 mg/m².j
0.25 mg/m².j <= médiane des valeurs du groupe < 0.50 mg/m².j
médiane des valeurs du groupe
>=0.50 mg/m².j

Tableau 106 : Fluorures - Poussières sédimentables - Catégories ISSeP

Les différents groupes appartiennent à la catégorie des valeurs faibles sauf :

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