Assurance de la qualité et contrôle de la qualité

Types d'erreurs

Le programme AQ/CQ peut permettre d'éviter divers types d'erreurs courantes en matière d'échantillonnage de l'eau. Il y a trois types d'erreurs : les erreurs systématiques, les erreurs aléatoires et les manques de diligence.

Erreurs systématiques : ces erreurs ont toujours le même signe et la même ampleur et produisent des biais. Les erreurs systématiques peuvent notamment être causées par un mauvais étalonnage des appareils de mesure ou un choix inapproprié d'appareils ou de contenants d'échantillonnage qui mènent à une modification systématique des caractéristiques de l'eau.

Erreurs aléatoires : ces erreurs sont imprévisibles et leur signe et leur ampleur varient. On peut toutefois les pondérer ou pratiquement les éliminer en prenant suffisamment de mesures.

Manques de diligence : il s'agit d'un type d'erreurs aléatoires occasionnelles qui produisent des résultats erronés. Une analyse du mauvais échantillon, une erreur de transcription des variables mesurées ou une mauvaise lecture d'un appareil de mesure sont des exemples de manques de diligence. Les procédures adéquates de CQ peuvent minimiser la plupart de ces erreurs, mais elles ne peuvent pas permettre d'éviter le manque de diligence, qui est leur principale cause.

Les programmes AQ/CQ sont conçus pour permettre d'éviter ces erreurs, mais il est extrêmement difficile de contrôler les erreurs aléatoires puisque c'est habituellement le manque de diligence ou la nature qui est à leur origine. C'est pourquoi les protocoles des programmes d'échantillonnage prévoient l'utilisation d'échantillons enrichis et de témoins.

Échantillons enrichis et témoins

Les programmes AQ/CQ prévoient souvent l'utilisation d'échantillons enrichis et d'échantillons témoins.

Les échantillons témoins sont des échantillons d'eau contenant une quantité négligeable ou impossible à mesurer des substances à analyser; il s'agit habituellement d'échantillons d'eau distillée et désionisée. Les échantillons témoins sont utilisés pour mesurer le niveau de contamination imprévu ou accidentel des échantillons au cours du processus (échantillonnage, transport, préparation et analyse des échantillons). Lorsqu'une matière étrangère risque d'avoir contaminé un échantillon ou faussé une procédure d'analyse, un échantillon témoin devrait être utilisé pour dépister et mesurer la matière en question.

Les échantillons témoins prélevés sur le terrain sont des échantillons d'eau distillée et désionisée qui sont apportés sur le site d'échantillonnage. Ils sont utilisés pour évaluer sur place la contamination causée par la poussière dans l'air ou par certaines étapes du protocole d'échantillonnage comme le filtrage ou l'ajout d'agents de conservation. Une fois sur le site, l'eau distillée est versée de son contenant de transport dans le récipient à échantillon. Les échantillons témoins subissent le même traitement que les échantillons ordinaires. Par exemple, lorsqu'un agent de conservation est ajouté à un échantillon ordinaire, il est également ajouté à l'échantillon témoin prélevés sur le terrain. De même, si un échantillon ordinaire est filtré sur place, l'échantillon témoin sera aussi filtré sur place.

Les échantillons témoins de laboratoire sont des échantillons d'eau distillée et désionisée qui sont utilisés pour évaluer la contamination potentielle causée par les procédures d'analyse. L'échantillon témoin est soumis à la même série d'analyses que l'échantillon prélevé afin de s'assurer que le matériel d'essai ne constitue pas une source de contamination.

Les échantillons enrichis (aussi appelées échantillons de référence) sont des échantillons auxquels est ajoutée une quantité connue de la substance à analyser. Ces échantillons sont ensuite soumis à des analyses afin de déterminer si ces dernières permettent de dépister la quantité ajoutée de substance à analyser; les échantillons enrichis sont donc parfois utilisés pour déterminer le degré de précision des analyses en laboratoire.

Échantillonnage visant à réduire la variabilité

Les programmes AQ/CQ peuvent également contenir des mesures détaillées visant à réduire la variabilité. Il y a trois approches d'échantillonnage courantes qui peuvent être utilisées pour réduire la variabilité : l'utilisation d'échantillons fractionnés, répétés et composites (combinés).

Échantillons fractionnés sont obtenus en divisant un échantillon en au moins deux sous échantillons identiques. Les échantillons fractionnés sont utilisés pour évaluer l'ampleur d'une erreur causée par le traitement des échantillons, soit sur le terrain ou dans le laboratoire. Il faut s'assurer de bien agiter l'échantillon avant de le diviser en deux ou en trois sous échantillons.

Les échantillons répétés sont divisés en deux catégories. Il s'agit en général d'au moins deux échantillons prélevés dans un plan d'eau au cours de la même période d'échantillonnage. On retrouve dans la première catégorie d'échantillons répétés ceux qui sont prélevés au même endroit. Ils sont utilisés pour évaluer le degré d'incertitude au même endroit d'un plan d'eau à un moment précis. On retrouve dans la deuxième catégorie les échantillons prélevés à des endroits différents du plan d'eau. Ces échantillons répétés sont utilisés pour mesurer la variabilité spatiale au sein du plan d'eau.

Un échantillon composite est un mélange de plusieurs échantillons prélevés dans le même plan d'eau au cours de la même période d'échantillonnage. Tout comme les échantillons répétés, les échantillons composites peuvent être prélevés au même endroit pour réduire la variabilité inhérente ou en plusieurs endroits pour réduire la variabilité spatiale. Les échantillons composites ne permettent pas de mesurer la variabilité, mais ils sont couramment utilisés pour réduire la variabilité sans engendrer une augmentation des coûts liée au prélèvement et à l'analyse de plusieurs échantillons répétés. Il faut s'assurer de bien agiter l'échantillon composite avant de procéder au sous-échantillonnage.

Objectifs de qualité des données et des mesures

Les objectifs de qualité des données et des mesures sont des éléments clés du système AQ/CQ. Les objectifs de qualité des données (OQD) sont des énoncés qui définissent le degré de confiance nécessaire à la formulation de conclusions fondées sur les données recueillies. Ces objectifs déterminent le degré admissible de variabilité, d'incertitude ou d'erreur touchant les données. Les limites de variabilité, qui sont indiquées dans le plan d'échantillonnage, sont respectées au moyen de protocoles détaillés d'échantillonnage.

Exemple d'OQD quantitatif : « Déterminer à un niveau de confiance de 95 p. 100 que la qualité de l'eau du ruisseau est conforme aux recommandations ». Exemple d'OQD qualitatif : « Déterminer la qualité de l'eau du ruisseau à l'aide de méthodes de terrain normalisées en vue de la comparaison avec les données sur la qualité de l'eau des ruisseaux obtenues dans le cadre du programme provincial de surveillance à long terme »

Les OQD sont des énoncés qui expriment les résultats attendus du projet que l'on s'attend à appuyer à l'aide des données recueillies dans le cadre du programme d'échantillonnage. Ils orientent le degré requis de précision et de qualité des données, sans toutefois fournir des détails précis.

Les objectifs de qualité des mesures (OQM) sont des énoncés quantitatifs de la qualité des données (p. ex. les données sont-elles suffisamment fiables pour servir à la prise de décisions?) Les OQM définissent le degré de confiance nécessaire lié aux donnés, mais ne précisent pas les moyens de l'atteindre. Ils sont habituellement définis en termes précis (p. ex. écart-type, pourcentage de récupération, concentration).

Les OQM devraient indiquer les valeurs des erreurs supérieures à la limite normale de variabilité admissible de la technique d'analyse ou de mesure utilisée. Les valeurs choisies peuvent être subjectives et sont parfois fondées sur des connaissances acquises (p. ex. probabilités statistiques, connaissance de la technique d'analyse). Les OQM peuvent être établis pour témoigner de la qualité des échantillons témoins. Un OQM peut par exemple indiquer que moins de 5 p. 100 des échantillons témoins présentent des signes de contamination. Les OQM sont souvent établis au moyen de l'analyse des échantillons répétés et de l'établissement d'un seuil de tolérance de variabilité entre les échantillons répétés. Lorsque les échantillons répétés dépassent le seuil de tolérance pour un paramètre donné, toutes les données liées à ce paramètre devraient être considérées comme étant douteuses. La variabilité est exprimée par un coefficient de variation (CV) qui correspond à l'écart-type divisé par la moyenne et multiplié par 100, que l'on exprime en pourcentage. Exemple de critères de tolérance (au-delà desquels les données devraient être interprétées avec prudence) :

• CV ≤ 25% pour les échantillons répétés (une valeur supérieure à 25% indique un degré d'imprécision trop élevé);
• CV ≤ 18% pour les triplicats;
• CV ≤ 10% lorsqu'il y a six sous-échantillons ou plus

Il n'est pas toujours nécessaire d'établir des OQD et des OQM. Certains programmes d'échantillonnage, particulièrement ceux conçus à des fins de sensibilisation, ne nécessitent pas toujours l'établissement d'OQD et d'OQM.

Collecte et examen des données

Un programme AQ/CQ devrait également comprendre des procédures et des protocoles de collecte et d'examen des données. Les protocoles devraient fournir des précisions sur l'étalonnage et la défectuosité des instruments.

Exemple : Les programmes de CQ comprennent au besoin la mise en œuvre de plans de rechange.

Il y a habituellement plusieurs façons de compléter une tâche et le programme d'échantillonnage devrait permettre d'improviser et d'adapter les plans aux conditions changeantes lorsqu'il est nécessaire de le faire.

Par exemple, si une défectuosité de l'équipement ne permet pas d'employer la méthode prévue pour mesurer le débit d'un ruisseau, il devrait être possible d'utiliser une autre méthode.

Il est possible par exemple de mesurer la vitesse du débit en enregistrant le temps nécessaire à une orange pour parcourir une certaine distance entre deux points établis. Il est préférable d'utiliser un objet similaire à une orange plutôt qu'un bâton. Comme l'orange flotte légèrement moins, la vitesse plus rapide du débit de surface aura moins d'incidence sur les résultats.

Il est acceptable d'improviser pour autant qu'une méthode acceptée soit utilisée dans le cadre du plan de rechange, mais l'utilisation d'une méthode de collecte des données autre que celle prévue doit toujours être indiquée dans le registre des activités sur le terrain. La préparation est essentielle; en plus de s'assurer que l'équipement fonctionne correctement, il faut apporter sur le terrain des piles, des bouteilles, des agents de conservation et des outils de rechange.

L'examen des données permet non seulement de s'assurer que les travaux se déroulent comme prévu, mais permettent également de déceler rapidement les résultats suspects ou les problèmes associés aux analyses.