La pollution atmosphérique dans tous ses aspects©rique.pdfEvolution historique •A partir du XIXe...

27
La pollution atmosphérique dans tous ses aspects Claude Kergomard 6/10/2014

Transcript of La pollution atmosphérique dans tous ses aspects©rique.pdfEvolution historique •A partir du XIXe...

La pollution atmosphérique dans tous ses aspects

Claude Kergomard

6/10/2014

Un ensemble de processus physico-chimiques…

…mais aussi une question de société

Le double contrôle naturel et anthropique

Cycle diurne moyen des immissions (g/m3) de NO à

Roubaix (1994-98) selon les jours de la semaine

Variations saisonnières du cycle diurne des immissions

(g/m3) de NO à Roubaix (1994-98)

Variations saisonnières du cycle diurne des immissions

(g/m3) de O3 à Roubaix (1994-98)

Les variations diurnes et saisonnières des immissions

des oxydes d’azote (NO, NO2) résultent :

- des variations des émissions du trafic automobile

(pointes du trafic, différence jours ouvrables/ week-

end, etc…)

- des facteurs météorologiques qui conditionnent la

dispersion des polluants (épaisseur de la couche

limite, vent) et la transformation photochimique NO

NO2 O2 (température, ensoleillement).

polluants primaires (NOx) et polluant secondaire (O3)

Décalage

été/hiver

Evolution historique

• A partir du XIXe siècle : l’hygiénisme- la pollution atmosphérique s’intègre dans le cadre très général de l’insalubrité

- la PA se distingue progressivement des nuisances diverses et des risques d’épidémie (maladies respiratoires)

- Premiers outils de mesure et premières réglementations

• Années 1930 à 1960 : les grands épisodes de pollution industrielle et urbaine- le « smog » londonien de décembre 1952 : plusieurs milliers de victimes

- une pollution dominée par les émissions industrielles et le chauffage urbain au charbon(SO2, fumées, CO)

- la naissance des systèmes de surveillance, d’alerte et de prévision météorologique

• A partir des années 60 : domination de la pollution liée aux transports- la découverte du « smog » photochimique (Los Angeles)

- la montée en puissance rapide du transport automobile (sources mobiles et dispersées, trafic variable)

- des nouveaux polluants (NOx, O3), une nouvelle chimie

- la nécessaire reconversion des systèmes de surveillance

• Depuis les années 80 : la diversification des formes de pollution- la crise des « pluies acides »: découverte du caractère transfrontalier de la PA

- la question de l’ozone stratosphérique

- l ’émergence de la problématique du changement climatique

- de nouvelles pollutions de proximité (dioxine, pesticides)

- pollution de l’air intérieur

Adaptation de la réglementation

• La Loi sur l’Air et l’Utilisation Rationnelle de l’Energie (septembre 1996)- constitue une pollution atmosphérique au sens de la présente loi, l’introduction par l ’homme, directement ou

indirectement, dans l’atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences préjudiciables de nature

à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux écosystèmes, à influer sur les

changements climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des nuisances olfactives.

Extrait de la Constitution Française (charte de l'environnement) :- le " droit à chacun de respirer un air qui ne nuise pas à sa santé".

- la qualité de l'air, "patrimoine commun des êtres humains".

un triple risque : sanitaire, environnemental, climatique

• La Loi du 2 août 1961- prévient et réprime les pollutions de l’atmosphère et les odeurs qui incommodent la population,

compromettent la santé ou la sécurité publique, ou nuisent à la production agricole, à la conservation des

constructions et monuments ou au caractère des sites.

• Convention de Genève (novembre 1979)- pollution atmosphérique transfrontalière : pollution dont la source est comprise totalement ou en partie dans

la zone soumise à la juridiction d’un état et qui exerce des effets dommageables dans une zone soumise à la

juridiction d’un autre état à une distance telle qu’il n’est généralement pas possible d’identifier les apports de

sources individuelles ou de groupes de sources d ’émission.

Un risque multi-scalaire

1 km 10 km 100 km 1000 km 10 000 km100 m10 m

Pollutionde proximité

Pollutionurbaine

Echellerégionale

Echellecontinentale

Echelleplanétaire

Pollutionintérieure

Sources principales

Echelles

Polluants

Tabac, produits

domestiques, gaz,

matériaux

Circulation automobile,

panaches industriels,

incinération

Accumulation des polluants primaires

Transformations chimiques et photo-

chimiques (polluants secondaires)

Transport à moyenne et longue distance,

dépôts secs ou humides (pluies acides)

Accumulation des G.E.S.

Transferts de polluants vers

la stratosphère

CO, COV, Cl,

amiante, etc...

CO, COV, NOx,

SO2, particules

CO, COV, NOx,

SO2, particules

+

03

NO2, SO2 (acides),

03

radio-éléments

G.E.S. (CO2, NH4, etc…)

CFC, HCFC

Facteurs de contrôle

Emissions,

ventilation

Emissions, aérologie et

météorologie locales

Couche-limite urbaine

météorologie (vent,

température,

rayonnement solaire)

Circulation

atmosphérique

Cycles bio-géo-

chimiques

Nature du risque

Sanitaire

Environnemental

Climatique

Echelles de temps

Minute, heure, journée Quelques jours (« épisode ») Année à milliers d ’années

Un exemple de pollution locale

Source : AREMArtois

Pollution au benzène issue du site industriel de

Drocourt (agglomération d ’Hénin-Beaumont) :

Des sources identifiées (usines classées SEVESO) :

cokerie de Drocourt, Cray-Valley (production de résines

polyester, groupe Total-FINA).

Suite à des plaintes de particuliers puis d’associations,

une campagne de mesure par tubes passifs (AREMArtois)

révèle un panache et des concentrations en benzène très

supérieure aux normes. Une étude de l’IVS quantifie

l’excès de risque individuel :

Remédiation : fermeture de la cokerie de Drocourt

(2000), investissements pour le contrôle des émissions de

benzène chez Cray-Valley.

De la pollution locale à la pollution régionale

Episode de très forte pollution par temps de canicule (été 2003)

Cartes issues des mesures par le réseau d’analyseurs et de la modélisation (AIRPARIF) :

• Les immissions en dioxyde d’azote (NO2 polluant primaire) sont caractéristiques d ’une pollution

urbaine stricto sensu (échelle locale).

• Les immissions en ozone (O3 polluant secondaire issu de la transformation photochimique de NO2)

révèle une pollution régionale, plus marquée sur les zones rurales péri-urbaines que sur l’agglomération

elle-même.

De la pollution régionale à la pollution continentaleEpisode de très forte pollution par temps de canicule (été 2003)

Pollution perçue et vécue

Représentation spatiale du monoxyde de carbone entre le Bd Saint Germain et le Quai

Montebello 16/03/02 de 17h30 à 18h30 . (Bridier et al, 2002. Projet « des paysages pour

vivre la ville de demain » coord. N. Blanc).

+ 7500

Taux de CO (µg/m3)

5000-7500

2500-5000

- 2500

50 m

Quai Montebello

Rue

Lag

range

Rue de l'Hotel C

olbert

Eglise Notre Dame

La Seine

Rue

du

Hau

t Pav

é

Ru

e F

réd

éric

Sau

ron

Rue L

agrange

PlaceM aubert

Boulevard Saint Germain

Boulevard Saint Germain

Impasse Maubert

Rue des T

rois Portes

Rue Galande

Square Viviani

Rue de la Bucherie

Rue de Fouarre

Place duPetit Pont

Quai Montebello

Ru

e Sa

int

Jacq

ues

Ru

e d

u P

etit

Pon

t

Eglise Saint JulienLe Pauvre

EgliseSaint Séverin

Rue G

alande

Mesures itinérantes du taux de monoxyde

de carbone.

50 m

Quai Montebello

Rue

Lag

range

Rue de l'Hotel C

olbert

Eglise Notre Dame

La Seine

Rue

du

Hau

t Pav

é

Ru

e F

réd

éric

Sau

ron

Rue L

agran

ge

PlaceM aubert

Boulevard Saint Germain

Boulevard Saint Germain

Impasse Maubert

Rue des T

rois Portes

Rue Galande

Square Viviani

Rue de la Bucherie

Rue de Fouarre

Place duPetit Pont

Quai Montebello

Ru

e Sa

int

Jacq

ues

Ru

e d

u P

etit

Pon

t

Eglise Saint JulienLe Pauvre

EgliseSaint Séverin

Rue G

alande

faible moyen fort

Intensité du trafic le 16/03/02 vers18h00

(données de la D.D.E. et observations locales).

Pollution perçue et vécue

Représentation spatiale du monoxyde de carbone entre le Bd Saint Germain et le Quai

Montebello 16/03/02 de 17h30 à 18h30 . (Bridier et al, 2002. Projet « des paysages pour

vivre la ville de demain » coord. N. Blanc).

50 m

Quai Montebello

Rue

Lag

rang

e

Rue de l'Hotel C

olbert

Eglise Notre Dame

La SeineR

ue d

u H

aut P

avé

Ru

e F

réd

éric

Sau

ron

Rue L

agrange

PlaceM aubert

Boulevard Saint Germain

Boulevard Saint Germain

Impasse Maubert

Rue des T

rois Portes

Rue Galande

Square Viviani

Rue de la Bucherie

Rue de Fouarre

Place duPetit Pont

Quai Montebello

Ru

e Sa

int

Jacq

ues

Ru

e d

u P

etit

Pon

t

Eglise Saint JulienLe Pauvre

EgliseSaint Séverin

Rue G

alande

Le square Viviani :

Mr M. : " Le square Viviani c’est pas

pollué […], d’ailleurs c’est mon jardin

! "

Mme G. : " Le square Viviani, j’y mets

pas les pieds […], c’est trop pollué "

Les quais

Mme P. : " Les quais c’est joli, mais

avec les enfants c’est irrespirable "

Mme N. : " Les quais, c’est

supportable parce qu’il y a de l’air "

Les petites rues

Mme A. : " je prends les petites rues,

avec la poussette, c’est moins

pollué "

La rue St Jacques

Mme L. : " Je veux changer ma fille

d’école, car elle est dans l’école la

plus polluée de Paris" (école

élémentaire rue St Jacques)

Perception par les habitants du quartier.

Echelles, mesure et cartographie

Capteur passif

Analyseur en continu à

bord d’un véhicule

Echelles, mesure et cartographie

• Carte issue d’une campagne de mesures du NO2

par capteurs passifs sur l’agglomération de Lille

(AREMA-LRT)

• Mesures à haute résolution effectuées à Paris

(Jardin des Tuileries)

Echelles, mesure et cartographie

Surveillance de la pollution : les « réseaux »

Les AASQUA (associations agréées pour la surveillance de la qualité de l’air) bénéficient

d’une délégation de service public pour :

• Surveiller de la qualité de l’air

• Prévoir les épisodes de pollution

• Informer les autorités et les citoyens

• Evaluer l’impact des mesures de

réduction des émissions

Des structures pluralistes où sont

représentés (4 collèges) :

• L’Etat et ses services

• Les collectivités locales et régionales

• Les industriels et entreprises de transport

• Les associations de défense de

l’environnement et de la qualité de vie

A l’origine, 36 AASQUA très

différentes par la taille et les

moyens, aujourd’hui une fédération

par région

Mutualisation des outils et savoir-

faire :

• Matériel de mesures

• Modélisation, cartographie.

Atmo PACA

Atmo NPdC

Atmo Lor

Atmo Rhône-Alpes

Surveillance de la pollution : les alertes

La surveillance de la pollution repose encore essentiellement sur la notion de « pic de pollution »

défini par des seuils et des normes nationales.

Les alertes sont efficaces dans le cas de la pollution d’origine industrielle : réduction des émissions

imposées. Elles le sont beaucoup moins dans le cas de la pollution par les particules et de la pollution

photochimique : sources variées et diffuses.

Dépassements du seuil d’information et de recommandation

de la population 180µg/m3/h – été 2003

Durées cumulées des dépassementsNb d’évènements de dépassement

• 86 % des sites ont connu au moins 1 dépassement du seuil 180

• Durée moyenne des dépassements : 34h par capteur,

• Principales régions concernées : Alsace, Centre, Ile de France, PACA, Rhône Alpes

• Les zones habituellement épargnées du littoral Atlantique ont été touchées

Dépassements du seuil d’alerte de la nouvelle

directive 2002/3/CE (240µg/m3/h ) été 2003

Nb de dépassements du seuil 240/1hNb de dépassements du seuil 240/3h

13 jours de dépassements

2 jours en juillet : le 10 et le 15

11 jours consécutifs du 2 au 13 août

PACA : 8j – Paris :6j – Centre, Lorraine : 3j –

RA : 2j - Alsace , Bretagne, L R : 1j

Surveillance de la pollution : l’information

L’information du grand public repose sur des indices synthétiques

dont les valeurs, prévues en continu, sont largement diffusées.

L’indice ATMO est défini à partir d ’indices élémentaires concernant

4 polluants : SO2, NO2, particules (PM10 et PM2,5), O3

L’évaluation du risque sanitaire

Les enseignements du programme ERPURS (région IDF 1987-2000) :

Comparaison statistique des taux de morbidité et de mortalité pour les journées les moins polluées (P5)

et les plus polluées (P50).

Des résultats significatifs :

• augmentation (5 à 8%) des admissions hospitalières pour maladies respiratoires :

- concerne plus particulièrement les moins de 15 ans

- polluants incriminés : NO2 , particules fines

• augmentation ( 2%) de la mortalité pour causes cardio-vasculaires et diverses :

- concerne plus particulièrement la population âgée

- polluants incriminés : particules fines, NO2

Une réduction de la pollution automobile devrait entraîner une réduction sensible de la

mortalité et des dépenses hospitalières.

Les résultats sont moins significatifs pour d’autres polluants (O3)

Les résultats ne peuvent être interprétés en terme de causalité simple. Co-facteurs importants :

température, humidité, pollens, grippe.

• Une réduction sensible des émissions d’origine automobile nécessite une évaluation

consensuelle du risque sanitaire.

Quelles relations entre pollution de proximité, pollution de fond, exposition des personnes et risque

sanitaire ?

L’évaluation du risque sanitaire

• Une réduction sensible des émissions d’origine automobile nécessite une évaluation

consensuelle du risque sanitaire.

Les enseignements du programme

Clean Air For Europe (2005) :

Les campagnes de mesures de l’exposition des personnes au NO2 dans

l’agglomération Lilloise . (Minguy Piechocki, 2003. Thèse de Doctorat).

La campagne des « sentinelles de l ’air » (Lille 2001) :

L’exposition des personnes au NO2 dépend plus de l’envi-

ronnement intérieur que de la qualité de l’air extérieur.

Localisation des habitats et lieux de travail.

L’évaluation du risque sanitaire

La nécessaire réduction des émissions

La prévention à long terme de la pollution atmosphérique passe obligatoirement par

la réduction des émissions :

Dans le cas des pollutions industrielles (SO2), le contrôle,

l’amélioration des procédés, le développement de la filière

nucléaire et la désindustrialisation ont permis une baisse

précoce et significative des émissions.

Dans le cas de la pollution automobile (NOx), l’améliora-

tion du parc automobile (pots catalytiques, réduction de la

consommation) est en partie compensée par l’augmenta-

tion continue du trafic.

La nécessaire réduction des émissions

La prévention à long terme de la pollution atmosphérique passe obligatoirement par

la réduction des émissions :

La réduction des émissions de particules fines représente aujourd’hui le principal défi en termes d’action publique

(diversité des sources).

Pollution et aménagement du territoire

Pollution et aménagement du territoire

Le paradoxe d ’une gestion « territorialisée »

de la pollution atmosphérique

La Loi sur l’Air et l’Utilisation Rationnelle de l ’Energie (1996) prescrit une gestion

« territorialisée » de la qualité de l’air en France, à trois niveaux :

L ’Etat : • garantit et délègue la mission de surveillance de la qualité de l’air à des organismes agréés

(AASQUA)

• assure le financement de la surveillance, incite (par la fiscalité) au développement des

énergies et véhicules « propres »

• est le garant de la compatibilité entre la politique nationale et les engagements internationaux de la

France (protocole de Kyoto, objectifs européens)

Au niveau régional : les Plans Régionaux pour la Qualité de l ’Air sont préparés et approuvés

sous la responsabilité du Préfet et du Conseil Général. Les objectifs du PRQA sont :

• réaliser l ’inventaire des émissions polluantes (y compris les gaz à effet de serre)

• évaluer la qualité de l ’air et les impacts sur la santé, l’environnement et le climat

• proposer des orientations pour la réduction des émissions et des objectifs de qualité de l’air

Au niveau local (agglomérations urbaines) :

• Les Plans de Protection de l ’Atmosphère, obligatoires pour les agglomérations

urbaines > 250 000 hab., ont des objectifs similaires à ceux du PRQA. Ils sont obligatoirement

coordonnés avec les

• Plans de Déplacements Urbains, obligatoires pour les agglomérations urbaines > 100 000

hab, dont les objectifs sont l’organisation des transports et du stationnement, la réduction du trafic

automobile.

La LAURE identifie la pollution atmosphérique comme un problème d’aménagement du territoire