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Qualité de l'air et émissions polluantes des chantiers du BTP | PAGE 1

QUALITE DE L’AIR

ET EMISSIONS POLLUANTES

DES CHANTIERS DU BTP

Etat des connaissances et mesures d'atténuation

dans le bâtiment et les travaux publics

en faveur de la qualité de l'air

RAPPORT


REMERCIEMENTS

Cette étude a été réalisée par SETEC Energie Environnement pour le compte de l’ADEME.

Ce document reprend, met à jour et complète deux études :

Une étude réalisée en 2013 (pilotée par BIO by Deloitte) : Arianna de TONI. Chantier du BTP et émissions de polluants dans l’air. Rapport (Marché ADEME n°1362c0022), 212 pages (non publié).

Une étude réalisée en 2014 (pilotée par ENVIRON France) : Erik SINNO et David KIM. 2015. Chantiers de construction et qualité de l’air : Revue des actions mises en œuvre en France et dans l’Etat de Californie (US). Rapport (Marché ADEME n°1440c0268), 61 pages.

Ce rapport a été rédigé par Marion THILL (SETEC Energie Environnement).

CITATION DE CE RAPPORT

ADEME, SETEC Energie Environnement, BIO by Deloitte – Marion THILL, Arianna de TONI. Qualité de

l’air et émissions polluantes des chantiers du BTP : Etat des connaissances et mesures d’atténuation dans le

bâtiment et les travaux publics en faveur de la qualité de l’air - Rapport- 142 pages.

Cet ouvrage est disponible en ligne www.ademe.fr/mediatheque

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Ce document est diffusé par l’ADEME

20, avenue du Grésillé

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Numéro de contrat : 16MAR001980

Étude réalisée pour le compte de l'ADEME par : SETEC Energie Environnement

Coordination technique - ADEME : Mohamedou BA

Direction Villes et Territoires Durables / Service Qualité de l'Air

http://www.ademe.fr/mediatheque


TABLE DES MATIERES

Résumé ________________________________________________________________________________________________ 5

1. Activité du BTP : polluants émis, enjeux sanitaires et réglementation ___ 7

1.1. Contribution du secteur des BTP aux émissions de polluants __________________ 7 1.1.1 Définition des activités prises en compte dans le cadre de l’étude ____________________________ 7 1.1.2 Nature des polluants émis ________________________________________________________________________ 8 1.1.3 Part de la pollution atmosphérique imputable au secteur du BTP _____________________________ 9

1.2 Dangers et risques des polluants atmosphériques ______________________________ 10

1.3 Réglementations applicables ________________________________________________________ 12 1.3.1 Législation générale sur la qualité de l’air _____________________________________________________ 12 1.3.2 Le règlement sanitaire départemental _________________________________________________________ 13 1.3.3 Cadre réglementaire des études d’impact des chantiers de construction ___________________ 14 1.3.4 Réglementations européenne et française concernant les moteurs des engins de chantier 15 1.3.5 Cadre réglementaire concernant les peintures des ouvrages et bâtiments _________________ 15 1.3.6 La réglementation ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement) _ 15 1.3.7 Autres démarches _______________________________________________________________________________ 19

2. Etat des connaissances sur les émissions et les impacts qualité de l’air 21

2.1 Méthodes de quantification __________________________________________________________ 21 2.1.1 Mesures sur le terrain ___________________________________________________________________________ 21 2.1.2 Calcul à partir de facteurs d’émission __________________________________________________________ 23 2.1.3 Modélisation de la dispersion atmosphérique _________________________________________________ 24

2.2 Principaux polluants émis par type d’activité ____________________________________ 27

2.3 Emissions et impact qualité de l’air des activités liées au bâtiment __________ 28 2.3.1 Construction et réhabilitation __________________________________________________________________ 28 2.3.2 Démolition________________________________________________________________________________________ 30 2.3.3 Synthèse __________________________________________________________________________________________ 30

2.4 Emissions et impact qualité de l’air des activités liées aux travaux publics _ 31 2.4.1 Terrassement ____________________________________________________________________________________ 31 2.4.2 Construction / réhabilitation ___________________________________________________________________ 34 2.4.3 Démolition d’infrastructures____________________________________________________________________ 37 2.4.4 Synthèse __________________________________________________________________________________________ 37

2.5 Emissions et impact qualité de l’air liés au transport et à l’utilisation des engins de chantiers ___________________________________________________________________ 38

2.6 Emissions et impact qualité de l’air liés à la gestion des déchets du BTP ____ 40 2.6.1 Le traitement des déchets BTP _________________________________________________________________ 40 2.6.2 Emissions atmosphériques issues des filières de matériaux du BTP ________________________ 43 2.6.3 Synthèse __________________________________________________________________________________________ 49

3. Mesures d’atténuation des émissions de polluants atmosphériques ____ 50

3.1 Evaluer le degré de « risque » d’un chantier ______________________________________ 50 3.1.1 Catégories de risque définies par le Grand Londres __________________________________________ 51 3.1.2 Les critères d’importance en Californie ________________________________________________________ 51

3.2 Mesures sur l’organisation et gestion globale du chantier _____________________ 53

3.3 Logistique : livraison des matériaux et enlèvement des déchets ______________ 55

3.4 Véhicules et machinerie sur site ____________________________________________________ 58

3.5 Réserves / stocks de matériaux _____________________________________________________ 59

3.6 Activités spécifiques __________________________________________________________________ 60


4. Conclusion / Perspectives ________________________________________________________ 62

Références bibliographiques ___________________________________________________________________ 63

Index des tableaux et figures ___________________________________________________________________ 65

Sigles et acronymes ______________________________________________________________________________ 68

5. ANNEXES _____________________________________________________________________________ 69

Annexe A : Principaux effets observés sur la santé des polluants émis dans l’air par les chantiers du BTP ______________________________________________________________________ 70

Annexe B : Principaux effets de la pollution atmosphérique sur l’environnement ______ 73

Annexe C : Normes de qualité de l’air françaises ______________________________________________ 75

Annexe D : Techniques de mesures des poussières ___________________________________________ 76

Annexe E : Méthodes de quantification des émissions de polluants ______________________ 78

Annexe F : Études de cas détaillés ________________________________________________________________ 82

- Bâtiment – Activités de construction – (Annexe F) _______________________________ 84

- Travaux publics - (Annexe F) ________________________________________________________ 96

- Démolition - (Annexe F) ____________________________________________________________ 110

- Transport et utilisation d’engins de chantier - (Annexe F) ___________________ 134

- Production, gestion et valorisation des déchets - (Annexe F) ________________ 137


Résumé Les activités des chantiers du bâtiment et des travaux publics (BTP) émettent de nombreux polluants dans l’air, comme d’autres activités humaines. Selon les inventaires d’émissions du centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique (CITEPA), les activités du BTP contribuent en France de manière significative aux émissions nationales de polluants (données 2011), notamment pour les poussières (TSP 17 %), les particules fines (PM10 12 %, PM2,5 7 %) et les composés organiques volatils non méthaniques (COVNM, 9 %). Ces émissions proviennent des divers matériels et produits utilisés dans les chantiers du BTP (combustion des moteurs des engins ou des véhicules, envol de poussières issues des sols ou des matériaux manipulés, évaporation des solvants et autres composés volatils contenus dans les peintures et enrobés…).

La nature et l’ampleur relative de ces émissions varient selon les types de chantiers et empêchent donc toute généralisation des résultats parcellaires issus d’études de cas. Quelques grandes tendances peuvent tout de même être données :

Les chantiers de démolition de grande ampleur émettent, sur des durées restreintes, beaucoup plus de poussières (TSP) et de particules fines et ultra-fines (PM10, PM2,5, PM1) que les chantiers de construction. Les niveaux de concentrations dans l’air pour ces polluants diminuent néanmoins très rapidement. Des mesures d’atténuation peuvent s’avérer très efficaces comme les jets d’eau ou les barrières qui sont souvent utilisées dans les chantiers du BTP.

Dans les chantiers de construction/réhabilitation, les activités de terrassement et l’utilisation d’engins de chantiers sont fortement émettrices de poussières et de particules fines du fait de la mise en suspension des poussières du sol et des particules émises par les moteurs diesel des engins de chantier. Là aussi, de multiples mesures d’atténuation existent, dont beaucoup relèvent « du bon sens » (aspersion, bâchage, logistique…).

Enfin, des émissions de COVNM sont plutôt observées avec la pose d’enrobés ou l’utilisation de peintures et autres produits à base de solvants. Peu d’études sont connues sur la quantification de ces émissions de COVNM représentant une très large famille de substances qui sont complexes à analyser. Pour les peintures, ces émissions peuvent être atténuées grâce à une réglementation se traduisant par des teneurs limites de COV par litre de produit. Pour la pose d’enrobés, de nouvelles techniques se développent (recours aux enrobés tièdes) et devraient permettre d’atténuer leurs émissions en COVNM.

La mise en œuvre des chantiers du BTP dans certaines régions ou pays peut être plus contraignante qu’en France, notamment lorsque le risque est particulièrement élevé : quota d’émissions à ne pas dépasser, mise en place d’une surveillance systématique de la qualité de l’air, restrictions d’utilisation des engins motorisés (temps de fonctionnement au ralenti, obligation d’entretien, standards d’émissions minimums, etc …).


Abstract Activities from public yards and from construction industry emit many of pollutants in the air. According to the emissions records of the CITEPA, activities from the construction industry contribute in a significant manner to French national emissions of pollutants (2014), particularly for dust (13%), fine particles (PM10 9 %, PM2,5 4.8 %) and non-methan volatile organic compounds (NMVOC, 10 %).

The source and the relative extent of these emissions depend on the types of the construction sites and provent from any generalization of the fragmented results from case studies. Some big trends can all the same be given: Large scale demolition yards emit, in a limited time, much more dust (TSP) and fine and ultra-fine particles (PM10, PM2,5, PM1) than construction sites. Some reduction actions seem to be very efficient like water jets or physical barriers – often used in the construction industry- to protect from the wind.

On the construction/rehabilitation yards, digging activities and use of construction sites machines are highly issuing dust and fine particles. Several reduction actions already exist, of which a lot « make sense » (spraying, coverage, logistic…).

Then, NMVOC emissions are more seen with the paving and the use of paints and other products containing solvents. Few studies are known on the measurement of these NMVOC emissions, representing a very large panel of substances hard to analyze. For the paints, the emissions can be reduced thanks to a control of the content of VOC per litre of product. For the paving, new techniques are in development (use of mixed asphalt) and should allow the reduction of NMVOC emissions.

Finally, the implementation of construction sites within some regions or countries can be more binding than in France, in particular when it’s high risky : emissions quota not to exceed, the implementation of a regular air quality monitoring, restriction of use for machinery (idling operating time, maintenance obligation, minimum emission standards, etc…)


1. Activité du BTP : polluants émis, enjeux sanitaires et réglementation

Ce chapitre présente de manière globale les différentes activités de chantiers de BTP qui peuvent être sources de polluants atmosphériques, ainsi que les dangers et risques associés à ces polluants, du point de vue environnemental et sanitaire. Il présente également la réglementation relative à la qualité de l’air et les dispositions réglementaires spécifiques au BTP. L’étude ne traite pas de la problématique de l’exposition professionnelle qui relève du code du travail.

1.1. Contribution du secteur des BTP aux émissions de polluants

1.1.1 Définition des activités prises en compte dans le cadre de l’étude

Le secteur du Bâtiment et des Travaux Publics (BTP) regroupe les activités de :

Bâtiment : construction, réhabilitation et démolition ;

Travaux publics : construction d’infrastructures (voiries et réseaux divers, voies ferrées, ouvrages d’art) et leur entretien, maintenance et démolition.

D’après la Fédération nationale des travaux publics, l’activité du Bâtiment (en termes de superficie de chantiers) représente les deux tiers de l’activité du BTP, tandis que l’activité des Travaux Publics représente un tiers de l’activité du BTP.

Des substances chimiques considérées comme polluantes sont émises dans l’air à chaque étape du cycle de vie d’un bâtiment ou d’une infrastructure : depuis le transport des matériaux premiers à la gestion des déchets finaux en passant par sa construction en tant que telle.

Dans le cadre de cette étude, les émissions de polluants atmosphériques des chantiers du BTP seront analysées lors des étapes suivantes (voir Figure 1) :

Mise en œuvre du chantier de construction ;

Démolition ;

Gestion des déchets de chantier (sur et hors chantiers) issus des différentes étapes de construction, d’entretien et de démolition, avec notamment le développement de filières de recyclage ;

Transport des matériaux et déchets à chaque étape du cycle de vie.

Ces phases du cycle peuvent se partager en deux catégories d’activité : les activités propres au chantier (la mise en œuvre et la démolition) et les activités concernant la logistique du chantier et la gestion des déchets réalisées surtout hors du chantier.


Figure 1 : Cycle de vie d’un bâtiment ou d’une infrastructure

Source : Bio by Deloitte

1.1.2 Nature des polluants émis

Les différentes activités liées à la réalisation de chantiers sont sources de pollution atmosphérique, dont la nature varie selon le poste d’émission.

Dans le cadre des chantiers de BTP, deux grandes catégories de polluants atmosphériques existent : les gaz et les particules. Ces deux grandes catégories de polluants atmosphériques interagissent en permanence entre elles en fonction notamment des conditions climatiques pour former des aérosols, s’agréger, se vaporiser, se lier avec la vapeur d’eau, se condenser en gouttelettes, etc.

Les principaux gaz émis sur les chantiers :

Monoxyde de carbone (CO) ;

Oxydes d’azote (NOx), notamment le dioxyde d’azote (NO2) ;

Oxydes de soufre (SOx), notamment le dioxyde de soufre (SO2) ;

Composés organiques volatils (COV), les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP).

Les particules1 : les particules sont un ensemble très hétérogène de composés du fait de la diversité de leur composition chimique, de leur état (solide ou liquide) et de leur taille (caractérisée notamment par leur diamètre). Les particules sont différenciées selon leur taille car cette caractéristique est déterminante quant à leur potentiel effet sur la santé (plus les particules sont fines, plus elles peuvent pénétrer profondément dans l’organisme) :

Les Particules Totales en Suspension (appelées TSP pour Total Suspended Particulates) regroupent l'ensemble des particules quelle que soit leur taille ;

Les PM10 : particules dont le diamètre est inférieur à 10 µm (microns) ;

1 La définition est proposée d’après les informations fournies sur le site du CITEPA, Comité Interprofessionnel Technique

d’Etude de la Pollution Atmosphérique


Les PM2,5 : particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm, les émissions de Carbone Suie (ou "Black Carbon" (BC) étant basées sur une spéciation chimique des émissions de PM2,5 ;

Les PM1,0 : particules dont le diamètre est inférieur à 1 µm.

On parle de particules primaires lorsqu’elles entrent comme telles dans l’atmosphère (poussières issues du trafic routier, de l’industrie, du chauffage, de l’agriculture, poussières volcaniques, pollens végétaux, embruns,), par opposition à des particules secondaires qui se forment à partir de noyaux solides ultrafins ou de précurseurs gazeux.

1.1.3 Part de la pollution atmosphérique imputable au secteur du BTP

Des inventaires d’émissions sont réalisés régulièrement aux niveaux national et régional pour mesurer la contribution des différents secteurs d’activité aux émissions polluantes.

Le Comité Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique (CITEPA) réalise pour le compte du ministère en charge de l’Ecologie les différents inventaires d’émissions que la France est tenue de produire en réponse à ses divers engagements internationaux et européens. Parmi les différents formats d’inventaires publiés, celui au format « SECTEN » présente les émissions par secteurs et sous-secteurs d’activité, dont la « Construction ».

En outre, la plupart des Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) ou Observatoires Régionaux, réalisent des inventaires d’émissions régionaux depuis plusieurs années. Dans le cadre de l'arrêté du 24 août 2011 relatif au Système National d'Inventaires d'Emissions et de Bilans dans l'Atmosphère (SNIEBA), un pôle de coordination des inventaires territoriaux (PCIT) avait été créé pour harmoniser les méthodologies de calcul. Dans les inventaires d’émissions régionaux, le secteur de la construction est très souvent intégré dans le secteur Industriel, il est rarement possible d’avoir accès au détail pour ce sous-secteur. Néanmoins, deux publications ont été identifiées dans lesquelles la contribution du secteur des chantiers / BTP est détaillée. Elles concernent la région Ile de France et l’ex région Rhône-Alpes.

Sources CITEPA

Réf. [14] AIRPARIF

Réf. [5] AIR Rhône-Alpes

Réf. [4]

Périmètre France Ile de France Rhône-Alpes

Année d’évaluation

2014 2012 2008 et 2010

Secteur Construction Chantiers BTP et carrières Chantiers BTP

Emissions de polluants

13 % des TSP (109 kt)

10 % des COVNM (64 kt)

7,9 % des PM10 (22 kt)

4,8 % des PM2.5 (8,1 kt)

3,1 % des PM1.0 (3,6 kt)

1,4 % des SO2 (2,4 kt)

1,3 % des NOx (11,4 kt)

17 % des PM10 (2,8 kt)

12 % des COVNM (5,6 kt)

11 % des PM2.5 (1,1 kt)

2008 :

16 % des TSP (7,7 kt)

5,1 % des PM10 (1,4 kt)

2010 :

12 % des TSP (5,6 kt)

3,7 % des PM10 (1 kt)

Tableau 1 : Pollution atmosphérique imputable au secteur du BTP, selon diverses sources

Les émissions sont calculées à partir de données d’activités et de facteurs d’émission (cf. paragraphe 2.1.1 pour plus d’informations). L’étude Air Rhône-Alpes publiée en 2013 porte spécifiquement sur la quantification des émissions de particules liées aux chantiers et carrières. Cette étude a permis de développer une nouvelle méthodologie en utilisant des données d’activité plus fine que dans les méthodologies précédentes.

Ce nouveau mode de calcul a conduit à une diminution significative de la contribution du secteur de la construction aux émissions régionales de particules fines.


Au niveau national comme régional, le secteur du BTP représente une part importante des émissions de polluants atmosphériques, en particulier pour les particules (TSP, PM10) et les COVNM (composés organiques volatils non méthaniques).

Cette contribution importante du secteur des BTP pour ces polluants est également constatée en Suisse : selon l’inventaire publié par l’Office Fédéral de l’Environnement (OFEV) pour l’année 2010 (réf. [32]), il représentait 10 % des émissions de TSP.

Les particules fines sont un enjeu majeur de santé publique. Les COVNM correspondent quant à eux à une large famille de polluants, dont certains (benzène, formaldéhyde…) sont cancérigènes. Les COVNM sont également des polluants précurseurs de l’ozone. L’impact sur la santé de ces différents polluants est détaillé dans le paragraphe suivant.

1.2 Dangers et risques des polluants atmosphériques

La pollution atmosphérique a des conséquences sur la santé humaine, sur l’environnement et le patrimoine bâti. Ce paragraphe détaille plus particulièrement les effets sur la santé plus préoccupants. Néanmoins, les effets sur l’environnement et le patrimoine bâti des différents polluants sont détaillés en annexe.

Selon l’Office Mondial de la Santé (OMS, réf. [51]), la pollution de l’air représente un risque environnemental majeur pour la santé. En diminuant les niveaux de pollution atmosphérique, les pays peuvent réduire la charge de morbidité imputable aux accidents vasculaires cérébraux, aux cardiopathies, au cancer du poumon et aux affections respiratoires, chroniques ou aiguës, y compris l’asthme. La santé cardiovasculaire et respiratoire de la population, à court et long termes, est inversement proportionnelle au niveau de la pollution atmosphérique.

Les conclusions d’une évaluation menée en 2013 par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) de l’OMS ont montré que la pollution de l’air extérieur était carcinogène, les matières particulaires étant le polluant associé le plus étroitement à une incidence accrue de cancers, en particulier du poumon. Un lien a également été établi entre la pollution atmosphérique et l’augmentation du nombre de cancers des voies urinaires/de la vessie.

Zoom sur les matières particulaires

Les particules en suspension ont plus d'effets sur la santé que tout autre polluant. L’exposition chronique aux particules est un facteur de risque de maladies cardiovasculaires et respiratoires, et de cancer du poumon.

Les mesures de la qualité de l’air sont généralement communiquées en teneur moyenne journalière ou annuelle de particules PM10 par mètre cube d’air. Les mesures en routine de la qualité de l’air expriment d’ordinaire les valeurs de concentration de ces particules en microgrammes par mètre cube (μg/m3). La teneur de l’air en particules fines (PM2,5 ou inférieures) est également communiquée quand on dispose d’appareils de mesure suffisamment sensibles.

Effets sur la santé

Santé publique France a publié en 2016 une évaluation quantitative de l’impact sanitaire (EQIS) de la pollution atmosphérique afin d’en estimer le poids sur la santé (réf. [39]). Ces nouvelles données ont permis d’actualiser la dernière estimation publiée en 2000 dans l’étude européenne CAFE (Clean Air For Europe) annonçant plus de 40 000 décès liés à la pollution en France. Estimé à 48 000 décès par an, les résultats confirment le même ordre de grandeur que l’étude européenne.

Si les effets de cette pollution sont plus importants dans les grandes villes, les villes moyennes et petites ainsi que les milieux ruraux sont aussi concernées :


Dans les zones urbaines de plus de 100 000 habitants les résultats montrent, en moyenne, une perte de 15 mois d'espérance de vie à 30 ans du fait des PM2.5 ;

Dans les zones entre 2000 et 100 000 habitants, la perte d’espérance de vie est de 10 mois en moyenne ;

Dans les zones rurales, ce sont en moyenne 9 mois d'espérance vie qui sont estimés perdus.

Selon l’OMS (réf. [51]), même à faible concentration, la pollution aux petites particules a une incidence sanitaire; en effet, on n’a identifié aucun seuil au-dessous duquel elle n’affecte en rien la santé. C’est pourquoi il était préconisé dans les lignes directrices de l’OMS de 2005 d’œuvrer à limiter au maximum les niveaux de concentration en particules en suspension.

Les valeurs de concentrations dans l’air recommandées par l’OMS sont les suivantes (les valeurs limites européennes sont détaillées en annexe):

PM2.5

10 μg/m3 moyenne annuelle

25 μg/m3 moyenne sur 24 heures

PM10

20 μg/m3 moyenne annuelle

50 μg/m3 moyenne sur 24 heures

Le bilan de la qualité de l’air en France en 2015 (réf. [31]) montre que, même si la qualité de l’air s’est améliorée durant ces quinze dernières années et est plutôt bonne par rapport à d’autres pays, notamment les pays émergents, les niveaux de pollution aux particules restent sensiblement supérieurs à ceux recommandés par l’OMS et des dépassements de valeurs limite européennes sont constatées sur quelques sites pour les particules (PM10) et le dioxyde d »azote (NO2).

Le contentieux européen vis-à-vis de la pollution aux particules fines (réf. [31])

De 2009 à 2011, la France a reçu plusieurs avertissements de la Commission européenne (mise en demeure, avis motivé, saisine de la Cour de justice de l’Union européenne) pour le non-respect des normes sanitaires de qualité de l'air fixées pour les PM10. En février 2013, la Commission européenne a adressé à la France une mise en demeure complémentaire et a élargi ses griefs contre elle. Désormais, il est reproché à la France de ne pas se conformer aux niveaux réglementaires de concentrations de particules dans l’air et de ne pas mettre en place des plans d’action répondant aux ambitions de la directive. La France a reçu un avis motivé en avril 2015 pour 10 zones : Douai-Béthune-Valenciennes, Grenoble, Lyon, Marseille, la Martinique, Nice, Paris, Toulon, la zone urbaine régionale Provence-Alpes-Côte d’Azur et la zone urbaine régionale de Rhône-Alpes.

A noter que la France a également reçu en février 2017 un avis motivé concernant le dépassement des normes sanitaires européennes de qualité de l’air concernant le dioxyde d’azote (NO2). 19 zones sont concernées.

Ainsi, étant déjà exposée à un niveau ambiant de particules déjà « chargé », notamment en zones urbaines, il est important d’apporter une attention particulière aux impacts des activités du BTP qui contribuent sensiblement aux émissions de ces polluants.

Les autres polluants atmosphériques présentent également des effets sur la santé (annexe A).


Le Tableau 2 est issu d’une étude de cas relatif à la construction d’une centrale électrique dans le Comté de Kemper (fiche BAT.02). Il permet de situer la contribution des activités de construction aux niveaux de concentration présents dans l’air ambiant. Cette estimation a été réalisée en utilisant un modèle de dispersion (AERMOD). Cette approche est intéressante car l’indicateur finalement pertinent d’un point de vue sanitaire est la concentration inhalée. La seule analyse des émissions ne suffit pas à déterminer l’enjeu sanitaire.

Polluants Durée de l’exposition

Concentration air ambiant (µg/m3)

Impact lié au chantier (µg/m3)

Concentration air ambiant + chantier (µg/m3)

% contribution lié au chantier

NOx annuelle 15 49 64 77,6 %

CO 1h 5 635 1 639 7 274 22,5 %

8h 3 795 1 162 4 957 23,4 %

SO2

3h 91 0,15 91,15 0,2 %

24h 31 0,05 31,05 0,2 %

annuelle 8,0 0,01 8,01 0,1 %

PM10 24h 40 39 79 49,4 %

annuelle 23 6,1 29,1 21,0 %

PM2,5 24h 28,9 4,3 33,2 13,0 %

annuelle 12,8 0,7 13,5 5,2 % Tableau 2 : Ratio de risque des polluants atmosphériques pour la construction de la centrale électrique de Kemper aux Etats-Unis

Ce tableau montre que le chantier contribue particulièrement fortement à l’augmentation des concentrations de particules fines PM10, notamment en moyenne journalière, et d’oxydes d’azote en moyenne annuelle.

Cette sur-augmentation des concentrations d’oxydes d’azote s’explique probablement par le fait que le chantier avait lieu dans une zone habituellement faiblement impactée par ce type de polluant. L’effet du chantier est donc apparu très important.

1.3 Réglementations applicables

1.3.1 Législation générale sur la qualité de l’air

Codifiée aux articles L220-1 et suivants du Code de l’Environnement, la loi sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’énergie (LAURE), parue le 30 décembre 1996, vise à normaliser l’utilisation de l’énergie et à définir une politique publique intégrant l’air en matière de développement urbain. Le droit de respirer un air qui ne nuise pas à sa santé est reconnu à chacun. La loi intègre les obligations suivantes :

La définition de normes de la qualité de l’air, c’est-à-dire des niveaux de concentrations de polluants dans l’air ambiant à ne pas dépasser,

La surveillance de la qualité de l’air,

L’information du public.

Les dispositions législatives et réglementaires relatives à la qualité de l’air figurent au titre II « Air et atmosphère » du livre II du code de l'environnement (articles L220-1 à L228-3 et R221-1 à D228-1). Il existe différents types de seuils, qui se différencient les uns des autres selon qu’ils caractérisent la pollution de fond ou la pollution de pointe et selon leur caractère « prescriptif » ou « indicatif » :

Les normes de qualité de l’air instaurées par le Code de l’environnement pour les polluants pertinents vis-à-vis des activités du BTP sont présentées en annexe. Les normes relatives aux autres polluants sont reportées en annexe. A noter qu’il n’existe pas à ce jour de réglementation française sur les concentrations en air extérieur pour les poussières totales (TSP) et la silice cristalline (seulement des limites d’exposition professionnelle).


Tableau 3 : Normes françaises de qualité de l’air et lignes directrices de l’OMS

1.3.2 Le règlement sanitaire départemental

Les règlements sanitaires départementaux (RSD) disposent d’articles relatifs à la propreté et aux nuisances atmosphériques liées aux chantiers.

Ainsi, l’article générique 99.7 concerne les abords des chantiers et stipule que « les entrepreneurs des travaux exécutés sur la voie publique ou dans les propriétés qui l’avoisinent doivent tenir la voie publique en état de propreté aux abords de leurs ateliers ou chantiers et sur les points ayant été salis par la suite de leurs travaux. »

De la même façon, l’article 96 relatif à la protection des lieux publics contre la poussière mentionne que « […] toutes les précautions d’entretien des habitations et autres immeubles ainsi que les travaux de plein air s’effectuent de manière à ne disperser de poussière dans l’air, ni porter atteinte à la santé ou causer une gêne pour le voisinage. Cette prescription s’applique en particulier aux travaux de voirie et de démolition des constructions. »

On retiendra toutefois que ces articles concernent en premier lieu la propreté des sites et ne mentionnent pas d’actions ou de recommandations concrètes qui permettraient de limiter de façon directe la pollution atmosphérique (bien que pouvant conduire à une baisse indirecte des émissions).

Particules PM10

Normes sur la moyenne annuelle

20 µg/m3 Lignes directrices OMS

30 µg/m3 Objectif de qualité

40 µg/m3 Valeur limite (caractère prescriptif)

Normes sur la moyenne journalière

50 µg/m3 Seuil d’information et de recommandation / lignes directrices OMS

Valeur limite à ne pas dépasser plus de 35 fois par année civile (caractère prescriptif)

80 µg/m3 Seuil d’alerte, pouvant conduire à des mesures d’urgence spécifiques

Particules PM2.5


10 µg/m3 Objectif de qualité / lignes directrices OMS

20 µg/m3 Valeur cible


Normes sur la moyenne journalière

25 µg/m3 Lignes directrices OMS

Benzène


2 µg/m3 Objectif de qualité


Benzo(a)pyrène (traceur du risque cancérogène lié aux HAP)


1 ng/m3 Valeur cible à compter de 2013, calculé sur la base du total de la fraction PM10


1.3.3 Cadre réglementaire des études d’impact des chantiers de construction

Au niveau communautaire, la directive 2011/92/UE du Parlement Européen et du Conseil du 13 décembre 2011 concernant l’évaluation des incidences de certains projets publics et privés sur l’environnement fixe les principes de l’évaluation environnementale pour les projets.

En France, le droit des études d'impact, issu de la loi du 10 juillet 1976 relatif à la protection de la nature et son décret d'application du 12 octobre 1977, a été substantiellement réformé par la loi du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement et figure aujourd'hui aux articles L. 122-1 à L. 122-3 et R. 122-1 à R. 122-15 du code de l'environnement. La liste des projets entrant dans le champ de l'étude d'impact figure au tableau annexé à l'article R. 122-2 du code de l'environnement.

On retrouve dans cette liste les secteurs suivants, qui peuvent comprendre une phase de construction pouvant générer des nuisances auprès de riverains :

Les installations industrielles classées,

Les infrastructures de transport, notamment routières et ouvrages d'art,

Les travaux, ouvrages et aménagements sur le domaine public maritime, comprenant les installations portuaires,

Les installations de traitement des eaux résiduaires,

Les travaux, ouvrages et aménagements urbains, incluant : o Travaux de construction, généralement lorsque la surface SHON du projet est supérieure à

40 000 m² ou que le terrain d'assiette couvre une surface supérieure ou égale à 10 ha, o Construction d'équipements sportifs et culturels susceptibles d'accueillir plus de

1000 personnes o Aire de stationnement lorsqu'elles sont susceptibles d'accueillir plus de 100 unités dans une

commune non dotée d'un plan local d'urbanisme, d'un plan d'occupation des sols ou d'une évaluation environnementale

o Affouillements et exhaussements du sol de plus de deux mètres et portant sur une superficie supérieure à 2 ha.

Les projets de travaux, d'ouvrages ou d'aménagements peuvent être soumis de façon systématique à étude d’impact, ou après examen « au cas par cas » (pour les projets de moindre importance). L'objectif de la mise en place de la procédure d'examen au cas par cas des projets, des plans et programmes ainsi que des documents d'urbanisme vise à améliorer l'efficience des études d'impact / évaluation environnementale en imposant celle-ci uniquement lorsqu'elles sont jugées nécessaires par l'autorité environnementale. La décision de la nécessité d'une étude d'impact / évaluation environnementale se fait à partir de l'analyse des caractéristiques des projets, plans / programmes ou documents d'urbanisme, de sa localisation et de ses impacts potentiels sur l'environnement ou la santé.

Le contenu de l'étude d’impact est proportionné à la sensibilité environnementale de la zone affectée par le projet, à l'importance et à la nature des travaux et à ses incidences prévisibles sur l'environnement et la santé humaine.

Le contenu de l'étude d’impact comprend a minima :

Une description du projet,

Une analyse de l'état initial de la zone susceptible d'être affectée par le projet,

L'étude des effets du projet sur l'environnement et la santé humaine,

Les mesures envisagées pour éviter, réduire et lorsque cela est possible, compenser les effets négatifs, notables du projet sur l'environnement ou la santé humaine,

Une présentation des modalités de suivi de ces mesures et de leurs effets,

Une esquisse des principales solutions de substitution examinées et les raisons de son choix,

Ainsi qu'un résumé non technique.

Pour les infrastructures de transport, l'étude d’impact comprend également une analyse des coûts collectifs des pollutions et nuisances et des avantages induits pour la collectivité, une analyse des effets prévisibles du projet sur le développement de l'urbanisation, ainsi qu'une évaluation des consommations énergétiques résultant de


l'exploitation du projet. Le contenu plus précis de ce dossier est décrit à l'article R. 122-5 du code de l'environnement.

D'un point de vue réglementaire, la phase de construction fait partie du projet et doit donc être intégrée à l'étude d'impact. Par ailleurs, cette étude d’impact comprend une évaluation des risques sur la santé humaine (évaluation des risques sanitaires ou ERS) et une analyse des mesures permettant d'éviter ou de limiter les impacts. Dans les faits, l'impact réel des phases de construction est souvent difficile à appréhender. Les rejets atmosphériques de poussières sont par exemple difficiles à quantifier car provenant de sources diffuses. La quantification de leur impact nécessite donc la mise en œuvre d'outils spécifiques (cf. chapitre 2.1).

Le fait que cette quantification soit complexe et que l'impact des chantiers soit par nature temporaire, conduit souvent à des approches qualitatives ou semi quantitatives des impacts. L'étude d'impact d'un projet routier mettra généralement plus l'accent sur l'impact à long terme du trafic (phase d'exploitation) que sur les émissions de poussières liées au chantier de construction. Par ailleurs, le cadre des études d'impact n’intègre pas l'ensemble des chantiers de construction pouvant être conduits en milieu urbain (projet soumis à la procédure de cas par cas ou ne rentrant pas dans les critères des catégories des projets soumis à étude d’impact).

Enfin, la réglementation ne prévoit pas de mesures de réduction concrètes permettant de limiter les impacts s'ils sont avérés. Ces mesures peuvent par contre apparaître dans des chartes « chantiers verts » ou équivalents, développés par certaines villes et agglomérations. Mais elles ne revêtent pas un caractère obligatoire.

1.3.4 Réglementations européenne et française concernant les moteurs des engins de chantier

L’Union européenne fixe des normes d’émissions pour la plupart des moteurs à combustion interne. Les moteurs diesel et à allumage installés sur les engins mobiles non routiers (EMNR) comme les excavateurs, les bulldozers, les chargeurs frontaux, émettent des hydrocarbures, des oxydes d'azote (NOx), des particules et du monoxyde de carbone (CO). En accord avec la politique environnementale de l’UE, l'objectif est de réduire progressivement les émissions et de faire disparaître les équipements polluants.

Le règlement 2016/1628 du Parlement européen et du Conseil du 14 septembre 2016 fixe des exigences concernant les limites d'émission pour les gaz polluants et les particules polluantes et la réception par type pour les moteurs à combustion interne destinés aux engins mobiles non routiers. Ce règlement modifie et abroge la directive principale 97/68 ainsi que les règlements 1024/2012 et 167/2013. Ce nouveau texte abaisse les valeurs limites d'émission des moteurs destinés aux EMNR.

1.3.5 Cadre réglementaire concernant les peintures des ouvrages et bâtiments

La directive 2004/42/CE, votée en 2004, vise à limiter les teneurs en COV autorisées dans les peintures. Toutes les peintures fabriquées et vendues en Europe sont concernées : peintures industrielles, automobile, grand public, bâtiment… Les peintures solvantées et aqueuses sont classées en 12 catégories en fonction de leur destination et ou de leurs performances. Des taux de COV (en gramme de solvant par litre de peinture, g/l) sont définis selon la catégorie de la peinture et sa nature (phase aqueuse ou solvant). Ces taux, revus en 2010, sont calculés sur le produit prêt à l'emploi et varient de façon importante en fonction de la catégorie : 30 g/l par exemple les peintures intérieures mates (murs et plafonds), 700 g/l pour les lasures non filmogènes (intérieur / extérieur).

1.3.6 La réglementation ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement)

Les installations susceptibles de générer des risques ou des dangers (notamment pour la sécurité et la santé des riverains) sont soumises à une réglementation particulière, relative aux "installations classées pour la protection de l'environnement" (ICPE).


Les activités relevant de la réglementation ICPE sont listées dans une nomenclature qui les soumet à un régime de déclaration (D), d’enregistrement (E) ou d’autorisation (A), en fonction de l’importance des risques qui peuvent être engendrés.

Un chantier BTP peut être affecté à une ou plusieurs rubriques de la nomenclature ICPE, en fonction de sa taille et de ses caractéristiques (principalement la taille de machines utilisées, type de substances dangereuses manipulées, etc.).

Les principales rubriques de la nomenclature ICPE, relatives au fonctionnement de chantier BTP sont présentées dans le Tableau 4.

La réglementation concerne le fonctionnement des installations, les émissions diffuses et canalisées ainsi que leur surveillance. Pour certaines activités, des dispositions particulières sont prévues quant à la qualité de l’air et aux émissions de polluants. Elles font l’objet de fiches récapitulatives sur les pages suivantes.

Activités Rubriques ICPE

Exploitation de carrières (par exemple, affouillements du sol lorsque les matériaux prélevés sont utilisés à des fins autres que la réalisation de l'ouvrage sur l'emprise duquel ils ont été extraits)

2510

Broyage, concassage, criblage, ensachage, pulvérisation, nettoyage, tamisage, mélange de pierres, cailloux, minerais et autres produits minéraux naturels ou artificiels ou de déchets non dangereux inertes (Broyeurs mobiles par exemple)

2515

Station de transit de produits minéraux pulvérulents non ensachés tels que ciments, plâtres, chaux, sables fillérisés ou de déchets non dangereux inertes pulvérulents

2516

Station de transit de produits minéraux ou de déchets non dangereux inertes autres que ceux visés par d'autres rubriques

2517

Installation de production de béton prêt à l'emploi équipée d'un dispositif d'alimentation en liants hydrauliques mécanisé (Centrales à béton par exemple)

2518

Fabrication de ciments, chaux, plâtres 2520

Centrales d’enrobage au bitume de matériaux routiers 2521

Installation de fabrication de produits en béton par procédé mécanique 2522

Application, cuisson, séchage de vernis, peinture, apprêt, colle, enduit, etc. 2940

Installations de gestion des déchets du BTP 2510, 2515, 2516, 2517, 2760, 2771, 2910, 2713 à 2718,…

Installations utilisant des déchets du BTP 2521,…

Tableau 4 : Principales rubriques de la nomenclature ICPE, relatives au fonctionnement des chantiers du BTP

Centrales à béton (rubrique 2518)

Le classement (régime de déclaration ou enregistrement) se fait en fonction de leur capacité de malaxage (supérieur ou inférieur à 3 m3).

Pour les installations soumises à enregistrement, l’arrêté type prévoit des valeurs limites d’émissions pour les poussières canalisées :

Si le flux horaire est inférieur ou égale à 1 kg/h : 100 mg/Nm

Si le flux horaire est supérieur à 1 kg/h : 40 mg/Nm

Figure 2 : Centrale à béton

Nb : Crédits à Habib M’henni


D’autres dispositions sont définies dans l’arrêté type de cette rubrique :

Rubrique

ICPE 2518 Obligations

Dispositions communes

Les installations susceptibles de dégager des fumées doivent être munies de dispositifs permettant de collecter et canaliser autant que possible les émissions.

Le débouché des cheminées est éloigné au maximum des immeubles habités et des bouches d’aspiration d’air frais et ne pas comporter d’obstacles à la diffusion des gaz.

Le nombre de points de rejet doit être le plus réduit possible.

L’exploitant assure une surveillance des retombées des poussières.

Les mesures de retombées de poussières sont réalisées selon la méthode des plaquettes, conformément aux dispositions de la norme NF X 43-007, version décembre 2008.

Déclaration

La distance entre le malaxeur et les limites du site est de 10 m au moins

Une campagne de mesure de retombées de poussières est réalisée une fois tous les 2 ans, en période correspondant à la plus faible hygrométrie annuelle. Pour les nouvelles installations, la première campagne de mesures est réalisée dans les douze mois suivant la mise en service.

Enregistrement

La distance entre le malaxeur et les limites du site est de 20 m au moins pour les rejets, la hauteur de la cheminée doit être justifiée et ne peut être inférieure à 10 m

En cas de flux supérieur à 5 kg/h, l’exploitant réalise une mesure en permanence du débit du rejet correspondant, ainsi que :

- Si le flux horaire est supérieur à 50 kg/h : une mesure en permanence par une méthode gravimétrique ;

- Si le flux horaire est supérieur à 5 kg/h, mais inférieur ou égale à 50 kg/h : évaluation en permanence de la teneur en poussières des rejets.

Campagne annuelle de mesure de retombées de poussières

Si fonctionnant sur une période unique d’une durée inférieure ou égale à 12 mois

Distance minimale non applicable

Tableau 5 : Obligations relatives à la rubrique ICPE 2518

Centrales d’enrobage (rubrique 2521)

Le classement déclaration ou autorisation se fait en fonction de la nature (à chaud ou froid) et la capacité (inférieure ou supérieure à 1500 t/j).

L’arrêté type n’existe que pour les installations soumises à déclaration.

Il prévoit des valeurs limites d’émissions pour les poussières canalisées de 150 mg/Nm3, ainsi que d’autres dispositions indiquées dans le Tableau 6. Figure 3 : Centrale d’enrobage

Source : Club des Entreprises de l’Ouest Lyonnais


Rubrique


Déclaration

Les installations susceptibles de dégager des fumées doivent être munies de dispositifs permettant de collecter et canaliser autant que possible les émissions.

Le débouché des cheminées doit être éloigné au maximum des habitations et ne pas comporter d’obstacles à la diffusion des gaz. Les locaux où sont effectuées les opérations doivent être fermés et ventilés.

Le point de rejet doit dépasser d'au moins 3 mètres les bâtiments situés dans un rayon de 15 mètres.

Une mesure du débit rejeté et de la concentration des polluants doit être effectuée, selon les méthodes normalisées en vigueur, au moins tous les trois ans.

Autorisation Pas d’arrêté ICPE spécifique


Application de vernis, peinture (rubrique 2940)

Activité soumise à déclaration avec contrôle périodique ou à autorisation, en fonction des quantités et méthodes de mise en œuvre. L’arrêté type n’existe que pour les installations soumises à déclaration. Il prévoit les valeurs limites d’émissions suivantes :

Poussières :

o si le flux horaire est inférieur ou égale à 1 kg/h : 100 mg/Nm3

o si le flux horaire est supérieur à 1 kg/h : 40 mg/Nm3

COV : dépendent des flux, des moyens de mise en œuvre et des spécificités du support revêtu

D’autres dispositions sont prévues et indiquées dans le tableau ci-dessous.

Rubrique


Déclaration

Les installations susceptibles de dégager des fumées, gaz, poussières ou odeurs sont munies de dispositifs permettant de collecter et canaliser autant que possible les émissions.

Le point de rejet dépasse d’au moins 5 mètres les bâtiments situés dans un rayon de 15 mètres. L’exploitant est dispensé de cette obligation si le système de captage et d’épuration garantit l’absence de nuisance pour les riverains. Le débouché des cheminées est éloigné au maximum des habitations et ne comporte pas d’obstacles à la bonne diffusion des gaz.

Une mesure du débit rejeté et de la concentration des polluants est effectuée au moins tous les trois ans.

Les émissions de COV dans l’air sont également limitées et surveillées, et dépendent des flux, des moyens de mise en œuvre et des spécificités du support revêtu.

Autorisation Pas d’arrêté ICPE spécifique



Broyeurs mobiles (rubrique 2515)

Le classement se fait en fonction de la puissance et de la durée d’utilisation (inférieure ou supérieure à 6 mois).

L’arrêté type prévoit des valeurs limites d’émissions pour les poussières canalisées qui diffèrent selon le classement de l’installation :

Déclaration : 150 mg/Nm³

Enregistrement : 40 mg/Nm³

Autorisation : 20 mg/Nm³ Figure 4 : broyeurs mobiles

Crédits : Henkmuller

D’autres dispositions sont définies dans l’arrêté :

Rubrique


Dispositions communes

Les broyeurs doivent être éloignés le plus possible des limites du site, et par conséquent des populations sensibles.

Déclaration

Les installations susceptibles de dégager des fumées, gaz, poussières ou odeurs doivent être munies de dispositifs permettant de collecter et canaliser autant que possible les émissions. Le débouché des cheminées doit être éloigné au maximum des habitations et ne pas comporter d'obstacles à la diffusion des gaz.

Le point de rejet doit dépasser d'au moins 3 mètres les bâtiments situés dans un rayon de 15 m.

Une mesure du débit rejeté et de la concentration des poussières doit être effectuée au moins tous les 3 ans.

Enregistrement

Une distance minimale de 20 mètres entre les machines de broyage, concassage, criblage, etc.et les limites du site. Les installations mobiles qui fonctionnent sur un site pour une période inférieure à 6 mois sont dispensées.

L'exploitant assure une surveillance de la qualité de l'air ou des retombées des poussières. Les installations mobiles qui fonctionnent sur un site pour une période inférieure à 6 mois sont dispensées de suivis des retombées atmosphériques.

Les mesures de retombées de poussières sont réalisées selon la méthode des plaquettes qui consiste à recueillir les poussières, conformément aux dispositions de la norme NF X 43-007, version décembre 2008.

La fréquence des mesures de retombées de poussières est au minimum trimestrielle.

Autorisation

Les rejets d'air captés et dépoussiérés sont canalisés vers l'extérieur des bâtiments. Si la capacité d'aspiration.

est supérieure à 7 000 m3/h, les rejets d'air captés et dépoussiérés font l'objet d'un contrôle au moins annuel.


1.3.7 Autres démarches

Avec une demande accrue de la part des maîtrises d’ouvrage pour des démarches plus respectueuses de l’environnement, certaines initiatives volontaires se développent : sensibilisation, brochures d’information, etc. Ainsi, la démarche des Chantiers Verts portée par Ea eco-entreprises2 peut par exemple être citée. Elle consiste

2 Chantiers respectueux de l’environnement - http://www.chantiervert.fr/

http://www.chantiervert.fr/


en la gestion des nuisances (dont la pollution atmosphérique) produites par les activités des chantiers BTP. Cette démarche propose à l’intention des acteurs concernés (maîtrise d’ouvrage, maîtrise d’œuvre et entreprise) des listes d’actions à mettre en place pour limiter les nuisances, et favorise le retour d’expérience.

Néanmoins, aucune valeur n’est mentionnée, que ce soit à l’émission ou pour l’air ambiant.

Par ailleurs, ces chartes sont généralement dédiées à l’ensemble des compartiments environnementaux et la question de la pollution atmosphérique est rarement très développée, voire absente.

Enfin, dans le cadre des plans de protection de l’atmosphère, certaines zones ont adopté des éléments de contrainte pour réduire les émissions de polluants issues des chantiers du BTP. On peut citer, notamment la charte chantier propre du PPA de Grenoble qui intègre intégrant un volet qualité de l’air et qui est annexée aux appels d'offres incluant un financement public.


2. Etat des connaissances sur les émissions et les impacts qualité de l’air

Ce chapitre présente dans un premier temps les méthodes de quantification des émissions de polluants atmosphériques par les activités du BTP.

Dans un deuxième temps, il présente les différentes activités de chantiers de BTP qui peuvent être sources de polluants atmosphériques : identification des sources et de la nature des polluants qu’elles émettent dans l’air, analyse qualitative voire quantitative des émissions et des concentrations ambiantes à partir d’étude de cas. Les études de cas sont développées en annexe.

2.1 Méthodes de quantification

D’un point de vue « sanitaire », les concentrations de polluants dans l’air sont l’indicateur de référence : elles permettent d’estimer la dose de polluants inhalée et ainsi définir les risques liés à l’exposition de la population à l’air ambiant. Les concentrations dans l’air peuvent être obtenues grâce à des mesures, mais ces mesures, réalisées en un point donné, ne permettent pas forcément d’appréhender l’origine des polluants mesurés et ne donnent une indication de l’état de la qualité de l’air qu’aux alentours de la zone de prélèvement.

Or les concentrations en polluants retrouvées dans l’air dépendent de nombreux facteurs tels que la météorologie, la topographie, les quantités de polluants émises, les quantités de polluants apportées par d’autres régions, la réactivité chimique des polluants dans l’atmosphère, etc. C’est principalement en agissant sur les émissions qu’il est possible d’améliorer la qualité de l’air. D’un point de vue « actions », il s’agit donc d’un autre type d’indicateur qu’il est indispensable de suivre. Les émissions peuvent aussi se mesurer dans certains cas, notamment celui des sources canalisées comme les cheminées industrielles. Elles peuvent aussi se calculer grâce à l’utilisation de facteurs d’émissions. C’est cette méthode qui est principalement utilisée pour les activités du BTP qui ne comportent que très peu de grandes sources ponctuelles.

Enfin, des outils numériques permettent de modéliser les liens entre émissions et concentrations, en prenant en compte les différents facteurs précédemment cités. Il est ainsi possible de déduire les concentrations à partir des données d’émissions en utilisant des modèles de dispersion.

Ce premier sous-chapitre présente les trois grandes méthodes de quantification

Mesures sur le terrain,

Calcul à partir de facteurs d’émissions,

Modélisation de la dispersion par des logiciels spécialisés.

2.1.1 Mesures sur le terrain

La surveillance de la qualité de l’air sur site permet de fournir un indicateur sur les niveaux d’exposition auxquels sont soumis les riverains et représente aussi un moyen technique de démontrer l’efficacité des mesures d’atténuation mises en place.

Lorsque des niveaux élevés de polluants sont relevés autour du site, cette surveillance peut servir comme déclencheur de la mise en place de mesures d’atténuation complémentaires. Elle peut également servir d’alerte pour un arrêt temporaire des travaux dans les cas extrêmes.

Les mesures sur terrain s’effectuent selon une stratégie de monitoring associée à une technique d’échantillonnage spécifique aux objectifs des mesures et aux caractéristiques du chantier étudié.

Généralement, ce sont plutôt les particules qui sont mesurées en priorité, on relève néanmoins quelques cas de chantiers où des mesures de gaz sont effectuées :

BAT.05 - Construction d’une centrale nucléaire à Hinkley Point, près de Bridgwater sur la côte du Somerset (Royaume-Uni)


BAT.10 – Reconstruction d’un ancien dépôt de bus à Paris pour la création de logements et d’activités tertiaires

TP.06 - Mise en œuvre d’une route, par la pose d’enrobé bitumineux recyclé et non recyclé (France)

TP.07 - Activités de dynamitage souterrain (et autres activités), dans le but d’entreprendre des travaux d’excavation dans un souterrain destiné à recevoir le métro New Yorkais

TP.10 – Projet de transport à haut niveau de service (THNS) à Montbéliard

Il existe différentes techniques d’échantillonnage et différentes techniques d’analyse permettant d’obtenir in fine les concentrations mesurées sur site.

Pour les poussières, on distingue les principales techniques suivantes :

Jauge ou bande de déposition

Analyseur d’atténuation ou analyseur optique

Echantillonneur gravimétrique

Ces différentes techniques de mesure, ainsi qu’une analyse de leur applicabilité au domaine des BTP, sont présentées en annexe.

Peu de chantiers en France font l’objet d’un suivi systématique de la qualité de l’air. On trouve néanmoins quelques résultats publiés dans la littérature, notamment quand cette surveillance a été mise en œuvre par des associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). En Angleterre, cette surveillance est plus fréquente, sans pour autant constituer une obligation. Le déclenchement d’un tel suivi dépend le plus souvent du niveau de risque du chantier (généralement corrélé avec le budget du chantier, mais pas toujours). Par exemple, un chantier de BTP très vaste (et cher) dans une zone isolée ne justifierait probablement pas la surveillance en continu des concentrations de polluants, alors qu’un chantier beaucoup plus petit mais situé en zone urbaine (centre-ville de Londres par exemple) la justifierait très certainement.

Le suivi au Royaume-Uni est généralement limité au taux/flux de dépôt des poussières et/ou particules (TSP, PM10 et moins fréquemment PM2.5).

Les conditions pour entreprendre ce suivi sont prévues dans les documents de divers conseils locaux :

Le code de bonnes pratiques de la ville de Londres (réf. [15]) ;

Les programmes de subventions des autorités du Grand Londres sur le contrôle des poussières et les émissions provenant de la démolition et construction (réf. [24]).

Suivi des concentrations en TSP et PM10 :

Un minimum de deux échantillonneurs est généralement déployé, afin que des mesures face au vent et dans le sens du vent puissent être réalisées, ce qui facilite l’interprétation des résultats. Les instruments les plus utilisés sur les sites de démolition et constructions sont les échantillonneurs optiques, car ils sont robustes, petits et nécessitent peu d’entretien. Ils peuvent également mesurer plusieurs polluants simultanément (c’est-à-dire à la fois les TSP et le PM10).

Exemples : échantillonneur Osiris (www.turnkey-instruments.com)

AQM DM11 (www.aqmonitors.co.uk).

Les échantillonneurs coûtent environ 11 000 euros l’unité (incluant le logiciel et le dispositif GSM). Une petite station météorologique est souvent incluse (vitesse et direction du vent) pour un coût supplémentaire d’environ 1000 euros.

http://www.aqmonitors.co.uk)/


Les coûts d’exploitation comprennent la mise en service et le démantèlement (2 jours) et l’analyse et la collecte des données de routine (1-2 jours/mois). Les services sur site coûtent environ 500 euros tous les 6 mois.

Ce type d’appareil a été déployé dans le cadre de la rénovation de la gare Victoria à Londres (réf. [28]), avec 4 stations de suivi en continu mises en place autour des limites du site.

Suivi du dépôt de poussières :

Divers échantillonneurs pour le dépôt/flux de poussières sont disponibles. Ils sont utiles à déployer lorsqu’il n’y a pas d’alimentation secteur disponible.

Les échantillonneurs coûtent environ 400 euros l’unité, mais ils nécessitent des travaux de viabilité hebdomadaire et des analyses en laboratoire. Les travaux de viabilité prennent environ 2 heures par semaine (sans compter les temps de trajet), mais ils peuvent être réalisés par les ouvriers du chantier. Les analyses en laboratoire pour 2 échantillonneurs sur une période de 12 mois coûteraient environ 2 500 euros.

Cette technique permet l’obtention d’un indicateur moyen sur la durée d’exposition.

2.1.2 Calcul à partir de facteurs d’émission

Les facteurs d’émission permettent une estimation de la quantité de polluants émise à partir de la connaissance d’un indicateur représentatif de l’activité réalisée.

Emission = Facteur d’émission x Donnée d’activité

Par exemple, la consommation de XX litres de gazole par un engin de chantier conduit, en moyenne, à l’émission de YY g de NOx.

Les facteurs d’émission sont principalement calculés à partir de données expérimentales.

Le rapport « Chantiers de construction et qualité de l’air » réalisé par Ramboll Environ pour le compte de l’ADEME PACA en 2015 (réf. [2]) comprend un chapitre sur la quantification des émissions. Deux méthodes de référence proposant des facteurs d’émissions atmosphériques pour les activités de construction et déconstruction sont présentées dans ce rapport :

Le document AP-42 de l’US EPA ;

La base de données « Air Pollutant Emissions Guidebook » de l’EMEP (« Emissions Monitoring and Evaluation Program ») proposée par l’agence européenne de l’environnement (EEA) ;

Enfin, un logiciel permettant de faire des calculs d’émissions pour un grand nombre d’activités, dont les opérations de chantier et/ou d’aménagement est également présenté dans ce rapport. Il s’agit du logiciel « California Emissions Estimator Model » ou CalEEMod, outil de référence de l’Etat de Californie pour estimer les émissions de polluants atmosphériques.

Ces deux méthodes et cet outil sont présentés en annexe. Globalement, les différentes sources d’émissions peuvent être quantifiées à partir :

Des surfaces de chantier,

Des quantités de matériaux et produits employés,

Des quantités de carburants utilisées,

De la durée de l’activité.


2.1.3 Modélisation de la dispersion atmosphérique

Présentation générale des différents outils de modélisation

Un rapport du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) – réf. [27] – propose une approche globale du rôle des modèles avec une classification des modèles selon leurs applications. Quelques tableaux sont repris ci-dessous. Ces informations sont utiles pour choisir des modèles adaptés aux activités BTP.

Types de modèle

Données d’entrées Domaine d’étude Exemples de

modèles (B)

Limitations Avantages Polluants visés

Sources Echelle

spatiale (A) Echelle

temporelle

Gaussiens

Gaz particules

Polluants primaires

Ponctuelle Linéique Surfacique

Locale intermédiaire

Horaire (si terrain peu marqué)

Annuelle

ISC

AERMOD

APC3

ADMS

Pas valide en champ proche (<100 m)

Pas valide par vent faible (<0,5 m/s)

Pas de relief

Faible coût

Rapide à mettre en œuvre

Lagrangiens

Gaz particules

Polluants primaires secondaires

Ponctuelle De locale à continentale

Horaire

Spray

Hypact

Emep

Name

Nombreuses données météo nécessaires

Coûts élevés

Temps de calcul très long

Bonne précision

Eulériens

Gaz particules

Polluants primaires secondaires

Ponctuelle Linéique Surfacique

De locale à continentale

Horaire

Answer (1)

Calgrid (3)

Chimere (3)

Dfa (1)

Fluent (1)

Hermès (2)

Mercure (1)

Meso-NH (1) et (3) dans sa version "chimie"

Coût élevés

Temps de calcul très long

Bonne précision

Bonne prise en compte des phénomènes chimiques

Tableau 9 : Récapitulatif des modèles déterministes et de leurs caractéristiques associés

(A) Echelles spatiales : locale : 0 – 1 km / intermédiaire 1 km -10 km / régionale 10 – 200 km / continentale > 200 km

(B) Précisions pour les modèles eulériens : (1) Modèle 3D non hydrostatique / (2) Modèle 3D hydrostatique / (3) Prise en compte de la photochimie

L’impact des activités de chantiers étant essentiellement local, voire intermédiaire, les trois types de modèles peuvent donc potentiellement s’utiliser. Le tableau ci-dessous détaille les modèles les plus adaptés en fonction de l’échelle temporelle.

Polluants (1) Primaires Secondaires (3)

Influence du site (2) Faible Forte Faible Forte

Ech

elle

tem

po

relle

Horaire

Gaussien

Eulérien

Lagrangien

Eulérien

Lagrangien

Gaussien

Eulérien

Lagrangien

Eulérien

Lagrangien

Annuelle Gaussien Gaussien Gaussien Gaussien

Tableau 10 : Sélection des modèles en fonction de l’échelle temporelle et de l’influence potentielle du site

(1) La grille est déterminée par les polluants plutôt que par les sources, car il est considéré que l’ensemble des modèles cités peuvent incorporer tous les types de source.

(2) Le paramètre « influence du site » sous-entend la nécessité ou non de prendre en compte dans la modélisation l’influence des particularités du site (fort relief, proximité de la mer, régime des vents locaux).

(3) A cette échelle, les polluants réactifs auxquels on s’intéresse ne peuvent ressortir que d’une chimie simplifiée (transformation NO/NO2).


Ainsi, le modèle gaussien paraît bien adapté pour une modélisation des effets « moyens » à long terme d’un chantier ou éventuellement pour des effets à court terme mais à condition que le chantier ait lieu dans un relief relativement plat et sans présence de bâtiments à proximité.

Pour des modélisations en milieu accidenté ou de phénomènes de courte durée (démolition, etc.), il vaut mieux s’orienter vers des modèles de type lagrangien ou eulérien. Néanmoins leur déploiement est plus complexe et donc plus coûteux.

Paramètres à prendre en compte pour les chantiers BTP :

Les paramètres à prendre en compte pour utiliser un modèle de dispersion sont les suivants :

Conditions météorologiques : o vent (vitesse et direction), c'est le "moteur" principal de la dispersion, o précipitations ou brouillard, la présence de gouttes d'eau interagit avec les particules ou les gaz et a

tendance à faire diminuer la pollution dans l'air (captation), o ensoleillement, peut conditionner des vitesses ascendantes par vent faible qui entrainent les particules

fines et les gaz, o état de stabilité de l'atmosphère (stable/neutre/instable).

Caractéristiques de la source : o localisation spatiale multiple : ponctuelle (quelques m²) ou multi-ponctuelle (activité humaine ou engin

à poste), linéaire (transport), o Intermittence de la source (lié au temps de travail et à l'activité) et souvent limitée dans le temps,

Composition des émissions (taille des particules, concentration, polluants gazeux),

Environnement du chantier : la particularité des chantiers est d'être souvent en zone urbanisée donc dans un environnement bâti. Les bâtiments proches perturbent directement les écoulements et conditionnent les caractéristiques "d'éjection" des polluants.

L’organisation globale du chantier : les conditions d’approvisionnement, de stockage et de manutention sont importantes à identifier puisqu’elles conditionnent une très grande partie des émissions.

Evolution de la pollution après émission : en fonction des composés, il peut être nécessaire de prendre en compte les évolutions physico-chimiques de l'atmosphère (réaction chimique, dépôt, coalescence …)

Résolution spatiale : elle peut être variable, à l'échelle de la rue, de la ville, de la région et dépend de la taille du chantier, de ce qui est recherché, impact maximal local ou contribution à la pollution de fond.

Validité du modèle : l'existence de cas de validation du modèle sur données expérimentales est indispensable. Il existe des données de campagne expérimentale dédiée à la validation des modèles. Si nécessaire, un test des modèles retenus sur ce jeu de données sera à faire.

Le principal point à travailler, avant même de choisir un modèle, consiste en la détermination des "sources" liées au BTP qui sont des entrées du modèle. Selon le type d'activité (construction, démolition, stockage, etc.), il faut pouvoir quantifier et caractériser les sources afin de pouvoir fournir au modèle de dispersion les paramètres nécessaires : type de source (ponctuelle, linéique, surfacique), avec des concentrations et des vitesses d'éjection associées. Il peut être envisagé, par exemple pour un stockage, une loi évoluant avec la vitesse du vent alors que, pour un chantier de démolition, les émissions dépendront plus des caractéristiques de l'immeuble et de la technique employée.

Caractérisation des sources pour les modèles de dispersion :

Type de source

Une source peut être mobile ou fixe, continue dans le temps ou intermittente (une source intermittente pourrait être considérée comme continue avec une émission moyenne dans des conditions climatiques stables).


Modélisation d'une source

Selon le type d’activité, les sources d’émissions ne seront pas représentées de la même manière.

Transport de matériaux : les émissions des véhicules le long du trajet sont modélisées sous forme de rejet linéique souvent exprimé en g/km lorsque le flot de véhicule est continu dans le temps sur le tronçon concerné. Pour l'application aux chantiers, les concentrations de polluants émises par les moteurs sont à prendre en compte (CO, NOx, SO2, Hydrocarbures, Aldéhydes, PM) avec un débit de gaz. La pollution liée au roulage / freinage (PM) peut être prise en compte par une émission volumique au niveau du sol.

Stockage des matériaux : source volumique correspondant à une concentration de particules dans l'écoulement. L’évolution de cette concentration est liée aux conditions climatiques (vent /humidité)

Terrassement : la contribution du terrassement provient des moteurs des engins et de la mise en mouvement du sol. La démarche est analogue à celle du transport.

Gros œuvre : déversement de matériaux, travaux mécaniques (découpe, perçage, etc.) : ces opérations sont modélisées sous forme de source volumique de faible emprise spatiale.

Clos et couvert : asphalte et produits bitumés : le mode d'émission est ponctuel pour la mise en œuvre (zone de chauffage) ou surfacique si le revêtement émet une fois posé.

Corps d'état architecturaux : les travaux mécaniques sont pris en compte comme ceux du "gros œuvre" (cf. ci-dessus). La mise en œuvre de peinture, résine, etc. est considérée comme une source surfacique (dépendant des facteurs d'émission des produits) qui se traduit par une source volumique aux sections de liaisons avec l'extérieur.

Travaux publics : l’application d’enrobés est considérée comme une source surfacique dont le flux est estimé à partir des concentrations en polluants du matériau. Concernant le rabotage : les émissions des moteurs sont ramenées à une source surfacique et les bris de matériaux sont considérés comme source volumique de particules.

Démolition : les émissions proviennent des moteurs pris comme source surfacique, du bris de matériaux pris comme source volumique soit au niveau de l'arrachement soit au niveau de la chute au sol (cf. schéma ci-dessous). Dans le cas de la démolition par foudroyage avec explosifs, une source surfacique en périphérie du bâtiment doit être considérée avec un modèle de bouffée (émission limitée dans le temps).

Figure 5 : Principe de modélisation de la démolition d’un immeuble

Source : Bio by Deloitte


2.2 Principaux polluants émis par type d’activité

La Directive suisse « Protection de l’air sur les chantiers » (réf. [33]) énumère les activités liées aux travaux du BTP générant des émissions polluantes, ainsi que leur importance relative. Ce tableau s’appuie sur des expériences et des estimations effectuées lors de la rédaction de cette Directive.

Opérations générant des émissions dans les travaux du bâtiment et du génie civil

Emissions non issues des moteurs

Emissions des moteurs

Poussières COV, gaz

(solvants, etc.)

NOx, CO, CO2, particules, COV, HC,

etc.

Installations de chantier, en particulier voies de circulation 3 1 2

Défrichage 2 1 2

Démolition, démantèlement et démontage 3 1 2

Protection des constructions : en particulier travaux de forage, béton projeté

2 1 2

Etanchéités des ouvrages en sous-sol et des ponts 2 3 1

Terrassements (aménagements extérieurs et travaux de végétalisation, drainage compris)

3 1 3

Fouilles en pleine masse 3 1 3

Corrections de cours d’eau 3 1 3

Couches de fondation et exploitation de matériaux 3 1 3

Travaux de revêtement 2 3 3

Voies ferrées 2 1 3

Béton coulé sur place 1 1 2

Excavations 3 2 3

Travaux de second œuvre pour voies de circulation, en particulier marquages des voies de circulation

1 3 1

Béton, béton armé, béton coulé sur place (travaux de génie civil)

1 1 2

Travaux d’entretien et de protection du béton, forages et coupes dans le béton et la maçonnerie

3 1 1

Pierre naturelle et pierre artificielle 2 1 1

Couvertures : étanchéités, revêtements 1 3 1

Etanchéités et isolations spéciales 1 3 1

Crépissages de façade : crépis et enduits de façade, plâtrerie

2 2 1

Peinture (extérieure et intérieure) 2 3 1

Revêtements de sol, de paroi et de plafond en bois, pierre artificielle ou naturelle, plastique, textile et fibre minérales (fibres projetées)

2 2 1

Nettoyage du bâtiment 2 2 1

Tableau 11 : Ampleur relative des émissions de polluants atmosphériques dues aux activités de construction

(1= faible; 2 = moyenne; 3=forte)

La suite du chapitre apporte des informations plus détaillées sur la nature des polluants émis par les différents types d’activité rencontrées sur un chantier et, si disponible, des éléments quantitatifs relativement à leurs


impacts. Ces informations sont issues d’une revue bibliographique d’études de cas qui sont présentées de façon plus détaillée en annexe (seuls les principaux résultats et conclusions sont présentés dans le rapport).

2.3 Emissions et impact qualité de l’air des activités liées au bâtiment

2.3.1 Construction et réhabilitation

Gros œuvre :

Consistant en l’installation de l’ossature de la structure, le gros œuvre comprend l’infrastructure du bâtiment et la superstructure (parties non enterrées) qui concourent à la stabilité et à la solidité de l’édifice. Certaines activités propres au gros œuvre peuvent engendrer l’émission et/ou le soulèvement de polluants dans l’air. La mise en suspension dans l’air de particules a lieu principalement au niveau des zones de transfert de matériaux (entreposage, mise en œuvre) et lors des divers travaux mécaniques de matériaux (maçonnerie, sols).

Les travaux mécaniques concernent essentiellement les activités de type ponçage, fraisage, découpage, perçage, sablage, taillage, aiguisage, concassage, broyage. Ils s’opèrent sur des matériaux de construction de base (béton, granit, bois, etc.), en particulier lors de phase de reprise de défaut de conception ou de mise en œuvre. Ces travaux mécaniques sont surtout émetteurs de particules de toutes tailles (TSP, PM10, PM2.5 et particules ultrafines). Si les émissions de TSP, PM10 et PM2.5 sont relativement bien documentées, un manque d’information existe sur les émissions de particules ultrafines (réf. [26]).

Le béton est un mélange de sable, de gravillons et de ciment possédant ainsi une quantité significative de silice cristalline (de 25 à 70%, réf. [20]) qui peut être émise sous forme de particules et propagée dans l’air lors des opérations mécaniques (grenaillage des sols, ponçage, perçage, découpe, etc.) ( Figure 6).

Grenaillage des sols

Découpe de pierres

Figure 6 : Divers travaux mécaniques réalisés dans les chantiers BTP

Credits : Stan Zurek, Jan Theilken

Zoom étude de cas : BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni

Dans le cadre d’une étude effectuée par le Health and Safety Laboratory sur les émissions particulaires engendrées par des activités reliées à la découpe de blocs de béton, les valeurs suivantes ont été mesurées par des sites d’échantillonnage placés à proximité des lieux d’activité : de 35,1 à 76,9 µg/m3 pour les poussières alvéolaires, dont 1,2 à 11,9 µg/m3 de silice cristalline.

Le concassage du béton est fortement émetteur de particules ultrafines (diamètre inférieur à 0,1 µm). Une étude sur la simulation d’un concassage de bloc de béton (réf. [26]), par compression en charge progressive en environnement clos, a montré que les émissions de particules ultrafines étaient d’environ 0,77.104

particules/cm3. Les particules ultrafines représentent alors 95 % de la concentration en nombre de particules totales émises (CNP) et 71 % de la concentration en masse de particules totales émises (CMP)3. Les pics de

3 La concentration en nombre de particules correspond à la détection de chaque particule, quelle que soit sa taille ; le comptage des particules s’effectue par des systèmes optiques. La concentration en masse de particules correspond à une détection par une technique massique (Tapered Element Oscillating Microbalance TEOM, par exemple). Pour des raisons de sensibilité de l’appareillage, les techniques de mesure massique sont avant tout pertinentes pour des particules supérieures à 0,1 µm.


concentration relevés se situent essentiellement pour les particules ayant des diamètres de 5,6, 11,5 et 48,7 nm. De même, la simulation de la démolition d’un bloc de béton par martelage manuel sur un point central a montré une concentration émise de particules ultrafines d’environ 19,1.104 particules/cm3 (soit une concentration 20 fois supérieure à celle de l’air ambiant), avec 79 % des particules totales en nombre et 92 % des particules totales en masse. Les pics de concentration se situent essentiellement pour des diamètres de 30 et 200 nm.

Clos et couvert :

Les activités de clos et couvert regroupent l’ensemble des prestations assurant un « hors d’eau » et un « hors d’air » du bâtiment. En fonction de la finalité du projet, il peut s’agir de divers travaux de couverture, d’étanchéité et de menuiseries extérieures (voir Figure 7).

Etanchéité d’un toit Verrière Façades vitrées

Figure 7 : Prestations possibles de clos et couvert4

Les émissions de polluants atmosphériques sont observées notamment durant la phase de mise en étanchéité des infrastructures. En fonction du type d’infrastructures à construire (bâtiment individuel, bâtiment d’habitation collectif, bâtiment tertiaire ou industriel) et du type de toiture (pente, arrondie ou en terrasse), différents types de couverture peuvent être envisagés.

Ainsi classiquement pour les bâtiments tertiaires ou industriels munis de toiture terrasse, il existe par exemple trois principaux types de méthode permettant de rendre étanche une toiture : la pose d’asphalte, la pose de produits bitumés ou la pose d’étanchéités multicouches (feuilles de bitume armé, collées entre elles par du béton coulé).

Dans le cas de la pose d’asphalte et de produits bitumés, le processus est identique. Les matériaux sont chauffés et malaxés, puis répandus à 160-180 °C en une 1ère couche (chape), puis à 220 °C pour la deuxième couche (sablé). Une fois refroidi, le revêtement est lisse et totalement hermétique à l'air et à l'eau. Les polluants émis à cette étape sont le CO, le SO2, les NOx, des PM10, PM2.5, et des COV (dont HAP). Parmi les HAP, les composés à 2 ou 3 cycles (naphtalène, fluorène – concentration de l’ordre du µg/m3) sont majoritairement présents dans l’air par rapport aux composés à 5 ou 6 cycles (Benzo(a)Pyrène et le dibenzo[a,h]anthracène – concentration de l’ordre du ng/m3) (réf. [7]).

Pour les bâtiments d’habitation, les éléments de toiture et leur nature sont très variés (par exemple : couverture en zinc, en tuile, en ardoise ; écran sous-toiture en feuilles bitumées, en polypropylène). Les polluants atmosphériques émis sont a priori reliés principalement au travail mécanique éventuel des matériaux de couverture (découpe) et concernent par exemple les poussières de silice, de bois, d’ardoise, d’amiante (dans le cas de réhabilitation ou de démolition) – réf. [34].

Corps d’état architecturaux :

Les corps d’état architecturaux consistent en des travaux de finition et des activités d’aménagement : peinture, maçonnerie de finition, pose de carrelage, menuiserie et divers autres travaux.

4 Sources / Crédits : Étanchéité d’un toit : Frédéric BISSON

Verrière du passage Vendôme - https://flic.kr/p/bsace4

façade vitrée - http://pixabay.com/fr/fa%C3%A7ade-vitr%C3%A9e-fen%C3%AAtre-hambourg-140100/


Les sources principales d’émission de polluants sont, comme lors du gros œuvre, les travaux mécaniques (pose de céramiques, béton, etc.) et l’utilisation de substances chimiques dangereuses (peinture, solvant, résine, colle, etc.) qui dégagent principalement des poussières, particules et des COV. D’après AIRPARIF (réf. [5]), l’application de peinture dans le secteur du Bâtiment et de la Construction est responsable de 8% des émissions régionales de COV en Île-de-France en 2012.

La manipulation et l’application de produits chimiques (résines, solvants, peinture, etc.) lors des opérations de vitrification s’effectuent le plus souvent dans des pièces confinées propices au maintien et à la concentration des vapeurs de COV dans l’air, et ce même à une pression et température ordinaire de travail. Ces émissions ont lieu durant la mise en œuvre, mais aussi pendant le séchage et le nettoyage des outils d’application.

De même, les produits de collage émettent des substances chimiques dans l’air lors de l’évaporation du solvant nécessaire à la prise des matériaux (solvants en tant que tels ou contenant des COV tels que le toluène, le xylène, etc.).

2.3.2 Démolition

Les activités de démolition réalisées dans les chantiers du Bâtiment sont très fortement génératrices de poussières et particules (TSP, PM10, PM2.5). De nombreuses études de cas ont d’ailleurs été recensées dans le cadre de l’étude et leurs résultats sont détaillés en annexe :

Ouvrages industriels : château d’eau au Royaume-Uni (fiche DEM-01), usine Pechiney d’Auzat (DEM-07), quartier de Kennedy Town à Hong-Kong (DEM-06),

Maisons individuelles : Chicago (DEM-09)

Habitat collectif : Baltimore (DEM-10), divers sites au Royaume-Uni (DEM-01), Londres (DEM-02), Le Havre (DEM-03), Meaux (DEM-05), Chicago (DEM-11), divers sites en France (DEM-04)

Bâtiments tertiaires : Royaume-Uni (DEM-01), Madrid (DEM-12), Essen (DEM-13), Calgary (DEM-14)

Ces études montrent que la nature des matériaux constituant la structure à démolir détermine la nature et la composition des particules et poussières émises : minérales, organique, biologiques, contenant des métaux voire des fibres d’amiante, etc. Selon la technique choisie pour la démolition (avec ou sans curage préalable, abattage par foudroyage, grignotage, abattage à la pelle mécanique, etc.), les quantités de poussières et particules émises sont différentes.

Néanmoins, il ressort des études de cas que les émissions et concentrations les plus importantes sont surtout relevées pour les démolitions par foudroyage. Elles sont très importantes sur une courte durée, puis le nuage de poussières dégagé par l’implosion se dissipe à la fois par déposition des particules au sol et par dilution à mesure de sa propagation aux alentours. Ainsi, la qualité de l’air peut être impactée à grande échelle (plus de 20 km autour du site) mais les concentrations en polluants atmosphériques diminuent rapidement après la fin de l’explosion (40 min à 2h selon les études).

Plusieurs études montrent l’efficacité de l’utilisation de mesures d’atténuation des poussières dans les chantiers en démolition (chapitre 3).

2.3.3 Synthèse

Un certain nombre d’études de cas ont été identifiés. Elles correspondent à des chantiers dans lesquels des campagnes de mesures et / ou des modélisations ont été effectuées, ce qui permet d’avoir des résultats issus d’exemples concrets.

BAT.01 - Construction de bâtiments au Japon : cette étude a permis d’estimer des quantités d’émissions par unité de surface construite, en se basant sur l’utilisation de facteurs d’émissions


BAT.03 - Construction d’un bâtiment commercial « One Peking », à Hong Kong (Chine) : cette étude, basée sur l’utilisation de facteurs d’émissions, a permis de hiérarchiser les différentes sources identifiées sur le chantier

BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni : déploiement de campagnes de mesures dans le cadre de chantiers de bâtiments tertiaires, permettant de comparer des niveaux mesurés avec ou sans mesures d’atténuation

BAT.07 - Site de construction dans le centre-ville de Cardiff (Royaume-Uni) : déploiement d’une campagne de mesure autour du site de construction d’un bâtiment tertiaire dans le centre-ville

BAT.05 - Construction d’une centrale nucléaire à Hinkley Point, près de Bridgwater sur la côte du Somerset (Royaume-Uni) : cette étude procède à une analyse qualitative des sources d’émissions prévues lors du chantier

BAT.08 - Construction du Terminal 5 de l’aéroport de Heathrow, Londres (Royaume-Uni) : cette étude présente les résultats des mesures de particules réalisées lors du chantier

BAT.09 - Construction de l’aéroport de Saint Hélène (Royaume-Uni) : cette étude de modélisation estime les impacts dus aux engins utilisés pour la construction du bâtiment de l’aéroport.

Ces études de cas et leurs résultats sont détaillés en annexe.

Bien que les résultats de chaque étude de cas soient dépendants des caractéristiques des chantiers et des conditions climatiques, il ressort néanmoins que les activités de construction dans le bâtiment sont génératrices de polluants atmosphériques, avec notamment les NOx et les poussières (TSP, PM10, PM2.5) dont les quantités générées sont, le plus souvent, plusieurs fois supérieures aux quantités initialement présentes dans l’air ambiant.

Les émissions de poussières proviennent principalement des activités comprenant de la mise en œuvre et du déplacement des matériaux ou des sols (travaux de terrassement, d’excavation, maçonnerie, découpe, forage). Les NOx sont quant à eux principalement émis par les engins de chantier, notamment lors d’actions nécessitant de fortes charges ou lors de transitions rapides.

A l’inverse, les émissions de SOx (dont SO2) par ces types de chantiers (dues principalement aux engins de chantier) ne sont pas significatives par rapport aux concentrations ambiantes.

Cependant, la plupart du temps, ces émissions de NOx, SOx et particules par les chantiers semblent être limitées dans le temps et l’espace, en fonction du calendrier des activités qui les génèrent. En effet, des pics de concentrations de polluants, parfois supérieurs aux seuils réglementaires, peuvent altérer la qualité de l’air environnant de manière significative mais transitoire.

La plupart des études de cas se sont concentrées sur la mesure ou le calcul des émissions de poussières et PM10, avec un intérêt particulier pour la silice cristalline. Les chantiers de construction de bâtiments regroupent en effet de nombreuses activités qui sont génératrices de particules : terrassement, découpe et forage de blocs, circulation et utilisation d’engins de chantiers, utilisations de certains outils type meuleuse, marteau-piqueur, perforatrice, etc.

2.4 Emissions et impact qualité de l’air des activités liées aux travaux publics

Les activités liées aux travaux publics concernent : le terrassement, la construction / réhabilitation et la démolition d’infrastructures et ouvrages d’art.

2.4.1 Terrassement

Les travaux de terrassement permettent d’adapter le terrain à l’infrastructure en construction, en enlevant, ajoutant, déplaçant et tassant la terre. Ils comprennent les travaux d'excavation (utilisant les pelles mécaniques


par exemple), de dépôt, de stockage, ainsi que de dénivellement du site et d'aménagement paysager ( Figure

8).

Figure 8 : Travaux de terrassement effectués à la pelleteuse

Crédits : Alexandre Prévot – (CASE CX 210B)

Le WRAP (Western Regional Air Partnership) aux Etats-Unis a publié en 2006 un guide sur les émissions fugitives de poussières (réf. [49]) dont une partie est notamment consacrée aux activités de terrassement.

Cette étude considère que le terrassement est l’un des postes principaux d’émission de poussières sur un chantier. Ces poussières sont en particulier des PM10, des PM2.5 et des aérosols constitués de particules sur lesquelles peuvent être adsorbés des COV, des NOx, des HAP (benzo(a)pyrène par exemple) et des métaux (Cd, Ni, Pb, As, etc.).

La quantité de poussières émises dépend de plusieurs paramètres. Elle est corrélée positivement au taux de sables (particules < 75 µm) dans le sol, ainsi qu’à la vitesse et au poids des engins de chantier. Elle est cependant corrélée négativement avec le taux d’humidité du sol.

Les principales activités génératrices de poussières lors du terrassement sont : l’excavation à l’aide de bulldozers, l’extraction, le transport et le déchargement de terre à l’aide d’une pelleteuse, le chargement des matériaux excavés dans les camions, le déversement de matériel de comblement des camions, le compactage, et le nivellement.

Concernant plus spécifiquement les activités d’excavation, une étude colombienne publiée en 2013 (réf. [22]) montre qu’elles génèrent près de 500 kg de PM10 pour 800 m3 de matériel dégagé (sans action de contrôle des émissions). Les émissions de PM10 durant le chargement des camions représentent 0,06 kg par tonne de sol, et 0,0003 kg par tonne de sol durant le déchargement. Par exemple, des travaux d’excavation menés dans le cadre d’un chantier d’extension d’une raffinerie de pétrole à Cuba ont été à l’origine de 13 000 t de CO2, de 46 t de CO, de 220 t de NOx, de 11 t de SO2 et de 2 049 t de poussières estimés pour 3428 m3 de sol manipulé.

Une étude portant sur un chantier de construction du réseau ferré suédois (fiche TP.02) s’étendant sur une longueur de 270 km, les émissions de polluants durant la phase de terrassement (calculées à partir de facteurs d’émission) sont de l’ordre de 174 g/m² pour les particules, 280 g/m² pour les COV, 2 420 g/m² pour les NOx et 753 g/m² pour le CO.

Si les activités d’excavation concernent des sols pollués comportant des métaux lourds, en particulier arsenic et plomb, l’activité peut provoquer la mise en suspension dans l’air d’une fraction des métaux présents dans les sols (réf. [29] et [17]).


Zoom étude de cas : TP.03 - Travaux d’excavation et d’amélioration des infrastructures dans le parc Swann, à Baltimore

D’une durée de quatre mois, le chantier entrepris en 2008 dans le parc Swann à Baltimore a conduit à l’excavation des sols pollués à l’arsenic (13 140 tonnes). Une surveillance en temps réel des concentrations de particules PM10 a été mise en place. Pendant toute la durée du chantier, le niveau d’alerte (455 µg/m3, mesuré sur 15 min) a été dépassé une fois, lors d’un épisode de vent fort. Le chantier a alors été suspendu et repris lorsque les conditions étaient plus favorables.

Figure 9 : Divers travaux de terrassement

Crédits : MathKnight

En outre, les chantiers de Travaux Publics sont souvent concernés par une étape supplémentaire de traitement des sols lors des travaux de terrassement. Ainsi, lorsque les opérations de terrassement impliquent la mise en œuvre de sols difficilement utilisables, c’est-à-dire des sols fins, avec des propriétés géotechniques variables en fonction de leur teneur en eau, le traitement des sols à la chaux ou aux liants hydrauliques est classiquement pratiqué (voir figure 10).


Figure 10 : Epandage de chaux

Source : Metropole TP

La chaux ou les liants hydrauliques agissent sur la teneur en eau et la texture des sols, en réutilisant des remblais, permettant la circulation des engins de chantier ou la réalisation de fondation de plateformes industrielles.

Les effets immédiats du traitement à la chaux sont : l’abaissement de la teneur en eau du déblai (due à la réaction exothermique, CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15 Kcal) et la floculation (modification des caractéristiques argileuses du sol – réduction de la masse volumique). A long terme, cela conduit à la formation d’une couche imperméable à la surface pour une protection du matériau (sols et remblais pour un meilleur stockage en extérieur).

Les avantages techniques et économiques du traitement à la chaux sur les chantiers sont indéniables (préservation des ressources naturelles, limitation de mises en décharge et coûts associés). Cependant, il faut aussi considérer les émissions de poussières durant la phase d’exécution des traitements, notamment pendant :

Le transport-stockage : rejet de produits au niveau des silos de chaux et au niveau des zones de transvasement,

L’épandage et malaxage : turbulence due à la soufflerie de l’épandeuse, rejet de produits par les évents de l’épandeur lors de sur-remplissage, mise en suspension de particules au sol lors de l’incorporation de la chaux.

Le vent et les turbulences dues à la circulation d’engins provoquent également la formation et l’entraînement des poussières à la surface des sols recouverts de produit : près de 10% de la quantité de chaux (ou liants hydrauliques) à épandre peut être dispersée jusqu’à 100 à 200 m en dehors de la zone d’épandage, lorsque les précautions nécessaires d’atténuation ne sont pas prises (réf. [40]). Ces données sont obtenues d’après une expérience terrain et sont donc à nuancer en fonction de paramètres spécifiques, tels que la météorologie.

2.4.2 Construction / réhabilitation

Utilisation de produits chimiques :

L’utilisation de substances chimiques dans les chantiers de Travaux Publics est potentiellement émettrice de polluants dans l’atmosphère. Cela concerne notamment l’épandage de peintures solvantées et acryliques lors de marquage routier (Figure 11), par exemple. L'application s'effectue à l'aide de machines à pulvérisation par air comprimé au moyen d'un ou plusieurs pistolets. Des brosses, rouleaux ou pistolets manuels peuvent également être utilisés, mais le dosage est dans ce cas plus difficilement contrôlé. Lors d’une application mécanisée, les polluants émis dans l’air sont les polluants relatifs au fonctionnement de l’engin (particules et polluants diesel) [voir paragraphe 2.5]. S’y ajoutent également les émissions de COV, relatives à la peinture déposée.


Figure 11 : Application d’une peinture routière à la machine (à gauche) et manuellement (à droite)

Crédits : Dayu Machinery, Walter Baxter

Mise en œuvre d’enrobés bitumineux

Les enrobés bitumineux, dont notamment l’asphalte, sont utilisés pour la couverture des routes (couche de surface) et des places de stationnement (parkings). Appliqués par coulage, ils s’étalent manuellement ou mécaniquement.

Les opérations de couverture nécessitent divers équipements qui sont sources d’émissions de polluants atmosphériques tels que les camions de transport, les « répandeuses » (appareil qui répand la couche d’accrochage) et les « finisseurs » (appareil mobile de répartition, de lissage et de nivellement, voir Figure 12). Les émissions liées aux engins de chantier sont traités dans un chapitre spécifique (2.5).

Figure 12 : Finisseur permettant la répartition et le lissage instantané de la couche d’asphalte

Crédits : Alexandre Prévot

D’autre part, des émissions propres à l’asphalte et aux enrobés bitumineux ont lieu durant l’épandage car ceux-ci sont chauffés à haute température (fabrication aux alentours de 180°C et application aux alentours de 150°C), ce qui est propice la formation de composés gazeux.

Les substances émises sont : le CO, le SO2, le H2S, les NOx, des COV (dont HAP, BTEX, PCB), mais également des aérosols organiques et des particules PM10 et PM2.5 et métaux (Ni, V, Cd, Pb) (réf. [41]). Par exemple, l’épandage d’enrobés bitumineux peut dégager entre 1 et 23 µg/m3 de HAP selon le type et la composition du matériau utilisé (granulométrie des granulats, type et teneur en liant, etc.) (réf. [48]). D’après AIRPARIF (réf. [6]), le recouvrement par l’asphalte des routes et de toitures a été responsable de 6% des émissions régionales de dioxines-furanes (soit 150 mg/an) en Île-de-France en 2010.

Néanmoins, lors de son assemblée générale du 1er mars 2012, l’Union des Syndicats de l'industrie Routière Française (USIRF) a exprimé sa volonté de recourir systématiquement aux enrobés tièdes pour les opérations de travaux routiers ou de voirie. Les enrobés tièdes sont pour l’instant peu utilisés en France (3,3% en 2011 selon l’USIRF), mais sont en pleine progression. Les enrobés tièdes ont ainsi une température en sortie de malaxeur


inférieure de 25 à 80°C (selon les procédés) par rapport aux enrobés à chaud, ce qui diminue leurs émissions. La diminution des émissions de fumées liées au bitume permet alors d’améliorer les conditions sur les chantiers, tant pour les opérateurs que pour les riverains.

Zoom étude de cas : TP.06 - Mise en œuvre d’une route, par la pose d’enrobé bitumineux recyclé et non recyclé (France)

Une étude expérimentale menée en 2005 en France a permis, à partir de mesures, de quantifier les émissions de COV et HAP lors de la pose d’enrobés bitumineux en comparant l’utilisation d’enrobés recyclés et non recyclés.

Il apparaît que les concentrations s’atténuent très rapidement, environ d’un facteur 10 au bout d’une heure après la mise en œuvre.

L’étude a aussi relevé que les enrobés contenant des proportions élevées de matériaux recyclés dégagent plus de COV et HAP que les enrobés « purs » (facteur 2 quasiment quand on passe de 0 à 30% de matériau recyclé).

Rabotage des couches de chaussées

Dans le cas des travaux routiers, le rabotage consiste à éliminer à froid les couches supérieures du revêtement de la route, à l'aide de machines à tambour rotatif munies de dents, se déplaçant sur la chaussée (voir Figure 13). Cette technique permet d’enlever les couches abîmées pour une réfection rapide et peu coûteuse.

Figure 13 : Rabotage des chaussées

Crédits : Alexandre Prévot

Le rabotage est propice à diverses émissions de polluants atmosphériques, notamment les émissions de silice cristalline sous forme de poussières (abrasion des graviers enrobés), et les particules de diesel, présents dans les gaz d’échappement des engins (cf. chapitre 2.5). Il est également possible que des émissions de particules d’amiante (présence dans les anciens revêtements routiers, construits avant 1997) ou de goudrons générateurs de HAP (présence dans certains revêtements, appliqués dans des spécifiques telles que les stations-essence) aient lieu.

Traitement à froid des chaussées aux liants hydrauliques ou aux liants bitumineux

Le traitement à froid des chaussées aux liants hydrauliques ou aux liants bitumineux permet de reconstituer une chaussée homogène et adaptée à la circulation, à partir d’une chaussée endommagée. Un ciment ou un liant hydraulique est incorporé dans la chaussée préalablement fractionnée. L’ensemble est mélangé in situ jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène. Après réglage et compactage, une nouvelle assise de chaussée est alors réalisée (réf. [13]).


Le traitement en place s’effectue à froid, les rejets de vapeurs nocives dans l’air sont donc mineurs par rapport aux émissions liées à d’autres techniques traditionnelles de réfection de chaussées. Les opérations de décohésion de la chaussée endommagée et d’épandage sont néanmoins propices à la dispersion de particules de bitume dans l’air. Les engins de chantier (chargeur, répandeuse, niveleuse, etc.) sont également émetteurs de particules de diesel.

2.4.3 Démolition d’infrastructures

Seules deux études de cas de démolition d’infrastructures ont été identifiées dans le cadre de l’étude :

Démolition d’un ouvrage hydraulique (château d’eau) au Royaume Uni par l’emploi d’une pelleteuse (fiche DEM.01)

Démolition d’un pont ferroviaire au Pays Bas par oxycoupage (DEM.08)

Dans ces deux études, des campagnes de mesures ont été déployées visant à quantifier les concentrations de polluants retrouvées autour du chantier.

Dans le cas du château d’eau, on observe une teneur significative en matières minérales libérées des matériaux de construction (poussières de béton). Les concentrations en poussières (jusqu’à 230 µg/m3) et en silice cristalline alvéolaire RCS (jusqu’à 11 µg/m3) sont plus élevées d’un facteur 6 par rapport aux concentrations observées en moyenne dans l’air ambiant.

Dans le cas du pont ferroviaire, les concentrations observées à une distance de 50 mètres du chalumeau sont de 1,7 à 14 mg/m3 (sous le vent) et de 0,06 à 0,08 (contre le vent).

2.4.4 Synthèse

Différentes études de cas liées à des travaux publics avec phase de terrassement ont été identifiées dans le cadre de l’étude et sont présentées plus en détail en annexe :

Ces études montrent que les opérations de terrassement participent donc de manière significative aux émissions de polluants, notamment de particules, dans la phase de construction (plus de 99% estimés par exemple dans le cadre de la construction d’une ligne ferroviaire en Suède). De plus, ces activités sont généralement situées aux limites du chantier, et donc au plus proche des populations (réf. [11]). Il s’avère également que les émissions de polluants des travaux de terrassement sont plus importantes durant les périodes sèches suivies de périodes de vents forts.

Cependant, chaque chantier étant différent dans la nature, la taille, la durée, la topologie et la météorologie, il est difficile d’évaluer la nature et la quantité de particules émises durant la phase de terrassement en général, car elles sont fortement liées à la nature du sol (sable, limon, argile, etc.5), à la taille du chantier (quantité de sol à déplacer) et à la logistique mise en place (nombre et types de véhicules actifs6).

En outre, si les travaux ont lieu à proximité immédiate d’autres sources de pollution (en milieu urbain par exemple), il est parfois difficile d’attribuer la responsabilité d’une augmentation de concentrations aux seules activités de chantier.

D’autres études portent sur la construction d’infrastructures ou d’équipements publics.

La plupart de ces études chantiers incluaient des phases de terrassement et cette activité est nettement prépondérante en termes d’émissions de polluants atmosphériques, notamment de particules.

5 Les particules les plus propices à rester en suspension sont les plus petites. Les sols les plus émetteurs sont donc ceux constitués des particules de diamètre les plus faibles, ( i.e.) les argiles (inférieur à 2µm), puis les limons (de 2 à 50 µm) et enfin les sables fins (de 50 à 200 µm). 6 Les moteurs diesel émettent plus des particules que les moteurs essence, or 90% de la flotte des engins de chantier possèdent des moteurs diesel.


La pose d’enrobés est émettrice de COV, dont HAP, mais l’émission est de courte durée et les polluants semblent rapidement se disperser (diminution des concentrations d’un facteur 10 au bout d’une heure après la pose).

Il convient de noter que l’activité Travaux Publics (sauf les chantiers de construction de routes7) est moins soumise au problème de conditionnement et d’entreposage des produits que ne l’est l’activité Bâtiment car elle est moins sujette aux inadéquations entre quantités de matériaux livrés et moyens d’entreposage disponibles. En effet, les entreprises de Travaux Publics ont généralement tendance à minimiser les stocks, ce qui diminue les émissions par érosion-dégradation des stocks mais qui accroît la circulation des camions de livraison sur ce type de chantier pour assurer la livraison des matériaux en flux tendu (réf. [19]).

2.5 Emissions et impact qualité de l’air liés au transport et à l’utilisation des engins de chantiers

L’utilisation des engins de chantiers (inclus dans les engins mobiles non routiers, EMNR) est l’une des principales sources d’émissions de poussières et particules sur un chantier, que ce soit lors de leur circulation, qui provoque la mise en suspension des poussières déposées au sol, ou lors du fonctionnement de leur moteur diesel. Les moteurs diesel des engins de chantier émettent, en plus des particules grossières et fines, du CO2, NOx, CO, SO2, ainsi que des COV et HAP (adsorbées sur les particules fines).

Les émissions de particules ont alors lieu principalement durant les phases de fonctionnement transitoire du moteur (utilisation pleine charge, démarrage à froid).

Les quantités de polluants atmosphériques émis par le fonctionnement du moteur des engins de chantier dépendent de plusieurs facteurs :

Nature de l’engin de chantier (pelleteuse, bulldozer, etc.),

La date de mise en service de l’engin (ancienneté),

La puissance du moteur,

Les activités entreprises,

Le temps d’utilisation…

Cependant, de nombreuses données sont disponibles pour quantifier les émissions de PM, CO2, CO, NOx, SOx, CH4, etc. en fonction de ces différents paramètres d’utilisation.

La question des émissions liées aux engins de chantier est essentiellement abordée dans le cadre des études portant sur des travaux publics et industriels. Parmi les cas présentés précédemment, certaines abordent la question des émissions liées aux engins de chantier. Les principales conclusions sont résumées dans le tableau ci-dessous.

7 Les chantiers de construction de routes ne sont pas concernés ; la pratique usuelle est ainsi de transporter tous les matériaux nécessaires à la création de la route, avant le début de la construction. Il existe alors un stock tampon plus ou moins important en fonction de son entretien et de la taille du chantier, qui est potentiellement générateur de particules atmosphériques.


Noms de l’étude

de cas

Types

de quantification

Caractéristiques de l’étude

Résultats/ conclusions

BATIMENTS INDUSTRIELS

Construction de la centrale électrique du Comté de Kemper

Facteurs d’émission

Travail de 45 engins pendant 10 h, 5 jours par semaine

Concentrations en NOx 4 fois plus importantes qu’en situation « normale » Concentrations en PM10 doublée Emission de HAP Emissions de CO, SO2 et PM2.5 négligeables

Construction d’une centrale de Gaz Naturel Liquéfié (GNL)

Facteurs d’émission

Effets de l’utilisation d’engins à faible impact, amélioration de la logistique, abats-poussières, aspersion d’eau sur les routes

Localisation géographique des émissions, faible importance des impacts, effets à court terme en fonction de la nature des activités

Construction de l’aéroport de Saint-Hélène

Mesures

Etudes sur des zones situées à plus de 100 mètres autour de la limite du chantier Mise en place de mesures d’atténuation

Gaz échappement : pour une vitesse de 20 km/h, l’ensemble des poids lourds en service contribueraient à une augmentation de 0,65 µg/m3 en NO2 et de 0,15 µg/m3 en PM10 par rapport à la concentration moyenne annuelle. Mise en suspension des sols : Circulation à 15 km/h, concentration en poussières à 50 m de la route très élevée, malgré la dilution. Impacts sur l’air évalués comme négligeables après la mise en place des mesures d’atténuation.

TRAVAUX PUBLICS

Expansion d’un poste d’amarrage de conteneur dans le port de Jingtang

Approche qualitative

Mesures d’atténuation mises en place lors du chantier : clôture du site, dispositions sur le stockage, sur les véhicules de transport, etc.

Emission discontinue et intermittente des engins de chantier : pas d’impact sur les populations les plus proches

Construction de route en Afrique du sud


Aspersions d’eau réalisées pendant le chantier

Pollution importante du « background », émissions chantier ne représentent pas localement un générateur important de polluants.

Construction de voies ferrées en Suède

Facteurs d’émission CORINAIR

Utilisation des engins de chantier de construction : travail de terrassement et épandage du ballast, mise en place rails et macadam, installation réseau téléphonique et infrastructures de signalétiques et du réseau électrique.

99% des émissions liées à l’utilisation des engins du chantier ont lieu lors des travaux de terrassement

Installation de nouveaux pipelines de gaz naturel et autres infrastructures à Hong Kong


Mesures d’atténuation mises en place lors du chantier : aspersions d’eau, restriction sur les chargements, couverture des matériaux

Polluants atmosphériques émis (pas de quantification) mais mesures d’atténuation des poussières donc pas d’impact sur la qualité de l’air à 500 m

Construction de lignes de transmission électriques


Mesures d’atténuation lors du chantier : bâchage des matériaux excavés, revêtement des voies de circulation internes

Travaux de terrassement représentent 65% des émissions de PM10

Faible émission des engins de chantier et des véhicules de transport par rapport aux travaux de terrassement

Tableau 12 : Principales caractéristiques et conclusion des études sur les émissions issues des engins de chantier


2.6 Emissions et impact qualité de l’air liés à la gestion des déchets du BTP

2.6.1 Le traitement des déchets BTP

Les trois grandes activités du bâtiment (construction, démolition et réhabilitation) génèrent une quantité de déchets qui est dépendante de la taille du chantier, de sa localisation, de son accessibilité et des corps de métiers intervenant (réf. [18]).

La production de déchets du secteur de la construction s’élève en 2012 à 247 millions de tonnes sur les 345 millions de tonnes produites en France cette même année, soit plus des deux-tiers (réf. [1]).

Les déchets sont classés en trois catégories – les déchets dangereux, non dangereux et inertes, conformément à la Directive européenne 1999/31/CE du 26 avril 1999 :

Les déchets dangereux (1 % des déchets du BTP) sont dangereux pour l’environnement et la santé (à court, moyen et long terme, à travers des effets directs ou indirects). Il s’agit notamment de : o amiante friable et lié, o aérosols, o accumulateurs et piles contenant des substances dangereuses, o boues de séparateur d’hydrocarbures, o bois traités, o emballages et produits souillés par des substances dangereuses, o produits contenant du goudron, o les DEEE (déchets d’équipements électriques et électroniques) contenant des substances dangereuses, o peintures, vernis, colles, solvants contenant des substances dangereuses, o et les ballasts contenant des substances dangereuses.

Les déchets non inertes non dangereux ou déchets industriels banals DIB (5,2% des déchets du BTP) pour l’environnement ou la santé incluent notamment : o Pour le bâtiment : métaux, bois bruts ou faiblement adjuvantés, papiers, cartons, plâtre, plastiques, peintures, vernis, colles, mastics (ne comportant pas de substances dangereuses), DEEE (déchets d’équipements électriques et électroniques ne comportant pas de substances dangereuses), o Pour les travaux publics : métaux, bois bruts ou faiblement adjuvantés, cartons, plastiques, peintures de signalisation en phase aqueuse (ne comportant pas de substances dangereuses), pneus, déchets verts.

Les déchets inertes non dangereux (93,8% des déchets du BTP) ne subissent aucune modification physique, chimique ou biologique importante. Il s’agit notamment de : o Pour le bâtiment : pierres, blocs de béton, terre et matériaux de terrassement, céramique, brique et tuile, matériaux de démolition non mélangés, etc., o Pour les travaux publics : terres et pierres (hors terre végétale), matériaux bitumineux sans goudron, ballasts sans substances dangereuses.

La répartition des différents types de déchets en fonction de leur provenance est décrite dans le Tableau 13 :


Secteurs Quantité totale de déchets (en

millions de tonnes)

Répartition suivant le type de déchet (en %)

Inertes Non dangereux, DIB Dangereux

Bâtiment 38,2 72,4 % 26,1 % 1,5 %

Gros œuvre 28,1 80,8 % 18 % 1,2 %

Second œuvre 10,1 49 % 48,6 % 2,4 %

Travaux publics 216,3 97,6 % 1,5 % 0,9 %

Total 254,5 93,8 % 5,2 % 1,0 %

Tableau 13 : Répartition des différents types de déchets pour les secteurs d’activité (réf. [16])

Depuis leur lieu de production jusqu’à leur élimination finale, les déchets du BTP suivent le cheminement général ci-dessous.

Figure 14 : Les différents flux des déchets du BTP (Schéma réalisé d’après réf. [3])

Une fois les déchets produits (post étape 0.), on peut répartir des flux selon quatre organisations :

Réutilisation in-situ, directement en remblai ou après un traitement de type broyage-concassage, adjonction de chaux…

Transfert vers un centre de tri, plus rarement de transit, où ils feront l’objet d’une séparation en différentes fractions avant d’être évacués vers les filières adéquates

Orientation vers une plate-forme de recyclage-valorisation ou vers un autre chantier ou vers un centre de traitement final (installations de stockage, carrières, valorisation énergétique…)

Evacuation vers des exutoires non conformes (dépôt et remblaiement sauvage, stockage non déclaré ou non autorisé…


Zoom sur le brûlage à l’air libre

En-dehors des voies légales d’élimination des déchets, certaines pratiques illégales (mise en dépôt sauvage, brûlage à l’air libre, enfouissement sur site, etc.) subsistent en pratique sur les chantiers. Le brûlage à l’air libre est notamment une méthode d’élimination encore largement répandue (réf. [36]), bien qu’elle soit interdite en France en raison de l’émission de fumées toxiques (particules, HAP, dioxines) dans l’air. En France, néanmoins, les matériaux contaminés par des termites ou d’autres insectes xylophages sont autorisés à être brûlés sur le chantier, selon certaines règles de sécurité (article L.133-5 du Code de la construction et de l’habitation).

Les émissions atmosphériques liées aux brûlages illégaux sur chantier sont difficilement quantifiables en raison du manque évident de statistiques de l’ampleur des recours à cette pratique (réf. [37]). Des informations plus précises pourraient être obtenues à partir de témoignages terrain. L’enquête nationale sur les déchets produits par les activités de travaux publics initiés par la FNTP (Fédération Nationale des Travaux Publics) a permis d’évaluer à 200 000 tonnes par an la quantité de déchets éliminés illégalement par brûlage à l’air libre, soit 0,1% de la quantité totale de déchets (réf. [12]).

La proportion est peu significative dans les activités de travaux publics, mais est potentiellement plus importante dans les activités du bâtiment où le brûlage du bois de construction est une pratique plus courante.

Ce chapitre traite particulièrement des émissions qui ont lieu en dehors du périmètre du chantier mais qui sont néanmoins nécessaires au transport et au traitement des déchets (étapes 2 et 3 dans le logigramme précédemment présenté).

En pratique, les déchets du BTP se retrouvent dans les mêmes filières que les déchets issus d’autres activités économiques. Plusieurs types d’installations traitent les déchets du BTP : enfouissement, incinération, valorisation.

Concernant l’enfouissement, il existe trois classes d’installations, qui dépendent de la nature des déchets acceptés :

Installation de Stockage de Déchets Inertes (ISDI) – 94% du gisement (voir annexe).

Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) - 5% du gisement

Installation de Stockage de Déchets Dangereux (ISDD) – 1% du gisement

Du fait de la grande hétérogénéité de la nature des matériaux utilisés en construction, il paraît intéressant, dans le cadre de cette étude, de prendre en compte les filières respectives des déchets. En effet, chaque type de matériaux possède une fin de vie qui peut lui être spécifique.

Les différentes filières considérées sont :

Plâtre,

PVC,

Béton,

Enrobé bitumineux,

Terres et déblais,

Bois,

PSE,

Peinture,

Amiante.

Ces filières regroupent ainsi les matériaux les plus utilisés dans le domaine de la construction BTP et seront par conséquent présentées dans les sous-sections suivantes.


2.6.2 Emissions atmosphériques issues des filières de matériaux du BTP

PLATRE

Le plâtre en tant que déchet est traité en deux manières : enfouissement et recyclage dans la fabrication de nouvelles plaques de plâtre.

Enfouissement

Dans le cadre de son enfouissement, le plâtre est transporté (généralement en mélange) par camion dans une ISDND.

Les émissions de polluants dans l’air sont principalement liées à cette phase de transport. Les polluants impliqués sont les NOx, le CO, les COVNM, et les particules PM10 et PM2.5.

Une production de sulfure d’hydrogène est également possible lorsque les déchets de plâtre sont mélangés avec des déchets biodégradables.

Recyclage dans la fabrication de nouvelles plaques de plâtre

Le processus de recyclage du plâtre comporte plusieurs étapes, schématisées sur la Figure 15 ci-dessous.

Figure 15 : Etapes du recyclage du plâtre (source schroll.fr)

Les émissions de polluants dans l’air proviennent de diverses sources à travers ces phases du recyclage (réf. [9]) :

Pour les PM10 : stockage du matériel, concassage et séchage, calcination et chargement. La source la plus importante d’émission de PM10 dans les fabriques de plâtre se trouve dans les séchoirs, les broyeurs et les fours de cuisson. Un facteur d’émission a été déterminé à partir d’émissions mesurées dans une usine de fabrication de plâtre en Australie. Le facteur d’émission des particules PM10 serait de 7,07.10-2 kg/tonne de gypse sec.

Pour les NOx : zone de combustion dans les fours et zone de séchage. Les NOx sont générés durant la combustion du carburant par l’oxydation de l’azote et de la fixation thermique de l’azote dans la combustion de l’air.

Pour le SO2 : peut être émis à partir des composés sulfureux présents dans la matière première ou dans le combustible.


POLYCHLORURE DE VINYLE (PVC)

Le PVC, particulièrement utilisé pour la fabrication des sols, des panneaux de toiture et des fenêtres à profilé, représenterait la part la plus importante de déchets provenant du secteur du BTP (48,1 %), suivi du PS et du PSE (12,9 %).

Le secteur du BTP en France génère près de 435 000 tonnes de déchets plastiques (selon les statistiques du Commissariat général au développement durable, pour l’année 2008).

Plastics Europe, association professionnelle du plastique, a quant à elle évalué la quantité de déchets plastiques générés par le secteur du BTP français à 155 000 tonnes, en 2010. D’après cet organisme, les fins de vie des matières plastiques (toutes confondues) du secteur BTP français en 2010 sont :

L’incinération avec valorisation énergétique (43 %),

L’enfouissement (40 %),

Le recyclage mécanique (16 %),

L’incinération sans valorisation énergétique (1 %).

Incinération : L’incinération dans des installations d’incinération de déchets non dangereux est une voie de traitement des déchets de PVC avec récupération d’énergie (pouvoir calorifique d’environ 19 mégajoules par kilogramme). Elle peut représenter une source significative d’émissions de dioxines dans l’environnement, en lien avec l’embrasement des composés organochlorés. Cependant, aucune donnée quantitative spécifique à l’incinération des déchets PVC du BTP n’a été trouvée dans le cadre de cette étude.

Enfouissement : l’une des préoccupations de sécurité pour cette étape concerne les incendies qui peuvent survenir durant et après le processus d’enfouissement car alors des substances dangereuses telles que des dioxines et des métaux volatils peuvent être libérées dans l’air. La disponibilité de données quantitatives sur ce problème est réduite.

Recyclage : la filière de recyclage du PVC ne représente qu’un faible pourcentage des traitements sur les déchets PVC. Dans l’Union Européenne, seulement 3% des déchets en PVC sont concrètement recyclés. Il s’agit essentiellement de produits hétérogènes constitués de PVC et de divers additifs. La recyclabilité des composants est par ailleurs diminuée, conduisant à des produits recyclés dotés de propriétés techniques moindres.

Le recyclage du PVC se présente selon deux techniques différentes :

La valorisation mécanique : le recyclage mécanique le plus répandu concerne le PVC rigide (profilés de fenêtres, tubes,…). Plusieurs étapes sont nécessaires pour préparer les déchets avant que le PVC puisse être récupéré et réutilisé : tri optique, magnétique et mécanique. Le granulat obtenu est ensuite réduit en poudre par broyage, puis est tamisé et réinjecté pour diverses applications (mélange dans du PVC vierge, profilé secondaire, mélange de revêtement de sol). En fonction de la composition de la matière collectée et de son degré de contamination, la qualité du PVC recyclé varie énormément. Durant ces phases mécaniques, des additifs (phtalates et stabilisateurs) peuvent être libérés dans le produit recyclé, et également dans l’environnement.

La valorisation chimique : le recyclage chimique permet de recycler le PVC difficile à traiter, i.e. lié ou mélangé à d’autres matériaux (d’autres polymères, métal, fibre de verre, etc.). Il consiste en la dissolution sélective des matériaux par l’ajout d’additifs et permet l’obtention de micro granules de PVC recyclé pur. L’avancée actuelle des recherches ne permet pas de déterminer les polluants atmosphériques émis durant cette méthode de recyclage, toutefois ce procédé encore nouveau est jusqu’à maintenant peu employé.

BETON

Les pratiques de déconstruction favorisent de plus en plus la valorisation de ces déchets par concassage et criblage en des graves employées en chantiers routiers ou urbains. L’enfouissement et le réaménagement de carrières demeurent notamment en cas de mélanges avec des terres et des matériaux de terrassement.


Recyclage

Le recyclage du béton consiste au concassage des blocs de bétons en agrégats fins et grossiers, qui sont ensuite utilisés pour des constructions routières.

Suivant la provenance des bétons et leur nature, les opérations commencent par des tris (taille, présence d’armatures, ...) afin de faciliter l’alimentation des appareils et la séparation avec d’autres déchets qui peuvent les accompagner (bois, plastiques, aciers,…).

Figure 16 : Chargement de bétons concassés

Crédits : Chicagoland Concrete

Les émissions de polluants proviennent des travaux mécaniques (concassage des blocs de béton) et des opérations de chargement/déchargement du béton concassé (réf. [10]). Ainsi, les principaux polluants émis sont les particules PM10, PM2,5 et des particules ultrafines de composition variable selon la nature du béton concassé. Des particules diesel issues des gaz d’échappement des engins de chantier sont également générées lors du recyclage du béton.

Une étude parue en 2012 (réf. [26]) a permis d’estimer les concentrations de particules, dont les ultrafines, liées au recyclage de bloc de béton, qui consiste à mixer des débris bétonnés à l’intérieur d’un tambour mélangeur, en comparant un mixage sec et un mixage humide. Les résultats présentés dans le tableau ci-dessous montrent que le mixage sec est à l’origine d’un nombre de particules plus important et que celles-ci sont plus grossières que dans le cas du mixage humide.

Concentration (particules/cm3) % (concentration en

nombre) % (concentration en masse)

Mixage sec 22,7.104 73% 93%

Mixage humide 1,76.104 90% 91%

Tableau 14 : Emissions de particules ultrafines lors du recyclage du béton

Une ACV tronquée comparative de bétons intégrant des granulats recyclés (module d’évaluation environnementale de l’extraction jusqu’à la porte du site de production du granulat) évalue les émissions dans l’air (par tonnes de granulats recyclés) à, entre autres (réf. [44]) :

- 0,36 g d’hydrocarbures,

- 2,4 mg de HAP,

- 4,5 g de COV,

- 37 g de NOx,

- 20,8 g de TSP,

- 5,05 g de SOx.


Les auteurs précisent que la contribution des poussières émises sur les installations pour la production d’une tonne de granulats recyclés aux impacts est de 50 %.

Enfouissement

Les déchets constitués de béton peuvent être dirigés, comme tous les matériaux inertes, vers des ISDI (les anciennes décharges de classe III). Outre l’impact environnemental au niveau de l’utilisation des sols, la mise en décharge du béton peut également constituer une source émettrice de polluants atmosphériques, quoique ponctuelle et d’intensité faible. En effet, seuls le transport des déchets vers les installations de stockage par camion, ainsi que le chargement et déchargement des camions et la manipulation interne des déchets par des engins mécaniques peuvent constituer des sources d’émissions de polluants atmosphériques, qui sont alors des polluants de moteur diesel et des particules grossières et fines. Cette émission reste néanmoins très ponctuelle dans le temps, uniquement pendant les périodes de réception de déchets sur le site.

Réaménagement de carrières

Les carrières sont des installations classées pour la protection de l’environnement, dont la réglementation (arrêté du 22 septembre 1994) impose une remise en état des sols du site à la fin de l’exploitation. Cette remise en état permet une intégration cohérente dans le paysage et peut demander un remblayage partiel ou total des excavations effectuées.

Le remblayage des carrières est réalisé avec des apports de matériaux inertes extérieurs, il s’agit pour la plupart de déchets inertes issus de l’activité du BTP. Les polluants atmosphériques sont ainsi émis essentiellement lors du transport des déchets vers et au sein des carrières, et leur poussage pour mise en forme finale. Il s’agit alors essentiellement de polluants émis par les moteurs et des particules grossières et fines issus des déchets.

Le réaménagement de gravières par apport de matériaux inertes est également pratiqué. Cependant, en raison des risques de pollution potentielle des eaux souterraines, le remblayage peut être limité aux seuls matériaux de terrassement en excluant les démolitions des bâtiments par exemple. L’innocuité et la perméabilité des déchets inertes sont difficilement contrôlables dans la pratique. Les sources de pollution atmosphérique lors de remblaiement de gravières sont semblables aux sources de pollution lors de remblaiement de carrières. ENROBES BITUMINEUX

L’enfouissement ou la combustion pour récupération d’énergie n’étant pas des traitements viables pour les enrobés bitumineux, la réutilisation dans le réaménagement de carrières et le recyclage des enrobés sont des solutions de traitement de fin de vie de plus en plus utilisées.

Enfouissement et réaménagement de carrières

Les déchets d’enrobés bitumineux, comme ceux du béton, ont des gestions de fin de vie similaires et peuvent être orientés vers de l’enfouissement ou utilisés pour du réaménagement de carrières. Néanmoins, ce type de traitement est de moins en moins répandu, de nombreuses formes de recyclage ayant été développées.

Recyclage

La France produit environ 6,5 millions de tonnes de Granulats Bitumineux Récupérés (GBR) chaque année. Le taux de recyclage était de 23% en 2010 et avait pour objectif un taux de 60% pour 2012 (réf. [8]).

Le recyclage correspond à l’intégration de l’enrobé récupéré dans un nouveau mélange d’enrobé. Il existe plusieurs catégories de recyclage des enrobés bitumineux, à froid ou à chaud, ainsi que les techniques tièdes qui se situent entre les deux. Ces catégories se distinguent selon leur lieu d’intervention : soit « en place », signifiant sur le chantier-même, soit « en centrale », lorsque les enrobés bitumineux sont transportés à la centrale d’enrobage.


Grâce à cette gamme de procédés, le taux de recyclage des GBR dans le nouvel enrobé peut atteindre 40% en centrale à chaud et 100% en place.

Chaque procédé nécessite de l’équipement spécialisé selon les techniques appliquées. La Figure 17 présente un schéma descriptif des procédés de recyclage.

Figure 17 : Procédés de recyclage à froid et à chaud des enrobés bitumineux

Recyclage à chaud

Dans le processus de mélange, les nouveaux agrégats sont transportés à partir de la pile de stockage et sont placés dans les trémies appropriées d’une unité d’alimentation froide. Le matériau est transporté dans un sécheur à tambour, afin d’y être chauffé et séparé en fonction de la taille des agrégats. L’enrobé récupéré est concassé et tamisé, puis les granulats sont séparés selon leur taille, et introduits dans le sécheur à chaud. Le mélange final s’effectue en mixant une masse prédéfinie des constituants individuels. Les enrobés à chaud ont une température de production qui se situent entre 140 et 170°C, et une température de pose entre 135 et 160°C.

Parallèlement à la pesée des agrégats, le bitume liquide est pompé à partir d’un réservoir de stockage, afin d’obtenir le mélange désiré.

La génération de polluants dans l’air peut avoir plusieurs sources (réf. [21]) :

La manipulation des matériaux : dans cette catégorie sont inclus la réception, le transport et le traitement des combustibles et des matières.

Les émissions de PM10 sont généralement causées par les opérations de chargement des piles de stockage jusqu’à l’unité d’alimentation froide. En revanche, les piles de stockage d’enrobé bitumineux récupéré sont peu génératrices de PM10 car elles sont recouvertes d’un revêtement en bitume.

De même, des émissions de PM10 peuvent survenir durant le transfert des granulats vers le convoyeur d’alimentation de chauffage et à l’entrée du sécheur. Le taux d’humidité et la taille des agrégats influent sur la quantité d’émission de PM10 durant cette phase, et permettent d’en diminuer la contribution aux émissions totales de PM10.

Les opérations de broyage et de concassage émettent également des particules diffuses PM10. Le transport final du mélange bitumineux vers les camions de livraison peut quant à lui être source d’émission de PM10 et de COV.

Les moteurs de machine : ces émissions sont liées à l’usage de carburant, et donc aux propriétés de la machine (moteur, état, etc.) et sa logistique (fréquence d’utilisation, vitesse, etc.). Les émissions comprennent donc les polluants de combustion, en particulier les NOx et le CO.


Le séchoir : la source la plus importante d’émission de polluants est le séchoir.

Les émissions de combustion issue du séchoir comprennent :

Les produits de la combustion complète : NOx, CO2, SO2 (lorsque du soufre est présent dans le carburant),

Les produits de la combustion incomplète : CO, HAP (benzo[a]pyrène), autres COV (dont le benzène, toluène et xylène) et autres particules organiques.

En raison de la composition complexe des enrobés (formulation variée et ajustée à la fonction de l’enrobé), les compositions exactes des émissions d’enrobés bitumineux sont difficilement identifiables (réf. [7]).

Recyclage tiède

Les enrobés bitumineux tièdes possèdent les mêmes caractéristiques que les enrobés bitumineux chauds. Ils sont seulement produits et mis en œuvre à des températures inférieures de 30 à 60°C (réf. [43]).

Deux méthodes permettent la production d’enrobés tièdes : le moussage du bitume grâce à l’ajout d’eau (avec ou sans additifs) et l’ajout d’additif (sans ajout d’eau).

Cette méthode de recyclage tiède, mise en place sur chantier ou en centrale permet, par rapport au recyclage à chaud, une diminution certaine des émissions de gaz à effet de serre, mais également une diminution des fumées de bitume lors de la pose (due à l’abaissement des températures de malaxage et de compaction).

Recyclage à froid

Le recyclage à froid en centrale s’effectue en incluant les déchets d’enrobés bitumineux récupérés d’une route existante dans le mélange à chaud via une installation de retraitement (par ex. un malaxeur à circulation forcée).

Le recyclage à froid sur place superficiel (retraitement de type I ou « rechapage ») a tendance à se limiter au retraitement de la couche de roulement : les couches de roulement sont fraisées (sur une profondeur de 75 mm le plus souvent) et le matériau ainsi raboté est réutilisé en le mélangeant sur place à une émulsion bitumineuse de qualité adéquate et à des granulats (ciment et liant hydrocarboné).

Le recyclage à froid sur place en profondeur (retraitement de type II) est un traitement structurel qui peut se faire jusqu’à 120 mm d’épaisseur qui nécessite un matériel de type recycleuse-malaxeuse. Cette machine est conçue pour pulvériser en une seule opération la chaussée existante afin d’en obtenir la granularité souhaitée, tout en mélangeant une dose précise d’émulsion et de ciment à la chaussée pulvérisée.

Les sources de polluants atmosphériques sont (réf. [47]) :

L’étape de fraisage de la chaussée qui pulvérise l’enrobé bitumineux, provoquant la mise en suspension de nombreuses particules (en particulier PM10) et composants de l’enrobé (silice),

L’étape de mélange à l’émulsion bitumeuse par injection d’eau et de liant hydrocarboné qui elle aussi vaporise des polluants types particules mais aussi COV et HAP dans l’air.

Un recyclage à froid sur place peut également être effectué par l’ajout de liants hydrauliques. Il permet la création d’une nouvelle assise (avec ou sans enlèvement des couches de surface). La couverture bitumineuse est fraisée en partie ou en totalité, puis un liant hydraulique (ciment, laitier ou liant spécial routier) est incorporé dans ces matériaux. Le tout est mélangé in situ, jusqu’à l’obtention d’un mélange homogène. L’épaisseur de la couche ainsi retraitée est comprise généralement entre 200 et 350 mm.

Le retraitement de la chaussée en place par liants hydrauliques a de nombreux avantages tant économiques qu’environnementaux. Il permet de limiter la production de déchets, limiter les apports en matériaux naturels et réduire les contraintes de chantier (circulation, trafic). Ainsi, l’étude de PIAN Entreprise recensée dans Optigede (réf. [35]) a montré que le retraitement d’1 m² de chaussée, comparé à une technique traditionnelle, permet une économie de :

1 tonne de matériaux pour le remblaiement,

0,6 tonnes de déblais,


0,77 litres de gazole

Une émission en CO2 équivalent à un parcours de 1,5 km.

Les sources de polluants lors d’un recyclage à froid sur place avec un liant hydraulique sont quant à eux semblables aux sources lors d’un recyclage avec un liant hydrocarboné.

DEBLAIS DE TERRASSEMENT

Les déblais de terrassement et autres gravats représentent une partie importante des déchets inertes du BTP, eux-mêmes représentant près de 98% des déchets de ce secteur. Leur réemploi sur chantier devient une pratique de plus en plus courante : le tiers des matériaux est déclaré réemployé sur site ou sur un chantier voisin par les entreprises (réf. [42]).

La réutilisation directe des déblais est fonction de leur nature. Par exemple, les matériaux sableux et graveleux et les cailloux sont naturellement réemployés.

Par contre, les matériaux de nature argileuse et possédant un fort taux d’humidité ne sont généralement pas adaptés à un réemploi immédiat. Cet état conduit généralement, s’il n’y a pas de traitement supplémentaire (voir plus haut traitement des sols aux liants), à une mise en dépôt définitive de ce type de déblais ou à leur utilisation en réaménagement de carrière.

2.6.3 Synthèse

L’étude menée par l’association RECORD en 2011 auprès de divers acteurs locaux (réf. [37]) a permis de déterminer les différents leviers nécessaires à l’évolution des pratiques en faveur de la valorisation des déchets. Les principales thématiques considérées sont ainsi :

Le soutien de l’administration : une politique encadrée par une réglementation adéquate peut donner l'élan à un déploiement des pratiques de recyclage et permettre d'en faciliter l'organisation.

Des spécifications techniques et environnementales appropriées : le développement de normes techniques et environnementales pour les matériaux recyclés va dans le sens d’une démarche de qualité de la part du détenteur du déchet.

Un équilibre économique favorable à la valorisation : différentes mesures économiques ou règlementaires pourraient conduire à un équilibrage différent des filières d’élimination.

Des installations de recyclage implantées de façon appropriée : des équipements à proximité des sites générant des déchets de démolition sont parfois nécessaires.

L’implication des maîtres d’ouvrage : la communication et la sensibilisation aux propriétés des produits recyclés peuvent permettre aux maîtres d'ouvrage de donner aux entreprises les moyens de gérer correctement ces déchets.


3. Mesures d’atténuation des émissions de polluants atmosphériques

L’utilisation de mesures d’atténuation et de systèmes d’alerte permet de maîtriser les émissions de polluants et/ou de garantir un impact minime sur la qualité de l’air du chantier et des alentours.

Le présent chapitre a pour objectif de présenter les mesures d’atténuation qui existent et leur impact potentiel.

Il existe un large panel de mesures d’atténuation qui peuvent être appliquées à la fois pour réduire les émissions de poussières et de polluants atmosphériques des activités du BTP et pour minimiser l’exposition du public à ces émissions.

Ce panel de mesures a été constitué en croisant différentes sources :

Expérience sur le terrain et savoir-faire dans l’élaboration et la préconisation de solutions dans le domaine de la qualité de l’air et du BTP d’Air Quality Consultants, cabinet de conseil basé au Royaume-Uni ;

Consultation d’une étude de l’ADEME PACA (réf. [2]) réalisée en 2015 et qui propose une revue des actions mises en œuvre en France et dans l’Etat de Californie ;

Mesures mises en place dans les « études de cas » recensées dans le cadre de ce rapport ;

Retours d’expérience proposés sur le site http://www.bonnes-pratiques-tp.com de la fédération nationale des travaux publics.

Elles sont présentées dans la suite du chapitre par grandes « familles » :

Organisation et gestion globale du chantier

Logistique : livraison des matériaux et enlèvement des déchets

Véhicules et engins sur site

Gestion des stocks sur site

Activités spécifiques : terrassement, revêtement des chaussées, méthodes de construction ou démolition

Surveillance – monitoring

Protection et communication auprès des populations riveraines

Dans la mesure du possible, elles sont présentées par ordre décroissant d’efficience : du meilleur au moins bon rapport efficacité / coûts. Cette appréciation de l’efficience est faite à dires d’expert, ne disposant pas de données objectives permettant de comparer les mesures les unes aux autres.

Les mesures sont plus ou moins adaptées selon le niveau de « risque » du chantier. Cette notion est peu employée en France alors qu’on la retrouve plus systématiquement dans les pays anglo-saxons. Un paragraphe préalable présente la manière dont est abordée la question du « risque » lié à un chantier au Royaume-Uni et en Californie.

3.1 Evaluer le degré de « risque » d’un chantier

Certaines mesures d’atténuation sont adaptées uniquement aux sites de construction/démolition de grande taille et / ou pour des chantiers de longue durée. Ainsi, en fonction de l’ampleur et de la durée des chantiers, les activités entreprises et leur durée diffèrent. Dans le cadre de chantier de grande ampleur, des activités fortement émettrices de poussières (installation d’infrastructures d’enrobage, de centrales à béton, etc.) sont plus communément mises en place que dans les chantiers de faible ampleur. Il est donc nécessaire d’appliquer

http://www.bonnes-pratiques-tp.com/


préalablement une approche fondée sur l’analyse des risques qui prend en compte non seulement les caractéristiques du site mais considère également :

La qualité de l’air initial avant le chantier ;

La proximité géographique des populations dites sensibles ;

La nature, l’ampleur et la durée des travaux.

Cette analyse permet alors d’adapter les mesures d’atténuation à mettre en œuvre au chantier considéré, et donc d’en améliorer l’efficience (rapport coût / bénéfice).

Alors que cette démarche n’est pas systématisée en France (si ce n’est qu’à partir d’une certaine taille, des activités spécifiques comme une centrale béton peuvent entrer dans le cadre de la réglementation ICPE), elle l’est davantage dans les pays anglo-saxons. Deux exemples sont particulièrement développés ici : celui du Grand Londres et celui de la Californie.

3.1.1 Catégories de risque définies par le Grand Londres

Le Greater London Authority and London Council (réf. [24]) a par exemple mis en place un système de trois catégories de risques, prenant en compte divers critères. L’évaluation des catégories peut s’effectuer suivant les repères suivants :

Niveaux de risque Caractéristiques

FAIBLE

Surface de chantier inférieure ou égale à 1000 m²,

Développement de 1 à 10 infrastructures,

Emissions de polluants atmosphériques entrainant un impact peu récurrent,

Chantier éloigné de zones contenant une population sensible,

Situé en dehors de terres contaminées.

MOYEN

Surface de chantier comprise entre 1000 et 15 000 m²,

Développement de 10 à 150 infrastructures,

Emissions de polluants atmosphériques entraînant un impact intermittent,

Chantier proche de zones contenant une population sensible,

Situé à proximité de terres contaminées.

FORT

Surface de chantier supérieur à 15 000 m²,

Développement de plus de 150 infrastructures,

Emissions de polluants atmosphériques entraînant un impact récurrent,

Chantier présent dans une zone contenant une population sensible,

Situé sur des terres contaminées.

Tableau 15 : Catégories de risque définies dans la charte du Grand Londres

Des catégories différentes peuvent être attribuées à chacune des étapes du chantier. Les chantiers à risque supérieur (moyen et élevé) doivent mettre en place les mesures d’atténuation spécifiques à leur catégorie. Par exemple, les phases d’un chantier en risque « Elevé » doivent mettre en place un système de surveillance en continu de la qualité de l’air.

3.1.2 Les critères d’importance en Californie

Ce type d’approche est également développé en Californie, où les émissions atmosphériques des activités de construction sont réglementées par le « California Environmental Quality Act » (CEQA) qui requiert que les agences (gouvernementales 8 ou locales) évaluent et rendent publics les impacts environnementaux des

8 Le terme “gouvernementale” fait ici référence au gouvernement de l’état de Californie


chantiers de construction pour les projets soumis à leur contrôle. Si les impacts sont significatifs, le projet nécessite de prendre en compte toutes les mesures de réduction possibles.

Le CEQA encourage les autorités gouvernementales ou locales à développer et rendre publics les critères d’importance (« Significance criteria ») pour rendre compte des impacts environnementaux des chantiers. Ces critères doivent faire l’objet d’une consultation publique et être étayées par une preuve substantielle avant leur adoption. Si les impacts prévisionnels d’un chantier dépassent les seuils d’importance définis par les critères, des actions de réduction doivent être menées.

Les critères définis pour les émissions de chantier concernent :

- Les principaux polluants atmosphériques (CAPs pour « Criteria Air Pollutants ») : COV, NOx, SO2, CO, PM10 et PM2.5

- Les polluants atmosphériques toxiques (TAC pour « Toxic Air Contaminants ») tels que le benzène et le benzo(a)pyrène

- Les gaz à effet de serre (GHGs pour « GreenHouse Gases »)

Les deux premiers critères sont particulièrement développés ici, l’étude étant focalisée sur la question de la qualité de l’air.

Les agences de l’Etat de Californie ont défini des valeurs seuils pour les émissions de polluants et pour les risques sur la santé.

Concernant les seuils sur les émissions, chaque « Air District » définit ses propres critères : polluants à prendre en compte, quantité à ne pas dépasser, modalités de calcul... La logique globale est d’estimer la quantité journalière de polluants émis. Si celle-ci dépasse un certain seuil, il faut alors réaliser une étude de dispersion pour vérifier que les niveaux réglementaires de qualité de l’air resteront respectés durant la mise en œuvre du chantier.

Concernant les risques pour la santé, les agences régionales exigent dans certains cas la réalisation d’une évaluation quantitative des risques sanitaires au niveau des récepteurs suivants :

Ecoles,

Cours d’écoles,

Parcs,

Terrains de jeu,

Centres d’accueil de jour,

Maisons de repos,

Hôpitaux,

Résidences.

Par exemple, l’agence de la baie de San Francisco, après avoir réalisé une étude des risques sanitaires à l’échelle de la ville entière, a défini des « Air Pollution Exposure Zones » caractérisées par :

Un risque cancer de 100 pour un million (10-4) et / ou

Une concentration en PM2,5 de 10 µg/m3 (incluant la pollution de fond)

Si le chantier se situe dans l’une de ces zones ou s’il s’étend sur plus d’un million de pieds carrés (environ 10 hectares), alors une évaluation des risques sanitaires liée au projet doit être menée.

Ce type d’approche en France est peu développé. Même si, en théorie, certains projets peuvent être soumis à étude d’impact et que celle-ci est censée couvrir les impacts temporaires pendant la phase chantier, en pratique, ils sont rarement abordés de manière quantitative et font encore plus rarement l’objet d’une étude de risque sanitaire.


3.2 Mesures sur l’organisation et gestion globale du chantier

Les mesures ci-dessous ne concernent pas des sources particulières d’émissions mais considèrent le chantier dans son ensemble. Elles sont présentées par ordre d’efficience décroissante.

Arroser régulièrement le sol

L’arrosage du sol pour éviter la mise en suspension de poussières est une mesure très répandue sur les chantiers de travaux publics, étant considérée comme efficace et extrêmement simple à mettre en place (exemple ci-contre : utilisation d’un simple tuyau d’arrosage). La plupart des études de cas relevées pour les chantiers de travaux publics (fiches TP) mentionnent que la mise en place de sprays d’eau durant le chantier. Cette préconisation est d’ailleurs souvent présente dans les chartes « chantiers verts » ou dans les Plans de Protection de l’Atmosphère qui incluent des mesures sur les chantiers.

Figure 18 : Organisation d’un chantier

Source : www.chantiervert.fr

Ici aussi, on remarquera que certains pays vont plus loin en exigeant une fréquence minimale en fonction des activités et des conditions météorologiques.

Eloigner le plus possible les activités génératrices de polluants et les voies d’accès au chantier des populations sensibles

Cette action de « bon sens » est très efficace mais pas toujours faisable. Il peut être néanmoins utile d’envisager la question en amont des chantiers, surtout lorsque ceux-ci peuvent durer longtemps. Pour repérer les populations sensibles on pourra recenser les crèches, écoles, établissements de santé, maisons de retraite… situés aux alentours du chantier.

Installer des barrières solides, équipements anti-poussières, coupe-vent autour du chantier ou autour des activités émettrices de polluants

Cette action est déjà menée régulièrement en France (exemple : les filets d’échafaudage anti-poussières sont maintenant la norme pour les chantiers de ravalement de façades, photo ci-contre).

Figure 19 : Equipements anti-poussières

Source : www.duranet.com

Néanmoins, on relèvera dans certains pays et notamment en Californie, que cette action est assortie d’exigences quantifiées sur les caractéristiques des bâches et autres systèmes coupe-vent.


Appliquer des stabilisateurs de sol sur les zones inactives

Cette méthode, plutôt dédiée à des chantiers de grande superficie, permet de diminuer l’envol de poussières. Elle est par exemple exigée dans le cadre de la « Construction Dust Control Ordinance » de San Francisco. Relativement contraignante, elle peut néanmoins permettre de diminuer significativement les impacts.

Etablir un planning du chantier avec une estimation de la durée de chaque phase et une description des équipements routiers et non routiers requis à chaque phase du chantier. Ce planning doit être conservé sur site et mis à disposition du public.

Cette action est exigée par les autorités de la Baie de San-Francisco. N’apportant pas de réduction directe, elle permet néanmoins de s’assurer que le promoteur va anticiper les phases potentiellement génératrices de pollution et va également s’assurer de la bonne conformité des engins utilisés par les standards d’émission.

Etablir des conditions d’arrêt du chantier basées sur les conditions météorologiques et / ou sur le dépassement d’un niveau d’alerte relatif aux concentrations de particules fines dans l’air autour du chantier

Certaines conditions météorologiques (vent fort notamment) sont favorables à la dispersion des polluants et peuvent donc augmenter l’impact du chantier sur la qualité de l’air. Dans plusieurs études de cas relevées dans le cadre de cette étude, et notamment celles relatives à des chantiers de travaux publics, une surveillance de la qualité de l’air en temps réel était réalisée pendant le chantier.

On pourra notamment citer le cas des travaux entrepris dans le parc Swann à Baltimore où, à la suite du dépassement du seuil d’alerte (455 µg/m3 pendant 15 minutes), les travaux ont été suspendus et repris une fois revenues des conditions météorologiques plus favorables. La ville d’Oakland en Californie propose quant à elle, dans le « BAAQMD CEQA Guidelines », de suspendre toutes les activités de nivellement, d’excavation et/ou de démolition lorsque le vent moyen atteint des vitesses supérieures à 20 mph (environ 30 km/h).

Cette action peut être coûteuse si elle conduit à l’arrêt du chantier et permet d’agir surtout sur l’évitement de pics de pollutions. Elle n’est pas du tout répandue en France, mais pourrait s’étudier pour des cas de chantiers ayant lieu en zones très sensibles (forts taux de pollution préexistants, densité de population, présence de populations sensibles…).

Communiquer : affichage, mise en place d’une « hotline » pour les communautés environnantes qui peuvent être impactés par le projet…

Les actions de communication ne permettent pas en tant que telles de diminuer les émissions d’un chantier. Par contre, elles peuvent être utiles en prévention notamment à l’attention des populations sensibles et, dans le cas de la « hotline », pour identifier rapidement toute émission ou nuisance anormale et assurer une meilleure relation avec les populations avoisinantes.

La « hotline » fait partie des actions souvent exigées dans le cadre des réglementations applicables aux chantiers en Californie.

Figure 20 : Exemple d’affiche sur le site chantiervert.fr


3.3 Logistique : livraison des matériaux et enlèvement des déchets

Les émissions des camions transportant les matériaux sur site ou emmenant les déchets du chantier est une source importante d’émissions, comme indiqué dans le chapitre précédent. Celles-ci sont dues : soit directement au gaz d’échappement, soit à la remise en suspension de particules déposées sur les voies empruntées par ces camions.

Différentes mesures existent pour diminuer cette source ou ses impacts et sont présentées ci-dessous, par ordre d’efficience.

Développement d’un plan logistique

Le développement d’un plan logistique en amont du chantier permet d’optimiser les besoins de transport pour satisfaire à l’approvisionnement du chantier en matériaux ou à l’enlèvement des déchets produits par le chantier.

La question de la logistique étant relativement structurante dans le cadre des chantiers, ce type d’actions est déjà couramment mis en œuvre (quelques exemples ci-dessous). Par contre, le plan logistique n’est pas forcément abordé sous l’angle de la pollution atmosphérique générée et cela pourrait constituer un axe de progrès.

Exemple : Approvisionnement de chantiers de pose de canalisations

Une petite entreprise de 11 personnes, intervenant sur la pose et l’entretien de réseaux d’assainissement chez les industriels, a entièrement réorganisé le fonctionnement de ses chantiers. Auparavant, chaque équipe gérait elle-même ses réapprovisionnements et se rendait directement chez les fournisseurs ou au dépôt. Maintenant, une seule personne assure ce service et réapprovisionne les chantiers au fur et à mesure des besoins, en optimisant chaque fois les trajets. Depuis que ce dispositif a été mis en place, l'entreprise a pu constater une baisse de 20% de la consommation de carburant sur son parc de véhicules.

Source : bonnes-pratiques-tp.com

Imposer des standards d’émission minimum aux poids-lourds accédant au site

Des réglementations sur les niveaux maximum d’émissions des poids lourds (normes Euro) existent depuis 1990 en Europe. Elles sont de plus en plus sévères au fur et à mesure des avancées technologiques. Un poids lourd récent Euro VI (mise en circulation postérieure au 1er janvier 2015) émet théoriquement 6 fois moins de particules qu’un poids lourd Euro IV (mise en circulation entre 2006 et 2009).

L’exigence de standards minimum d’émission peut donc permettre d’atténuer sensiblement les émissions liées au chantier.

Il faut néanmoins relativiser l’efficacité de cette action sur deux points. Tout d’abord, des questions subsistent sur la représentativité par rapport aux conditions réelles des essais menés pour vérifier l’atteinte des normes Euro. Par ailleurs, il convient d’avoir une approche multi-polluants. On a par exemple relevé que la norme Euro V conduisait à augmenter le ratio NO2 / NO à l’échappement, même si, en quantité globale, les oxydes d’azote (NOx) n’augmentaient pas. Or le NO2 a une plus grande toxicité (il est plus oxydant).

Développer les pratiques d’éco-conduite

Il est généralement reconnu que l’éco-conduite permet de diminuer les consommations de carburant de 5 à 10%. Les émissions de polluants étant directement liées aux consommations de carburant, le recours à l’éco-conduite a certainement un impact bénéfique sur la qualité de l’air.


De plus en plus d’entreprises de BTP forment leurs chauffeurs à l’éco-conduite. Il convient de généraliser encore d’avantage ce type d’action pour permettre de diminuer les émissions de polluants liées à la logistique des chantiers.

Exemple : Badge de suivi journalier et éco-conduite

Une entreprise de terrassement de 40 personnes située dans le département de la Seine Maritime a mis en place courant 2007 un système de badges pour le suivi journalier de la consommation de son parc de véhicules, qui comprend 10 poids lourds, 10 véhicules légers et 7 pelles mécaniques. Dans le même temps, tous les chauffeurs et les conducteurs d’engins ont suivi une formation à l’éco-conduite. A volume d’activité constant, ces pratiques ont entraîné une baisse de la consommation de carburant de l’ordre de 7% pour chacune des trois catégories de véhicules concernées.


Mettre en place un système alternatif de livraison (réseau ferré, réseau fluvial)

Cette mesure n’est applicable que dans certains cas très spécifiques puisqu’elle nécessite la proximité du chantier avec des infrastructures de transport adéquates.

Deux exemples sont indiqués ci-après.

Ils montrent que l’étude préalable de l’environnement du chantier et de sa situation par rapport à des infrastructures de transport ou des débouchés intéressants pour les matériaux peut permettre une réduction substantielle du transport routier.


Exemples de mise en œuvre :

Acheminement de matériaux par voie fluviale

Le chantier de Port 2000 au Havre, inauguré en mars 2006 après 4 ans de travaux, nécessitait l'apport de 800 000 tonnes de matériaux silico-calcaires pour la construction des corps de digue, ce qui représentait une rotation de 40 000 camions. L'entreprise en charge de ce projet a proposé une solution alternative qui a consisté à ré-ouvrir une ancienne carrière abandonnée, située en bord de Seine sur la commune de Trouville La Haule. Au lieu d'emprunter la route, les matériaux ont donc transité par la Seine, puis par le canal de Tancarville qui aboutit directement sur le port du Havre. Cette solution a demandé un important travail en amont pour la recherche d'un site embranché à une voie fluviale, puis pour l'obtention de l'autorisation préfectorale nécessaire à sa remise en exploitation.

A

Évacuation de déblais par tapis roulant

Sur un chantier de terrassement de 3 ha, le volume des déblais à évacuer était de 110 000 m3. La solution classique consistait à les transporter jusqu’au centre de stockage le plus proche, situé à 6 km du chantier. Or, en face du chantier, de l’autre côté d’une route départementale à forte circulation (12 000 véhicules jours), se trouvait un terrain avec un grand creux. L’entreprise a proposé de le combler avec les déblais du chantier. Après avoir déposé un dossier de demande d’autorisation au titre de la loi sur l’eau, elle a aménagé un tapis roulant passant au-dessus de la route à traverser et permettant d’évacuer les déblais directement depuis le chantier jusqu’au terrain à remblayer. L’économie a été chiffrée à l’équivalent de 100 000 litres de diesel et a été répercutée sur le coût total du chantier.

B

Figure 21 : Exemples d’acheminement de matériaux (A) et de déblais (B)


Paver/enduire la surface des routes d’accès au chantier

Cette action peut être utile dans le cas de chantiers desservis par des pistes. Néanmoins, elle est relativement coûteuse et ne devra s’étudier que de manière proportionnée et notamment dans le cas de chantiers particulièrement longs ou à proximité directe de populations sensibles.

Limiter la quantité de terre dans les camions de transport à la capacité de chargement du camion et sécuriser le contenu avec une bâche

Cette action est généralement déjà appliquée mais il convient de la rappeler tout de même car elle est très simple à mettre en place et permet, d’une part, de diminuer l’envol de poussières en dehors du chantier pendant la circulation du camion et, d’autre part, en évitant de surcharger les camions, de diminuer leurs émissions individuelles. L’impact de cette action est néanmoins limité.


Nettoyer les roues de véhicules / installation de laves-roues

Cette action est également souvent appliquée ou, si elle ne l’est pas, elle est facilement applicable. Elle permet d’éviter le transport de matières (terres, boues…) depuis l’intérieur du chantier vers les voies publiques en extérieur et ainsi de limiter leur mise en suspension. Là encore, il s’agit d’une action exigée dans le cadre de la réglementation sur les chantiers dans la plupart des villes de Californie. Son impact sur les émissions est a priori limité.

Nettoyer les rues impactées avec des balayeuses à eau à la fin de la journée

Le déplacement des camions de l’intérieur vers l’extérieur du chantier peut entrainer des boues, terres, poussières depuis le chantier vers la voie publique et augmenter donc localement les niveaux de particules fines dans l’air quand ces matières se remettent en suspension, à cause de la circulation ou du vent.

Le nettoyage des chaussées empruntées par les camions permet d’éviter cet écueil. Dans certaines villes (Oakland par exemple), une fréquence quotidienne est exigée. De plus, l’utilisation de balayeuses par voie humide (et non sèche) est exigée.

Cette mesure est jugée comme très efficace par les auteurs de l’étude sur le chantier de construction d’une route souterraine à Boston (fiche TP.05). Elle est tout de même relativement coûteuse et pose le problème de l’impact sur la ressource en eau, ainsi que le traitement des effluents issus du nettoyage.

3.4 Véhicules et machinerie sur site

Les émissions des machines et véhicules utilisés sur site est également une source importante d’émissions, comme indiqué dans le chapitre précédent, essentiellement dues aux gaz d’échappement des moteurs et à la remise en suspension de particules déposées sur le sol.

Certaines des mesures présentées précédemment sont tout aussi applicables pour les véhicules circulant sur le site : écoconduite, aspersion voire revêtement des voies interne de circulation de circulation, exiger des standards d’émission pour les engins et véhicules utilisés sur site…

Des actions spécifiques à l’intérieur du chantier peuvent en outre être menées.

Réguler le fonctionnement en régime ralenti

Faire attendre un camion ou un engin au ralenti sur de trop longues périodes peut conduire à un surplus d’émissions de polluants qui aurait pu être évité en arrêtant et redémarrant le véhicule.

A San-Francisco par exemple, une limitation du temps de marche au ralenti est fixée à moins de deux minutes pour les camions et 5 minutes pour les machines. Pour sa bonne application, cette mesure doit être accompagnée d’une signalisation lisible et visible affixée dans les zones de file d’attente et dans l’enceinte du site de construction pour rappeler aux opérateurs la limite maximale de marche au ralenti.

Plus globalement, il est conseillé d’éteindre tous les équipements lourds (par exemple, groupe électrogène) lorsqu’ils ne sont pas nécessaires.

Cette action est peu coûteuse à mettre en place (coûts de signalisation) et doit même pouvoir être rentable car elle permet d’économiser de l’énergie.

Limiter la vitesse de circulation des véhicules à l’intérieur du chantier

La limitation de la vitesse de circulation fait partie par exemple des exigences imposées dans le cadre des chantiers dans certaines villes de Californie. A San-Francisco par exemple, une limite de 25 km/h est imposée. Le chantier de construction de l’aéroport de Sainte-Hélène (fiche BAT.09) incluait également ce type de mesures.


Peu coûteuse à mettre en place (coûts de signalisation), cette action permet de réduire l’envol de poussières lors du passage des camions et probablement également les émissions de polluants si les chauffeurs adoptent une conduite douce.

Entretenir et régler proprement les équipements de construction

Un bon entretien et un réglage approprié des engins selon les spécifications du constructeur permettent d’assurer leur fonctionnement optimal et donc de limiter leurs émissions. Cette action est traditionnellement appliquée sur les chantiers, sans forcément de lien avec la qualité de l’air.

La ville d’Oakland en Californie recommande en outre de procéder à des contrôles par un mécanicien certifié et valider leur bon état de fonctionnement avant utilisation. Ce principe de « contrôle technique » sur les moteurs des engins de chantiers est également appliqué en Suisse. Son déploiement pour les chantiers en France peut être relativement complexe et coûteux mais pourrait permettre de diminuer sensiblement les émissions liées aux engins.

Favoriser l’utilisation d’équipements électriques

L’utilisation d’équipements fonctionnant à l’électricité ou sur batterie plutôt qu’au gasoil ou autres carburants fossiles permet d’éviter l’émission de polluants locaux. Bien entendu, ce type de mesures n’est applicable que dans certains cas spécifiques. Elle peut être assez coûteuse mais permettre une réduction significative des émissions de polluants.

En outre, on pourra noter que la ville de San-Francisco, dans son Plan sur la minimisation des émissions liées à la construction, interdit l’utilisation de groupes électrogènes diesel lorsqu’un accès à des sources d’énergies alternatives est disponible.

Exemple : Panneaux solaires pour chantiers

Une entreprise spécialisée dans les travaux hydrauliques, qui compte 5000 salariés, a engagé une politique environnementale ambitieuse. Un plan de prévention est élaboré avant chaque mise en chantier. Il porte sur les impacts à prendre en compte, les modes opératoires à mettre en place et les procédures d’urgence à prévoir. L’entreprise a notamment décidé d’équiper les bases de vie chantier de panneaux solaires, avec une solution de base comprenant 1 seul panneau fournissant l’électricité pour alimenter une pompe à eau ainsi que deux prises de 12 volts. Un second panneau peut être installé pour alimenter un four à micro-ondes de 700 watts. Ce dispositif assure une totale autonomie énergétique au personnel présent sur les chantiers.

source: bonnes-pratiques-tp.com

3.5 Réserves / stocks de matériaux

Si le chantier requiert l’utilisation de matériaux fins et poussiéreux, leur stockage doit être bien géré pour éviter leur dispersion.

Les mesures peuvent être de différents types (par ordre d’efficience) :

Eloigner les stocks des limites du chantier

Minimiser la manipulation des stocks

Installer des barrières physiques pour protéger du vent

Appliquer des sprays d’eau (si applicable) durant les périodes sèches (exemple ci-contre)

Couvrir ou enterrer les stocks de longue durée

Figure 22 : Spray d’eau

Source : MAITEK®


Parmi les études de cas recensées dans le cadre de cette étude, des mesures de ce type sont mentionnées dans les chantiers suivants :

Mesures restrictives sur la taille des stocks tampon dans le cadre de la construction de l’aéroport de Saint Hélène (fiche BAT.09)

Bâchage des matériaux excavés dans le cadre du chantier d’installations de lignes électriques au Chili (fiche TP.09)

A noter que pour certaines activités concernées par la législation sur les Installations Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) – cf. paragraphe 1.3.2 – les arrêtés types prévoient des dispositions quant au stockage des matériaux.

Arrêtés 2515 (broyeurs mobiles), 2518 (centrale à béton), Arrêté 2521 (centrale d’enrobage) – régime déclaration : les stockages extérieurs sont protégés des vents en mettant en place des écrans, chaque fois que nécessaire, ou sont stabilisés pour éviter les émissions et les envols de poussières. En cas d’impossibilité de les stabiliser, ces stockages sont réalisés sous abri ou en silos.

Les fillers (éléments fins d’une granulométrie inférieure à 80 m) et les produits pulvérulents non stabilisés sont ensachés ou stockés en silos. Ces silos sont munis de dispositifs de contrôle de niveau de manière à éviter les débordements. L’air s’échappant de ces silos est dépoussiéré s’il est rejeté à l’atmosphère (dépoussiéreur électrostatique, etc.).

Arrêté 2515 – régime enregistrement : les stockages de produits pulvérulents, volatils ou odorants, susceptibles de conduire à des émissions diffuses de polluants dans l'atmosphère, sont confinés (récipients, silos, bâtiments fermés...). Les installations de manipulation, transvasement, transport de ces produits sont, sauf impossibilité technique justifiée, munies de dispositifs de capotage et d'aspiration permettant de réduire les émissions dans l'atmosphère. Si nécessaire, les dispositifs d'aspiration sont raccordés à une installation de traitement des effluents en vue de respecter les dispositions de l’arrêté.

3.6 Activités spécifiques

Comme démontré dans le chapitre précédent, certaines activités spécifiques (terrassement, revêtement de chaussées…) peuvent être fortement émettrices de polluants. Un certain nombre de mesures visant à réduire les émissions de ces activités est listé ci-dessous.

Emploi de broyeurs mobiles

Les émissions des broyeurs mobiles peuvent être limitées en les capotant au maximum lors de leur utilisation et en appliquant des sprays d’eau sur les matériaux à concasser et les entrées/sorties du broyeur.

A noter que les broyeurs d’une puissance supérieure à 40 kW relèvent de la législation ICPE et, à ce titre, leur emploi est soumis à un certain nombre de dispositions exposées dans le paragraphe 1.3.6.

Terrassement

Comme le montrent plusieurs études de cas présentées dans le cadre de ce rapport, comme par exemple celle sur la construction du réseau ferroviaire en Suède (fiche TP.02), les activités de terrassement contribuent significativement aux émissions de polluants atmosphériques.

Différentes mesures permettent d’atténuer les émissions liées à ce poste. On pourra par exemple citer les mesures recommandées par la ville d’Oakland en Californie :

- Toutes les surfaces exposées doivent être mouillées à une fréquence adaptée pour maintenir une humidité minimale de la terre de 12 %. La teneur en humidité peut être vérifiée par échantillon laboratoire ou à l’aide d’une sonde d’humidité ;

- La couverture végétale du sol (par ex. semences de graminées indigènes à germination rapide) doit être plantée dans les zones exposées aussi rapidement que possible et arrosée de manière appropriée jusqu’à ce que la végétation soit établie.


En outre, les produits de traitement de sols (traitement à la chaux par exemple) pourront être épandus de préférence en période de faible vent.

Enfin, on pourra citer le développement d’une nouvelle technique, encore assez peu répandue en France, qui est le terrassement par aspiration. Elle consiste à aspirer, à l’aide d’une excavatrice-aspiratrice, les matériaux de déblais : terre, sable, gravats, végétaux, boues… La taille des matériaux aspirés peut aller jusqu’à 25 cm et leur poids jusqu’à 30 kg. Cette technique se prête particulièrement aux travaux de canalisation et à toutes les interventions en zone urbaine, sur des espaces réduits ou difficilement accessibles. La machine est équipée de filtres et supprime ainsi les émissions de poussières qui accompagnent inévitablement l’évacuation et le chargement des matériaux de déblais. Figure 23 : Terrassement par aspiration

Source du schéma : www.neo-tp.com

Méthodes de construction

Les mesures suivantes, dont certaines sont déjà largement répandues sur les chantiers, peuvent permettre de contribuer à réduire les émissions des activités de construction :

o Mettre en place un système qualité en cours de construction pour éviter les malfaçons et donc les reprises / démolitions

o Mettre en place des mesures de suppression de poussières (comme des sprays d’eau et/ou système de filtration d’air) lors des activités de découpe, forage, etc.

o Utilisation de revêtements des bâtiments avec un contenu faible en COV

o Utiliser des matériaux préfabriqués ou des structures ne nécessitant pas de sciage sur site

Démolition

Les principes de démolition consistant en une démolition progressive et en des précautions sur l’accumulation des débris, permettent de conserver un niveau d’émissions de poussières faible. C’est ce qui a été observé pour la démolition de structures industrielles du quartier de Kennedy Town à Hong Kong, en Chine (fiche DEM.06). Les activités de démolition ont ainsi généré dans l’air les mêmes ordres de grandeur en TSP que les travaux de construction grâce à la mise en place de ces bonnes pratiques de démolition et de gestion des débris.

Dans tous les cas, il est préférable d’humidifier l’air et les débris lors de la démolition afin de diminuer au maximum les émissions de polluants.

Revêtement de chaussées

Là encore, le recours à l’arrosage sur le tambour de fraisage peut permettre de diminuer les émissions de particules dans le cas d’un chantier de réfection de chaussée.

Comme démontré au paragraphe 2.4.2, la mise en œuvre d’enrobés tièdes, encore peu répandue en France, permet de diminuer les émissions de COV et tend à se développer.

http://www.neo-tp.com/


4. Conclusion / Perspectives

Les activités des chantiers du bâtiment et des travaux publics (BTP) émettent de nombreux polluants dans l’air, comme d’autres activités humaines. Selon les inventaires d’émissions du centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique (CITEPA), les activités du BTP contribuent en France de manière significative aux émissions nationales de polluants (données 2014), notamment pour les poussières (TSP 13 %), les particules fines (PM10 9 %, PM2,5 4,8 %) et les composés organiques volatils non méthaniques (COVNM 10 %).

Les émissions de poussières proviennent principalement des activités comprenant de la mise en œuvre et du déplacement des matériaux ou des sols (travaux de terrassement, d’excavation, maçonnerie, découpe, forage). Les NOx sont quant à eux principalement émis par les engins de chantier, notamment lors d’actions nécessitant de fortes charges ou lors de transitions rapides.

A l’inverse, les émissions de SOx (dont SO2) par ces types de chantiers (dues principalement aux engins de chantier) ne sont pas significatives par rapport aux concentrations ambiantes.

Cependant, la plupart du temps, les polluants (NOx, SOx et particules) émis par les chantiers semblent être limitées dans le temps et l’espace, en fonction du calendrier des activités qui les génèrent. En effet, des pics de concentrations de polluants, parfois supérieurs aux seuils réglementaires, peuvent altérer la qualité de l’air environnant de manière significative mais transitoire.

Dans le cas des activités liées aux travaux publics, il a été démontré que les opérations de terrassement participent de manière significative aux émissions de polluants, notamment de particules, dans la phase de construction (plus de 99% estimés par exemple dans le cadre de la construction d’une ligne ferroviaire en Suède).

Cependant, chaque chantier étant différent dans la nature, la taille, la durée, la topologie et la météorologie, il est difficile d’évaluer la nature et la quantité de particules émises durant la phase de terrassement en général, car elles sont fortement liées à la nature du sol (sable, limon, argile, etc.9), à la taille du chantier (quantité de sol à déplacer) et à la logistique mise en place (nombre et types de véhicules actifs10).

En outre, si les travaux ont lieu à proximité immédiate d’autres sources de pollution (en milieu urbain par exemple), il est parfois difficile d’attribuer la responsabilité d’une augmentation de concentrations aux seules activités de chantier.

Enfin, les filières de traitement et de recyclage de matériaux du BTP émettent des polluants selon les phases et surtout les matériaux en question (plâtre, PVC, béton). Les solutions résident dans l’évolution des pratiques en faveur de la valorisation des déchets.

Des mesures d’atténuation des émissions de polluants permettent de maîtriser les émissions de polluants et de garantir un impact minime sur la qualité de l’air du chantier et des alentours.

9 Les particules les plus propices à rester en suspension sont les plus petites. Les sols les plus émetteurs sont donc ceux constitués des particules de diamètre les plus faibles i.e. les argiles (inférieur à 2 µm), puis les limons (de 2 à 50 µm) et enfin les sables fins (de 50 à 200 µm). 10 Les moteurs diesel émettent plus des particules que les moteurs essence, or 90% de la flotte des engins de chantier possèdent des moteurs diesel.


Références bibliographiques

La liste concerne les références bibliographiques citées dans le corps du rapport.

(NB : Les références bibliographiques utilisées dans les annexes sont directement citées au fur et à mesure du texte au sein-même des annexes A à F au point 5-ANNEXES)

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dans l’Etat de Californie (US), préparé par ENVIRON France SAS, Rapport FRADEPA001-R1 [3] ADEME/ ECOBATP (2012) Plans de prévention et de gestion de déchets de chantiers du Bâtiment et des Travaux

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pour l’année 2010 et historique 2000/2005 – Méthodologies et résultats – juillet 2013 [7] ANSES, 2013 - Évaluation des risques sanitaires liés à l’utilisation professionnelle des produits bitumineux et de

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http://www.iarc.fr/fr/media-centre/iarcnews/pdf/pr221_E.pdf


Index des tableaux et figures

Tableaux

Tableau 1 : Pollution atmosphérique imputable au secteur du BTP, selon diverses sources .................. 9 Tableau 2 : Ratio de risque des polluants atmosphériques pour la construction de la centrale électrique de

Kemper aux Etats-Unis............................................................................................................ 12 Tableau 3 : Normes françaises de qualité de l’air et lignes directrices de l’OMS ................................... 13 Tableau 4 : Principales rubriques de la nomenclature ICPE, relatives au fonctionnement des chantiers du BTP16 Tableau 5 : Obligations relatives à la rubrique ICPE 2518 ............................................................................ 17 Tableau 6 : Obligations relatives à la rubrique ICPE 2521 ............................................................................ 18 Tableau 7 : Obligations relatives à la rubrique ICPE 2940 ............................................................................ 18 Tableau 8 : Obligations relatives à la rubrique ICPE 2940 ............................................................................ 19 Tableau 9 : Récapitulatif des modèles déterministes et de leurs caractéristiques associés ............................. 24 Tableau 10 : : Sélection des modèles en fonction de l’échelle temporelle et de l’influence potentielle du site 24 Tableau 11 : Ampleur relative des émissions de polluants atmosphériques dues aux activités de construction 27 Tableau 12 : Principales caractéristiques et conclusion des études sur les émissions issues des engins de

chantier .............................................................................................................................. 39 Tableau 13 : Répartition des différents types de déchets pour les secteurs d’activité (réf. [16]) ..................... 41 Tableau 14 : Emissions de particules ultrafines lors du recyclage du béton ................................................... 45 Tableau 15 : Catégories de risque définies dans la charte du Grand Londres ................................................ 51 Tableau 16 : Effets sanitaires des principaux polluants ................................................................................ 70 Tableau 17 : Effets des principaux polluants sur l’environnement ............................................................... 73 Tableau 18 : Récapitulatif des normes de qualité de l’air françaises ............................................................. 75 Tableau 19 : Techniques de monitoring des particules fines ........................................................................ 77 Tableau 20 : Quelques facteurs d'émission proposés par l'US EPA pour les activités de chantier .................... 79 Tableau 21 : Facteurs d’émission proposés par l’EEA .................................................................................. 80 Tableau 22 : Principales activités et résultats associés dans des chantiers de construction au Japon............... 84 Tableau 23 : Estimations des concentrations de polluants émis durant la phase de construction de bâtiments

japonais .............................................................................................................................. 84 Tableau 24 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de la centrale électrique du

Comté de Kemper ................................................................................................................ 85 Tableau 25 : Concentrations de polluants atmosphériques modélisées lors de la construction d’une centrale

électrique ........................................................................................................................... 85 Tableau 26 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’un centre commercial à Hong-

Kong ................................................................................................................................... 86 Tableau 27 : Emissions de polluants atmosphériques durant les différentes phases (en g/m²) ....................... 86 Tableau 28 : Principales activités et résultats associés à la construction d’une centrale GNL en Australie ........ 87 Tableau 29 : Estimation des émissions atmosphériques (en tonnes) liée à un chantier de construction d’une

centrale GNL en Australie ..................................................................................................... 87 Tableau 30 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’une centrale nucléaire au

Royaume-Uni ...................................................................................................................... 88 Tableau 31 : Mesures de l’air ambiant du site de la centrale électrique de Hinkley Point ............................... 88 Tableau 32 : Principales activités et résultats associés dans divers chantiers du BTP au Royaume Uni............. 89 Tableau 33 : Récapitulatif des concentrations de poussières mesurées sur les différents chantiers ................ 89 Tableau 34 : Concentrations en silice cristalline alvéolaire mesurées dans les échantillons ............................ 90 Tableau 35 : Principales activités et résultats associés sur un site de construction à Cardiff (Royaume-Uni) .... 91 Tableau 36 : Concentrations de PM10 avant (1993), pendant (1994) et après (1995) le chantier de construction ............................................................................................................................................................... 91 Tableau 37 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’un Terminal à Heathrow,

Londres ............................................................................................................................... 92 Tableau 38 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de l’aéroport de Saint-Hélène

(Royaume-Uni) .................................................................................................................... 93


Tableau 39 : Mesures de concentration ambiantes de particules, à Saint Hélène .......................................... 93 Tableau 40 : Impact de la perturbation des sols non revêtus par un véhicule ................................................ 93 Tableau 41 : Principales activités et résultats associés lors de la reconstruction d’un dépôt de bus à Paris ...... 95 Tableau 42 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de routes en Afrique du Sud ..... 96 Tableau 43 : Principales activités et résultats associés sur le réseau ferroviaire suédois ................................. 97 Tableau 44 : Résumé des émissions du site de construction de Norrbotniabanan (en g/m²) ........................... 97 Tableau 45 : Principales activités et résultats associés dans le parc de Swann aux USA .................................. 98 Tableau 46 : Principales activités et résultats associés à la construction de routes au Royaume-Uni ............... 99 Tableau 47 : Récapitulatif des concentrations de PM10 mesurées au Royaume-Uni dans le cadre de chantiers de

construction de routes ......................................................................................................... 99 Tableau 48 : Récapitulatif des concentrations de RCS mesurées au Royaume-Uni dans les chantiers de

construction de routes ......................................................................................................... 99 Tableau 49 : Principales activités et résultats associés à la construction d’une route souterraine à Boston, USA ............................................................................................................................................................. 100 Tableau 50 : Principales activités et résultats associés à la pose d’enrobés bitumineux en France ................ 101 Tableau 51 : Emissions de COV et de HAP lors de la pose d’enrobés (recyclé et non recyclé) ........................ 101 Tableau 52 : Principales activités et résultats associés aux travaux d’excavation à New York ........................ 102 Tableau 53 : Résultats sur les moyennes journalières de particules ............................................................ 102 Tableau 54 : Résultats sur les moyennes horaires de particules ................................................................. 103 Tableau 55 : Résultats des mesures de gaz (concentrations horaires) ......................................................... 103 Tableau 56 : Principales activités et résultats associés à la construction de routes au Royaume-Uni ............. 104 Tableau 57 : Exemples de concentrations mesurées sur le site de construction d’un nouveau système de

drainage des eaux pluviales ................................................................................................ 105 Tableau 58 : Principales activités et résultats associés à la construction de lignes de transmissions électrique,

Chili .................................................................................................................................. 106 Tableau 59 : Emissions de polluants atmosphériques estimées au cours du chantier de construction de lignes

d’un réseau électrique ....................................................................................................... 106 Tableau 60 : Principales activités et résultats associés au projet de transport à haut niveau de service,

Montbéliard ...................................................................................................................... 108 Tableau 61 : Principales activités et résultats associés au chantier de démolition au Royaume-Uni .............. 110 Tableau 62 : Récapitulatif des émissions atmosphériques, moyennées sur les trois chantiers de démolition . 111 Tableau 63 : Principales activités et résultats associés aux activités de démolition à Londres ....................... 112 Tableau 64 : Concentrations en particules dans l’air, attribuables aux activités de démolition réalisées près de

Marylebone Road .............................................................................................................. 112 Tableau 65 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’immeubles au Havre, France ............. 114 Tableau 66 : Résultats de mesure des concentrations lors de la démolition des immeubles « Montgaillard » 114 Tableau 67 : Principales activités et résultats associés à la construction d’habitats collectifs - France ........... 116 Tableau 68 : Caractéristiques et mesures obtenues sur les trois sites ......................................................... 117 Tableau 69 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’immeubles à Meaux - France ............. 118 Tableau 70 : Résultats de mesure des concentrations lors de la démolition de l’immeuble « Caravelle

Champagne » .................................................................................................................... 118 Tableau 71 : Concentration de métaux dans les poussières de démolition de l’immeuble “Caravelle

Champagne” ..................................................................................................................... 119 Tableau 72 : Principales activités et résultats associés à la démolition de structures industrielles à Hong-Kong ............................................................................................................................................................. 120 Tableau 73 : Exemples de concentrations mesurées durant les travaux de démolition de l’incinérateur et de

l’abattoir de Kennedy Town ................................................................................................ 121 Tableau 74 : Principales activités et résultats associés au chantier de destruction de l’usine Pechiney, France ............................................................................................................................................................. 122 Tableau 75 : Concentration de divers polluants sur le site du chantier de démolition de l’usine Pechiney ..... 122 Tableau 76 : Principales activités et résultats associés à la démolition d’un pont ferroviaire aux Pays-Bas .... 123 Tableau 77 : Principales activités et résultats associés à la démolition de maisons individuelles à Chicago et

Baltimore ............................................................................................................................ 124 Tableau 78 : Récapitulatif des mesures de concentration en plomb, après démolition ................................ 125 Tableau 79 : Principales activités et résultats associés à la construction de routes au Royaume-Uni ............. 126 Tableau 80 : Concentrations en PM10 observées lors de l’implosion d’un immeuble, à Baltimore ................. 127


Tableau 81 : Principales activités et résultats associés à la démolition de logements sociaux, à Chicago - USA ............................................................................................................................................................. 128 Tableau 82 : Récapitulatif des concentrations mesurées en PM10 et PM2.5 lors de la démolition de logements

sociaux à Chicago ................................................................................................................. 129 Tableau 83 : Influence de jets d’eau dans l’atténuation des concentrations en particules ............................ 129 Tableau 84 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’un immeuble dans une zone hospitalière à

Madrid .............................................................................................................................. 130 Tableau 85 : Principales activités et résultats associés à la démolition d’un immeuble dans une zone

hospitalière à Essen, Allemagne ............................................................................................ 131 Tableau 86 : Facteur de concentration en particules, durant la démolition d’un bâtiment d’une zone

hospitalière ....................................................................................................................... 131 Tableau 87 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’un hôpital à Caligary - Canada ............ 132 Tableau 88 : Concentration de particules, d’amiante et de plomb dans l’air avant, pendant et après implosion,

mesurée sur les sites fixes .................................................................................................. 132 Tableau 89 : Concentration des particules TSP, PM10 et PM2.5, mesurée par le site de surveillance mobile .... 133 Tableau 90 : Concentrations mesurées en polluants atmosphériques de divers engins en activité ................ 135 Tableau 91 : Facteurs de corrélation entre les émissions de polluants et les paramètres propres à l’engin de

chantier ............................................................................................................................ 136 Tableau 92 : Emissions de polluants atmosphériques de camions malaxeurs .............................................. 136 Tableau 93 : Concentrations en poussières et PM relevées dans les sites de traitement de déchets incluant ceux

du BTP .............................................................................................................................. 139

Figures

Figure 1 : Cycle de vie d’un bâtiment ou d’une infrastructure ........................................................................ 8 Figure 2 : Centrale à béton ........................................................................................................................ 16 Figure 3 : Centrale d’enrobage .................................................................................................................. 17 Figure 4 : broyeurs mobiles ....................................................................................................................... 19 Figure 5 : Principe de modélisation de la démolition d’un immeuble ............................................................ 26 Figure 6 : Divers travaux mécaniques réalisés dans les chantiers BTP ........................................................... 28 Figure 7 : Prestations possibles de clos et couvert ...................................................................................... 29 Figure 8 : Travaux de terrassement effectués à la pelleteuse ....................................................................... 32 Figure 9 : Divers travaux de terrassement ................................................................................................. 33 Figure 10 : Epandage de chaux .................................................................................................................. 34 Figure 11 : Application d’une peinture routière à la machine (à gauche) et manuellement (à droite) .............. 35 Figure 12 : Finisseur permettant la répartition et le lissage instantané de la couche d’asphalte ...................... 35 Figure 13 : Rabotage des chaussées ........................................................................................................... 36 Figure 14 : Les différents flux des déchets du BTP (Schéma réalisé d’après réf. [3]) ....................................... 41 Figure 15 : Etapes du recyclage du plâtre (source schroll.fr) ........................................................................ 43 Figure 16 : Chargement de bétons concassés ............................................................................................. 45 Figure 17 : Procédés de recyclage à froid et à chaud des enrobés bitumineux ............................................... 47 Figure 18 : Organisation d’un chantier ....................................................................................................... 53 Figure 19 : Equipements anti-poussières .................................................................................................... 53 Figure 20 : Exemple d’affiche sur le site chantiervert.fr ............................................................................... 54 Figure 21 : Exemples d’acheminement de matériaux (A) et de déblais (B) ..................................................... 57 Figure 22 : Spray d’eau ............................................................................................................................. 59 Figure 23 : Terrassement par aspiration ..................................................................................................... 61 Figure 24 : écran d’accueil de CalEEMod .................................................................................................... 81 Figure 25 : Concentrations journalières de PM10 observées lors de la campagne de mesure sur deux sites ...... 95 Figure 26 : Comparaison des niveaux mesurés à Montbéliard, hors zone d’influence du chantier ................. 109 Figure 27 : Evolution spatiale de la présence de poussières selon deux axes ............................................... 115 Figure 28 : Comparaison entre deux chantiers .......................................................................................... 125


Sigles et acronymes

BTP Bâtiment et Travaux Publics

CITEPA Comité Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique

COV Composés Organiques Volatils

COVMN Composés Organiques Volatils Non Méthaniques

EPA Environmental Protection Agency (Agence de la protection de l’environnement aux Etats-Unis)

HAP Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

ICPE Installations Classées pour la Protection de l’Environnement

NAAQS Standards Nationaux de Qualité de l’Air Ambiant

OMS Organisation Mondiale de la Santé

PM Particulate Matter (particules en suspension)

TSP Total Suspended Matter (poussières totales)

VTR Valeur Toxicologique de Référence

WHO World Health Organisation (OMS en français)


5. ANNEXES


Annexe A : Principaux effets observés sur la santé des polluants émis dans l’air par les chantiers du BTP

Polluants Types

d’exposition Effets observés sur la santé

TSP et poussières

chronique

- Rhinite ou une inflammation de la muqueuse nasale, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Inflammation des muqueuses de la trachée (trachéite) ou des bronches (bronchite), surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Perforations de la cloison nasale, cancer de l’ethmoïde, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

PM2,5 et PM10

aigue

- Atteintes cytotoxiques des cellules respiratoires.

- Asthme, bronchites, toux, altérations de la fonction pulmonaire, pathologies respiratoires obstructives, et infections respiratoires, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Augmentation du risque d’attaque cérébrale.

- Augmentation du risque d’ischémie, de troubles cardiovasculaires et de risques cardiaques (infarctus du myocarde).

chronique

- Asthme, bronchites, toux, altérations de la fonction pulmonaire, pathologies respiratoires obstructives et infections respiratoires, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Potentiel génotoxique et neurotoxique.

- Augmentation des cancers broncho-pulmonaires.

- Augmentation du risque d’ischémie, de troubles cardiovasculaires et de risques cardiaques (infarctus du myocarde).

- Atteintes à l’appareil reproducteur et gestatif.

- Carcinogène/cancérigène

Silice cristalline alvéolaire

chronique

- Effets fibrogènes (prolifération de tissus conjonctifs – nodules et fibrose- au niveau des poumons (silicose)).

- Bronchites chroniques et atteintes à la fonction pulmonaire.

- Diminution des défenses immunitaires au niveau pulmonaire.

NOx et NO2(a)

aigue

- Irritation et inflammation des muqueuses respiratoires

- Irritations de la gorge et du nez, toux et symptômes bronchitiques, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Diminution de la fonction pulmonaire, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Augmentation du risque d’infarctus du myocarde.

- Diminution du poids de naissance des bébés.

chronique

- Irritations de la gorge et du nez, toux et symptômes bronchitiques, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Diminution de la fonction pulmonaire, surtout chez les enfants et les personnes sensibles (âgées ou malades).

- Augmentation de la vulnérabilité aux pathologies infectieuses aigues et prédisposition a des maladies respiratoires chroniques d’apparition plus tardives, chez les enfants.

SOx et SO2(a)

aigue

- Irritations oculaires.

- Augmentation des problèmes respiratoires (toux, respiration sifflante, asthme), surtout chez les asthmatiques.

- Inflammation de l’appareil respiratoire.

chronique

- Augmentation des problèmes respiratoires (toux, respiration sifflante, asthme), surtout chez les asthmatiques.

- Bronchites chroniques et sensibilisation aux infections respiratoires.

- Cardiopathies.

COV

aigue - Irritations de la peau et des muqueuses, troubles respiratoires, nausées, maux de tête et vomissements.

chronique - Perturbation endocrinienne et troubles du développement de l’enfant.

- Risque accru de développer des maladies graves et des cancers.

HAP

aigue Asthme allergique ou chronique sévère, surtout chez les enfants.

chronique - Augmentation du risque de cancers broncho-pulmonaire.

- Atteinte au développement du fœtus.

Tableau 16 : Effets sanitaires des principaux polluants

(a) Effets parfois difficilement attribuables aux NOx ou SOx intrinsèquement car souvent adsorbés sur les PM.


Principales sources documentaires sur les effets sanitaires des polluants atmosphériques :

TSP et poussières

- Ware JH et al. (1986) Effects of ambient sulfur oxides and suspended particles on respiratory health of preadolescent children. The American Review of Respiratory Disease, 133(5):834-842.

- Krämer U et al. (1999) Airway diseases and allergies in East and West German children during the first 5 years after reunification: time trends and the impact of sulphur dioxide and total suspended particles. Int. J. Epidemiol, 28 (5): 865-873.

- Afsse (2002) Impact sanitaire de la pollution atmosphérique urbaine, rapport: Estimation de l’impact lié à l’exposition chronique aux particules fines sur la mortalité par cancer du poumon et par maladies cardio-respiratoires en 2002 avec projections d’ici 2020, 95 pp.

- BRE, 2003- Control of dust from construction and demolition activities, 55pp.

Particules fines PM2.5 et PM10

- WHO (2013) Review of evidence on health aspects of air pollution – REVIHAAP Project, 309pp.

- Health Effects Institute (2010) Traffic-related air pollution: a critical review of the literature on emissions, exposure, and health effects.

- WHO (2005) Health effects of transport-related air pollution, 205pp.

- ORS Nord Pas de Calais (2007) Effets des particules en suspension sur la santé respiratoire des enfants - Intérêt et faisabilité de l'étude d'un panel d'enfants lillois, 42pp.

- HCSP (2012) Pollution par les particules dans l’air ambiant – Recommandations pour protéger la santé, 245pp.

- New Zealand Ministry for the Environment, 2001- Good practice guide for assessing and managing the environmental effects of dust emissions, 66pp.

- AGC Washington (2009) Guide to Handling Fugitive Dust from Construction Projects, 24pp

- Office fédéral de l'environnement suisse (2013) Poussières fines: Questions et réponses concernant les propriétés, les émissions, les immissions, les effets sur la santé et les mesures, 34pp.



- Merget R et al. (2002) Health hazards due to the inhalation of amorphous silica. Arch Toxicol., 75 (11-12):625-34.

- McLaughlin JK et al. (1997) Amorphous silica: a review of health effects from inhalation exposure with particular reference to cancer. J Toxicol Environ Health., 25;50(6):553-66.

- Osisko (2009). Évaluation des risques toxicologiques pour la santé humaine liés aux émissions de silice,69pp.

Oxydes d’azote (NOx et NO2)

- INERIS (2011) Fiche de données toxicologiques et environnementales des substances chimiques- Oxydes d’Azote NOx, 58pp.


- Anderson et al. (2007) Ambient particle source apportionment and daily hospital admissions among children and elderly in Copenhagen. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 17:625–636.



Oxydes de soufre (SOx et SO2)


- EPA (2008) Integrated science assessment (ISA) for sulfur oxides – health criteria.

- Moon et al. (2009). Respiratory health effects among schoolchildren and their relationship to air pollutants in Korea. International Journal of Environmental Health Research, 19(1):31–48.


Composés Organiques Volatils (COV)


- WHO (2005) Health effects of transport-related air pollution, 205pp

- Mendell MJ (2007). Indoor residential chemical emissions as risk factors for respiratory and allergic effects in children: A review. Indoor Air 17: 259–77

Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)


- WHO Regional Office for Europe (2010) WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants.

- Burstyn et al. (2005) Polycyclic aromatic hydrocarbons and fatal ischemic heart disease. Epidemiology, 16(6):744–750.

- Choi et al. (2012) Fetal window of vulnerability to airborne polycyclic aromatic hydrocarbons on proportional intrauterine growth restriction. PloS ONE, 7(4):e35464.

- WHO (2005) Health effects of transport-related air pollution, 205pp


Annexe B : Principaux effets de la pollution atmosphérique sur l’environnement

Polluants Effets observés sur l’environnement

Sol Eau Flore Faune

TSP et poussières

- Acidification du pH du sol par déposition de poussières et des substances adsorbées.

- Pollution du sol par dépôt atmosphérique ou écoulement pluvial.

- Impact sur les communautés microbiennes et fongiques du sol et altération du cycle des nutriments

- Augmentation de la matière en suspension et de la matière dissoute dans les eaux de surface.

- Acidification du pH due à la dilution dans l’eau des SOx et NOx adsorbés sur les poussières (exposition chronique).

- Apport de métaux qui étaient absorbés sur les poussières (exposition chronique).

- Création d’un film sur les eaux stagnantes.

- Réduction de l’évapotranspiration (exposition aigue).

- Réduction de la photosynthèse. (exposition aigue).

- Augmentation de la fréquence des maladies des plantes et d’infection par des espèces nuisibles.

- Réduction de l’efficacité des pesticides.

-Atteinte aux feuilles par déposition de substances adsorbées (soufre acide, métaux) (exposition aigue)

- Réduction de la croissance, floraison et reproduction des plantes (exposition chronique).

- Perturbation de l’écosystème aquatique

PM2,5 et PM10

- Acidification du pH du sol par déposition de poussières et des substances adsorbées.

- Pollution du sol par dépôt atmosphérique ou écoulement pluvial.

- Augmentation de la matière en suspension et de la matière dissoute dans les eaux de surface.

- Acidification du pH due aux SOx et NOx adsorbés (exposition chronique).

- Apport de métaux absorbés (exposition chronique).

Atteinte aux feuilles par déposition de substances adsorbées (soufre acide, métaux) (exposition aigue)

Effets oxydatifs sur les mammifères et les poissons (exposition chronique)

NOx et NO2

- Acidification (directe ou indirecte via pluie acide)

-Contribution à la concentration de nitrates dans le sol

- Acidification du pH (exposition chronique).

- Eutrophisation (exposition chronique).

- Lésions acides directe ou indirecte via pluies acides (pH<3) (exposition aigue).

- Lésions nécrotiques et défoliation excessive des feuilles au-delà de 1 880 µg/m3 (exposition aigue).

- Seuil de préjudice entre 152 et 375 µg/m3 (exposition chronique).

- Atteintes à l’appareil pulmonaire des oiseaux à 2500 µg/m3 (exposition aigue)

- Atteintes à la survie des poissons par acidification de l’eau (pH<6,5) (exposition chronique).

SOx et SO2 - Acidification (directe ou indirecte via pluie acide)

- Acidification du pH (exposition chronique)

- Lésions acides directe ou indirecte via pluies acides (pH<3) (exposition aigue).

- Blocage de la photosynthèse.

- Lésions nécrotiques des feuilles entre 790 et 1570 µg/m3 (exposition aigue).

- Perte de chlorophylle, altération de la couleur (exposition chronique).

- Atteintes à l’appareil pulmonaire des oiseaux à 1220 µg/m3 (exposition aigue).

- Effets sur la diversité, densité, croissance, taille, survie et reproduction des poissons par acidification de l’eau (pH<6,5) (exposition chronique).

COV et HAP

-Adsorption sur les minéraux et particules du sol (exposition aigue).

- Adsorption sur les sédiments (exposition aigue).

- Bioaccumulation (exposition chronique).

- Croissante réduite de certaines plantes entre 30 et >2 000 mg·kg-1 (exposition aigue).

- Lésions cancérigènes chez les mammifères et les poissons (exposition chronique).

- Bioaccumulation (exposition chronique).

- Déficience reproductive chez les invertébrés (exposition chronique).

Tableau 17 : Effets des principaux polluants sur l’environnement


Principales sources documentaires sur les effets sur l’environnement des polluants atmosphériques :

TSP et poussières

- Vardak E (1995) Effect of dust from a limestone quarry on the photosynthesis of Quercus coccifera, and evergreen sclerophyllous shrub. Bulletin of Environmental Contamination andToxicology, 54: 414-419.

- New Zealand Ministry for the Environment, 2001- Good practice guide for assessing and managing the environmental effects of dust emissions, 66pp.

- Miro (2011) Management, mitigation and monitoring of nuisance dust and PM10 emissions arising from the extractive industries: an overview, 125pp.

- Princeton University (1998) Environmental effects of particulate matter, 92pp.

- Prajapati SK(2012) Ecological effect of airborne particulate matter on plants. Env. Skeptics and Critics, 1:12-22.


Particules fines PM2.5 et PM10

- Saunders PJW and Godzik S (1986) Terrestrial vegetation-air pollutant interactions: non-gaseous air pollutants. In: Air Pollutants and Their Effects on the Terrestrial Ecosystem (Legge AH, Krupa SV, eds). Advances in Environmental Science and Technology, 18: 389-394, Wiley, New York, USA.


Oxydes d’azote (NOx et NO2)

- LeGall AC. (2004) Effets des depots atmosphériques de Soufre et d'Azote sur les sols et les eaux douces en France. INERIS, 116pp.

- MacLean DC et al. (1968) Effects of Acute Hydrogen Fluoride and Nitrogen Dioxide on Citrus and Ornamental Plants of Central Florida. Environ. Sci. and Tech. 2: 444-449.

- Taylor OC et al. (1975) Oxides of Nitrogen. In: Responses of Plants to Air Pollution. Mudd JB and Kozlowski TT, Editors.

- Llacuna S et al. (1993) Effects of Air Pollution on Passerine Birds and Small Mammals. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 24: 59-66.

Oxydes de soufre (SOx et SO2)

- LeGall AC. (2004) Effets des depots atmosphériques de Soufre et d'Azote sur les sols et les eaux douces en France. INERIS, 116pp.

- Barett TW and Benedict HM (1970) Sulfur Dioxide. In: Recognition of Air Pollution Injury to Vegetation: A Pictorial Atlas. Jacobson JS and Hill AC, Editors.

- Jones HC et al. (1974) Acceptable Limits for Air Pollution Dosages and Vegetation Effects: Sulfur Dioxide. Proceed. of 67th Annual Meeting of the Air Pollution Control Association.

- Llacuna S et al. (1993) Effects of Air Pollution on Passerine Birds and Small Mammals. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 24: 59-66.

- Bulgur A et al. (1998) Acid Rain: current and projected status of colwater fish communities in the Southeastern US in the context of continued acid deposition. For Trout Unlimited.

Composés Organiques Volatils (COV) et Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)

- Bourcereau L (2008) Accumulation des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) dans les sédiments de la rivière Doubs- Rapport Final, 57pp.

- Hylland K (2006) Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) ecotoxicology in marine ecosystems. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A. 69: 109-123.

- CCME Conseil canadien des ministres de l’environnement (2010) Recommandations canadiennes pour la qualité des sols : protection de l’environnement et de la santé humaine – HAP cancérogènes et non cancérogènes, 19pp.

- CCME (2008) Canada-wide standards for petroleum hydrocarbons (PHC) in soil: Scientific rationale – Supporting technical document. (update of 2000 version) CCME, Winnipeg.


Annexe C : Normes de qualité de l’air françaises

Tableau 18 : Récapitulatif des normes de qualité de l’air françaises

Dioxyde d’azote (NO2)

Objectif de qualité 40 µg/m3 En moyenne annuelle civile

Valeurs limites pour la protection de la santé humaine

200 µg/m3 En moyenne horaire, à ne pas dépasser plus de 18 fois par année civile

40 µg/m3 En moyenne annuelle civile

Niveau critique annuel pour la protection de la végétation

30 µg/m3 En moyenne annuelle civile

Seuil de recommandation et information

200 µg/m3 En moyenne horaire

Seuil d’alerte 400 µg/m3 Ou si 200 µg/m3 en moyenne à J-1 et à J, et prévisions de 200 à J+1

En moyenne horaire dépassé pendant 3 heures consécutives

NOx


30 µg/m3 (en équivalents NO2) En moyenne annuelle civile

Monoxyde de carbone (CO)

Valeur limite pour la protection de la santé humaine

10 mg/m3 soit 10 000 µg/m3 Pour le maximum journalier de la moyenne sur 8 heures

Dioxyde de soufre (SO2)

Objectif de qualité 50 µg/m3 En moyenne annuelle civile


350 µg/m3 En moyenne horaire, à ne pas dépasser plus de 24 fois par année civile

125 µg/m3 En moyenne journalière, à ne pas dépasser plus de 3 fois par année civile

Niveau critique annuel pour la protection de la végétation

20 µg/m3 En moyenne annuelle civile et en moyenne sur la période du 1er octobre au 31 mars

Seuil de recommandation et information

300 µg/m3 En moyenne horaire

Seuil d’alerte 500 µg/m3 En moyenne horaire pendant 3 heures consécutives

Lignes directrices OMS 20 µg/m3 En moyenne journalière

500 µg/m3 En moyenne sur 10 minutes

Métaux lourds

Objectif de qualité Plomb : 0,25 µg/m3 En moyenne annuelle civile


Plomb : 0,5 µg/m3 En moyenne annuelle civile

Valeur cible Arsenic : 6 ng/m3 En moyenne annuelle civile du contenu total de la fraction PM10

Cadmium : 5 ng/m3

Nickel : 20 ng/m3


Annexe D : Techniques de mesures des poussières

Techniques de mesure

Description Avantages Inconvénients Adaptabilité aux

mesures d’émission sur chantier

FDMS Filter Dynamics Measurement

System -

TEOM Tapered Element

Oscillating Microbalance

Mesure en continu de la volatilisation des poussières sur filtre de collection,

chauffage et refroidissement par

effet Peltier

Analyse continue en temps réel, résolution d’une heure.

Comparaison directe avec les valeurs limites.

Comparable à la méthode de référence (EC Directive

2008/50/EC).

Couteux.

Requiert une source électrique, un site sécurisé et une maintenance qualifiée.

Analyseurs individuels permettent uniquement des

mesures de PM10 ou PM2.5, en fonction de la taille de l’entrée.

Peu applicable dans la majorité des situations.

Potentiellement appropriée pour les sites

sensibles, où la conformité aux valeurs seuils est

critique.

Analyseur d’atténuation

béta

Mesure de l’atténuation d’un

rayonnement béta, transmis à travers

une bande filtrante, collectrice de poussières.

Analyse continue en temps réel, résolution d’une heure.

Comparaison directe avec les valeurs limites.

Comparable à la méthode de référence (EC Directive

2008/50/EC)

Couteux.

Requiert une source électrique, un site sécurisé et une maintenance qualifiée.

Analyseurs individuels permettent uniquement des

mesures de PM10 ou PM2.5, en fonction de la taille de l’entrée.


Potentiellement appropriée pour les sites

sensibles, où la conformité aux valeurs seuils est

critique.

Analyseur optique

Mesure de l’intensité et du spectre de

diffusion angulaire retransmise par une particule, afin d’en

obtenir sa taille.

Possibilité de mesurer simultanément des fractions

de taille différente.

Portable, utilisation d’une batterie.

Peu couteux.

Nécessite peu de maintenance.

Requiert une source électrique et un site sécurisé.

Concentrations indicatives.

Calcul des concentrations de PM, basé sur des hypothèses

concernant les caractéristiques des particules qui peuvent

varier.

Analyseur facilement déployable sur site.

Surveillance en temps réel, information sur l’efficacité des mesures d’atténuation.

Peut être utilisé pour l’identification des

périodes de fortes hausses de niveau de poussière.

Echantillonneur gravimétrique à base de filtre

Echantillonnage de particules par

collecte sur filtre et régulation de flux.

Échantillonneur Partisol 2025 : comparable à la méthode de

référence (EC Directive 2008/50/EC)

Autres échantillonneurs, (Minivol) : facilement

déployable, petit, utilisation d’une batterie mais non

équivalence à la méthode référence.

Attention particulière dans la sélection des filtres, du stockage

et manipulation.

Cout opératoire.

Temps de résolution de mesure limité à 24 heures, pas de résultats en temps réel.


Pas d’information en temps réel, et nécessite

d’importantes ressources.

Echantillonneur portable

Echantillonnage des particules

Possibilité de mesurer en temps réel simultanément des fractions de taille différente.

Facilement déployable pour les mesures d’efficacités des

solutions d’atténuations

Concentrations indicatives

Adapté pour une application sur site à risque

faible.

Intéressant comme supplément d’information

à une surveillance permanente.

Jauge de déposition

(Jauges frisbee)

Collecte des poussières par une jauge frisbee, muni

d’un support tournant autour d’un axe fixé (orientation

possible du collecteur)

Peu couteux.

Déployable facilement sur site.

Ne requiert pas de source électrique.

Peut être utilisé avec d’autres jauges.

Nécessite des analyses en laboratoire supplémentaires

Résolution temps limitée à plusieurs semaines, pas

d’information sur les évènements de courte durée.

Pas de mesures directionnelles.

Informations complémentaires à la

surveillance des concentrations de PM.

Résolution temps représente un réel

désavantage.


Techniques de mesure

Description Avantages Inconvénients Adaptabilité aux

mesures d’émission sur chantier

Bandes autocollantes

(positionnées à l’horizontal)

Poussières déposées captées à la surface, puis analyse optique (opacité causée par

les particules)

Peu couteux.



Nécessite des analyses en laboratoire supplémentaires.

Résolution temps limitée à une semaine, pas d’information sur

les évènements de courte durée.

Pas de mesures directionnelles




désavantage.

Jauges de poussières au

sol (verre)

Mesure de la réduction de

brillance, sur une surface de verre

(similaire à la verrerie d’une

fenêtre)

Peu couteux.





les évènements de courte durée

Pas de mesures directionnelles




désavantage.

Bandes autocollantes

(positionnées à la verticale)

Similaire aux bandes autocollantes positionnées à

l’horizontal

Peu couteux.



Identification de flux de poussières provenant de différentes directions et

contribution des sources.



les évènements de courte durée.

Informations utiles sur la contribution de différentes

sources, permet de confirmer l’efficacité de mesures d’atténuation.

Tableau 19 : Techniques de monitoring des particules fines11

11 IAQM, 2012 – Guidance on air quality monitoring in the vinicity of demolition and construction sites


Annexe E : Méthodes de quantification des émissions de polluants

Base de données AP-42 (US EPA)

L’agence de protection de l’environnement des États-Unis (US EPA) publie depuis 1972 une compilation de facteurs d’émissions dans son document AP-42. À ce jour, plus de 200 sources d’émission de polluants atmosphériques sont décrites. Les sources sont listées par secteur industriel ou par type d’activités.

La compilation est ordonnée en 15 chapitres eux-mêmes découpés en plusieurs chapitres et sous-chapitres en fonction de la complexité des secteurs d’activité. Un document d’introduction permet de retracer l’historique de l’AP-42 et de fixer la terminologie et la structure de la compilation. Diverses annexes complètent le tout.

L’US EPA propose aussi sur la page Internet de l’AP-42 une liste des questions fréquemment posées, des mises-à-jour, etc.

Pour une source d’émission donnée, les documents AP-42 se présentent comme un rapport généralement construit de la façon suivante :

Introduction, permettant de fixer le contexte ;

Description du procédé à l’origine des émissions. À noter que les descriptions de l’AP-42 sont très détaillées et associées dans certains cas à des schémas très explicites qui facilitent la compréhension du lecteur ;

Description des polluants couramment émis par le procédé ;

Description également des options permettant de réduire les émissions à la source ;

Description des facteurs d’émissions disponibles pour chaque polluant. Les sources à partir desquelles les facteurs sont estimés sont également discutées. Chaque facteur d’émission est par ailleurs noté en fonction de la qualité de celui-ci (A signifie une confiance élevée ; E signifie une confiance faible).

Plus particulièrement, pour les chantiers de construction qui sont potentiellement à l’origine de fortes émissions de poussières, l’US EPA propose au travers du chapitre 13.2.3 un facteur d’émission global pour les particules atmosphériques totales (TSP) :

Émission de TSP = 2,69 tonnes de TSP par hectare et par mois d’activité

L’US EPA note que cette valeur est conservative car elle a été dérivée à partir de l’hypothèse que le chantier fonctionne 30 jours par mois. L’US EPA ne propose pas d’autres facteurs d’émission pour des coupes granulométriques plus faibles (ex. PM10 ou PM2,5).

Toutefois, du fait de l’absence de spécificité, les émissions de poussières calculées à partir de ce facteur ne permettront pas de préparer un plan efficace de réduction des émissions.

Pour ce faire, l’US EPA recommande aussi de se référer à d’autres chapitres de l’AP-42 plus spécifiques aux activités génératrices de poussières ou de COV, comme :

Défrichage des terrains ;

Forage ;

Manipulation des matériaux ;

Erosion éolienne ;

Circulation sur routes non bitumées ;

Revêtement de surface (ex. peinture).


Le Tableau 20 présente quelques-uns de ces facteurs.

Opérations génératrices de poussières

Chapitre de l’AP 42 Facteur proposé

Forage 11.9 0,59 kg de TSP/ouvrage

Défrichage1 11.9 2,6(𝑠)1,2

𝑀1,3⁄

Manipulation des matériaux2 13.2.4 𝑘(0,0016)(𝑈 2,2⁄ )1,3

(𝑀 2⁄ )1,4

Revêtement de surface 4.2.1 5,8 g de COV/jour

Notes : 1 : s est le contenu en fine (%), M l’humidité relative et l’unité est le kg de TSP par heure 2 : U est la vitesse moyenne des vents (m/s), M l’humidité relative des matériaux (%) et l’unité est le kg de TSP par tonne de matériaux manipulés

Tableau 20 : Quelques facteurs d'émission proposés par l'US EPA pour les activités de chantier

Pour ce qui est de la circulation des véhicules en dehors de routes bitumées, l’AP 42 propose l’équation suivante (chapitre 13.2.2) :

𝐸 = 281,9 × 𝑘 × (𝑠

12)𝑎

× (𝑊

3)𝑏

×1 − 𝑐

100×1 − 𝑃

365× 𝑉

Où :

E est la quantité de poussières émises (en g),

k, a et b des coefficients dépendant de la granulométrie des poussières émises (i.e. TSP, PM10 ou PM2,5),

s la teneur en particules de diamètre inférieur à 75 μm (en %),

W le poids moyen des véhicules empruntant la route considérée (en t),

c l’efficacité des mesures de contrôles des émissions de poussières mises en place (en %),

P le nombre de jours de pluie pour lesquels des précipitations d’au moins 0,254 mm ont été observées,

V le nombre de kilomètres effectués sur cette route pendant la période de temps étudiée et par l’ensemble des véhicules y circulant.

L’AP-42 ne propose pas de facteurs d’émissions pour les émissions à l’échappement des véhicules et autres engins de chantier. En revanche, l’US EPA propose un outil d’estimation des émissions des véhicules appelé MOVES pour « Motor Vehicle Emission Simulator »12.

En appliquant la méthodologie de l’US EPA, le WRAP (Western Regional Air Partnership) a élaboré un guide spécifique sur les facteurs d’émissions liés aux activités de construction et démolition13. Ce guide fournit un facteur d’émission de PM10 général pour tous les types d’activité de construction qui est de :

Émission de PM10 = 0,27 tonnes de PM10 par hectare et par mois d’activité

Le guide fournit également des facteurs adaptés à chaque type d’activité pour une meilleure estimation des émissions de PM10. Par exemple, ce facteur vaut 0,08 t/ha/mois pour la construction de bâtiments résidentiels, 0,47 t/ha/mois pour la construction de bâtiments non résidentiels et 1,04 t/ha/mois pour la construction de routes.

12 http://www.epa.gov/otaq/models/moves/. 13 Western Regional air partnership, 2006 - Fugitive Dust Handbook Chapitre 3: Construction and Demolition, 24pp

http://www.epa.gov/otaq/models/moves/


Base de données EMEP

La base EMEP maintenue par l’Agence Européenne de l’Environnement propose depuis 1996 des facteurs d’émission atmosphérique sous la forme d’un guide à la réalisation d’inventaire d’émissions atmosphériques. La dernière version du guide date d’août 2013.

Le guide EMEP se présente comme l’AP-42 sous la forme de chapitres par industries et de sous-chapitres par type d’activités. Chacun des sous-chapitres propose trois niveaux de complexité concernant les facteurs d’émissions proposés :

Niveau 1 : méthode de détermination la plus simple qui utilise une relation linéaire entre l’activité et l’émission polluante ;

Niveau 2 : méthode de détermination intermédiaire qui se base sur le niveau de complexité 1 mais utilise des facteurs d’émissions spécifiques à chaque pays ;

Niveau 3 : méthode de détermination la plus complexe nécessitant plus de données car utilisant des modèles sophistiqués. Ce dernier niveau rejoint souvent les méthodes proposées par l’US EPA dans l’AP-42.

À la différence de l’US EPA AP-42, les facteurs d’émissions sont présentés accompagnés d’une valeur basse et une valeur haute découlant d’un intervalle de confiance à 95 %.

Les opérations de construction et de démolition sont couvertes par le chapitre 2.A.5.b. Seul le niveau de complexité 1 a été développé par l’EEA. Le niveau de complexité 2 n’est pas développé et l’EEA renvoie à l’AP-42 pour le niveau de complexité 3.

Le Tableau 21 présente les facteurs d’émissions proposés par l’EEA pour le niveau de complexité 1. À noter que l’EEA propose un facteur d’émission qui est inférieur à la valeur proposée par l’US EPA (pour rappel, 2,69 t de TSP/ha/mois, équivalent à 3,22 kg de TSP/m2/an).

Polluants Facteurs

d’émission

Intervalle de confiance à 95%

Valeur basse Valeur haute

TSP 0,162 kg/m²/an 0,0123 2,15

PM10 0,0812 kg/m²/an 0,0123 0,538

PM2.5 0,00812 kg/m²/an 0,00123 0,0538

Tableau 21 : Facteurs d’émission proposés par l’EEA

L’EEA propose aussi des facteurs d’émission pour les émissions à l’échappement des véhicules à moteur à usage routier (chapitre 1.A.3.b) et des engins à moteur à usage non routier (chapitre 1.A.4). Pour les véhicules à moteur à usage routier, les facteurs d’émissions ont été compilés dans un outil de calcul nommé COPERT14. Les polluants étudiés comprennent les gaz à effet de serre tels que le CO2.

Concernant les activités industrielles et les chantiers de construction, l’EMEP ne propose pas de facteurs d’émissions pour les émissions de gaz à effet de serre (GES) et renvoie aux guides du GIEC15 (Groupement Intergouvernemental d’Etude du Climat).

En France, l’organisme de référence pour la réalisation des inventaires d’émissions, le CITEPA (Comité Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique), a utilisé la méthodologie de l’US-EPA pour déterminer le facteur d’émission moyen du secteur des BTP. En 2014, les facteurs étaient :

Emissions de TSP pour le bâtiment = 5,8 tonnes / ha (soit 0,48 t/ha/mois)

Emissions de TSP pour les travaux publics = 1,2 tonnes / ha (soit 0,1 t/ha/mois)

Ces valeurs sont assez comparables à la valeur proposée par le WRAP.

14 http://www.emisia.com/copert. 15 http://www.ipcc.ch/.

http://www.emisia.com/copert

http://www.ipcc.ch/


Outil CalEEMod

CalEEMod est l’outil de référence en Californie pour la quantification des émissions de polluants (poussières, SOx, NOx, HAP, et COV) et les émissions de gaz à effet de serre des différentes phases d’un chantier, de la déconstruction à la construction (démolition, terrassement, construction, peinture, engins routier et non-routier).

Via une interface graphique, CalEEMod estime rapidement les rejets de polluants et de GES d’un projet de façon à répondre aux exigences réglementaires locales : en effet, les autorités environnementales en Californie fixe des seuils d’émissions à ne pas dépasser pour les chantiers (voir chapitre 3.1.2).

CalEEMod permet également d’ajuster les valeurs d’émissions en tenant compte des actions de réduction.

Figure 24 : écran d’accueil de CalEEMod

Source : étude ADEME PACA Chantiers de Construction et Qualité de l’air

Le fonctionnement de CalEEMod est basé sur des facteurs d’émissions, notamment ceux de l’AP-42 décrit dans le présent paragraphe, mais sa simplicité d’utilisation et les nombreuses options possibles permettent de s’affranchir de la difficulté de certaines équations proposées par l’AP-42 ou par toutes autres sources de facteurs d’émissions.

Aujourd’hui, cet outil est systématiquement utilisé par les porteurs de projet de l’Etat de Californie pour le calcul des critères d’importance et l’évaluation des mesures de réduction.

Si certains facteurs d’émission composant cette base ne sont pas adaptés à une utilisation française (engins routiers par exemple, ou émissions liées aux peintures / revêtements), un certain nombre de feuilles de calcul, notamment celles relatives aux émissions de poussières lors des activités de construction / démolition pourrait être utilisé.


Annexe F : Études de cas détaillés

Bâtiment – Activités de construction

BAT.01 - Construction de bâtiments au Japon BAT.02 - Construction de la centrale électrique du Comté de Kemper BAT.03 - Construction d’un bâtiment commercial « One Peking », à Hong Kong (Chine) BAT.04 - Construction d’une Centrale de Gaz Naturel Liquéfié (GNL), en Australie BAT.05 - Construction d’une centrale nucléaire à Hinkley Point, près de Bridgwater sur la côte du Somerset

(Royaume-Uni) BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni BAT.07 - Site de construction dans le centre-ville de Cardiff (Royaume-Uni) BAT.08 - Construction du Terminal 5 de l’aéroport de Heathrow, Londres (Royaume-Uni) BAT.09 - Construction de l’aéroport de Saint Hélène (Royaume-Uni) BAT.10 – Reconstruction d’un ancien dépôt de bus à Paris pour la création de logements et d’activités tertiaires

Travaux publics

TP.01 - Construction de routes, en Afrique du sud

TP.02 - Réseau ferroviaire suédois

TP.03 - Travaux d’excavation et d’amélioration des infrastructures dans le parc Swann, à Baltimore

TP.04 - Construction de routes, au Royaume-Uni

TP.05 - Construction d’une route souterraine dans le centre-ville de Boston, Massachussetts


TP.07 - Activités de dynamitage souterrain (et autres activités), dans le but d’entreprendre des travaux d’excavation dans un souterrain destiné à recevoir le métro New YorkaisTP.08 - Construction d’un système de drainage des eaux de pluie, à Hong Kong (Chine)

TP.09 - Construction de lignes de transmissions électriques, au Chili


Démolition

DEM.01 - Chantiers de démolition au Royaume-Uni (collège, immeuble de logements, château d’eau)

DEM.02 - Activités de démolition, proche de Marylebone Road, Londres (Royaume-Uni)

DEM.03 - Implosion d’immeubles au Havre (France)

DEM.04 - Implosion de bâtiments d’habitation collectifs (France)

DEM.05 - Implosion d’immeuble à Meaux (France)

DEM.06 - Démolition de structures industrielles du quartier de Kennedy Town, à Hong Kong (Chine)

DEM.07 - Chantier de destruction de l’usine Pechiney d’Auzat (France)

DEM.08 - Démolition d’un pont ferroviaire, aux Pays-Bas

DEM.09 - Comparaison entre la démolition de maisons individuelles à Chicago et la démolition de résidences collectives à Baltimore (Etats-Unis)

DEM.10 - Implosion d’un immeuble, à Baltimore (Etats-Unis)

DEM.11 - Démolition de logements sociaux, à Chicago (Etats-Unis)


DEM.12 - Implosion d’un immeuble dans une zone hospitalière, à Madrid (Espagne)

DEM.13 - Démolition d’un immeuble dans une zone hospitalière, à Essen (Allemagne).

DEM.14 - Implosion d’un hôpital, à Calgary (Canada)

Transport et utilisation d’engins de chantier

TR.01 - Emissions de polluants atmosphériques de divers engins de chantier, aux Etats-Unis

Production, gestion et valorisation des déchets

DEC.01 - Analyse environnementale du fonctionnement d’un centre de tri de déchets de construction et de démolition, à Lisbonne (Portugal)

DEC.02 - Installation de traitement des déchets du BTP, aux Etats-Unis


- Bâtiment – Activités de construction – (Annexe F)

BAT.01 - Construction de bâtiments au Japon

Activités prises en compte Polluants Mesures

atténuation Autres

observations Résultats / conclusions

Travail de la structure, travail de finition, installation des équipements

CO2, SOx, NOx, poussières

- Structures en acier et en béton armé

Ratios par m² de construction :

- Oxydes de soufre : 720-1430 g

- Oxydes d’azote : 700-1140 g

- Poussières : 70-130 g

Tableau 22 : Principales activités et résultats associés dans des chantiers de construction au Japon

Objectif

L’objectif de l’étude est la quantification des émissions de polluants durant la période de construction de bâtiments destinés à une utilisation professionnelle.

Données

L’étude porte sur six bâtiments ayant chacun une surface de sol totale allant de 1 502 à 216 000 m². Les grands bâtiments ont une structure principale en acier (bâtiments 2 à 6, inclus), tandis que les petits bâtiments ont une structure en béton armé (bâtiment 1).

Les phases de construction ont été divisées en quatre catégories : travail de la structure, travail de finition, installation des équipements et logistique générale.

Résultats

Le tableau ci-dessous regroupe les quantités de polluants générés par la construction des bâtiments, exprimées en quantité de polluants émise par m² de sol.

Polluants Phase s Bâtiment 1 Bâtiment 2 Bâtiment 3 Bâtiment 4 Bâtiment 5 Bâtiment 6

CO2 (kg/m²)

Structure 449 275 345 352 331 347

Finition 535 529 648 525 392 219

Equipement 152 161 84 227 230 176

SOx, SO2 (g/m²)

Structure 241 166 177 177 190 164

Finition 947 761 1014 741 526 378

Equipement 232 186 168 318 238 171

NOx, NO2 (g/m²)

Structure 337 168 235 201 243 207

Finition 79 71 91 73 46 38

Equipement 18 16 13 26 22 14

Poussières (g/m²)

Structure 24 15 21 17 19 18

Finition 79 71 91 73 46 38

Equipement 18 16 13 26 22 14

Tableau 23 : Estimations des concentrations de polluants émis durant la phase de construction de bâtiments japonais

La construction de ces bâtiments (toutes phases comprises) a généré en moyenne 1000 kg/m² ± 15% de CO2, 1130 g/m²± 20% de SOx, 315 g/m²± 20% de NOx et 100 g/m²± 20% de poussières. L’écart-type de ces résultats étant assez restreint, les émissions totales sont donc plutôt équivalentes parmi les différents bâtiments.

Cependant, les ordres de grandeur des quantités de polluants émis varient selon les phases de la construction. En effet, les émissions de CO2 et de SOx sont particulièrement élevées en phase de construction de la structure et de finition, tandis que la phase d’équipement ne représente qu’une faible part des émissions de l’ensemble des polluants atmosphériques.

Référence bibliographique :

Oka, 1993 -The estimation of energy consumption and amount of pollutants due to the construction of buildings.


BAT.02 - Construction de la centrale électrique du Comté de Kemper

Activités prises en compte Polluant

s Mesures

atténuation Autres


Émissions des pots d’échappement des véhicules des travailleurs, des engins de chantiers, des générateurs diesels et des équipements de chantier à moteur

NOx, COV, CO, SO2, PM10 et PM2.5

Engins équipés de dispositifs de réduction des émissions

Travail de 45 engins pendant 10 h, 5 jours par semaine

Concentrations en NOx 4 fois plus importantes qu’en situation « normale » Concentrations en PM10 doublées Emissions de HAP Emissions de CO, SO2 et PM2.5 négligeables

Tableau 24 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de la centrale électrique du Comté de Kemper

Objectifs

Cette étude a, entre autres, déterminé les émissions atmosphériques du chantier de construction d’une centrale électrique (toutes sources confondues) aux Etats-Unis entre 2010 et 2014 grâce à la modélisation des activités du chantier de construction avec le modèle de dispersion atmosphérique AERMOD (modèle réglementaire développé par l’American Meteorological Society AMS et mis à disposition par l’agence de protection de l’environnement EPA).

Données

L’étude se base sur une flotte de 45 engins de chantier (à moteur diesel) travaillant 10h par jour, 5 jours par semaine pendant 42 mois en continu sur un site de 607 050 m². Un scénario « worst case » a été estimé, pour les émissions atmosphériques annuelles de NOx, COV, CO, SO2 et PM10, à respectivement 155, 9, 134, 0,03 et 19 tonnes/an. Ce scénario pessimiste représente néanmoins une réduction de 11% par rapport aux émissions de la centrale une fois en activité. L’estimation a été basée sur les facteurs d’émission de l’EPA.

Résultats

Elle conclut à une augmentation localisée et temporaire des concentrations atmosphériques de NOX, COV, CO, SO2, PM10 et PM2.5 résultant des émissions des pots d’échappement des véhicules des travailleurs, des engins de chantiers, des générateurs diesels et des équipements de chantier à moteur (bien que les engins et équipements de chantiers aient été équipés de dispositifs standards de contrôle de pollution pour minimiser les émissions).

Les concentrations évaluées sont présentées dans le tableau ci-dessous et comparées aux concentrations déjà présentes dans l’air ambiant.

Polluants Durée de la moyenne

Impacts des émissions liées au chantier de construction (µg/m3)

Concentrations dans l’air ambiant (µg/m3)

NOx annuelle 49 15

CO 1 h 1640 5630

8h 1160 3800

SO2

3 h 0,15 91

24h 0,05 31

annuelle 0,01 8

PM10 24h 39 40

annuelle 6,1 23

PM2.5 24h 4,3 28,9

annuelle 0,7 12,8

Tableau 25 : Concentrations de polluants atmosphériques modélisées lors de la construction d’une centrale électrique

L’étude montre donc un impact particulièrement significatif pour les NOx et les particules fines : selon le modèle, les émissions du chantier conduisent à des concentrations en NOx 4 fois plus importantes qu’en situation « normale » (l’air ambiant possède déjà une concentration de 15 µg/m3 en NOx, auxquels s’ajoutent les 50 µg/m3 émis par le chantier) et 2 fois plus importantes pour les PM10. Par contre, l’impact des émissions de CO, SO2 et PM2.5 reste négligeable en comparaison des quantités déjà présentes dans l’air ambiant.


USA NETL, 2009 - Clean Coal Demonstrations- Final Environmental Impact Statement for Kemper County IGCC Project. Disponible sur : http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/cctc/EIS/eis_kemper.html

http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/cctc/EIS/eis_kemper.html


BAT.03 - Construction d’un bâtiment commercial « One Peking », à Hong Kong (Chine)

Activités prises en compte Polluants Résultats / conclusions

- Construction: engins de chantier et enlèvement déchets

- Démolition : engins de chantier

- Elimination des déchets : distance des centres d’enfouissement

CO2, CH4, N2O, SO2, CO, NOx, COV et PM

La construction, la démolition et l’élimination des déchets représentent près de 30 % des émissions de PM et moins de 1 % des émissions des autres polluants

Tableau 26 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’un centre commercial à Hong-Kong

Objectif

Cette étude porte sur le calcul des émissions de polluants atmosphériques liés aux engins de chantier et à l’enlèvement des déchets lors de la construction et la démolition d’un bâtiment commercial s’étendant sur 43 210 m² à Hong-Kong.

Données

Les émissions de la phase de construction ont été estimées à partir des émissions des divers engins de chantier utilisés (consommation de carburant et d’électricité) et des émissions correspondant au transport des déchets de construction.

Les émissions de la phase de démolition ont été estimées quant à elles à partir des émissions des engins utilisés pour la démolition.

Les émissions de la phase d’élimination des déchets en fin de démolition ont été estimées à partir des quantités de matériaux à éliminer et de la distance des centres d’enfouissement.

Résultats

Les calculs ont été effectués pour les polluants suivants : CO2, CH4, N2O, SO2, CO, NOx, COV et PM et ramenés à un ratio par m² de surface construite. L’énergie grise des matériaux n’est pas incluse dans le calcul des émissions de la phase de construction.

Phases du cycle de vie

CO2 CH4 N2O SO2 CO NOx COV PM

Construction 45 085 0,76 3,76 126,4 25,7 121,9 18,6 2 322,7

Démolition 2 344 0,04 0,06 7,41 0,38 9,5 0,04 10,36

Elimination des déchets

6 799 0,5 0,26 0,19 10,9 45,3 5,69 5 798,1

Tableau 27 : Emissions de polluants atmosphériques durant les différentes phases (en g/m²)

Les calculs suggèrent que la phase de construction génère plus de CO2, CH4, N2O, SO2, CO, NOx et COV que les phases de démolition et d’élimination des déchets de démolition réunies. Par contre, ces dernières sont très fortement émettrices de PM, en particulier la phase de l’élimination des déchets. Cependant, les auteurs de l’étude de cas relativisent ces émissions en les replaçant dans l’ensemble global du cycle de vie de ces bâtiments. En effet, ils rappellent que bien que les phases de construction, de démolition et d’élimination des déchets réunies représentent près de 30% des émissions de PM générées sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment, elles ne sont responsables que de moins de 1% des émissions pour les autres polluants. Le reste des émissions provient d’autres phases telles que la fabrication des matériaux de construction (énergie grise des matériaux de construction) ou encore la phase d’opération du centre commercial – non présentés dans ce rapport.

Référence bibliographique:

Zhang, 2012 - Life cycle assessment of the air emissions during building construction process: A case study in Hong Kong


BAT.04 - Construction d’une Centrale de Gaz Naturel Liquéfié (GNL), en Australie

Activités prises en compte Polluants Mesures atténuation Résultats / conclusions

Utilisation des moteurs diesel des engins de chantiers

NOx, CO, PM10

Utilisation d’engins à faible impact, amélioration de la logistique, abats-poussières, aspersion d’eau sur les routes

Emissions très localisées et parfois de courte durée (excavations par exemple)

Tableau 28 : Principales activités et résultats associés à la construction d’une centrale GNL en Australie

Objectif

L’étude porte sur l’évaluation des impacts de la construction d’une usine de GNL (Gaz Naturel Liquéfié) en Australie, en 2011.

Données

Les émissions générées sur le chantier par l’utilisation des moteurs diesel des équipements de construction durant les quatre ans et neuf mois de chantier ont été estimées à partir des facteurs d’émissions de l’US-EPA.

La consommation totale de diesel a été évaluée à 52 millions de litres pour les engins non-routiers et à 13 millions de litres pour les engins routiers.

Résultats

Polluants Emissions diesel d’engins

routiers (t)

Emissions diesel d’engins non-routiers (t)

Emissions totales (t)

NOx 1790 3825 5 616

CO 490 920 1 410

SOx 122 306 428

PM10 163 306 469

CO2 56 875 153 000 209 875

VOC 163 360 523

Tableau 29 : Estimation des émissions atmosphériques (en tonnes) liée à un chantier de construction d’une centrale GNL en Australie

L’absence de renseignements quant aux nombres d’engins routiers et non routiers présents sur le chantier empêche de tirer des conclusions quant aux émissions respectives de ces deux types d’engins. Les auteurs de l’étude ont cependant conclu à un faible impact sur la qualité de l’air ambiant du chantier, du fait des émissions dans l’air durant la phase de construction considérées comme très localisées géographiquement et parfois de courte durée en fonction de la nature des activités (excavations, par exemple).


Worley Parsons, 2011 - Australia Pacific LNG Project, LNG Facility Vol2 - Construction Environmental Management plan


BAT.05 - Construction d’une centrale nucléaire à Hinkley Point, près de Bridgwater sur la côte du Somerset (Royaume-Uni)


atténuation Météo-rologie

Autres observations

Résultats / conclusions

- Travaux préliminaires : préparation site, construction débarcadères - Construction bâtiments : terrassement, construction de plate-forme, etc. - Installation centrale : infrastructure électrique, mécanique, etc.

PM10, NO2 - - -

Modélisation a priori : si un contrôle des poussières de construction est mis en place, l’impact des émissions atmosphériques du chantier de construction de la centrale serait mineur sur la qualité de l’air de la population environnante

Tableau 30 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’une centrale nucléaire au Royaume-Uni

Objectif

Une étude concernant la concentration en particules et en NO2 dans l’air ambiant a été réalisée et a permis de mesurer en continu, entre mars et août 2010, les concentrations horaires et journalières autour du site avant la construction de la centrale. Une modélisation de l’impact des émissions de la phase de construction est ensuite réalisée pour déterminer leur importance relativement à l’état initial.

Données

Les mesures de concentration de l’air ambiant doivent être prises avec précaution avant intégration dans le modèle de dispersion des émissions liées au futur chantier de construction. En effet, la présence de centrales thermiques charbon autour du site et leurs activités (probable fluctuation durant l’année, pendant l’été notamment) deviennent des variables possibles dans les mesures de concentration et complexifient la détermination des sources d’émission.

Résultats

Polluants mesurés

Concentrations horaires (µg/m3)

Concentrations journalières (µg/m3) Déviation par rapport aux

autres sites de surveillance Moyenne Maximale Moyenne Maximale

NO2 6,0 54,1 - - 0,05 à 3,54 µg/m3

PM10 18,8 92,0 18,6 69,3 -

Tableau 31 : Mesures de l’air ambiant du site de la centrale électrique de Hinkley Point

Il a été observé que les moyennes en concentration horaire de l’air ambiant diminuaient de manière progressive durant la période de mesure (mars-août 2010). Elles étaient de 30,1 µg/m3 (PM10) et 7,3 µg/m3 (NO2) en mars et atteignaient des concentrations de 13,2 µg/m3 (PM10) et de 3,8 µg/m3 (NO2) en août. La concentration dans l’air ambiant des polluants atmosphériques est donc fortement dépendante de la météorologie locale et de l’activité anthropique, qui vraisemblablement décroit en été.

Suite à ces mesures, une modélisation a priori des impacts environnementaux (comprenant la qualité de l’air) durant la phase de construction a été entreprise et a permis de conclure que, si un contrôle des poussières de construction est mis en place, l’impact des émissions atmosphériques du chantier de construction de la centrale serait mineur sur la population environnante (incluant une ferme se trouvant à 50 mètres des limites du site). Cependant, aucune donnée quantitative n’est fournie dans le rapport.


AMEC, 2010 - Final air quality monitoring report, EDF access


BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni

Activités prises en compte

Polluants Mesures


Autres observations Résultats / conclusions

Construction générale : Découpe trottoir, déplacement et conditionnement de sable, excavation sol, mise en œuvre béton Découpe de bloc de béton : déplacement béton, découpe à la scie ou disque.

PM10, silice cristalline

-

60 – 80% humidité 8 - 15°C Légère pluie

Appareils de mesures positionnés à des endroits caractéristiques des activités en cours durant les mesures, contre et sous le vent, proche de sources de polluants distinctes des émissions de chantier.

Construction générale : PM10 de 1 à 1,5 fois supérieures à air ambiant, avec fraction importante de poussières volatiles (fumées diesel, particules biologiques) Découpe de blocs béton : PM10 2,5 fois supérieures à air ambiant (> 50 µg/m3) avec fraction importante de poussières non volatiles (particules minérales) Silice : >10 µg/m3

Tableau 32 : Principales activités et résultats associés dans divers chantiers du BTP au Royaume Uni

Objectif

L’étude, effectuée par le ‘Health and Safety Laboratory’ (laboratoire de recherche britannique dans le domaine de la santé et de la sécurité au travail), porte sur plusieurs chantiers du BTP au Royaume-Uni en 2009. Elle vise à évaluer l’exposition des travailleurs à des poussières émises par les activités de chantier ; chacun des chantiers ayant ses propres spécificités (lieu, type d’environnement local, activités mises en place, etc.). Deux types d’activités sont distingués : construction générale et découpe de blocs béton.

Données

Les poussières ont été collectées grâce à un échantillonneur gravimétrique à base de filtres en ester de cellulose mixte.

Résultats

Poussières alvéolaires (< 10 µm)

Valeurs Air ambiant (atmosphère

urbaine) Construction générale Découpe de blocs béton

Médiane µg/m3 17,5 24,1 30,5

Minimale µg/m3 13 17,4 17,5

Maximale µg/m3 27,7 29,5 76,9

Nombre d’échantillons analysés 5 9 7

Tableau 33 : Récapitulatif des concentrations de poussières mesurées sur les différents chantiers

Les valeurs de concentration en poussières alvéolaires ou PM10 relevées sur les chantiers sont en général du même ordre de grandeur que celles de l’air ambiant, avec quelques exceptions : certaines valeurs sont de 1,5 à 2,5 fois supérieures selon la catégorie de chantier. Des quantités élevées de poussières alvéolaires émises ont notamment été mesurées lors d’activités de découpe de blocs (concentration pouvant être supérieure à 50 µg/m3 lorsque l’échantillonneur est positionné à moins de cinq mètres de la source d’émission).

L’étude propose également une analyse de la composition des particules présentes dans les échantillons prélevés.

En moyenne, la majorité des échantillons spécifiques à l’atmosphère urbaine et aux opérations de construction générale présente une fraction importante de poussières volatiles et combustibles (60 à 77 %), principalement dues aux particules de fumées diesel et aux particules biologiques. Cela illustre la prédominance des émissions issues de l’utilisation des engins de chantier sur ces sites de construction générale, mais aussi la présence d’autres sources de particules non liées au chantier (particules biologiques).


En revanche, les échantillons spécifiques à la découpe des blocs sont constitués majoritairement de poussières alvéolaires non volatiles et non combustibles (jusqu’à 74%), soit une quantité importante en particules minérales, dues essentiellement aux activités de découpes (pas d’autres sources externes).

Enfin, l’étude analyse la présence de silice cristalline alvéolaire (Tableau 34).


Valeurs Air ambiant (atmosphère

urbaine) Construction générale

Découpe de blocs béton

Médiane µg/m3 0,16 0,21 1,2

Minimale µg/m3 0,08 0,08 0,16

Maximale µg/m3 0,17 0,39 11,9

Nombre d’échantillons analysés 4 9 7

Tableau 34 : Concentrations en silice cristalline alvéolaire mesurées dans les échantillons

Les mesures en concentration de la silice cristalline alvéolaire (RSC, provenant entre autres du ciment) sont les plus intéressantes, en raison de la toxicité des particules. La RSC est présente dans l’atmosphère urbaine générale à une concentration de l’ordre de 0,08 à 0,44 µg/m3. Cependant, les activités de découpe de blocs ont une réelle incidence sur la concentration locale en RSC car des concentrations supérieures à 10 µg/m3 y ont été relevées.


Health and Safety Laboratory, 2011 - Levels of respirable dust and respirable crystalline silica at construction sites, 78pp.


BAT.07 - Site de construction dans le centre-ville de Cardiff (Royaume-Uni)


Polluants Mesures

atténuation Météoro

logie Autres


Démolition, travaux des sols, épandage de la fondation en béton, construction d’une armature en acier et d’une dalle de béton au sol, construction de murs et de toit et finitions

PM10 - - Mesures à 5 mètres du chantier

Pics de concentration horaire et journalière dépassant les seuils standardisés de concentration en PM10, nombreux pics durant l’été. Effet de la météorologie non démontré. Concentrations annuelles locales peu influencées

Tableau 35 : Principales activités et résultats associés sur un site de construction à Cardiff (Royaume-Uni)

Objectif

L’étude portait sur la surveillance de la qualité de l’air autour d’un chantier situé sur une voie piétonne, éloigné de tout trafic routier, qui s’est étendu sur une durée d’un an (1994). Les mesures ont été effectuées avant, pendant et après réalisation du chantier.

Données

Les mesures de concentration en PM10 sont effectuées par le biais d’un site de monitoring AURN (Automatic Urban and Rural Network, le plus large réseau anglais de surveillance de la qualité de l’air ambiant16), situé à une distance de 5 mètres du chantier. Les mesures ont été effectuées par un analyseur de poussières TEOM17 en temps réel.

Résultats

Années Seuils de référence Nombre de jours /

heures avec un seuil dépassé

Concentrations

1993 Valeur annuelle moyenne - 31 µg/m3

1994

PM10 > 50 µg/m3, 24h 54 jours Maximale : 96 µg/m3

PM10 > 200 µg/m3, 1h 89 h (surtout en été)

Valeur annuelle moyenne - 34 µg/m3

1995


PM10 > 200 µg/m3, 1h 11 h -

Valeur annuelle moyenne - 25 µg/m3

Tableau 36 : Concentrations de PM10 avant (1993), pendant (1994) et après (1995) le chantier de construction

On observe, surtout pendant l’été, plusieurs pics de concentration horaire et journalière dépassant les seuils standardisés de concentrations en PM10. Cependant, les concentrations annuelles moyennes locales sont peu influencées par les activités de ce chantier, elles restent dans les mêmes ordres de grandeur (environ 30 µg/m3) avant, pendant (+9 %) et après (-25 %) le chantier de construction. Les activités de ce chantier n’ont donc, dans ce cas, qu’un impact ponctuel sur la qualité de l’air environnant.


Air quality expert group, 2012 - Particulate matter in the United Kingdom, Chp 6,3, Episodicity of particles concentrations

16Department for Environment food and Rural Affairs, http://uk-air.defra.gov.uk/networks/network-info?view=aurn 17 Tapered Element Oscillating Microbalance, analyseur temps réel massique des poussières

http://uk-air.defra.gov.uk/networks/network-info?view=aurn


BAT.08 - Construction du Terminal 5 de l’aéroport de Heathrow, Londres (Royaume-Uni)


Polluants Mesures

atténuation Météorologie

Autres observations


Etapes de construction majeure et d’excavation

Dépôts de poussières PM10 et PM2,5

Mise en place de mesures mais non spécifiées

Surveillance des précipitations

Mesures sur un rayon d’1 km autour du chantier

Fluctuation un mois sur l’autre d’un facteur 2 à 3. Valeurs max 30 – 35 SU (Soiling Units, dépôts de poussières) sur sites proches ‘<1km’, 15 – 30 sur sites éloignés ‘>1km’. Pas de corrélation entre le taux pluviosité et le niveau d’empoussièrement.

Concentration journalière PM10 : pas plus de 35 dépassements de seuil de 50 µg/m3

Concentration annuelle PM10 : <= 40 µg/m3

Concentration annuelle PM2.5 : constante, avec un degré de fluctuation

Tableau 37 : Principales activités et résultats associés lors de la construction d’un Terminal à Heathrow, Londres

Objectif

L’étude a été menée pour évaluer les nuisances causées par la construction du terminal 5 de l’aéroport d’Heathrow sur la population environnante. Le rapport présente les résultats de mesures de poussières effectuées durant une partie de la construction (18 mois), comprenant des étapes de construction majeure et d’excavation.

Données

Les mesures de concentration de poussières dans l’air ont été effectuées sur la base de changement de réflectivité de lames de verre exposées à l’air libre, pendant une semaine, aux alentours du site de construction (sur un rayon d’un kilomètre). Le niveau d’empoussièrement est mesuré en Soiling Units (SU). Cette échelle va de 0 (pas de dépôt de poussières) à 100 (couverture totale par les poussières). Des mesures de PM10 et PM2.5 avec un TEOM18 ont également été faites sur cinq autres sites de mesures.

Résultats

Durant les 18 mois de construction, le seuil d’alerte pour la présence de poussières dans l’air a été dépassé 3 fois. Les concentrations mesurées valaient généralement moins d’un tiers de la valeur seuil d’intervention (valeur dépendante de la zone où sont effectuées les mesures – distance au chantier, positionnement contre/sous le vent, etc.).

Les niveaux d’empoussièrement peuvent fluctuer d’un facteur 2 ou 3 d’un mois sur l’autre et en fonction du site de mesure. Sur les sites de mesure proches des zones de chantier du terminal 5 (moins d’un kilomètre), les niveaux d’empoussièrement atteignent des valeurs maximales de 30-35 SU, tandis que sur les sites de mesure plus éloignés (plus d’un kilomètre), les valeurs maximales s’échelonnent de 15 à 30 SU. Certains de ces sites éloignés se trouvent à proximité de grands axes routiers. Les mesures effectuées sur ces sites peuvent par conséquent être biaisées par ce facteur de proximité.

Sur les 18 mois, la concentration de PM10 est restée quasiment constante. Le seuil sur les concentrations journalières (50 µg/m3 à ne pas dépasser plus de 35 jours par an) n’a jamais été dépassé. La concentration en PM2,5 est également restée constante (moyenne annuelle de 13,2 µg/m3), avec une fluctuation minime sur l’année. L’impact de ce chantier sur la qualité de l’air a donc été très limité et transitoire.


Blacklock, 2006 - BAA – T5 Environment, Heathrow Terminal 5

18 Tapered Element Oscillating Microbalance, analyseur temps réel massique des poussières


BAT.09 - Construction de l’aéroport de Saint Hélène (Royaume-Uni)


Polluants Mesures


Autres observations


Impact important : Activités de construction, mouvement des poids-lourds Impact moins important : Circulation des engins de chantier (émissions diesel et mise en suspension des poussières au sol)

TSP, PM10, PM2.5, PM1

NO2

Mesures restrictives sur la taille des stocks tampon Limitation des vitesses de circulation dans le chantier

Temps sec

Etudes sur des zones situées à au moins 100 mètres autour de la limite du chantier

Gaz échappement : pour une vitesse de 20 km/h, l’ensemble des poids lourds en service contribueraient à une augmentation de 0,65 µg/m3 en NO2 et de 0,15 µg/m3 en PM10 par rapport à la concentration moyenne annuelle. Mise en suspension des sols : circulation à 15 km/h, concentration en poussières à 50 m de la route très élevée, malgré la dilution. Impacts sur l’air évalués comme négligeables après la mise en place des mesures d’atténuation

Tableau 38 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de l’aéroport de Saint-Hélène (Royaume-Uni)

Objectif

L’étude comprend les résultats d’une campagne de mesures effectuées en 2008, avant le début de la construction de l’aéroport (début 2012), qui permet d’établir l’état initial de l’environnement. Une évaluation des impacts est ensuite réalisée en combinant deux méthodes : l’utilisation d’un modèle de dispersion (sur la base d’émissions calculées par des facteurs d’émission) et la réalisation de campagnes de mesures pour évaluer l’impact de la mise en suspension de poussières lors de la circulation des engins et poids lourds.

Données

Plusieurs zones ont été étudiées dans un périmètre de 100 mètres minimum autour de la zone de chantier. En raison de sa localisation (île volcanique), de sa topographie (aridité des sols, peu de végétation) et de sa météorologie, l’émission locale de poussières naturelles est courante, mais n’est habituellement pas mesurée.

Les terres sur lesquelles le chantier de construction de l’aéroport est prévu étant particulièrement arides, la perturbation des sols non revêtus semble être un enjeu important. Un système de mesure a donc été mis en place à différentes distances d’une route non revêtue sur laquelle circule un véhicule à 15 km/h, sous le vent et perpendiculairement.

Résultats

Conditions TSP (µg/m3) PM10 (µg/m3) PM2,5 (µg/m3) PM1,0 (µg/m3)

Ensoleillé et sec 34,3 – 50,9 27,9 – 38,8 7,5 – 9,7 0,75 – 1 03

Nuageux et sec 56,7 – 100,2 45,2 – 60,1 7,7 – 10,3 0,7 – 0,88

Tableau 39 : Mesures de concentration ambiantes de particules, à Saint Hélène

Particules Distances entre le point de mesure et la route non revêtue

3 m 5 m 10 m 20 m 50 m

TSP (µg/m3) 2 269 1 391 1 016 842 243

PM10 (µg/m3) 2 152 1 271 715 591 138

PM2.5 (µg/m3) 9 70 36 50 14

PM1,0 (µg/m3) 6 5,6 2,3 3,6 1,2

Tableau 40 : Impact de la perturbation des sols non revêtus par un véhicule


Les émissions de gaz d’échappement des divers engins et véhicules sont susceptibles d’impacter la qualité locale de l’air. Il a cependant été estimé que pour une vitesse de 20 km/h, l’ensemble des poids lourds en service contribueraient à une augmentation de 0,65 µg/m3 en NO2 et de 0,15 µg/m3 en PM10 par rapport à la concentration moyenne annuelle. L’impact des gaz d’échappement des poids lourds est dans ce cas négligeable.

Bien que la vitesse de circulation soit relativement faible, un nuage de poussières est émis au passage du véhicule. Malgré une évidente dilution des concentrations de poussières avec la distance, la concentration en poussières à 50 mètres de la route reste néanmoins élevée par rapport à la situation ambiante (243 µg/m3 contre 30-100 µg/m3).

En raison des impacts potentiels de la construction de l’aéroport sur la qualité de l’air, des mesures d’atténuation ont été développées pour chacune des activités génératrices de particules afin de limiter au mieux les émissions de poussières. Les activités émettrices de poussières qui ont été considérées sont : le dynamitage, le décapage des surfaces, le concassage, le nivellement, la manipulation et le transport des matériaux, l’utilisation de la centrale à béton, le mouvement des engins de chantier et la dispersion des matériaux par le vent. Une trentaine de mesures d’atténuation ont été mises en place et concernent des activités spécifiques ou l’organisation générale du chantier. Il s’agit par exemple, de mesures restrictives sur la taille des stocks tampon ou une limitation des vitesses de circulation dans le chantier. Après la mise en place de ces mesures d’atténuation, les impacts du chantier de construction sur la qualité de l’air peuvent être considérés comme négligeables alors qu’ils sont importants en l’absence de mesures d’atténuation.


AECOM, 2008 - St Helena Airport Environmental Statement, Volume 4 – A 7.1 Air quality and dust detailed assessment


BAT.10 – Reconstruction d’un ancien dépôt de bus à Paris pour la création de logements et d’activités tertiaires


Polluants Mesures


Autres observations


Réhabilitation et reconversion d’un bâtiment existant

PM10, PM2.5

NO2 - - -

NO2 : niveaux mesurés intermédiaires entre fond urbain et trafic PM10 : niveaux équivalents à ceux mesurés à proximité du boulevard périphérique

Tableau 41 : Principales activités et résultats associés lors de la reconstruction d’un dépôt de bus à Paris

Objectif

L’étude présente les résultats d’une campagne de mesures de la qualité de l’air réalisée par AIRPARIF dans le cadre du chantier de reconstruction de l’ancien dépôt de bus de Lagny, dans le 20ème arrondissement à Paris (projet immobilier comprenant la construction de logements, d’une crèche et d’une antenne de collège) Données

Il s’agit d’une campagne de mesures d’une durée de 2 semaines, avec déploiement : de tubes passifs sur plusieurs sites pour la mesure de dioxyde d’azote (NO2) et d’un préleveur automatique sur filtres en un site pour les particules fines (PM10 et PM2.5).

Résultats

Les niveaux de dioxyde d’azote mesurés lors de campagne sont intermédiaires entre le niveau de fond urbain et celui retrouvé à proximité du trafic routier, mais aucune différence vraiment notable n’est constatée.

Par contre, les niveaux mesurés en particules fines PM10 sont nettement supérieurs aux niveaux mesurés sur les stations permanentes du réseau AIRPARIF, comme l’illustre le diagramme ci-dessous, extrait de l’étude. La moyenne observée pendant la campagne (74 µg/m3) est proche du niveau mesuré pendant la même période à la station du Boulevard Périphérique Porte d’Auteuil (79 µg/m3).

Cela s’explique par les activités de chantier menées pendant la campagne de mesures, à savoir la démolition de bâtiments.

Figure 25 : Concentrations journalières de PM10 observées lors de la campagne de mesure sur deux sites

Site n°1 dans le centre de Paris (stations de Paris Centre, Paris 18ème) et à proximité du trafic routier (Place V. Basch)

Source : AIRPARIF

Référence bibliographique : AIRPARIF, 2012 – Etude de la qualité de l’air dans le secteur du dépôt de bus RATP de Lagny, Paris XXème


- Travaux publics - (Annexe F) TP.01 - Construction de routes, en Afrique du sud


Polluants Mesures


Autres observations


Terrassement et utilisation d’engins de chantier / camions

Poussières Aspersion d’eau - -

Pollution importante du « background », les émissions du chantier ne représentent pas localement un générateur important de polluants

Tableau 42 : Principales activités et résultats associés lors de la construction de routes en Afrique du Sud

Objectif

La réhabilitation de la route N17 de Springs à Ermelo et son prolongement de Leandra jusqu’à Leven Station, en Afrique du Sud, a nécessité en premier lieu la détermination des impacts environnementaux dus à ces travaux, y compris l’impact sur la qualité de l’air.

Données

La présence de nombreuses industries dans la région entraîne une concentration importante en polluants atmosphériques dans l’air ambiant.

Résultats

Les experts de l’étude ont conclu que la construction de ce nouveau tronçon de route ne représenterait pas localement un générateur important de poussières et autres polluants gazeux. De plus, la mise en place de mesures d’atténuation (aspersions régulières lors des activités de terrassement et de l’utilisation de camions et d’engins de chantier) permettrait une forte diminution des émissions.


L& W Environmentall, 2002- Environmental impact assessment for the N17 toll road


TP.02 - Réseau ferroviaire suédois



Autres observations


Utilisation des engins de chantier dans plusieurs phases de construction : travail de terrassement et épandage du ballast, mise en place rails et macadam, installation réseau téléphonique et infrastructures de signalétiques et du réseau électrique.

CO, COVNM, NOx, particules, NH3, SO2, N2O, CH4, CO2

- - -

Travaux de terrassement responsables de 99% des émissions de polluants du chantier

Tableau 43 : Principales activités et résultats associés sur le réseau ferroviaire suédois

Objectif

Cette étude de cas concerne la construction du Norrbotniabanan, réseau ferré de 270 km reliant les villes suédoises Umea et Lulea, achevée en 2010.

Données

Dans chacune des phases (terrassement, mise en place des rails, installation des réseaux), les émissions de polluants atmosphériques par les engins de chantier sont calculées à partir de :

Diverses équations et facteurs d’émission établis par CORINAIR (guide européen d’inventaire d’émissions de polluants environnementaux), relatifs au carburant utilisé pour les émissions de SO2 et générale pour les autres polluants et particules,

Propriétés des engins (type de carburant, type et puissance de moteur, etc.) et de la logistique (nombre d’engins, fréquence de fonctionnement, etc.),

Résultats

Polluants Terrassement Mise en place

des rails

Installation du réseau

téléphonique et signalétique

Installation électrique

Total

CO 753 1,1 0,04 0,2 755

COVNM 278 0,4 0,02 0,06 279

NOx 2 419 4 0,1 0,6 2 423

Particules 1734 0,3 0,01 0,1 174

NH3 0,4 - - - 0,4

SO2 0,3 - - - 0,3

N2O 72 0,1 - 0,02 72

CH4 10 0,02 - - 10

CO2 142 550 44 3,1 13 142 610

Tableau 44 : Résumé des émissions du site de construction de Norrbotniabanan (en g/m²)

Près de 99 % des émissions liées aux engins utilisés lors du chantier de construction de la voie ferrée sont produites durant les travaux de terrassement, tous polluants confondus (gaz à effet de serre, COV, NOx, SOx, particules, etc.). Ainsi, les phases de mise en place des rails et d’installation du réseau et de l’électricité ne génèrent que très peu de polluants atmosphériques.


Ross Philips, 2006 - Air pollution associated with the construction of Swedish railways.


TP.03 - Travaux d’excavation et d’amélioration des infrastructures dans le parc Swann, à Baltimore




Excavation de sols pollués à l’arsenic et transport hors du site (13 140 t) Travaux sur collecteurs d’eaux pluviales.

PM10 Spray d’eau Suivi de la

météorologie

Niveau d’alerte en PM10 (455 µg/m3 sur 15 minutes) atteint une seule fois

Tableau 45 : Principales activités et résultats associés dans le parc de Swann aux USA

Objectif

L’étude a consisté à mesurer les niveaux de particules fines pendant les activités de chantier entreprises en 2008 dans le parc Swann à Baltimore, d’une durée de quatre mois. Le chantier consistait en une dépollution des sols afin de protéger la santé humaine et l’environnement. Des travaux d’excavation des sols pollués à l’arsenic ont été entrepris, puis ces sols (13 140 tonnes) ont été transportés par camion hors du site. Des travaux ont également été réalisés sur les collecteurs des eaux pluviales du parc, afin d’en améliorer le fonctionnement.

Données

Un monitoring en temps réel des poussières a été effectué par un DataRAM 4 (analyseur de poussières portable en temps réel, muni d’un système optique), équipé d’une tête multidirectionnelle d’échantillonnage de PM10.

Les mesures ont été effectuées sur la durée entière du projet (jours de travail et weekend) et les sites d’échantillonnage ont été placés à la fois à côté des travaux d’excavation et aux frontières du parc (à chaque point cardinal).

Résultats

Durant la période de mesures, le niveau d’alerte (455 µg/m3, mesuré sur 15 min) a été atteint une seule fois, durant une période orageuse, accompagnée de forts vents. Les travaux ont alors été arrêtés et repris lorsque les conditions ont été plus favorables.

La publication ne donne pas plus d’informations sur les concentrations en PM10 mesurées en dehors de la période d’alerte.


CH2MHILL, 2008 - Air-monitoring plan, Swann Park Site, Baltimore, Md


TP.04 - Construction de routes, au Royaume-Uni




Démolition manuelle des structures en présence,

Excavation du sol,

Epandage couche de fondation comprenant des granulats issus du recyclage du béton,

Finissage avec compacteurs,

Forage du béton

PM10, silice cristalline

Sprays d’eau, nettoyage des routes hors chantier

75 % humidité

15°C


PM10 : 1,5 fois supérieur à l’air ambiant

Fraction importante de particules volatiles (fumées diesel et particules biologiques)

Tableau 46 : Principales activités et résultats associés à la construction de routes au Royaume-Uni

Objectif

L’étude mentionné dans la fiche « BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni » a également porté sur des chantiers de construction de routes. Sur certains de ces chantiers, des mesures d’atténuation de polluants ont été mises en place. Elles consistaient en un nettoyage des routes hors chantier avec une balayeuse de voirie et en l’humidification des sols du chantier.

Données

Les poussières ont été collectées grâce à un échantillonneur gravimétrique à base de filtres en ester de cellulose mixte. Les échantillonneurs ont été placés à différents emplacements du chantier, aux limites du chantier et près des activités génératrices de poussières.

Résultats

Les valeurs de concentration en particules alvéolaires (< 10 µm) dans l’air relevées sur les chantiers sont du même ordre de grandeur que celles de l’air ambiant.

Particules alvéolaires (< 10 µm)

Valeurs Air ambiant (atmosphère urbaine) Construction de routes

Médiane µg.m-3 27 29

Minimale µg.m-3 27 24

Maximale µg.m-3 27 41

Nombre d’échantillons mesurés 1 10

Tableau 47 : Récapitulatif des concentrations de PM10 mesurées au Royaume-Uni dans le cadre de chantiers de construction de routes

En revanche, les résultats diffèrent si on prend en considération la nature des particules :

- La majorité des échantillons spécifiques à la construction des routes présentent une fraction de particules volatiles et combustibles plus importante que celle retrouvée dans l’air ambiant (jusqu’à +57 %). Ce type de particules correspond aux fumées diesel et aux particules biologiques.

- Les mesures en concentration de la silice cristalline alvéolaire (RCS) montrent une augmentation de 50 % par rapport aux mesures en RCS de l’air ambiant (Tableau 48).


Valeurs Air ambiant (atmosphère urbaine) Construction de routes

Médiane µg.m-3 0,44 0,64

Minimale µg.m-3 0,44 0,11

Maximale µg.m-3 0,44 1,04

Nombre d’échantillons mesurés 1 10

Tableau 48 : Récapitulatif des concentrations de RCS mesurées au Royaume-Uni dans les chantiers de construction de routes


TP.05 - Construction d’une route souterraine dans le centre-ville de Boston, Massachussetts


atténuation Autres


Activités propres à la construction d’un grand axe routier

PM10 Nettoyage des routes

Mesure jusqu’à 90 m autour du site

Activités de chantier, sources de 10 à 50 µg/m3 en PM10 (concentration journalière). Nettoyage des routes efficace pour diminuer les poussières

Tableau 49 : Principales activités et résultats associés à la construction d’une route souterraine à Boston, USA

Objectif

L’étude a consisté à mesurer les concentrations de particuliers autour du chantier de construction d’une route souterraine à 8 voies à travers la ville de Boston de 1997 à 1999

Données

La surveillance a été déployée sur 16 points d’échantillonnage (de type Minivol gravimétrique). Des mesures ont été effectuées deux fois par semaine durant les mois de juin à octobre (en raison de la météorologie favorable à la propagation de poussières), sur une durée de trois ans.

Résultats

Les mesures ont montré que les concentrations en particules dans l’air étaient nettement plus importantes près du site de construction, et diminuaient progressivement si l’on s’éloigne du chantier.

Les activités de construction ont ainsi été la source d’une augmentation de concentrations de 10 à 50 µg/m3 en PM10 dans un rayon de 90 m autour des limites du site de construction.

De plus, le mouvement des camions de l’intérieur vers l’extérieur du chantier déplace les PM10 émises et peut par conséquent les disperser sur une distance supérieure à 90 m.

Le nettoyage des routes, comme mesure d’atténuation, a été effectué lors des dépassements de seuil de concentration journalière en PM10 (150 µg/m3) et a été considéré par les auteurs de l’étude comme très efficace.

Les émissions importantes en PM10 de ce chantier ont donc impacté la qualité de l’air sur un rayon de près de 100 m, et des mesures ponctuelles ont permis d’éviter une propagation encore plus importante.


Air quality expert group, 2012 - Particulate matter in the United Kingdom, Chp 6,3 Episodicity of particles concentrations




atténuation Autres


Pose d’enrobé bitumineux COV, HAP - Asphalte recyclé et non recyclé

Quantité de COV et HAP augmente avec le taux de recyclage de l’asphalte, différence de deux ordres de grandeur entre les émissions de COV et HAP

Tableau 50 : Principales activités et résultats associés à la pose d’enrobés bitumineux en France

Objectif

Cette étude expérimentale a permis de déterminer les concentrations en COV et HAP lors de la construction d’une route, en particulier lors de la pose d’enrobés bitumineux, en comparant l’utilisation d’enrobés recyclés et non recyclés.

Données

La pose de l’enrobé bitumineux a été effectuée sur une route française fréquentée (500 – 750 trajets par jour), sur une distance de 600 mètres. L’enrobé a été produit pour l’étude avec divers taux de recyclage (0, 10, 20 et 30 %). La nouvelle chaussée est constituée d’une couche de surface de 7 cm d’épaisseur et d’une couche de base de 3 cm.

Résultats

Niveau de recyclage (%)

Concentration maximale COV (mgC/ Nm3)

Concentration au bout d’une heure de mesure (mgC/ Nm3)

HAP identifiés et concentrations (mgC/ Nm3)

0% 35

(au bout de 12 min) 4 chrysene (<0,1)

10% 58

(au bout de 12 min) 8

chrysene (0,1) benzo(b)fluoranthene (0,1)

20% 56


benzo(a)anthracene (0,1-0,2), chrysene (0,3 -0,4), benzo(b)fluoranthene (0,1)

30% 66


benzo(a)anthracene (0,1- 0,2), chrysene (0,5), benzo(b)fluoranthene (0,2)

Tableau 51 : Emissions de COV et de HAP lors de la pose d’enrobés (recyclé et non recyclé)

Cette étude a mis en évidence l’émission de COV et de HAP lors de la construction de routes par pose d’enrobés bitumineux et notamment (en proportions faibles par rapport à l’ensemble des COV) : le chrysène, le benzo(a)anthracène et le benzo(b)fluoranthène.

La nature de l’enrobé déposé (recyclé ou non, taux de recyclage) influence les quantités de polluants dégagées dans l’air. En effet, les enrobés contenant des proportions élevées de matériaux recyclés dégagent plus de COV et HAP que les enrobés « purs ».


Jullien, 2005 - Air emissions from pavement layers composed of varying rates of reclaimed asphalt


TP.07 - Activités de dynamitage souterrain (et autres activités), dans le but d’entreprendre des travaux d’excavation dans un souterrain destiné à recevoir le métro New Yorkais


Polluants Mesures

atténuation Autres


Dynamitage, extraction et enlèvement des matériaux par camion

PM10, PM2.5, NOx, SO2, CO, COV et silice alvéolaire

Spray d’eau lors de l’ouverture des puits d’excavation, diminution de la ventilation

-

Augmentation de près de 20 µg/m3 en PM10 et PM2.5 (mesure journalière) lors dynamitage avec pics transitoires à 180-573 µg/m3

Corrélation PM10 / activité mais pas PM2.5 Concentrations en CO, NH3, H2S, SO2 faibles et peu corrélées avec activités.

Tableau 52 : Principales activités et résultats associés aux travaux d’excavation à New York

Objectif

Le rapport de Parsons Brinckerhoff reprend l’évaluation des impacts atmosphériques des opérations de dynamitage souterrain le long de la Seconde Avenue entre 69th et 87th Street, durant une période de quatre semaines.

Données

Dix sites de mesure ont été placés le long du chantier, permettant d’évaluer les concentrations dans l’air de PM10, PM2.5, SO2, CO, NO, NO2, COV et silice alvéolaire. Les appareils de mesure utilisés sont indiqués dans les tableaux de résultats ci-dessous.

Résultats

L’analyse des résultats sur les moyennes journalières (tableau ci-dessous) de PM10 montrent que les travaux de dynamitage sont potentiellement à l’origine d’une augmentation de près de 20 µg/m3 (en considérant que les autres conditions restent identiques) si on compare les concentrations mesurées lors des jours de travail par rapport aux week-ends.

Polluants Appareillage de

mesure

Valeur seuil en concentration

journalière

Concentration journalière minimale et maximale

Nombre de jours avec un seuil dépassé Jours de travail Week-ends

PM10 MIE-DR4000 150 µg/m3 15 – 60 µg/m3 5 - 40 µg/m3 0

PM2.5 MIE-DR4000 35 µg/m3 4 - 40 µg/m3 4 - 25 µg/m3 3

Silice alvéolaire Low-vol gravimétrique 10 µg/m3 1 - 9 µg/m3 - 0

Tableau 53 : Résultats sur les moyennes journalières de particules

Des mesures de concentration horaire ont également été réalisées (tableau 54). Elles montrent que les pics de concentration en PM10 correspondent aux périodes où les dynamitages sont réalisés. La concentration de PM10 dans l’air atteint alors, sur les sites de mesure proches des bâtiments d’extraction, une valeur de 573 µg/m3.

Cependant, les forts niveaux de concentration relatifs aux dynamitages (180-573 µg/m3) sont exceptionnels et transitoires. En effet, après un pic de forte concentration, la concentration de PM10 dans l’air diminue de trois à six fois sa valeur au bout d’une heure. Les concentrations horaires moyennes en PM10 lors des opérations de dynamitage se situent alors plutôt dans une gamme de 20 à 40 µg/m3, voire 90 µg/m3, confirmant le caractère transitoire des pics de PM10.

La variabilité du nombre de dynamitages, de leur intensité et de leur positionnement, ainsi que les conditions de ventilation dans le souterrain, ou encore les conditions météorologiques contribuent à une variabilité importante dans les concentrations horaires mesurées.


En revanche, les sites de mesures situés le long de la rue n’ont pas détecté de pics de concentration, ce qui traduit une limitation géographique des impacts des activités de dynamitage souterrain, localisés sur des zones proches des lieux d’excavation des matériaux.

Polluants Appareillage de mesure Concentration horaire, en période de dynamitage

Moyenne Maximale

PM10 MIE-DR4000 20 – 90 µg/m3 et 20 – 40 µg/m3

(fonction de l’endroit d’extraction de matière)

573 µg/m3 et 180 µg/m3

(fonction de l’endroit d’extraction de matière)

PM2.5 MIE-DR4000 13 – 33 µg/m3 30 – 80 µg/m3

Tableau 54 : Résultats sur les moyennes horaires de particules

Concernant les PM2.5, les impacts sur les concentrations journalières (tableau 53) sont similaires que pour les PM10, c'est-à-dire une augmentation potentielle de concentration de 20 µg/m3. Néanmoins, cette augmentation de concentration ne peut pas être attribuée de manière certaine aux activités de chantier.

En effet, sur la base des données horaires (tableau 54), les opérations de dynamitage n’ont pas d’effets significatifs sur le niveau en concentration des PM2.5 durant les trois jours où le seuil de concentration journalière a été dépassé. La corrélation entre les travaux de démolition et l’augmentation des particules PM2.5 dans l’air n’a pas été établie avec précision car les pics de concentration ont été observés en matinée et peuvent par conséquent être davantage corrélés au trafic routier important aux heures de pointe.

Le seuil de concentration journalière en silice cristalline (Tableau 53) correspond à un niveau d’action conservateur, dix fois inférieur au niveau d’exposition professionnel, OSHA (Occupational Safety and Health Administration) - aucun standard pour la silice alvéolaire n’existant pour le grand public. Tous les niveaux de concentration mesurés sont en deçà de ce seuil.

Les concentrations horaires en CO, NH3, H2S et SO2 se trouvent largement en dessous de leur seuil recommandé. L’augmentation brutale du CO jusqu’à une concentration de 33,4 ppm n’est pas due à une opération de dynamitage ; sa source reste indéterminée. De même, l’élévation en concentration de NH3 dans l’air s’est produite durant la nuit, soit en dehors des horaires de travaux de chantier. Les niveaux moyens dans l’air en H2S sont très bas, voire inférieurs à la limite de détection de l’appareil de mesure. Le niveau en SO2 ne peut également pas être directement relié aux opérations de chantier.

Polluants Appareillage de

mesure Seuil de concentration

horaire

Concentration horaire Nombre de jours avec un seuil dépassé Moyenne Maximale

CO VRAE 35 ppm 0,1 - 0,4 ppm 1,4 - 33,4 ppm 0

NH3 VRAE 3,4 ppm 0 - 1,1 ppm 0,4 - 3,7 ppm 2

SO2 RKI Eagle II 0,075 ppm 0 - 0,01 ppm 0 - 0,80 ppm 6

H2S Jerome 631-X 0,51 ppm 0 ppm 0 - 0,01 ppm 0

Tableau 55 : Résultats des mesures de gaz (concentrations horaires)

Cette activité de construction d’ouvrage souterrain est donc génératrice de poussières (PM10 et PM2.5), mais ces émissions sont ponctuelles et restreintes géographiquement. De plus, de nombreux facteurs influencent leur impact sur la qualité de l’air globale, comme les conditions climatiques et les autres sources de pollutions existantes dans les milieux urbains.


Parsons Brinckerhoff, 2012 - Air quality Monitoring Study of Construction Activities between 69th and 87th Street on Second Avenue


TP.08 - Construction d’un système de drainage des eaux de pluie, à Hong Kong (Chine)



Autres observations


Construction d’un système de drainage temporaire, chargement et déchargement des matériaux de construction, excavation, stockage de 4,9 million m3 de matériaux inertes, installation des infrastructures.

TSP Spray d’eau - -

Pas de dépassement des seuils de concentration en TSP (260 µg/m3

en moyenne journalière, 500 µg/m3 en moyenne horaire)


Objectif

Le projet comprend la construction d’un système de drainage temporaire, le chargement et déchargement des matériaux de construction, excavation, stockage de 4,9 million m3 de matériaux inertes, ainsi que l’installation des infrastructures. L’étude présente les résultats de des mesures de poussières effectuées tous les mois durant la phase de construction.

Données

Un système de mesure de la qualité de l’air ambiant a été mis en place à chaque fois qu’une activité génératrice de poussières a été réalisée et des sprays d’eau ont été utilisés sur ces activités et à la surface du sol pour atténuer les émissions de poussières dans l’air. Des mesures de poussières (TSP) sur une heure et sur 24 heures ont été réalisées aux bordures du chantier (point fixe au nord et autre point mobile en fonction de la progression des travaux), avec l’emploi d’un système de surveillance gravimétrique grand volume.

Résultats (Tableau 57)

Ce suivi de la qualité de l’air durant toute la période de construction a permis de rendre compte du respect des seuils de concentrations maximums admis à Hong Kong pour les poussières totales TSP (moyenne journalière inférieure à 260 µg/m3 et moyenne horaire inférieure à 500 µg/m3).

Un seul dépassement de seuil s’est produit lors de la construction d’une nouvelle voie de circulation à l’intérieur du chantier. La fréquence des sprays d’eau a alors été augmentée afin de diminuer au maximum les dispersions de poussières.

A l’instar de ce projet de construction, plusieurs études sur les impacts atmosphériques de chantier de construction / démolition sont réalisées à l’initiative du département de la protection environnementale du gouvernement de Hong Kong : travaux de mise hors service et de décontamination de l’aéroport de Kai Tak, construction de la route T7 à Ma On Shan, travaux de construction d’infrastructure sur Penny’s Bay, etc.

Les mesures effectuées tous les mois sont publiées dans des rapports mensuels, dans lesquels se trouvent également des mesures d’atténuation d’impacts adaptés à différentes situations.


Dates de mesure

Travaux réalisés durant le mois de mesure Durée de la

mesure

Concentrations min et max

(µg/m3)

Juillet 2003 Construction d’une bascule publique

Travaux d’excavation (191 600 m3 de sol)

1 h 52 – 324

24 h 89 – 180

Septembre 2003

Accumulation de matériaux de BTP inertes (168 000 m3)

Plantation d’arbres

Construction de bâtiments temporaires, de bascules publiques et d’aires d’attente

Construction de panneaux d’affichage

1 h 71 - 334

24 h 36 – 185

Octobre 2003

Utilisation de matériaux de BTP inertes (187 100 m3)




1 h 90 - 342

24 h 54 - 186

Novembre 2003





1 h 147 - 342

24 h 135 - 185

Décembre 2003

Utilisation de matériaux de BTP inertes (199 300 m3) - Plantation d’arbres -

Construction de bâtiments temporaires, de bascules publiques et d’aires d’attente Construction de panneaux d’affichage

1 h 137 – 339

24 h 141 – 185

Janvier 2004 Utilisation de matériaux de BTP inertes (149 000m3)

Construction des principaux bureaux et aires d’attente

1 h 65 - 326

24 h 54 – 188

Mars 2004


Construction d’une voie interne de circulation

Ensemencement hydraulique

1 h 63 - 866

24 h 60 - 397

Tableau 57 : Exemples de concentrations mesurées sur le site de construction d’un nouveau système de drainage des eaux pluviales

Références bibliographiques :

Environmental Protection Department, the government of the Hong Kong

Etude présentée: Environmental impact assessment Ordinance, EP-153/2003 - Fill Bank at Tuen Mun Area 38. Disponible sur : http://www.epd.gov.hk/eia/english/register/aep/ep1532003_content.html

Autres chantiers: http://www.epd.gov.hk/eia/english/monitor/index_web.html

http://www.epd.gov.hk/eia/english/register/aep/ep1532003_content.html

http://www.epd.gov.hk/eia/english/monitor/index_web.html


TP.09 - Construction de lignes de transmissions électriques, au Chili


Polluants Mesures


Autres observations


Excavation, chargement / déchargement de remblais, épandage, transport des matériaux et des personnes, utilisation des engins de chantier

PM10, HC, CO, NOx

Bâchage des matériaux excavés, revêtement des voies de circulation internes

Moyenne de vitesse du vent : 2,85 m/s

Nombres d’heures estimées d’utilisation des engins et des activités

Les travaux de terrassement représentent 65% des émissions de PM10 Faible émission des engins de chantier et des véhicules de transport par rapport aux travaux de terrassement

Tableau 58 : Principales activités et résultats associés à la construction de lignes de transmissions électrique, Chili

Objectif

Le projet porte sur la construction de nouvelles lignes de transmissions électriques entre la ville de Los Maitenes et les postes électriques Alfalfal et Alfalfal II (une ligne d’une longueur de 7,6 km sur un circuit électrique de 110 kV et une ligne d’une longueur de 9,5 km sur un circuit électrique double de 220 kV). L’étude a permis de quantifier les quantités de polluants émises lors des travaux.

Données

L’évaluation des émissions de chaque activité est effectuée sur la base d’une équation spécifique (US EPA), d’un facteur d’émission spécifique (US EPA), d’une estimation d’activité (nombre d’engins, nombres de jours/heures d’opération, quantité de matériaux manipulés), des paramètres relatifs aux matériaux (humidité, abondance de limon) et de la météorologie (moyenne de la vitesse du vent).

Un scénario « worst-case » a été établi, consistant en la mise en place de trois types d’activités en parallèle sur toute la durée du chantier (21 mois). Les calculs ont été effectués sur un temps de travail effectif de 41,3 heures par semaine (prise en compte des pauses déjeuners et des transitions dans le transfert des équipes).

Résultats

Activités mises en œuvre

Niveaux d’activité Paramètres Polluants émis (tonnes)

PM10 HC CO NOx

Excavation Utilisation d’une pelleteuse

durant 1 815 heures

Humidité 2,5 %

Teneur en limon 10% 5,37 - - -

Chargement / déchargement de remblais

Utilisation d’une pelleteuse durant 1 105 heures

Réutilisation de 50% des terres excavées

Humidité 2,5 %

Teneur en limon 10% 6.10-4 - - -

Epandage / compactage

Utilisation d’une pelleteuse durant 990 heures

Utilisation de 50% des terres excavées restantes

Humidité 2,5 %

Teneur en limon 10% 0,29 - - -

Véhicule de livraison Distance maximale pouvant

être parcourue, trafic interne - 0,66 - - -

Engins de chantier (total) 0,59 0,97 3,66 10,32

Pelleteuse Utilisation durant 3 795 h Puissance de 197 kW 0,41 0,68 2,71 8,40

Compresseur Utilisation durant 12 045 h Puissance de 6 kW 0,1 0,14 0,48 0,97

Brise-béton Utilisation durant 12 038 h Puissance de 6 kW 0,1 0,14 0,48 0,96

Tableau 59 : Emissions de polluants atmosphériques estimées au cours du chantier de construction de lignes d’un réseau électrique


Les émissions estimées sont comparées à la réglementation effective dans la région considérée sur la qualité de l’air (Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica de la Región Metropolitana – PPDA). Les limites d’émission légales sont ainsi de : 100 tonnes/an pour les CO, 100 tonnes/an pour les COV, 50 tonnes/an pour les NOx et 10 tonnes/an pour les PM10. L’émission évaluée pour l’ensemble du chantier est inférieure aux limites d’un facteur 1, voire 2.

Bien que des mesures soient mises en place pour diminuer les émissions involontaires de particules dans l’air (bâchage des matériaux excavés), les activités de terrassement sont fortement émettrices de particules et représentent près de 65% des émissions en PM10.

Au sein des activités de terrassement, l’activité émettant la quantité de particules PM10 la plus importante est l’excavation. Ainsi, une heure d’excavation continue à l’aide d’une pelleteuse serait émettrice de près de 2,9 kg de PM10 dans l’air, tandis qu’une heure d’épandage et compactage de la terre n’émettrait que 0,2 kg de PM10 dans l’air (selon la méthodologie calculatoire de l’US EPA).

En revanche, les véhicules de transport (déplacement du personnel) et de livraison (eau potable, structures du circuit, béton, déjeuner) émettent autant que les engins de chantier. Les faibles émissions de PM10 par la circulation sur chantier des véhicules s’expliquent notamment par le revêtement intégral des voies de circulation internes.

De même, les engins de chantier munis d’une puissance moteur importante sont de plus grand émetteurs de polluants, que les engins munis d’une faible puissance moteur ; et ce quel que soit le niveau d’activité (nombre d’heures de fonctionnement).


AES Gener, 2012 – Maitenes/Alfalfal substations and Alfalfal II power station/Alfalfal substation electrical transmission lines project, Appendix 6




Polluants Mesures


Autres observations


Projet de bus à haut niveau de service, dont une partie en site propre (activités précises non spécifiées)

NO2 PM10

- -

Surveillance prévue sur une durée de 3 ans

Le premier trimestre de surveillance montre un impact surtout marqué sur les particules fines

Tableau 60 : Principales activités et résultats associés au projet de transport à haut niveau de service, Montbéliard

Objectif

Dans le cadre des travaux du projet Transport à Haut Niveau de Service (THNS) initié par le Pays de Montbéliard Agglomération, débutés en 2015 et prévus jusqu’en 2018, un système de surveillance de la qualité de l’air a été déployé par Atmo Franche-Comté.

Données

Le déploiement d’un laboratoire de mesure mobile (ou camion laboratoire) est prévu sur toute la durée du chantier. Il enregistre en continu les niveaux de dioxyde d’azote (NO2) et de particules fines (PM10). Les données sont utilisées pour établir des bulletins hebdomadaires et une alerte est lancée auprès du maître d’ouvrage en cas de dépassement du seuil de 70 µg/m3 pendant plus d’une heure.

Résultats

L’analyse des données au cours du 2ème semestre 2015 a montré que le moyen mobile situé à proximité des travaux a enregistré, surtout sur la période automnale, des niveaux plus élevés en particules que la station fixe de Montbéliard Centre, située hors de la zone l’influence des travaux. La différence entre les deux stations a été particulièrement marquée au mois de décembre (+ 22 µg/m3) et elle est plus notable en semaine que le week-end.


Figure 26 : Comparaison des niveaux mesurés à Montbéliard, hors zone d’influence du chantier

NB : Station de fond (barres bleues), Camion laboratoire déployé à proximité du chantier (barres fuschia) Source : Atmo Franche-Comté


Atmo Franche-Comté, 2016 – Surveillance du chantier THNS – évolitY: mesures des particules atmosphériques


- Démolition - (Annexe F)

DEM.01 - Chantiers de démolition au Royaume-Uni (collège, immeuble de logements, château

d’eau)


Polluants Mesures


Autres observations


Démolition avec une pelleteuse munie d’une extension Déplacement de débris à l’aide d’une pelleteuse

PM10, PM10 non volatile et non combustible, silice cristalline

Aspersion d’eau sur les décombres avec tuyau d’arrosage, système de brumisation fixé sur le bras des pelleteuses en direction du château d’eau

Temps pluvieux, humidité de 70 – 80%, température ~13°C


Teneur significative en matières minérales libérées des matériaux de construction (poussières de béton), Multiplication par facteur 6 des niveaux en particules / Concentration en poussières (jusqu’à 230 µg/m3) et en silice cristalline alvéolaire RCS (jusqu’à 11 µg/m3)

Tableau 61 : Principales activités et résultats associés au chantier de démolition au Royaume-Uni

Objectif

L’étude mentionné dans la fiche « BAT.06 - Chantiers BTP divers, au Royaume-Uni » a également porté sur trois chantiers de démolition différents au Royaume-Uni en 2009 : démolition d’un collège, d’un immeuble de logements collectifs de 3 étages et du château d’eau d’un hôpital. Elle consiste en l’évaluation de l’exposition des travailleurs à des poussières émises par les activités de chantier ; chacun des chantiers ayant ses propres spécificités (lieu, type d’environnement local, activités mises en place, etc.).

Données

Les poussières ont été collectées grâce à un échantillonneur gravimétrique à base de filtres en ester de cellulose mixte. Les échantillonneurs ont été placés à différents emplacements du chantier, aux limites du chantier et près des activités génératrices de poussières.

Résultats (Tableau 62)

Les activités de démolition ont une réelle incidence sur la concentration locale en poussières. En effet, malgré l’utilisation de mesures d’atténuation des poussières, les valeurs médianes de concentration en poussières alvéolaires (< 10 µm) dans l’air relevées sur les chantiers de démolition sont supérieures à celles de l’air ambiant, au maximum près de 6 fois.

Des concentrations élevées en poussières (jusqu’à 230 µg/m3) et en silice cristalline alvéolaire RCS (jusqu’à 11 µg/m3) ont parfois été relevées sur les chantiers.

Dans le cas de la démolition du collège, l’absence de système de brumisation en direction de la structure à démolir est potentiellement la raison de cette forte concentration de poussières alvéolaires dans l’air (facteur 6 par rapport à l’air ambiant, au lieu d’un facteur 2 pour la démolition du château d’eau où était en place le système de brumisation).

En revanche, les mesures révèlent que les activités d’enlèvement des débris de démolition ont moins d’incidence sur la concentration en particules dans l’air ambiant que les activités de démolition en elles-mêmes (concentration doublée, au maximum par rapport à l’air ambiant).

La composition en particules non combustibles et non volatiles reflète une teneur significative en matières minérales libérées des matériaux de construction (poussières de béton), notamment pour le cas du collège et, dans une moindre mesure, celui de l’immeuble de logements collectifs.


Valeurs Air ambiant

(atmosphère urbaine)

Résultats par chantier

Château d’eau Collège Immeuble d’habitation

(enlèvement débris)

Particules alvéolaires (< 10 µm)


Minimale µg.m-3 11,9 15,4 25,3 18,1

Maximale µg.m-3 34,4 73,6 229 42

Particules alvéolaires non volatiles et non combustibles


Minimale µg.m-3 3,6 1,72 10,5 5,2

Maximale µg.m-3 12,6 33,6 185 25,2

Silice cristalline alvéolaire (RCS)


Minimale µg.m-3 0,23 0,18 0,17 0,41

Maximale µg.m-3 0,32 2,25 11,2 1,31

Tableau 62 : Récapitulatif des émissions atmosphériques, moyennées sur les trois chantiers de démolition


DEM.02 - Activités de démolition, proche de Marylebone Road, Londres (Royaume-Uni)


Polluants Mesures


Autres observations


Non précisé PM10, PM2.5

- Suivi de la météorologie

-

Pic horaire s’élevant jusqu’à 800 µg/m3 sur courtes périodes

Proportion de particules non-volatiles dans l’air importante. Concentration PM10 doublée, même ordre de grandeur pour les PM2.5. Météorologie sans effet. Modélisation : émissions locales de PM10 du chantier peuvent causer excès de seuil journalier (50µg/m3).

Tableau 63 : Principales activités et résultats associés aux activités de démolition à Londres

Objectif

L’étude a pour objectif d’évaluer l’incidence sur la concentration atmosphérique locale en particules des activités de démolition réalisées durant les mois de juillet à novembre 1999 près de Marylebone Road.

Données

De juillet à octobre 1999, des mesures gravimétriques avec des filtres ont été effectuées (KFG, Kleinfiltergerat système). Ces mesures prennent en compte uniquement les particules non-volatiles. Couplées aux résultats de mesures du TEOM19, qui prend en compte l’ensemble des particules (volatiles, semi-volatiles et non-volatiles), elles permettent de déterminer la proportion de particules non volatiles parmi les particules totales.

Résultats

Années Nature du polluant, seuil associé,

durée de la mesure Nombre de jours/heures avec

un seuil dépassé Valeur de concentration (TEOM)

Juil – nov 1998

PM10 > 50 µg/m3, 24h 6 jours 57

PM2.5 > 40µg/m3, 24h 1 jour Maximale : 41,9 µg/m3

Juil – nov 1999

(période du chantier)

PM grossières > 100 µg/m3, 1h 44 heures -


PM2.5 > 40 µg/m3, 24h 8 jours Maximale : 54,8 µg/m3

PM2.5 > 100 µg/m3, 1h 19 heures -

Juil – nov 2000


PM2.5 > 40 µg/m3, 24h 3 jours Maximale : 50,2 µg/m3

Tableau 64 : Concentrations en particules dans l’air, attribuables aux activités de démolition réalisées près de Marylebone Road

Les activités de démolition réalisées durant les mois de juillet à novembre 1999 près de Marylebone Road, ont eu une incidence sur la concentration atmosphérique locale en particules.

Ainsi, des pics de concentration horaire en PM10 (mesurée par TEOM20) s’élevant jusqu’à 800 µg/m3 ont été mesurés durant la période des travaux, et en particulier durant le mois de septembre. Ces hautes concentrations ont été mesurées durant les heures de travail et sur de courtes périodes.

20 Tapered Element Oscillating Microbalance, analyseur temps réel massique des poussières


Les périodes durant lesquelles ces concentrations élevées en particules ont été enregistrées sont indépendantes de la météorologie, avec des occurrences à la fois par temps sec ou humide, et avec un vent faible ou fort. Les fortes concentrations en particules ont été mesurées lorsque la direction du vent était entre 70 et 270 degrés (soit un vent parallèle à la rue).

Le ratio des résultats KFG/TEOM égal à 1,04 indique qu’une grande proportion de particules non-volatiles est émise dans l’air lors de ces activités de démolition.

A la même période, le nombre d’occurrences d’un dépassement des seuils standards journaliers de 50 µg/m3 pour les PM10 et 40 µg/m3 pour les PM2.5 est respectivement 4,5 et 8 fois supérieur à celui de l’année précédant les travaux de démolition. La concentration maximale des PM10 a doublé pendant le chantier, tandis que la concentration des PM2.5 est restée dans le même ordre de grandeur avant et pendant les travaux de démolition. Ceci suggère ainsi que les pics de concentration en PM2.5 peuvent également être liés à d’autres sources ne relevant pas du chantier de démolition.

De plus, l’augmentation locale des concentrations en particules due aux activités de démolition ne se serait pas totalement atténuée 1 an après l’arrêt des travaux. En effet, l’année suivant les travaux, les concentrations maximales en particules mesurées ainsi que et le nombre de jours où le seuil est dépassé sont tous deux supérieurs aux valeurs relevées l’année précédant les travaux.

Une modélisation a donc été effectuée, permettant de déterminer les émissions atmosphériques attribuables aux conditions ambiantes (météorologie, trafic routier, etc.), sans contribution de sources ponctuelles (telles que les perturbations dues aux activités de chantier). Cette modélisation a conclu que les émissions locales de PM10 du chantier de Marylebone pouvaient être à elles seules suffisamment importantes pour causer des excès de seuil journalier (50 µg/m3). Les activités de démolition sont donc responsables de l’altération de la qualité de l’air ambiante pendant mais également après les travaux.


Air quality expert group, 2012 - Particulate matter in the United Kingdom, Chp 6,3 Episodicity of particles concentrations

Fuller & Green, 2004 - The impact of local fugitive PM10 from building works and road works on the assessment of the European Union Limit Value


DEM.03 - Implosion d’immeubles au Havre (France)


Polluants Mesures



Foudroyage intégral

Poussières

Poches d’eau absorbant les poussières émises lors de l’écrasement du bâtiment.

-

Appareils disposés à différentes distances dans le sens de la direction du vent

Grosses particules assez rapidement déposées au sol. Le flux des particules fines (diamètre inférieur à 10µm) reste par contre peu identifiable

Tableau 65 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’immeubles au Havre, France

Objectif

L’étude de Flori et Dufresnes de Virel porte sur la propagation des poussières lors de la démolition des immeubles ‘Montgaillard’ au Havre. L’ensemble est composé de deux immeubles, d’un volume total de 114 000 m3 et d’une masse estimée de 40 000 tonnes. La technique de démolition utilisée est par foudroyage intégral.

Données

Les poussières libérées durant cette démolition par foudroyage intégral ont été mesurées au moyen de trois techniques différentes : détecteur de passage de flux d’air, filet de mesure des poussières en suspension et filet de mesure des dépôts de poussières au sol. Disposés à différentes distances dans le sens de la direction du vent, ces instruments de mesure ont permis de mesurer les distances de propagation des poussières après démolition, ainsi que le gradient de concentrations associé. Les résultats sont exprimés en gramme / m², reflétant ainsi la masse de poussières déposées sur les surfaces de prélèvement.

Résultats

La loi de décroissance des flux en masse des poussières est difficile à déterminer. Cependant, il a été identifié qu’avec un rapport entre la distance de l’appareil de mesure au bâtiment et la hauteur du bâtiment supérieur à 1,2, le flux massique des particules est négligeable (exemple : pour un bâtiment de 50 mètres, le plus de particules est négligeable au-delà de 60 mètres). Cela indique que les grosses particules (contribuant en majorité au flux massique) sont assez rapidement déposées au sol.

Types de mesure Distances (m) Mesures (g/m²)

Dépôt surfacique de poussières au sol Min : 50 389

Max : 105 39.1

Flux de poussières en suspension Min : 50 611.5

Max : 105 194.3

Tableau 66 : Résultats de mesure des concentrations lors de la démolition des immeubles « Montgaillard »

Le flux des particules fines (diamètre inférieur à 10µm) reste par contre peu identifiable avec cette technique de mesure de flux massique.

Un document de synthèse de cette étude publiée par le CSTB présente le graphe suivant, permettant de mieux visualiser l’évolution des flux mesurés en fonction de la distance à la source.


Figure 27 : Evolution spatiale de la présence de poussières selon deux axes

Source : CSTB


Flori, Dufresnes de Virel, 2004 – Synthèse des mesures sur la propagation des poussières lors de la démolition des immeubles “Montgaillard” au Havre

Flori JP.,2007 - Synthèse des mesures sur la propagation des poussières lors de la démolition des immeubles "Montgaillard" du Havre. CSTB, 21 pp.

0

100

200

300

400

500

600

700

50 70 90 110

Flu

x (g

/m²)

distance à l'immeuble (m)

sol axe 1

aérien axe 1

sol axe2

aérien axe2


DEM.04 - Implosion de bâtiments d’habitation collectifs (France)


Polluants Mesures


Autres observations


Dynamitage Poussières toutes tailles

Merlons, géotextiles et rideau d’eau

- -

Meilleure compréhension des mécanismes en jeu. Nécessité d’une étude approfondie du processus de démolition et de la fracturation dynamique du béton pour comprendre l’origine de la production des poussières.

Tableau 67 : Principales activités et résultats associés à la construction d’habitats collectifs - France

Objectif

La démolition des bâtiments par foudroyage, technique devenue classique, est maîtrisée par des méthodes empiriques qui prennent en compte des principes théoriques statiques pondérés par des coefficients de sécurité définis par une méthode d’essai-erreurs. En raison du manque d’information disponible sur les mécanismes de production et de propagation des poussières de démolition de bâtiments par foudroyage, des chercheurs se sont intéressés à cette problématique et ont contribué à l’analyse systématique et à la modélisation de ces phénomènes.

Données

Le protocole de mesure prend en compte le contexte du chantier (comprenant l’environnement urbain) afin de définir les contraintes auxquelles doit s’adapter le protocole et les appareils de mesure, telles que la couverture globale du phénomène, le risque de projection, le temps de mise en place, etc.

Les dispositifs de mesure sélectionnés sont l’analyse par corrélation d’image de vidéo à différentes cadences et différents angles de vue pour la mesure de vitesse de propagation, et le prélèvement de dépôts de poussières pour une analyse granulométrique ultérieure.

L’analyse granulométrique est effectuée en deux étapes : tamisage des échantillons prélevés (élimination des poussières de diamètre supérieur à 630 µm) et analyse à l’aide d’un granulomètre laser.

Au-delà des déterminations de vitesse de propagation du nuage de poussières, les mesures vidéo permettent également d’estimer les concentrations de poussières à l’intérieur du nuage. Cette estimation est faite à partir du principe d’absorption de la lumière par les particules et donc la modification de l’opacité des images.

Résultats

Trois sites ont été étudiés : Mantes la Jolie, Dammarie-les-Lys et Macon. Les caractéristiques des sites de mesure et les observations obtenues par le biais de l’étude par la prise vidéo et les analyses granulométriques et publiées dans la thèse de recherche sont restituées dans le tableau 68.

L’ensemble des résultats de mesure a permis de montrer certaines caractéristiques du mécanisme de formation et de propagation des poussières de démolition :

La démolition d’un bâtiment de 10 000 tonnes génère une dizaine de tonnes de poussières. Les poussières proviennent essentiellement de la destruction du béton.

La granulométrie des poussières émises s’étend de 0,1 à 300 µm.

La répartition spatiale du dépôt suit un profil gaussien. La majeure partie des particules ne se dépose pas dans un rayon proche du bâtiment.

Trois phases régissent la propagation du nuage de poussières. Les vitesses d’écoulement peuvent atteindre 17 m/s et les concentrations à l’intérieur du nuage atteignent plusieurs kg/m3.

Le mouvement du bâtiment est à l’origine d’un phénomène d’aspiration de l’air par la partie supérieure du bâtiment. Ce phénomène explique ainsi la conservation du mouvement du nuage de poussières longtemps après la chute du bâtiment.


Les variables qui gouvernent l’effondrement du bâtiment gouvernent également le mouvement du nuage de particules. La création de particules est un processus dissipatif d’énergie et peut alors être vu comme un mauvais dimensionnement du protocole de démolition. Diminuer au maximum la vitesse d’effondrement pourrait être alors une action efficace pour diminuer les poussières.

Sites de mesure Mantes la Jolie Dammarie-les-Lys Macon

Nombre de tours 3 2 5

Type de démolition Foudroyage intégral Semi-foudroyage

1ère année : 2 tours par basculement, 1 par foudroyage

(tour 1)

2ème année : 1 barre et 1 tour par foudroyage (tour 4)

Masse totale (tonnes) 23 250 15 850 (tour 1) 8 000 t

(tour 4) 8 000 t

Mesures d’atténuation

Merlon de protection

Géotextiles déployés sur les façades voisines

Merlons de protection de plus de 3 m

Géotextiles sur les façades voisines

Projection d’eau provenant de piscines temporaires, type

rideau d’eau

Tranchée pour réduire la propagation des ondes de

surfaces

Merlons de 3 m de hauteurs

Géotextiles pour protéger les façades voisines

Dépôt maximum (g/m²) (distance au mur du bâtiment)

-

~ 3 250 (20 m)

Accumulation des flux des deux tours

(tour 1) ~1250 (20 m)

Dépôt minimum (g/m²) (distance au mur du bâtiment)

-

< 60 (20 m)

Canalisation des flux et dispersion par le vent

(tour 1) ~125 (20 m)

Propagation maximale (m) - 64 m 40 m

Estimation du dépôt total (tonnes) sur une surface (m²)

- 13 – 25 tonnes sur une surface

de 22 500 m² -

Granulométrie maximale en µm [étendue : distance par rapport au mur du bâtiment, en m]

-

220 µm [25 à 40 m]

160 µm [30 à 55 m]

140 µm [45 à 60 m]

-

Analyse chimique, élément chimique dont la fraction massique est > 1%

- C, O, Mg, Al, Si, S, K, Ca, Fe -

Commentaires - - Nombreux prélèvements de

poussières détruits, en raison de l’activité du chantier

Tableau 68 : Caractéristiques et mesures obtenues sur les trois sites

Afin de tendre vers une simulation réaliste des phénomènes, une étude approfondie du processus de démolition et de la fracturation dynamique du béton est nécessaire pour considérer la production de poussières. L’interaction avec le sol devra également être prise en compte.


Arnaud Andlauer, 2012 – Contribution à l’analyse systématique, à la modélisation de la production et du déplacement des poussières lors de la démolition par foudroyage, 234pp.


DEM.05 - Implosion d’immeuble à Meaux (France)


Polluants Mesures


Autres observations



Poussières Rideau d’eau -

Plusieurs distances d’échantillonnage autour du chantier de démolition

39 000 tonnes de béton

Teneur en poussière décroît rapidement avec distance (décroissance en exponentielle ou en puissance) : dépôt des particules par gravité et expansion spatiale du nuage avec la distance (linéaire).

Majorité de particules de taille < 10 µm

Captation des fines poussières par gouttelettes d’eau

Présence de zinc, chrome, et silicates dans les poussières

Tableau 69 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’immeubles à Meaux - France

Objectif

Une étude réalisée par le CSTB en 2005 a permis de mesurer la portée de poussières émises durant la démolition d’un immeuble.

Données

L’immeuble « Caravelle Champagne » à Meaux représente près de 39 000 tonnes de béton. Un système d’atténuation des poussières par rideau d’eau a été mis en place pour sa démolition.

Les mesures ont été effectuées selon trois méthodes: mesure de la propagation du nuage au moyen d'un détecteur de passage de flux d'air, mesure de la poussière en suspension au moyen de filets constitués d’une maille poreuse de taille 50 µm et mesure de la poussière déposée au sol au moyen de huit bâches.

Résultats

Types de mesure Distances aux façades (m) Concentrations (g/m²)

Dépôt surfacique de poussières au sol Min : 29m 573

Max : 64m 43

Flux de poussières en suspension Min : 9m 4424

Max : 27 m 1795

Tableau 70 : Résultats de mesure des concentrations lors de la démolition de l’immeuble « Caravelle Champagne »

La teneur en poussières décroît rapidement avec la distance (décroissance en exponentielle ou en puissance) du fait, d'une part, du dépôt des particules par gravité et, d'autre part, de l'expansion spatiale du nuage avec la distance (évolution plutôt linéaire).

Une analyse granulométrique à l’aide d’un granulomètre laser Coulter LS 230, sur la gamme 0,4 à 2000 µm a été réalisée afin de déterminer la taille des particules déposées à différentes distances de la façade de l’immeuble explosé.

Les particules émises ont essentiellement une taille inférieure à 500 µm, avec une majorité de taille inférieure à 10 µm. Les filets les plus proches de l’immeubles ont capté des particules comprises entre 0,4 µm et 2 µm, dont les trois quarts de taille inférieure à 1 µm, tandis que les filets placés derrière les rideaux d’eau ont capté des particules de diamètre supérieur, entre 1 et 5 µm. Ceci indique la captation des plus fines poussières par les gouttelettes d’eau.


La présence de métaux dans les particules récupérées a été analysée. Les résultats de cette analyse sont présentés dans le Tableau 71.

La démolition de bâtiments par implosion émet donc des poussières contenant des métaux (As, Cd, Cr, Ni, Zn, Si, etc.) en suspension dans l’air qui se propagent et se déposent au sol à distance importante du site de démolition.

Métaux Taux de présence (mg/kg de poussières)

Arsenic 10,6

Cadmium 4,85

Chrome 24,5

Cuivre 1,2 – 3,3

Fer < 1

Mercure 0,001 - 0,2

Nickel 13,2

Phosphates < 0,5

Plomb 0,13 - 367

Silicates 38 - 47

Zinc 870

Tableau 71 : Concentration de métaux dans les poussières de démolition de l’immeuble “Caravelle Champagne”


Dufresne M. & Guilhot J, 2005 - Synthèse des mesures sur la propagation des poussières lors de la démolition de l'immeuble "Caravelle CHAMPAGNE" à Meaux


DEM.06 - Démolition de structures industrielles du quartier de Kennedy Town, à Hong Kong (Chine)


atténuation Autres


Travaux de construction

Enlèvement de PCDD-F et amiante avant démolition

Travaux de démolition avec soudage excavation

TSP

Démolition progressive, pas d’accumulation des débris, pas de surcharge des camions

Bordures du chantier

Concentrations TSP inférieures aux seuils de HK (260 µg/m3), malgré la mise en place d’activités génératrices de poussières

Tableau 72 : Principales activités et résultats associés à la démolition de structures industrielles à Hong-Kong

Objectif

Ce projet a consisté en la démolition et en l’enlèvement des cheminées, bâtiments et structures auxiliaires de l’incinérateur et de l’abattoir de Kennedy Town. Il inclut également l’enlèvement des matériaux contaminés par de l’amiante ou des PCDD-F, avant démolition. Conformément à ce qui est exigé par la réglementation hongkongaise, la qualité de l’air a été évaluée les mois où des activités génératrices de poussières étaient réalisées, pendant toute la durée du chantier (2007-2009).

Données

Les mesures ont été réalisées aux bordures du chantier (à l’est et au sud) en moyennant sur une heure (moniteur de mesure d’aérosol, DustTrak 8520) et sur 24 heures de poussières TSP (système de surveillance grand volume, GMWS 2310 Accu-vol system)

Résultats

Des exemples de concentrations minimales et maximales en TSP associées aux activités réalisées durant les mesures sont réunis dans le tableau ci-dessous. Les seuils de concentration admis par les autorités hongkongaises n’ont pas été dépassés (concentration journalière en TSP de 260 µg/m3 et concentration horaire en TSP de 500 µg/m3), malgré des activités fortement génératrices de poussières (excavation, soudage). Les principes de démolition utilisés sur ce chantier, consistant en une démolition progressive et en des précautions sur l’accumulation des débris, ont permis de conserver un niveau d’émissions de poussières faible


Mois Durée de mesure Activités engendrées durant la mesure Concentration TSP

(µg/m3) min-max

Décembre 2007 1-heure Travaux de construction, comprenant soudage 89 – 121

24-heures - 67,8 – 90,9

Janvier 2008

1-heure Travaux de construction 78 - 235

1-heure Travaux de construction, comprenant soudage 159 - 249

24-heures - 65,6 – 93,3

Février 2008 1-heure

Travaux de construction 114 - 326

Travaux de construction, comprenant soudage 149 - 201

Travaux de construction, comprenant soudage et martelage 126 - 131

24-heures - 65,7 – 85,8

Avril 2008 1-heure

Travaux de construction 108 - 177

Travaux de construction, comprenant soudage et peinture 196 – 282

24-heures - 66,7 – 91,8

Mai 2008 1-heure

Travaux de construction, comprenant soudage et découpe 97 - 135

Travaux de démolition 114 – 264

24-heures - 76,7 – 97,9

Juin 2008 1-heure

Travaux de démolition 59 - 197

Travaux de démolition, comprenant de l’excavation 69 - 198

24-heures - 61 – 95,7

Juillet 2008 1-heure



24-heures - 68 – 106,2

Août 2008 1-heure



24-heures - 82,2 – 107,5

Tableau 73 : Exemples de concentrations mesurées durant les travaux de démolition de l’incinérateur et de l’abattoir de Kennedy Town

Les activités de démolition ont généré dans l’air les mêmes ordres de grandeur en TSP que les travaux de construction grâce à la mise en place de bonnes pratiques de démolition et gestion des débris. Ces quantités en poussières émises ne sont pas négligeables mais ne dépassent pas les seuils en vigueur dans le pays du chantier.


Mott Connell Limited - Demolition of Buildings and Structures in the Proposed Kennedy Town Comprehensive Development Area Site Environmental Permit No. EP-136/2002/B Monthly EM&A Report.

Disponible sur http://www.epd.gov.hk/

http://www.epd.gov.hk/


DEM.07 - Chantier de destruction de l’usine Pechiney d’Auzat (France)


Polluants Mesures


Autres observations


Démolition à l’aide d’une pelleteuse, enlèvement des débris avec une petite pelleteuse

PM10 - Vent

Mesures dans l’usine en démolition et en limites de chantier

Niveau important en PM10 dans l’air du chantier.

Limites : PM attribuables au chantier de démolition représenterait environ 200 µg/m3.

Tableau 74 : Principales activités et résultats associés au chantier de destruction de l’usine Pechiney, France

Objectif

Une évaluation des impacts sur la qualité de l’air des activités de démolition de l’usine Pechiney (débutée en avril 2006) a été réalisée afin de déterminer les concentrations de divers polluants dans l’air ambiant à différentes étapes du chantier.

Données

Des appareils de mesure de type Partisol (préleveur séquentiel gravimétrique) ont été placés au milieu du hangar où les activités de démolition avaient lieu. La démolition s’effectuait au moyen d’une grande pelleteuse, tandis qu’une petite pelleteuse faisait des allers-retours entre le lieu de démolition et le lieu de stockage des débris de démolition (à l’extérieur du hangar).

Résultats

Les composés ont été détectés à des concentrations inférieures aux seuils recommandés (voir tableau ci-dessous), malgré un niveau important en PM10 dans l’air ambiant pendant les travaux de démolition.

Polluants Concentrations sur 4 heures

Poussières PM10 316 µg/m3

Fluorures 12 µg/m3

Aluminium 25 µg/m3

Tableau 75 : Concentration de divers polluants sur le site du chantier de démolition de l’usine Pechiney

Des mesures en limite de chantier ont également été effectuées durant quelques heures pendant la destruction du bâtiment. Deux prélèvements simultanés ont été réalisés sur deux côtés du chantier, afin d’évaluer la présence des particules de PM10 selon la direction des vents. Les échantillonnages ont eu lieu durant deux phases de chantier : phase de démolition et phase de tri des gravats.

La concentration en PM10 mesurée au nord du chantier est de 421 µg/m3, tandis que celle au sud est de 69 µg/m3. Les conditions de vent durant la mesure ont entraîné un déplacement des particules en suspension du sud du chantier vers le nord, ce qui complique la détermination précise des concentrations de PM10 attribuables aux activités du chantier. De manière simplifiée et en supposant que la situation de fond urbain correspond à une concentration en PM10 de 35 µg/m3 (agglomération toulousaine à cette même période), la concentration de PM10 attribuable au chantier de démolition représenterait environ 200 µg/m3.


Observatoire régional de l'air en Midi-Pyrénées (ORAMIP), 2006 - Evaluation de la qualité de l'air sur le chantier de destruction de l'usine Pechiney - Auzat


DEM.08 - Démolition d’un pont ferroviaire, aux Pays-Bas21


Polluants Mesures


Autres observations


Oxycoupage Plomb Protection individuelle

- -

Les concentrations observées à une distance de 50 mètres du chalumeau sont de 1,7 à 14 mg/m3 (sous le vent) et de 0,06 à 0,08 (contre le vent).

Valeur limite : 0,15 mg/m3 sur 8 heures

Tableau 76 : Principales activités et résultats associés à la démolition d’un pont ferroviaire aux Pays-Bas

Objectif

Cette étude concerne la quantification des émissions atmosphériques dues à la démolition en 1987 d’un pont ferroviaire en acier recouvert d’une peinture au plomb situé à proximité d’une zone résidentielle.

Données

La destruction du pont a été faite par oxycoupage. L’étude s’est focalisée exclusivement sur les émissions de plomb attribuables aux opérations de démolition.

Résultats

Les concentrations observées à une distance de 50 mètres du chalumeau sont de 1,7 à 14 mg/m3 (sous le vent) et de 0,06 à 0,08 (contre le vent). La limite seuil était de 0,15 mg/m3 (mesure moyenne sur 8-heures).

La démolition de ce pont a donc fortement impacté la qualité de l’air environnant avec l’émission de quantités importantes de particules de Pb.


Cincinnati Health Department, 2013 - Health Impact Assessment of the Demolition of a Lead Painted Bridge Adjacent to a Residential Area

21 Cincinnati Health Department, 2013 - Health Impact Assessment of the Demolition of a Lead Painted Bridge Adjacent to a Residential Area


DEM.09 - Comparaison entre la démolition de maisons individuelles à Chicago et la démolition de résidences collectives à Baltimore (Etats-Unis)


Polluants Mesures



Démolition pelleteuse

Plomb, poussières

Mesures limitées (pas de mesures, jets d’eau sur la structure ou aspersion sur les débris de démolition)

-

67 maisons individuelles, construites avant 1960

Système d’échantillonnage à environ 5-10 mètres du chantier

L’utilisation de jets d’eau comme atténuateur de poussières lors de la démolition de certaines maisons à Chicago a été jugée efficace (diminution d’un facteur 2)

Tableau 77 : Principales activités et résultats associés à la démolition de maisons individuelles à Chicago et Baltimore

Objectif

A Chicago, près de 3 000 vieilles maisons contenant de la peinture à base de plomb sont détruites chaque année. L’étude présente les émissions de plomb lors de la démolition et du déplacement des débris associés de 67 maisons individuelles, situées à Chicago. Des mesures d’atténuation des poussières très limitées ont été mises en place durant la démolition de certaines maisons (jets d’eau vers la structure à démolir ou vers les débris de démolition), tandis que d’autres n’ont fait l’objet d’aucune mesure d’atténuation.

Données

La captation des poussières de plomb a été réalisée par l’intermédiaire d’eau déminéralisée (échantillonnage sur 6h en moyenne), suivie d’une analyse chimique par spectrométrie de masse à plasma couplé par induction. Le mécanisme de captation des poussières a été placé à environ cinq mètres du chantier de démolition et à hauteur d’homme (environ deux mètres du sol).

Résultats

La moyenne géométrique des concentrations de poussières de plomb mesurées sur l’ensemble de ces chantiers est de 29,6 µg/m²/h et celle de l’air ambiant est inférieure à 1,8 µg/m²/h, toutes deux avec une très grande dispersion.

Les résultats de cette étude sont comparés à deux autres chantiers de démolition de logements collectifs situés à Baltimore, sur une période similaire, afin de souligner à la fois l’impact des mesures d’atténuation de poussières et des caractéristiques des bâtiments détruits sur les concentrations locales atmosphériques en poussières.

Efficacité des mesures d’atténuation de poussières

L’utilisation de jets d’eau comme atténuateur de poussières lors de la démolition de certaines maisons à Chicago a été jugée efficace. Ainsi, en l’absence d’atténuateur de poussières, la concentration moyenne en poussières est de 74,6 µg/m²/h, tandis qu’en présence de jets d’eau, la concentration moyenne est de 48 µg/m²/h.

De plus, l’enlèvement préalable des matériaux contenant potentiellement du plomb (déconstruction) a été effectué. L’efficacité de ces mesures d’atténuation cumulées a été également prouvée. En effet, la moyenne géométrique des retombées de poussières de plomb après démolition utilisant ces atténuateurs a été estimée à moins de 7,6 µg/m²/h (air ambiant inférieur à 5,7 µg/m²/h et une concentration de poussières de plomb en suspension dans l’air ambiant inférieure à 1 µg/m3) et celle des retombées de poussières totales à 6 840 µg/m²/h. Ces concentrations sont près de dix fois inférieures à celles recueillies durant la démolition de Chicago en l’absence de mesures d’atténuation, et 6 fois plus faibles qu’avec l’utilisation des jets d’eau seuls, alors que la quantité de matériaux détruite est plus importante.


A : Mesures d’atténuation des poussières à Baltimore : utilisation de jets d’eau et de barrières de protection autour du chantier de démolition

B : Absence de mesure d’atténuation sur un chantier de démolition à Chicago

Figure 28 : Comparaison entre deux chantiers

Influence des caractéristiques des infrastructures

Les concentrations de plomb dans l’air varient fortement à cause de la diversité des maisons individuelles détruites (taille, composition, etc.), mais surtout à cause des quantités variables de peintures au plomb qu’elles contiennent. Par exemple, sur 67 maisons à Chicago, la quantité en moyenne (géométrique) de retombées de poussières de plomb est de 29,6 µg/m²/h avec une gamme allant de 1,4 à 32 000 µg/m²/h.

En comparaison, une autre étude effectuée à Baltimore réalisée sur la démolition de résidences collectives a montré une émission en moyenne géométrique de 410 µg/m²/h de retombées de poussières de plomb, soit sept fois plus que l’étude effectuée à Chicago (avec une concentration dans l’air ambiant de 10 µg/m²/h, et un maximum de 6 400 µg/m²/h).

Cela indique par conséquent la non-proportionnalité entre les émissions de plomb dans l’air et le nombre de maisons démolies, et donc l’impossibilité de faire une généralisation du taux d’émission de plomb attribuable à la démolition.

Etudes Mesure d’atténuation des poussières mise en

place

Moyenne géométrique de l’air

ambiant en retombées de plomb (µg/m²/h)

Moyenne géométrique des retombées en plomb,

après démolition (µg/m²/h)

Mesure maximale des retombées en plomb, après

démolition (µg/m²/h)

Chicago, maisons individuelles (67 unités)

Jets d’eaux sur certains chantiers

< 1,8 29,6 32 000

Baltimore, résidences collectives

(900 unités)

Jets d’eaux (bâtiments et débris) et barrières de protection sur tous les

chantiers

< 5,7 < 7,6 257

Baltimore, résidences collectives

(150 unités)

Jets d’eau sur les bâtiments

10 410 6 400

Tableau 78 : Récapitulatif des mesures de concentration en plomb, après démolition


Farfel, 2003 - A Study of Urban Housing Demolitions as Sources of Lead in Ambient Dust: Demolition Practices and Exterior Dust Fall

Mucha, 2008 - Lead dust fall from demolition of scattered site family housing: Developing a sampling methodology

Jacobs, 2008 - Lead Particulate Deposition from Housing Demolition


DEM.10 - Implosion d’un immeuble, à Baltimore (Etats-Unis)


Polluants Mesures


Autres observations



PM10

Déconstruction des matériaux contenant des substances dangereuses,

Aspersion d’eau, nettoyage après implosion

Faible vent, temps clair, 22°C

-

Contre le vent : peu d’impact sur la concentration en PM10 ; léger effet sur l’air ambiant (+ 15 µg/m3) au-delà de 300 mètres

Sous le vent : pics de durée < 40 min, revient à sa concentration en 15 minutes dans la plupart des sites

Aucune augmentation des PM10 dans l’air intérieur des riverains

Composition élémentaire des particules émises : Ca (57 %), SiO2 (23 %), Al (7,6 %) Fe (6,1 %)


Objectif

Un immeuble de 23 étages a été démoli à Baltimore par le biais d’explosifs (nitroglycérine). Par souci économique et environnemental, une déconstruction préalable des matériaux recyclables et comportant des substances dangereuses (plomb et amiante, par exemple) a été effectuée.

Données

Lors de l’implosion de l’immeuble, sept sites de mesure en extérieur et quatre sites en intérieur ont été mis en place afin de caractériser l’exposition aux particules des habitants et des hôpitaux situés dans un rayon de 800 mètres autour du site de démolition. Après implosion, des mesures comprenant des aspersions d’eau et le nettoyage des routes environnantes, ont été mises en place.

Un MIE pDR1000 (ThermoAndersen), moniteur portable à système optique, a permis d’effectuer des mesures de concentration de PM10 toutes les dix secondes. De même, un TEOM Series 1400a et un 10 L/min 10 µm Harvard Impacteur (HI, AirDiagnostics, Inc.) ont été utilisés pour, respectivement, des mesures journalières de concentration en PM10 en temps réel et pour des échantillonnages en vue d’analyses ultérieures de la composition des particules

Résultats

L’analyse des filtres d’échantillonnage du Harvard impacteur par spectrométrie de fluorescence X a permis de déterminer la composition élémentaire des particules émises : calcium (57 %), silice (23 %), aluminium (7,6 %) et fer (6,1 %).

Dans la direction contre le vent (NE), l’implosion de l’immeuble a eu peu d’impact sur la concentration en PM10 ; au-delà de 300 mètres elle n’a ainsi qu’un léger effet sur l’air ambiant (augmentation de 15 µg/m3).

Dans la direction du vent (SE), les pics de concentration observés ont une durée très courte (inférieure à 40 min).

Sur la plupart des sites, la concentration en PM10 revient à sa concentration initiale en l’espace de 15 minutes. Moyennée sur 24 heures, la concentration en PM10 ne dépasse pas le seuil de 150 µg/m3 inscrit dans les standards de qualité de l’air (National Ambient Air Quality Standard NAAQS) définis par l’U.S. Environmental Protection Agency (EPA).

De plus, aucune augmentation des PM10 n’a été observée dans l’air intérieur des riverains, même dans les endroits les plus proches situés dans un périmètre de 250 m.


Malgré la forte variabilité des quantités émises, la démolition de maisons individuelles génère des quantités importantes de poussières et particules, y compris des particules de Plomb. La mise en place de mesures d’atténuation permet cependant de limiter ces émissions atmosphériques.

Sites de mesure 1 2 3 4 5 6 7

Distance de l’implosion en m (et direction) 100 (N) 160 (NE) 300 (NE) 475 (SE) 825 (SE) 1130 (SE)

780 (NE)

Concentration de l’air ambiant (mesure moyenne sur 2 heures) (µg/m3)

17 20 21 18 13 29 27

Concentration maximale (µg/m3) 54 000 605 36 5 686 1 578 589 42

Durée du pic (min) 40 14 - 38 7 12 -

Moyenne en dehors du pic de concentration (µg/m3)

1 524 185 - 420 528 98 -

Moyenne sur 24 heures (µg/m3) 72 17 - 29 18 15 -

Tableau 80 : Concentrations en PM10 observées lors de l’implosion d’un immeuble, à Baltimore


Christopher M. Beck et al, 2003 - The Impact of a Building Implosion on Airborne Particulate Matter in an Urban Community, Journal of the Air & Waste Management Association, 53:10, 1256-1264


DEM.11 - Démolition de logements sociaux, à Chicago (Etats-Unis)


Polluants Mesures


Autres observations


3 types de démolition :

- déconstruction et enlèvement des murs intérieurs et utilisation d’une boule de démolition,

- utilisation d’une pelleteuse à vérin pneumatique,

- démolition intérieure limitée, utilisation d’une pelleteuse à vérin pneumatique, oxycoupage.

PM10, PM2,5

Jets d’eau uniquement pour un des bâtiments

- -

Concentration locale en PM10 et PM10-2.5 augmente durant démolition tandis que PM2.5 constante

Démolition intérieure, démolition de la structure externe et évacuation des débris secs émettent poussières.

Augmentation PM10 locales de 4,5 µg/m3 associée aux activités de démolition

Impacts des activités très limités dans le temps

Diminution de 25 à 50 % de la concentration en particules avec jets d’eau, pour une même activité

Déplacement de débris avec pelleteuse, concassage de roche, démolition avec pelleteuse : concentrations > 100 µg/m3 en PM10

Tableau 81 : Principales activités et résultats associés à la démolition de logements sociaux, à Chicago - USA

Objectif

Cette étude concerne la quantification des concentrations de particules fines liées à la démolition de trois immeubles de logements sociaux (bâtiments de hauteur supérieure à 100 mètres) situés à proximité de populations sensibles (à moins de 250 mètres d’écoles ou d’autres logements collectifs).

Données

Les immeubles ont été démolis durant des périodes différentes (de juillet à octobre 2002, d’octobre à novembre 2002 et de novembre 2003 à janvier 2004). Les bâtiments sont construits sur une même base (structure en brique et en acier, avec un intérieur en parpaing), en revanche, leur méthode de démolition diffère :

Immeuble 1 (Robert Taylor Homes) : déconstruction et enlèvement des murs intérieurs et utilisation d’une boule de démolition,

Immeuble 2 (Stateway gardens) : utilisation d’une pelleteuse à vérin pneumatique,

Immeuble 3 (ABLA) : démolition intérieure limitée, utilisation d’une pelleteuse à vérin pneumatique, oxycoupage.

Résultats

Le Tableau 82 regroupe l’augmentation des concentrations de PM10 et PM2,5 attribuable aux activités de démolition selon deux approches :

Approche 1 : échantillonnage dichotomique sur site fixe

Approche 2 : mesure en temps réel sous et contre le vent

Les augmentations de concentration relatives des PM locales dues à la démolition sont plus importantes pour les PM10 que pour les PM2,5 ; cela s’explique par la grande taille des particules générées par la démolition. De plus, on observe que l’augmentation du pic de concentration est davantage accentuée que l’augmentation de la concentration moyenne, ce qui traduit que les impacts des activités sont très limités dans le temps.

Les échantillonnages selon l’approche 2 ont également permis de déterminer les concentrations associées à différentes activités, ainsi que l’impact de la mise en place de mesures d’atténuation des poussières (jets d’eau). Les mesures ont été effectuées sur une période de 10 minutes consécutives, sans et avec des jets d’eau.


Général Concentration, air ambiant (µg/m3) Augmentation due à la démolition (µg/m3)

PM10 PM2.5 PM10 PM2.5

Moyenne 17,1 10,9 4,5 (26,3 %) 0,9 (8,3 %)

Sous le vent 15,2 9,6 9 (59,2 %) 3,9 (40,6 %)

Conditions poussiéreuses

Concentration démolition, jours non poussiéreux (µg/m3)

Augmentation due à la démolition, jours poussiéreux (µg/m3)

PM10 PM2.5 PM10 PM2.5

Moyenne 20,1 11,6 10,4 2,5

Sous le vent 19,3 11,4 14,3 4,2

Echantillonnage sous et contre le vent

Concentration PM, air ambiant (µg/m3) Augmentation due à la démolition (µg/m3)

Particules PM10 54,9 511,8

PM, moyenne 28,7 110,4

PM, maximum 142,6 3 824

Tableau 82 : Récapitulatif des concentrations mesurées en PM10 et PM2.5 lors de la démolition de logements sociaux à Chicago

Activités en cours / Observation Concentration moyenne en PM10 (µg/m3)

Sans jet d’eau Avec jets d’eau

Déplacement de débris avec une pelleteuse 175,1 -

Nuages de poussières visibles 133,2 52,8

Concassage de roche 121,1 45

Démolition avec une pelleteuse 103,5 54,4

Labourage de débris 83,4 56,4

Utilisation du bulldozer 82,9 56

Chargement de débris avec une excavatrice 80,2 84,1

Entrée/sortie de camions 71,4 45,6

Pas d’activité de démolition 71,4 -

Utilisation boule de démolition - 139

Tableau 83 : Influence de jets d’eau dans l’atténuation des concentrations en particules

La concentration en particules (mesure moyenne sur dix minutes) est donc dépendante du type d’activité (par exemple la démolition avec une pelleteuse produit moins de particules que l’utilisation d’une boule de démolition) ainsi que de l’utilisation ou non d’atténuateurs de particules. En effet, pour une même activité, les jets d’eau permettent une diminution de 25 à 50 % de la concentration en particules dans l’air.

Ainsi, les activités de démolition sont ici fortement génératrices de particules, et d’autant plus les PM10 que les PM2,5. Ces émissions sont néanmoins limitées dans le temps. De plus, l’utilisation de mesures d’atténuations des poussières permettent de baisser les quantités émises, bien que leur efficacité soit dépendante du type d’activité entreprise.


Dorevitch, 2006 - Demolition of High-Rise Public Housing Increases Particulate Matter Air Pollution in Communities of High-Risk Asthmatics


DEM.12 - Implosion d’un immeuble dans une zone hospitalière, à Madrid (Espagne)


Polluants Mesures


Autres observations


Dynamitage et complément de démolition mécanique

Spores fongiques

Mise en place de filtre sur les systèmes de ventilation

-

Mesures effectuées dans les rues autour du chantier

Valeur de concentrations en spores fongiques similaires après dynamitage et après démolition mécanique

Tableau 84 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’un immeuble dans une zone hospitalière à Madrid

Objectif

La démolition d’un bâtiment de la maternité de l’Hôpital General Universitaire « Gregorio Marañon » (Madrid, Espagne) a fait l’objet d’une étude concernant l’émission de spores fongiques filamenteuses. La démolition du bâtiment a consisté en une explosion par dynamitage et à un complément de démolition mécanique (quatre jours après l’explosion).

Données

Les mesures ont été effectuées juste après la démolition (10 mesures à plusieurs minutes d’intervalle) ainsi que plusieurs jours après. Une série de mesures de l’air ambiant a été faite quelques jours avant la démolition. Les points de mesure ont été placés sur quatre rues autour du bâtiment. L’échantillonnage a été effectué sur deux minutes avec un impacteur automatique MAS-100 (Merck, France) avec un flux d’air de 100 L/min.

Résultats

Durant les cinq jours avant l’explosion, la concentration des spores était en moyenne de 17,6 CFU/m3 (gamme de 5 à 40 CFU/m3). Le jour de l’explosion, la concentration des spores valait 70,2 CFU/m3 (gamme de 25 à 175 CFU/m3). Lors des compléments de démolition effectués mécaniquement par des engins de chantier, la concentration a atteint une valeur moyenne de 74,5 CFU/m3 (soit une valeur similaire au jour de l’explosion). La concentration était de 31,6 CFU/m3 (0 – 90 CFU/m3) durant les quatre semaines après l’explosion.

La démolition de bâtiments tertiaires (ici hôpital) engendre donc également de fortes émissions de particules biologiques type spores fongiques, que la démolition soit effectuée par implosion ou manuellement.


Bouza, 2002 - Demolition of a hospital building by controlled explosion: the impact on filamentous fungal load in internal and external air


DEM.13 - Démolition d’un immeuble dans une zone hospitalière, à Essen (Allemagne)


Polluants Mesures


Autres observations


Démolition mécanique de la structure par excavatrices

PM5, PM1, PM0.5, PM0.3, particules ultrafines (PM0.1) et moisissures

Toile en plastique, système de jet d’eau

Faible température, vent fort, humidité forte

Béton armé et brique

Jusqu’à 30 mètres autour du chantier

Augmentation d’un facteur 3,3 pour PM1 et facteur 1.5 pour PM0.1 Constance des concentrations de spores

Tableau 85 : Principales activités et résultats associés à la démolition d’un immeuble dans une zone hospitalière à Essen, Allemagne

Objectif

L’étude porte sur la mesure de concentrations de particules et de moisissures lors de la démolition d’un vieux bâtiment de trois étages du centre hospitalier universitaire d’Essen, de 2005 à 2006. D’une hauteur de 23 m, sur une surface de 1025 m², le bâtiment était essentiellement constitué de béton armé et de briques. Pour atténuer la propagation des poussières produites, le bâtiment a été recouvert d’une toile en plastique, un système de jet d’eau a été mis en place et la démolition de la structure a été effectuée mécaniquement par des excavatrices.

Données

Un système de mesure des poussières et des spores émises par la démolition a été installé : sept sites de mesure optique des concentrations en PM5, PM1, PM0.5, PM0.3, particules ultrafines (PM0.1) et moisissures ont été placés autour du chantier. La concentration en particules est mesurée au moyen d’un compteur de particules mobile, tandis que la concentration des spores est suivie par un comptage de colonies. Placés à environ 1,5 m du sol, les appareils de mesure ont été positionnés à une distance de la zone de démolition comprise entre 22 et 31 mètres. L’échantillonnage a été effectué à une fréquence hebdomadaire ou bihebdomadaire. Des mesures de l’air ambiant ont été effectuées deux semaines avant le début de la démolition.

Résultats

Les concentrations des différentes particules durant la démolition ont en moyenne augmenté sensiblement lors de la démolition du bâtiment (voir tableau ci-dessous).

Particules Facteur par rapport au fond ambiant mesuré

PM5 - 0,2

PM1 3,3

PM0.5 2,9

PM0.3 1,6

Particules ultrafines 1,6

Tableau 86 : Facteur de concentration en particules, durant la démolition d’un bâtiment d’une zone hospitalière

En revanche, la concentration de moisissure dans l’air a été peu influencée par les activités de démolition :

Culture à 37°C : 66 CFU/m3 (avant démolition) et 80 CFU/m3 (pendant la démolition) ;

Culture à 22°C : 510 CFU/m3 (avant la démolition) et 210 CFU/m3 (pendant la démolition).

Les valeurs concernant les spores fongiques peuvent être également très influencées par les conditions météorologiques (taux d’humidité et température de l’air), ce qui pourrait expliquer leur constance malgré la démolition. Par exemple, une autre étude22 a montré qu’après une démolition de bâtiment par explosion, la quantité de spores fongiques augmente près de 10 000 fois et diminue en l’espace de 75 minutes. Le protocole de mesure de cette étude (fréquence des mesures) pourrait être mis en cause et pourrait expliquer en partie la constance des spores dans l’air, malgré la démolition.

Référence bibliographique : Hansen, 2008 - Environmental sampling of particulate matter and fungal spores during demolition of a building on a hospital area.

22 Streifel et al. (1983) Aspergillus fumigatus and other thermotolerant fungi generated by hospital building demolition.


DEM.14 - Implosion d’un hôpital, à Calgary (Canada)


Polluants Mesures


Autres observations


Dynamitage TSP, PM10 et PM2.5

Déconstruction des matériaux amiantés

Température 8°C, vent 7 km/h

7 bâtiments, 84 000 m², 2300 kg d’explosifs

Sites de mesure à 50 m autour du chantier

Fortes augmentations de concentration pour l’ensemble des particules (TSP, PM10 > 99 999 µg/m3, PM2.5 > 15 000 µg/m3), sur de courtes durées (diminution de 330 fois la concentration de TSP en 2h).

Tableau 87 : Principales activités et résultats associés à l’implosion d’un hôpital à Caligary - Canada

Objectif

En octobre 1998, sept bâtiments du Calgary General Hospital-Bow Valley Centre (BVC), représentant près de 84 000 m² ont été détruits à l’aide de 2 300 kg d’explosifs. L’amiante friable et non friable a été retiré de la structure avant l’implosion, tandis que la peinture à base de plomb a été estimée comme peu impactante sur la qualité de l’air et donc laissée telle quelle. Un suivi de la qualité de l’air a été effectué avant, pendant et après l’implosion.

Données

Plusieurs sites de surveillance fixes ont été placés à 50 mètres autour du site. Un site de surveillance mobile (Grimm 1.105 laser dispersion) a également permis de mesurer les concentrations de TSP, PM10 et PM2.5 à diverses distances de la zone de démolition. Les sites de surveillance effectuaient des mesures sur 24 heures, tandis que le site de surveillance mobile effectuait des mesures sur une minute.

Résultats

Le Tableau 88 présente les concentrations maximales des TSP, de l’amiante et du plomb en suspension relevées dans les sites de surveillance fixes (50 m, aux quatre points cardinaux autour du chantier).

Polluants Paramètres Concentration maximale

TSP (µg/m3)

Avant implosion (moyenne sur 24 heures) 38,3

Implosion 27 406

Après implosion (2 heures après) 390

Implosion et après implosion (moyenne sur 24 heures) 3 093

Amiante en suspension (fibres/cm3)


Implosion 1,88

Après implosion (2 heures après) 0,008

Implosion et après implosion (moyenne sur 24 heures) 0,047

Plomb (µg/m3)


Implosion 4,50

Après implosion (2 heures après) 0,7

Implosion et après implosion (moyenne sur 24 heures) 0,58

Tableau 88 : Concentration de particules, d’amiante et de plomb dans l’air avant, pendant et après implosion, mesurée sur les sites fixes

Le Tableau 89 présente les concentrations mesurées par le site mobile L’implosion a été à l’origine d’un nuage de poussières qui s’est dispersé sur près de 20 km aux alentours de la zone de démolition.


Localisations Temps

Concentration maximale moyenne, mesure d’une minute

TSP (µg/m3) PM10 (µg/m3) PM2.5 (µg/m3)

Pré-implosion (air ambiant), à 500 m du chantier H-2 6.5 4 1

Après implosion, à 500 m du chantier Min+14 > 99 999 > 99 999 14 456

Min+16 86 179 68 942 7 363

Après implosion, à 2.5 km du chantier Min+21 15 244 9 571 785

Après implosion, à 3 km du chantier Min+23 15 412 9 050 1 674

Après implosion, à 6 km du chantier Min+33 5 203 4 049 630

Après implosion, à 8 km du chantier Min+42 923 740 175


Après implosion, à 17 km du chantier H+1 1 821 1 394 227

Après implosion, à 20 km du chantier Min+77 1 100 873 152


Après implosion, site à 500 m du chantier H+2 305 161 11

Tableau 89 : Concentration des particules TSP, PM10 et PM2.5, mesurée par le site de surveillance mobile

La mesure de la qualité de l’air après implosion montre de fortes augmentations de concentration pour l’ensemble des particules. Cependant, cette augmentation n’est effective que sur de courtes durées (diminution de 330 fois la concentration de particules grossières en deux heures, sans toutefois atteindre le niveau initial).

De fortes concentrations en TSP, PM10 et PM2.5 ont été détectées sur de grandes distances (25 km) peu de temps après la destruction du bâtiment. On remarque que les concentrations en TSP sont très élevées même à 25 km du site de l’explosion, alors que la forte densité des particules minérales suggère une déposition plus rapide que pour les PM10 et PM2.5.

Une étude de la composition des particules détectées à ces distances aurait permis de s’assurer si l’implosion est bien à l’origine de ces particules en excès (notamment par leur nature minérale, s’opposant à la nature organique des particules émises par les activités agricoles par exemple).


Stefani, 2005 - The Implosion of the Calgary General Hospital : Ambient Air Quality Issues


- Transport et utilisation d’engins de chantier - (Annexe F) TR.01 - Emissions de polluants atmosphériques de divers engins de chantier, aux Etats-Unis

Objectif

Une étude sur des équipements de construction non routiers a été réalisée aux Etats-Unis. Elle a permis de récolter 119 heures de données d’engins de chantier fonctionnant au diesel et selon différents régimes : huit pelleteuses, six bulldozers, trois excavatrices, six niveleuses, trois tombereaux, une chargeuse compacte, trois chargeuses sur chenille et cinq chargeuses sur pneus. Les engins étudiés sont soumis à la législation américaine sur les gaz d’échappement d’engins mobiles non routiers. Bien que les législations américaine et européenne diffèrent sur le cadre par exemple (catégorisation des engins en quatre « Tier »), les standards d’émission sont similaires. Les engins de chantier soumis à la législation américaine du point de vue technique sont donc comparables aux engins soumis à la législation européenne ; leurs émissions sont par conséquent équivalentes.

Données

Un système portable de mesure d’émission (PEMS) est utilisé pour prélever les mesures en concentration de NOx, HC, CO, CO2 et PM. La méthodologie est basée sur des mesures en temps réel (seconde-par-seconde) d’engins de chantier en service. Chaque équipement est caractérisé par un cycle d’utilisation avec différents régimes, qui soit représentatif d’activités réellement effectuées sur chantier.

Résultats

Les mesures de concentration pour chacune des activités propres à l’engin étudié (représentant par conséquent son cycle d’utilisation) sont présentées dans le tableau sur la page suivante.

De ces mesures de concentration, des facteurs de corrélation peuvent être calculés (voir Tableau 91) afin de relier les émissions des différents polluants atmosphériques à chaque paramètre de l’engin (puissance, cylindrée, charge, conformité à un stage de la réglementation européenne, année de distribution). Ces facteurs de corrélation permettent donc d’évaluer de manière synthétique l’évolution des émissions de polluants par rapport aux paramètres propres à l’engin, de manière différenciée.

Les émissions de polluants, fonction du temps, sont ainsi fortement corrélées à la cylindrée des engins, mais le sont moyennement à leur puissance. Les émissions de polluants, basées sur l’utilisation du carburant sont faiblement corrélées aux paramètres de l’engin ; cela montre ainsi la faible variabilité par rapport aux émissions, fonction du temps.


Equipements Activités Charges Conso.

carburant (l/h)

Emissions par unité de temps Emissions basées sur la consommation de carburant

NOx (g/h) HC (g/h) CO (g/h) CO2 (g/h) PM (g/h) NOx (g/l) HC (g/l) CO (g/l) PM (g/l)

Pelleteuse

Déplacement 5 - 30 % 1,89 - 7,95 60 - 222 14 - 27 25 - 154 4 791 - 20 795 0,1 - 2,1 28,01 - 32,76 3,17 - 8, 98 9,25 - 21,14 0,05 - 0,29

Mouvement de sols 19 - 20 % 0,5 - 0,8 64 - 112 6 - 7 8 - 52 4 611 - 8 360 0,3 - 1,3 21,66 - 45,44 2,64 - 3,70 2,91 - 16,12 0,21 - 0,55

Mouvement de matériaux

16 % 4,16 112 9 35 10 535 1,1 26,16 3,17 10,04 0,29

Bulldozer

Nivelage brut 23 27 % 6,43 - 12,87 252 - 613 16 - 39 63 - 131 16 658 – 34 311 2,3 - 2,9 47,56 - 56,54 4,49 - 4,76 13,47 - 15,59 0,26 - 0,34

Nivelage fin 14 % 0,9 - 1,4 92 - 228 14 - 18 28 - 91 8 540 - 14 221 0,7 - 2,3 31,44 - 43,59 5,02 - 5,81 13,74 - 32,50 0,16 - 0,40

Stockage 18 - 48 % 4,16 - 38,23 104 - 1913 24 - 33 44 - 240 11 166 - 100 647 0,9 24,83 - 53,9 2,38 - 6,34 10,83 - 14,8 0,21

Excavatrice

Nettoyage 21 % 10,60 319 13 37 28 503 3,2 38,31 2,38 6,08 0,26

Déplacement de pierres

52 % 9,46 189 19 71 25 077 1,7 19,29 1,85 7,13 0,18

Excavation des sols 40 % 7,19 214 20 27 19 401 1,5 34,87 4,23 6,87 0,21

Niveleuse

Nivèlement de surface (lame entière)

27 - 53 % 9,46 - 20,85 163 - 643 21 - 95 17 - 141 24 893 – 54 615 1,8 - 4,9 22,72 - 56,80 1,85 - 19,02 1,85 - 19,02 0,18-0,26

Nivèlement de bande d’arrêt d’urgence (portion de lame)

10 - 42% 6,43 - 9,84 192 - 423 26 - 152 29 - 134 16 956 – 26 013 1 - 2,8 2,64 - 4,23 3,96 - 20,34 5,28 - 29,85 0,13 - 0,29

Tombereau Transport des sols 4 - 14% 6,43 - 9,08 246 - 298 15 - 22 41 - 121 1 908 - 23 543 1,5 - 2,2 40,95 - 47,82 3,43 7,13 - 11,62 0,24

Chargeuse compacte

Déplacement de matériaux

54 % 3,41 74 12 17 8721 0,5 25,63 4,49 7,66 0,16

Chargeuse sur chenille

Nivelage fin 30 % 10,98 169 29 67 29 297 2,3 17,70 3,70 7,93 0,21

Déplacement de matériaux

44 % 10,98 514 22 38 28 738 2,1 42,01 2,64 4,49 0,26

Stockage 46 % 14 216 7 58 37 241 2,2 18,76 1,32 6,87 0,18

Chargeuse sur pneus

Déplacement des sols 9 – 18 % 3,03 - 6,43 78 - 179 8 - 19 23 - 73 7 819 - 17 399 0,5 - 1,5 27,48 - 30,12 3,43 - 3,70 9,51 - 11,62 0,16 - 0,24

Déplacement 17 - 25 % 3,41 - 6,06 131 - 195 8 - 33 12 - 38 925 - 15 534 0,4 - 1,5 34,87 - 47,29 3,70 - 7,93 3,43 - 11,10 0,16 - 0,26

Tableau 90 : Concentrations mesurées en polluants atmosphériques de divers engins en activité


Puissances Cylindrée Année de

distribution Stage de l’engin

Charge de l’engin

Basée sur le temps

Carburant (l/h) 0,5 0,72 -0,32 -0,33 0,39

NOx (g/h) 0,45 0,70 -0,32 -0,47 0,26

HC (g/h) 0,26 0,34 -0,45 -0,22 0,18

CO (g/h) 0,40 0,53 -0,24 -0,23 0,23

CO2 (g/h) 0,50 0,72 -0,32 -0,34 0,39

PM (g/h) 0,40 0,54 -0,32 -0,31 0,28

Basée sur la consommation de carburant

NOx (g/h) 0,29 0,40 -0,55 -0,52 -0,33

HC (g/h) 0,04 0,04 -0,06 -0,05 -0,10

CO (g/h) 0,00 0,04 -0,13 -0,10 -0,01

PM (g/h) -0,02 -0,02 -0,20 -0,25 0,03

Tableau 91 : Facteurs de corrélation entre les émissions de polluants et les paramètres propres à l’engin de chantier

Selon la même méthodologie, une étude sur les émissions de polluants de huit camions malaxeurs (ou bétonnières portées) a également été effectuée. Les camions malaxeurs sont des International Paystar 5600i, disposant d’un cylindre 2006 Cummins ISM-350 V 6, turbocompresseur 10,8L, 335 chevaux. Le poids sans charge est typiquement de 12,8 t et en charge est de 29,3 t.

Le cycle d’utilisation du camion malaxeur (transport de la cimenterie vers le chantier et retour vers la cimenterie, à vide) comporte cinq étapes dont deux sont intéressantes dans le cadre du chantier :

Attente de déchargement du ciment comprenant des temps de ralenti et des temps de déplacement peu fréquents,

Déchargement du ciment.

Les émissions attribuables aux étapes d’attente de déchargement et de déchargement pour l’un des camions malaxeurs sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Polluants CO2 (g/s) NOx (mg/s) PM (mg/s) HC (mg/s) CO (mg/s)

Emissions durant l’étape d’attente de déchargement 3,09 32,6 0,127 2,29 6,46

Emissions durant l’étape de déchargement du ciment 1,75 29,3 0,077 1,93 5,13

Tableau 92 : Emissions de polluants atmosphériques de camions malaxeurs


Frey, 2007 - Methodology for Activity, Fuel Use, and Emissions Data Collection and Analysis for Nonroad Construction Equipment

Frey, 2009 - In-use measurement of the activity, fuel use, and emissions of eight cement mixer trucks operated on each of petroleum diesel and soy-based B20 biodiesel


- Production, gestion et valorisation des déchets - (Annexe F)

DEC.01 - Analyse environnementale du fonctionnement d’un centre de tri de déchets de construction et de démolition, à Lisbonne (Portugal)

Objectif

Les impacts environnementaux du fonctionnement d’un centre de tri des déchets de construction et de démolition ont été étudiés, en se focalisant sur les opérations. Ce centre effectue un tri préalable par type de matériau en fonction des standards de pureté et approvisionne ensuite d’autres entreprises spécialisées dans le recyclage de chaque type de matériau.

Données

L’étude ne porte pas directement sur la quantification des émissions de polluants atmosphériques mais sur les consommations d’énergie et les émissions en CO2 du centre de tri. L’étude fournit néanmoins des données qualitatives sur les émissions de polluants atmosphériques « locaux ».

Résultats

Des émissions de polluants atmosphériques sont identifiées aux étapes suivantes :

Transport par camion : trajet du site de construction/réhabilitation/démolition vers le centre de tri, trajet du centre de tri vers les entreprises de recyclage ou vers les centres d’enfouissement.

Utilisation de machine diesel : dans ce cas d’étude, une seule pelleteuse d’une puissance de 90 kW est utilisée.

Transfert de matériaux, par opérations mécaniques : chargement/déchargement et transport des matériaux par convoyeur.


Coelho, 2013 - Environmental analysis of a construction and demolition waste recycling plant in Portugal – Part I: Energy consumption and CO2 emissions


DEC.02 - Installation de traitement des déchets du BTP, aux Etats-Unis

Objectifs

Une étude américaine s’est intéressée aux émissions de poussières des installations qui procèdent au traitement de déchets, dont ceux du BTP. Elle compare des sites équipés de différents types de process de traitement.

Données

Les échantillonneurs ont été positionnés près des limites de l’infrastructure et proches des sources potentielles de contamination (zones d’opération de traitement, routes).

Résultats

Les résultats des mesures sur site sont exposés dans le tableau sur la page suivante.

Suivant l’endroit de l’échantillonnage, les valeurs varient beaucoup ce qui traduit une hétérogénéité d’exposition aux particules dans l’atmosphère du site. Cette hétérogénéité est liée au fait que les sources d’émission sont des sources ponctuelles et localisées et non des sources diffuses. Les concentrations en particules PM2.5 et PM10 sont dans les trois cas plus élevées à l’intérieur du site de traitement des déchets, et notamment autour de la zone de réception des déchets. A l’inverse, la concentration en particules est plus faible aux limites externes du site de traitement (périmètre) du fait du phénomène de dilution augmentant avec la distance à la source d’émission.


Young, 2008- Determination of size fractions and concentrations of airborne particulate matter generated from construction and demolition waste processing facilities. Air Qual Atmos Health, 1:91–100.


Types de déchets

Traitement Poussières

totales (mg/m3)

Poussières alvéolaires

(mg/m3)

Particules PM10

(µg/m3)

Particules

PM2.5

(µg/m3)

Déchets solides municipaux

Déchets de construction et de démolition

Carton

Déchets recyclables mixtes

Réception des déchets à l’intérieur du site.

Déchargement séparé du béton, des métaux et des cartons.

Dépose en tas des autres déchets par un bulldozer, ramassage par une pelle et chargement dans un camion.

Dépôt sur un site d’enfouissement.

0,68 [0,1 - 1,6]

0,15 [0,02 - 0,4]

Périmètre du site :

30 [15 - 60]

Intérieur zone de

réception : 150 [35 -

380]

Extérieur zone de

réception : 65 [15-150]

Périmètre du site : 16 [7 - 27]

Intérieur zone de réception : 17 [8 - 27]

Extérieur zone de réception : 40 [20 - 60]


Béton

Déchets recyclables mixtes

Réception des déchets à l’extérieur du site.

Dépose et déchargement des matériaux recyclables à l’intérieur du site par un bulldozer.

Placement des matériaux recyclables sur un écran de tri (taille) à l’aide d’une excavatrice.

Utilisation d’un overband pour transporter les matériaux vers une chambre de tri manuelle.

Les matériaux sont envoyés par camion vers les filières de recyclages ou vers site d’enfouissement si non valorisables.

0,93 [0,3 - 2,1]

0,14 [0,01 - 0,3]


98 [40 - 230]

Intérieur zone de


340]

Extérieur zone de


400]





Déchets solides municipaux

Béton, bois, carton, métaux, plâtre

Réception des déchets à l’intérieur du site.

Dépose et déchargement des matériaux par un bulldozer.

Placement des matériaux sur un overband à l’aide d’une excavatrice.

Transport des matériaux vers une chambre de tri.

Tri manuel en fonction de la nature du matériau recyclable.

Les matériaux recyclables sont envoyés vers les filières spécialisées, tandis que les autres sont envoyés dans une meuleuse.

5,5 [3 - 8]

0,85 [0,4 - 1,4]


64 [15 - 220]

Intérieur zone de

réception : 1 000 [500 -

1 300]

Extérieur zone de

réception : 90 [50 - 150]




Tableau 93 : Concentrations en poussières et PM relevées dans les sites de traitement de déchets incluant ceux du BTP


L’ADEME EN BREF L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie (ADEME) participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. Elle met ses capacités d'expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale. L’Agence aide en outre au financement de projets, de la recherche à la mise en œuvre et ce, dans les domaines suivants : la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, les économies de matières premières, la qualité de l'air, la lutte contre le bruit, la transition vers l’économie circulaire et la lutte contre le gaspillage alimentaire. L'ADEME est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de la Transition Écologique et Solidaire et du ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.


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QUALITE DE L’AIR

ET EMISSIONS

POLLUANTES DES

CHANTIERS DU BTP

Les activités des chantiers du bâtiment et des travaux publics

(BTP) émettent de nombreux polluants dans l’air, comme

d’autres activités humaines. Selon les inventaires d’émissions

du centre interprofessionnel technique d’études de la pollution

atmosphérique (CITEPA), les activités du BTP contribuent en

France de manière significative aux émissions nationales de

polluants (données 2014), notamment pour les poussières

(TSP 13 %), les particules fines (PM10 9 %, PM2,5 4,8 %) et les

composés organiques volatils non méthaniques

(COVNM 10 %). La nature et l’ampleur relative de ces

émissions varient selon les types de chantiers et empêchent

donc toute généralisation des résultats parcellaires issus

d’études de cas. Les chantiers de démolition de grande

ampleur émettent, sur des durées restreintes, beaucoup plus de

poussières (TSP) et de particules fines et ultra-fines (PM10,

PM2,5, PM1) que les chantiers de construction. Des mesures

d’atténuation peuvent s’avérer très efficaces comme les jets

d’eau ou les barrières qui sont souvent utilisées dans les

chantiers du BTP. Dans les chantiers de

construction/réhabilitation, les activités de terrassement et

l’utilisation d’engins de chantiers sont fortement émettrices de

poussières et de particules fines du fait de la mise en suspension

des poussières du sol et des particules émises par les moteurs

diesel des engins de chantier. Là aussi, de multiples mesures

d’atténuation existent, dont beaucoup relèvent « du bon sens »

(aspersion, bâchage, logistique…). Enfin, des émissions de

COVNM sont plutôt observées avec la pose d’enrobés ou

l’utilisation de peintures et autres produits à base de solvants. Pour les peintures, ces émissions peuvent être atténuées grâce à

une réglementation se traduisant par des teneurs limites de COV

par litre de produit. Pour la dose d’enrobés, de nouvelles

techniques se développent (recours aux enrobés tièdes) et

devraient permettre d’atténuer leurs émissions en COVNM.

Les activités des chantiers du

BTP contribuent de manière

significative aux émissions dans

l’air de particules et de

composés organiques volatils

non méthaniques.

Des mesures d'atténuation sont

à encourager selon les types de

chantiers et l'ampleur des

émissions produites.

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