BILAN DES ÉMISSIONS DE POLLUANTS ATMOSPHÉRIQUES ET DE GAZ À EFFET DE SERRE EN ÎLE-DE-FRANCE POUR L ANNÉE 2010 ET HISTORIQUE 2000/2005
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- Sylvaine Germain
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1 BILAN DES ÉMISSIONS DE POLLUANTS ATMOSPHÉRIQUES ET DE GAZ À EFFET DE SERRE EN ÎLE-DE-FRANCE POUR L ANNÉE 2010 ET HISTORIQUE 2000/2005 Méthodologies et résultats Mai 2013
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3 AIRPARIF Surveillance de la Qualité de l Air en Ile-de-France Bilan des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre en Ile-de-France pour l année 2010 et historique 2000/2005. Méthodologies et résultats Mai 2013 Etude réalisée par : AIRPARIF association de surveillance de la qualité de l air en Ile-de-France 7, rue Crillon PARIS Tél. : Fax : «Le bon geste environnemental : N'imprimez ce document que si nécessaire et pensez au recto-verso!»
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5 SOMMAIRE INTRODUCTION 3 1. GENERALITES SUR L INVENTAIRE D EMISSIONS D AIRPARIF Définition Construction de l inventaire des émissions Les utilisations de l inventaire des émissions Historique de l inventaire des émissions en Ile de France Les secteurs considérés Les polluants atmosphériques et gaz à effet de serre considérés 9 2 BILAN DES EMISSIONS ATMOSPHERIQUES PAR POLLUANT POUR 2000, 2005 ET Polluants relatifs à l acidification, l eutrophisation et la pollution photochimique Oxydes d azote (NOx) COVNM SO CO NH Les particules PM PM PM Les polluants organiques persistants HAP PCDD F Les métaux lourds Arsenic Cadmium Chrome Cuivre Mercure Nickel Plomb Sélénium Zinc 41 3 BILAN DES EMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE POUR 2000, 2005 ET Définition des gaz à effet de serre Les émissions directes de gaz à effet de serre Somme des gaz à effet de serre CO CH N 2 O Les émissions directes et indirectes de CO 2 liées aux consommations d énergie 47 AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 1
6 4 METHODOLOGIES ET RESULTATS PAR SECTEUR D ACTIVITES Le transport routier Méthodologie Caractérisation du trafic routier en Ile de France Résultats Le secteur résidentiel et tertiaire Méthodologie Le secteur résidentiel Le secteur tertiaire Le chauffage urbain Résultats Le secteur résidentiel Le secteur tertiaire Le chauffage urbain Evolution des émissions du secteur résidentiel et tertiaire 2000/2005/ L industrie manufacturière Méthodologie Résultats Les chantiers et carrières Méthodologie Résultats L extraction, la transformation et la distribution de l énergie Méthodologie Résultats Le traitement des déchets Méthodologie Résultats L agriculture Méthodologie Résultats Les plateformes aéroportuaires Méthodologie Résultats Le trafic ferroviaire et fluvial Méthodologie Résultats Les émissions naturelles Méthodologie Résultats 103 CONCLUSION 104 TABLEAU RECAPITULATIF DES EMISSIONS EN ILE DE FRANCE 105 AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 2
7 Introduction La compréhension fine des niveaux de pollution en Ile de France, de leur distribution spatiale et de leur dynamique temporelle, nécessite une bonne connaissance des émissions franciliennes de toutes les sources de polluants atmosphériques. Ces émissions sont des données d entrée primordiales des systèmes de modélisation. Le recensement de ces émissions permet de déterminer les responsabilités des différents secteurs d activité sur les niveaux de polluants et de gaz à effet de serre ainsi que l évaluation des gisements de réduction. Dans le cadre de ses travaux de modélisation de la qualité de l air, AIRPARIF travaille au recensement des émissions depuis 1997 en s attachant à utiliser les données statistiques disponibles les plus fines et les méthodes de calcul reconnues à l échelle française ou européenne. L inventaire régional est également un outil de scénarisation permettant un appui aux politiques publiques par l évaluation des plans d action en matière de réduction des émissions. Le dernier exercice en date est la révision du Plan de Protection de l Atmosphère pour lequel AIRPARIF a construit des inventaires prospectifs aux horizons 2015 et 2020 intégrant ou non les mesures de réduction des émissions. Ces travaux s appuient sur les méthodologies utilisées pour l inventaire 2008 qui a servi d état des lieux. La méthodologie utilisée pour construire l inventaire 2010, présentée ici, est celle développée et formalisée dans le cadre des travaux du PCIT 1 créé par l arrêté du 24 août 2011, relatif au système national d inventaires d émissions et de bilans dans l atmosphère. Les inventaires 2000 et 2005 ont également été recalculés selon la même méthodologie. La liste des polluants traités a été élargie avec l ajout du monoxyde de carbone, de l ammoniac, des dioxines furannes, des HAP et des métaux lourds. La première partie du rapport présente des éléments généraux relatifs à la construction d un inventaire régional, aux utilisations qui en sont faites et les spécificités de l inventaire francilien AIRPARIF. Les deuxième et troisième parties de ce rapport présentent pour l ensemble des polluants atmosphériques et gaz à effet de serre inventoriés, un bilan des émissions régionales 2010 par secteur d activité ainsi que les évolutions entre 2000, 2005 et Cette partie permet d avoir une vision générale de la contribution par secteurs d activité. Ces résultats ainsi que les méthodologies employées sont ensuite détaillés par type de source dans la quatrième partie du rapport. 1 PCIT : Pôle de Coordination des Inventaires Territoriaux AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 3
8 1. Généralités sur l inventaire d émissions d AIRPARIF 1.1 Définition Réaliser l inventaire des émissions polluantes consiste à recenser, sur une période et une région bien définie, l ensemble des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre ; cela suppose l identification et la quantification de toutes les sources émettrices pour chaque espèce chimique inventoriée. Le résultat de ce recensement s appelle l inventaire des émissions. En réalité, les applications qui sont faites de l inventaire des émissions nécessitent de connaître précisément la localisation des émissions polluantes (et donc des émetteurs), ainsi que leur temporalisation, c est à dire la manière dont elles se produisent au fil du temps. La version spatialisée et temporalisée de l inventaire des émissions se nomme le «cadastre des émissions». In fine, le cadastre des émissions polluantes permet de reconstituer les émissions polluantes sur toute l Ile de France, sur un maillage de 1km x 1km avec une résolution horaire. Cette échelle temporelle et spatiale est nécessaire pour les besoins de modélisation de la qualité de l air. Dans le présent rapport, on s intéresse à l inventaire des émissions polluantes en Ile de France, pour les années de référence 2000, 2005 et Construction de l inventaire des émissions De façon générique, les émissions polluantes d un secteur donné sont estimées à partir de données d activités (consommation d énergie des logements, trafic routier, production industrielle, etc.), multipliées par un facteur d émissions propre à chaque polluant et à l activité considérée. Il s agit d identifier toutes les sources possibles de polluants atmosphériques et d associer à chacune un indicateur d activité. Deux méthodes principales peuvent être utilisées pour la réalisation d un inventaire à différentes échelles spatiales : méthode descendante ou «top down» : des données globales (nationales, régionales, départementales) sont utilisées et réparties sur les communes ou mailles d un cadastre à l aide de clés de répartition spatiales (population, zones bâties, zones cultivées, forêts, etc.) ; méthode ascendante ou «bottom up» : des données à haute résolution (logement, industrie, axe routier, etc.) sont utilisées et ré agrégées pour aboutir à une résolution moins fine (commune, département, etc.). On retrouve également ces deux approches pour passer d une échelle temporelle à une autre avec par exemple l agrégation de données horaires (comptages de véhicules) ou la désagrégation de données annuelles par l intermédiaire de profils temporels types. Toute la difficulté de la construction de l inventaire des émissions à l échelle locale réside dans l évaluation de l activité des sources de polluants atmosphériques. En effet, au niveau local, la méthodologie ascendante (bottom up) est privilégiée, ce qui implique de disposer des données les AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 4
9 plus fines et les plus pertinentes possibles. Typiquement, les données les plus fines disponibles sont par exemple des comptages routiers, des données de production par site ou la composition du parc logement à une échelle fine (de l ordre de la commune), etc. Lorsque les données locales ne sont pas disponibles, les émissions sont estimées à partir de données du niveau géographique supérieur puis spatialisées à l'aide de clefs de répartition comme le nombre de salariés par exemple (méthodologie descendante ou «top down»). Les émissions peuvent être calculées pour différentes entités géographiques : Les émissions linéiques sont calculées pour une portion de voie qu'elle soit routière, fluviale ou ferroviaire. Pour le cas du trafic routier, le réseau routier d'ile de France est découpé dans nos modèles en portions de voies routières pour kms d axes routiers. Sur chacune de ces voies sont calculées des émissions en fonction du nombre de véhicules et de leurs caractéristiques ainsi que de la longueur de la portion de voie appelée brin. Les émissions ponctuelles sont celles que l'on peut affecter à un point géographique précis. C'est le cas des émissions des grandes industries qui ont l'obligation de déclarer précisément leurs émissions lorsque celles ci dépassent un certains seuils. Ces entités sont également appelées GSP 2. Les émissions surfaciques sont calculées pour des émissions diffuses non affectables à un point précis. C'est le cas par exemple des émissions du chauffage résidentiel, de l agriculture ou des petites industries pour lesquelles l information précise sur leurs lieux d émissions ne sont pas connues. Ces émissions sont calculées pour une entité géographique telle que le département, la commune ou encore l iris. L'ensemble des émissions est par construction calculé sur une base annuelle. Pour certaines utilisations, et notamment comme donnée d entrée des systèmes de modélisations de la qualité de l air, des émissions horaires sont nécessaires. Lorsqu elles ne sont pas directement disponibles, ces données sont obtenues grâce à des règles de désagrégation temporelle qui prennent en compte les périodes d émissions. Ainsi les émissions mensuelles peuvent être calculées puis hebdomadaires et enfin journalières et horaires. La méthodologie utilisée pour construire l inventaire 2010 est celle développée et formalisée dans le cadre des travaux du PCIT 1 créé par l arrêté du 24 août 2011, relatif au SNIEBA 3. Ce pôle, dont les travaux ont été validés par le ministère en charge de l environnement, est composé des AASQA 4, du CITEPA 5 et l INERIS 6. AIRPARIF a largement participé à ces travaux. Le rapport méthodologique résultant de ces travaux est en cours de publication par le ministère. 2 GSP : Grandes Sources Ponctuelles 3 SNIEBA : Système National d Inventaires d Emissions et de Bilans dans l Atmosphère 4 AASQA : Associations Agréées pour la Surveillance de la Qualité de l Air 5 CITEPA : Centre Interprofessionnel Technique d Etudes de la Pollution Atmosphériques 6 INERIS : Institut National de l Environnement industriel et des RISques AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 5
10 1.3 Les utilisations de l inventaire des émissions L inventaire des émissions et sa version spatialisée, le cadastre des émissions, sont une des pierres angulaires de la surveillance de la qualité de l air en Ile de France. L inventaire et le cadastre sont en effet utilisés pour de multiples applications : pour alimenter le modèle de prévision de la pollution pour le jour même et le lendemain mais plus généralement dans tous les outils de modélisation et de cartographie. Pour alimenter les études de scénarii à l échelle régionale ou locale, notamment à proximité du trafic routier. pour analyser à un instant t la responsabilité des différents types d activités et secteurs géographiques dans les émissions de polluants afin d identifier des leviers d actions pour diminuer l impact régional sur les émissions et améliorer la qualité de l air. pour dégager des tendances d évolution des émissions et apprécier les progrès réalisés en matière de réduction d émissions sur un territoire donné. C'est pourquoi il a été décidé de calculer les inventaires 2010, 2005 et 2000 avec une même méthodologie. pour bâtir des scénarios, éventuellement prospectifs, afin d évaluer de futures mesures de réduction des émissions prévues par les décideurs dans le cadre des outils de planification tels que le SRCAE 7, le PPA 8 ou le PDU 9. Dans le cadre de la révision du PPA 8, des inventaires d émissions prospectifs ont été construits sur les années 2015 et pour analyser l environnement des emplacements pressentis pour implanter des stations de mesure de la qualité de l air ou de positionner des moyens de mesures temporaires dans le cadre de campagnes de mesures spécifiques. La construction d un inventaire des émissions nécessite au préalable de dresser un inventaire des consommations d énergies fossiles et de biomasse dont la combustion est génératrice d émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre. Cet inventaire intermédiaire a été complété par l inventaire des consommations d électricité afin de calculer les émissions de CO 2 indirectes liées à la consommation d énergie. Cet exercice a permis d obtenir un inventaire des consommations énergétiques à l échelle de la commune consistant avec l inventaire des émissions. La valorisation de l inventaire énergétique sera effectuée dans le cadre du ROSE 10 auquel AIRPARIF appartient. 7 SRCAE : Schéma Régional Climat Air Energie 8 PPA : Plan de Protection de l Atmosphère. Pour plus d informations sur ce sujet, le rapport d étude d AIRPARIF concernant le PPA est disponible à l adresse suivante : pdf 9 PDU : Plan de Déplacement Urbain 10 ROSE : Réseau d'observation Statistique de l'énergie et des émissions de gaz à effet de serre en Île de France AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 6
11 1.4 Historique de l inventaire des émissions en Ile de France Le premier inventaire des émissions régionales mis en place en Ile de France a été élaboré par le CITEPA 5 pour l établissement du premier PRQA 11, approuvé en Cet inventaire prenait en compte les oxydes d azote, les composés organiques volatils, le dioxyde de soufre, le monoxyde de carbone et avait comme année de référence l année AIRPARIF travaille sur le sujet des émissions depuis 1997, avec pour objectif de permettre l alimentation en 1998 du premier outil de modélisation utilisé pour des simulations prospectives. Un inventaire intégrant les particules sur la base de la l année 2000 a été constitué lors des travaux d élaboration du premier PPA 8 (approuvé en juillet 2006). La réalisation de l inventaire a été confiée par la DRIEE 12 Ile de France à des prestataires extérieurs, AIRPARIF se chargeant de son intégration. Les 3 principaux gaz à effet de serre (CO 2, CH 4 et N 2 O) ont été ajoutés à cet inventaire par AIRPARIF à la demande du Conseil Régional d Ile de France. L inventaire 2005 a été élaboré par AIRPARIF dans le cadre des travaux relatifs à la révision du PRQA 11 (approuvé en 2009), pilotés par la région Ile de France. Depuis, compte tenu de l importance de l inventaire des émissions pour assurer ses missions quotidiennes, AIRPARIF est désormais chargée de la maintenance de l inventaire régional. Des mises à jour de l inventaire francilien ont été ensuite produites pour les années 2007 et L ensemble de ces inventaires a été construit à partir des méthodologies en vigueur à l époque. Celles ci ayant évolué avec l amélioration des connaissances au fil des années, les inventaires 2005, 2007 et 2008 ne sont pas directement comparables entre eux. C'est pourquoi, il a été décidé de calculer les inventaires 2010, 2005 et 2000 sur la base des mêmes méthodologies afin de pouvoir dégager des tendances d évolution des émissions sur une période de dix ans. 1.5 Les secteurs considérés L'inventaire d'émissions produit par AIRPARIF s'appuie sur une nomenclature européenne appelée SNAP 13 qui recense plus de 200 secteurs émetteurs de polluants et de gaz à effet de serre. C'est la nomenclature qui est utilisée pour la construction de l'inventaire mais elle n'est pas très compréhensible par le grand public. Les émissions sont donc regroupées et communiquées selon dix grands secteurs plus facilement appréhendables qui sont les suivants : Extraction, transformation et distribution d énergie : les installations concernées sont les centrales thermiques de production d électricité, les installations d extraction de pétrole, les raffineries, le réseau de distribution de gaz naturel et les stations service. Industrie manufacturière : les émissions rassemblent celles liées aux procédés de production ainsi que celles liées à l utilisation de l énergie (chauffage des bâtiments, fabrication, etc.). Les procédés industriels pris en compte sont principalement ceux mis en œuvre dans les aciéries, l industrie des métaux et l industrie chimique. Les émissions liées à l utilisation d engins spéciaux et aux utilisations industrielles de solvants (application de peinture, dégraissage, nettoyage à sec, imprimeries, application de colles ) sont également inventoriées. 11 PRQA : Plan Régional de la Qualité de l Air 12 DRIEE IF : Direction Régionale et Interdépartementale de l Environnement et de l Energie 13 SNAP : Standardized Nomenclature for Air Pollutants AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 7
12 Chantiers et carrières : les émissions de particules concernées sont dues aux activités de construction de bâtiments et travaux publics ainsi que celles des carrières. Le secteur chantier intègre également l utilisation d engins et l application de peinture. Le recouvrement des routes par l asphalte et la pose de matériaux asphaltés pour toiture est aussi pris en compte dans ce secteur. Dans les précédents inventaires réalisés par AIRPARIF, ce secteur était agrégé au secteur de l industrie. Traitement des déchets : les installations d incinération de déchets ménagers (UIOM 14 ) et industriels ainsi que les centres de stockage de déchets ménagers et de déchets ultimes et stabilisés de classe 2 sont pris en compte dans ce secteur d activité. Les crématoriums ainsi que les stations d épuration y sont également intégrés. Secteur résidentiel et tertiaire : les émissions de ce secteur comprennent les émissions liées au chauffage des habitations et des locaux du secteur tertiaire, ainsi que celles liées à la production d eau chaude de ces secteurs et aux installations de chauffage urbain. Le secteur tertiaire regroupe les établissements de santé, d enseignement, de sports et loisirs, les commerces, les cafés hôtels et restaurants, les bureaux, les habitats communautaires et les locaux liés aux activités de transport (logistique, gares,..). Les émissions liées à l utilisation domestique de solvants sont également considérées : application de peintures, utilisation de produits cosmétiques, de nettoyants, Enfin, les émissions relatives à l utilisation d engins de loisirs et de jardinage (tondeuses à gazon, tronçonneuses, ) sont prises en compte. Trafic routier : ce secteur comprend les émissions liées au trafic routier issues de la combustion de carburant (émissions à l échappement) ainsi que les autres émissions liées à l évaporation de carburant (dans les réservoirs mais aussi dans le circuit de distribution du carburant), d une part, et à l usure des équipements (freins, pneus et routes), d autre part. Les «émissions» de particules liées à la resuspension des particules au sol lors du passage des véhicules ne sont pas prises en compte. Trafic ferroviaire et fluvial : Ce secteur comprend les émissions du trafic ferroviaire (hors remise en suspension des poussières) et du trafic fluvial. Plates formes aéroportuaires : les émissions prises en compte sont celles des avions et des activités au sol (hors trafic routier induit en zone publique des plates formes) pour les plates formes de Roissy Charles de Gaulle, Orly et le Bourget. Les émissions de polluants et de gaz à effet de serre des avions (combustion des moteurs) sont calculées suivant le cycle LTO 15 défini par l OACI 16. Ce cycle comprend 4 phases : décollage, roulage, approche et montée jusqu à 1000 m d altitude et inversement pour l atterrissage. Les émissions de particules liées à l abrasion des freins, des pneus et de la piste sont également intégrées. Les activités au sol prises en compte sont : les centrales thermiques des plateformes aéroportuaires, les APU 17 servant à alimenter l avion en électricité et pour la climatisation ainsi que les GPU 18 qui sont des unités mobiles sur la plateforme qui peuvent alimenter les avions en électricité à la place des APU UIOM : Usine d Incinération des Ordures Ménagères 15 LTO : Landing and Take Off 16 OACI : l Organisation de l Aviation Civile Internationale 17 APU : Moteurs de puissance auxiliaire 18 GPU : Ground Power Unit AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 8
13 Secteur agricole : ce secteur comprend les émissions des terres cultivées (travail de la terre et épandages d engrais), des engins agricoles, ainsi que celles provenant des activités d élevage et des installations de chauffage de certains bâtiments. Les émissions de particules lors des activités de labours et de moissons sont également prises en compte. Emissions naturelles : les émissions de ce secteur sont celles des végétaux et des sols des zones naturelles (hors zones cultivées). L absorption biogénique du CO 2 (les puits de carbone) est estimée mais n est pas intégrée au bilan des émissions de gaz à effet de serre régionales. A noter que le format de rapportage ci dessus est celui choisi par AIRPARIF. D'autres formats existent et sont utilisés comme le format SECTEN 19 utilisé par le CITEPA 5 pour les inventaires nationaux. 1.6 Les polluants atmosphériques et gaz à effet de serre considérés Les espèces chimiques, pour lesquelles les émissions sont inventoriées, se répartissent en plusieurs catégories en fonction de leur nature ou effet sur la santé et l environnement. Les polluants relatifs à l acidification, l eutrophisation et la pollution photochimique : NOx : les oxydes d azotes correspondent à la somme des émissions de monoxyde d azote (NO) et de dioxyde d azote (NO 2 ) exprimés en équivalent NO 2. Il s agit du NO 2 qui représente un risque pour la santé humaine. COVNM : les composés organiques volatils non méthaniques sont une famille de plusieurs centaines d espèces qui sont recensés pour leur impact sur la santé et comme précurseur dans la formation de l ozone. SO 2 : le dioxyde de soufre. Compte tenu des niveaux de SO 2 rencontrés aujourd hui dans l environnement, les émissions de SO 2 sont plus problématiques en Ile de France. CO : le monoxyde de carbone. Compte tenu des niveaux de CO rencontrés aujourd hui dans l environnement, les émissions de CO sont plus problématiques en Ile de France. NH 3 : l ammoniac. L ammoniac est un précurseur de nitrate et sulfate d ammonium, composant des particules. Les dépôts ammoniacaux entraînent également divers dérèglements physiologiques de la végétation. 19 SECTEN : SECTteurs Economiques et énergie AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 9
14 Les particules : PM10 : particules de diamètre inférieur à 10 µm PM2.5 : particules de diamètre inférieur à 2.5 µm PM1 : particules de diamètre inférieur à 1 µm Les polluants organiques persistants : PCDD F : somme des dioxines et furannes HAP, somme des 8 principaux hydrocarbures aromatiques polycycliques substances de la norme NF X : benzo(a)pyrène (BaP) ; benzo(b)fluoranthène (BbF) ; benzo(k)fluoranthène (BkF) ; indéno(1,2,3 cd)pyrène (IndPy) ; benzo(g,h,i)pérylène (BghiPe) ; benzo(a)anthracène (BaA) ; benzo(a,h) ; anthracène (BahA) et le fluoranthène (FluorA) Les métaux lourds : As : Arsenic Cd : Cadmium Cr : Chrome Cu : Cuivre Hg : Mercure Ni : Nickel Pb : Plomb Se : Sélénium Zn : Zinc L ensemble de ces métaux lourds sont réglementés à l émission pour les installations classées par l arrêté du 02/02/98. Les concentrations dans l air ambiant de l arsenic, du cadmium, du mercure et du nickel sont réglementées par la directive européenne 2004/107/CE et les concentrations de plomb par la directive européenne 2008/50/CE. Les gaz à effet de serre GES : ensemble des 3 principaux gaz à effet de serre (CO 2, CH 4 et N 2 O) exprimée en équivalent PRG 20 du CO 2. Les PRG 20 utilisés sont ceux définis par le GIEC 21 pour le protocole de Kyoto. CO 2 : dioxyde de carbone (PRG 20 = 1) CH 4 : méthane (PRG 20 = 21) N 2 O : protoxyde d azote (PRG 20 = 310) 20 PRG : Pouvoir de Réchauffement Climatique 21 GIEC : Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'evolution du Climat AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 10
15 2 Bilan des émissions atmosphériques par polluant pour 2000, 2005 et Polluants relatifs à l acidification, l eutrophisation et la pollution photochimique Oxydes d azote (NOx) Les émissions d oxydes d azote totaux (NO x ) en Ile de France pour l année 2010 représentent 98 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 1. Emissions de NOx par secteur d'activité Ile de France 2010 Trafic ferroviaire et fluvial 1% Chantiers et carrières 3% Agriculture Plate forme 3% aéroportuaire 6% Extraction, transformation et distribution d'énergie 6% Traitement des déchets 2% Industrie manufacturière 4% Résidentiel et tertiaire 20% Trafic routier 55% Figure 1 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de NOx en Ile de France pour l année 2010 Le transport routier est le premier contributeur aux émissions d oxydes d azote avec 55 % des émissions franciliennes. Les véhicules particuliers représentent 41 % des émissions du secteur du transport routier (dont 83 % dues uniquement aux véhicules particuliers diesel). Les poids lourds sont le deuxième contributeur de ce secteur avec 30 % des émissions du transport routier. Le secteur résidentiel et tertiaire est le deuxième contributeur avec 20 % des émissions franciliennes de NOx. L importance du secteur résidentiel et tertiaire en Ile de France dans les émissions est due à la forte densité d habitation dans l agglomération parisienne et la part importante du tertiaire dans les emplois franciliens. A l échelle française, selon le CITEPA 5, l industrie manufacturière arrive en deuxième position des plus gros émetteurs de NOx, après le secteur transport. En Ile de France, l industrie manufacturière ne représente que 4 % des émissions de NOx tous secteurs confondus et arrive après les secteurs de la production d énergie (6 %) et du transport aéroportuaire (6 %). AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 11
16 La Figure 2 montre l évolution des émissions de NOx pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 20 % et 23 % des émissions de NOx en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 38 % sur 10 ans. Les émissions de tous les secteurs d activité baissent sur cette période de plus de 30 % sauf pour les activités aéroportuaires qui voient leurs émissions baisser de seulement 8 % et le transport ferroviaire et fluvial dont les émissions sont stables. La baisse absolue la plus importante est celle du trafic routier avec 44 % (soit 41 kt de moins) entre 2000 et 2010 qui s explique principalement par le renouvellement continu du parc de véhicules ainsi que par la baisse de trafic estimé ( 4 %) en Ile de France. Le secteur du traitement des déchets montre la baisse relative la plus importante avec 70 % sur 10 ans grâce à la mise en place, par le premier PPA 8, d une valeur limite à l émission plus faible qu au niveau national Evolution des émissions de NOx en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 2 : Evolution des émissions de NOx en Ile de France par secteur entre 2000 et 2010 AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 12
17 La Figure 3 présente les cartographies annuelles des cadastres des émissions de NOx pour les années 2000, 2005 et Figure 3 : Cartographies des émissions de NOx pour les années 2000, 2005 et 2010 (résolution 1km²) La densité d émissions de NOx est la plus élevée dans Paris et diminue au fur et à mesure que l on s éloigne du cœur de l agglomération. La diminution des émissions de NOx liées au trafic routier, entre 2000 et 2010, est particulièrement visible sur les cartographies qui font apparaître localement la contribution en baisse des grands axes routiers et autoroutiers de la région aux émissions de NOx COVNM Les émissions de composés organiques volatils non méthaniques (COVNM) en Ile de France pour l année 2010 représentent 91 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 4. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 13
18 Emissions de COVNM par secteur d'activité Ile de France 2010 Chantiers et carrières 10% Extraction, transformation et distribution d'énergie 4% Emissions naturelles 16% Industrie manufacturière 22% Agriculture 1% Plate forme aéroportuaire 1% Trafic routier 16% Résidentiel et tertiaire 30% Figure 4 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de COVNM en Ile de France pour l année 2010 Le secteur résidentiel est le premier contributeur aux émissions de COVNM avec 30 % des émissions régionales qui proviennent pour 59 % de l utilisation domestique de produits solvantés (peintures, solvants, produits pharmaceutiques), pour 30 % de la combustion de bois pour le chauffage, pour 5 % de la combustion d autres combustibles pour le chauffage résidentiel et tertiaire et pour 5 % de l usage d engins de jardinage. L industrie manufacturière est le deuxième contributeur régional aux émissions de COVNM avec 22 %. Les principaux secteurs industriels émetteurs de COVNM sont ceux utilisant ou produisant des peintures et autres solvants ainsi que l industrie chimique. La contribution du trafic routier aux émissions de COVNM régionales est de 16 % en Les émissions de COVNM proviennent des véhicules fonctionnant à l essence (véhicules particuliers et deux roues motorisés), que ce soit à l échappement ou par évaporation. Les émissions naturelles de COVNM participent à hauteur de 16 % aux émissions régionales et sont principalement issues des forêts d arbres feuillus. La contribution des chantiers et BTP aux émissions de COVNM est de 10 % à l échelle régionale via l application de peinture dans les bâtiments. La Figure 5 montre l évolution des émissions de COVNM pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 29 % des émissions de COVNM en Ile de France sur chacune des périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 50 % sur 10 ans. Les principales sources de réduction des émissions de COVNM sont la baisse des taux de solvants dans les peintures et autres produits solvantés, le renouvellement des appareils de chauffage au bois et la diésélisation du AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 14
19 parc automobile français. La baisse la plus importante est celle des émissions du trafic routier avec 80 % (soit 61 kt de moins) entre 2000 et Evolution des émissions de COVNM en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 5 : Evolution des émissions de COVNM en Ile de France par secteur entre 2000 et 2010 La Figure 6 présente les cartographies annuelles des cadastres des émissions de COVNM pour les années 2000, 2005 et AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 15
20 Figure 6 : Cartographies des émissions de COVNM pour les années 2000, 2005 et 2010 (résolution 1km²) Entre 2000 et 2010, les émissions de COVNM diminuent de moitié à l échelle régionale. Sur les cartographies, cette diminution est particulièrement visible dans l agglomération parisienne où la densité d émissions est très élevée et sur les grands axes routiers de la région. L impact relatif au trafic routier est moins visible sur les cartes de 2010 que pour les années précédentes. Cela est lié aux baisses importantes (de l ordre de 80%) des émissions du trafic routier sur la période à l échelle régionale. La baisse des émissions liées aux utilisations domestiques de solvant ainsi que la diminution des émissions industrielles (solvant et peinture) sont des facteurs explicatifs de la diminution de la densité d émissions de COVNM au sein de l agglomération parisienne. En grande couronne, ce sont les émissions diffuses des forêts et celles issues de la combustion du bois pour le chauffage qui sont les principales sources contributrices. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 16
21 2.1.3 SO 2 Rappelons que les émissions franciliennes de SO 2, compte tenu des niveaux de SO 2 rencontrés aujourd hui dans l environnement, ne sont plus problématiques en Ile de France. Les émissions de dioxyde de soufre (SO 2 ) en Ile de France pour l année 2010 représentent 17 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 7. Emissions de SO2 par secteur d'activité Ile de France 2010 Plate forme aéroportuaire 2% Agriculture 1% Chantiers et carrières 1% Résidentiel et tertiaire 36% Extraction, transformation et distribution d'énergie 50% Traitement des déchets Industrie 4% manufacturière 6% Figure 7 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de SO 2 en Ile de France pour l année 2010 Le principal secteur contribuant aux émissions de SO 2 en Ile de France est le secteur de la production d énergie avec 50 % des émissions franciliennes. Ces activités regroupent les centrales de production d électricité et les raffineries (une en Ile de France). Le SO 2 est issu de la combustion du fioul lourd ou des unités de désulfurisation du pétrole. Le secteur résidentiel et tertiaire contribue également de manière notable aux émissions de dioxyde de soufre franciliennes (36 % des émissions régionales) via la consommation de fioul domestique. Les combustions dans l industrie (chauffage des locaux et combustion pour les procédés de production) et du secteur du traitement des déchets sont à l origine de respectivement 6 % et 4 % des émissions de SO 2 franciliennes. La Figure 8 montre l évolution des émissions de SO 2 pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 37 % et 34 % des émissions de SO 2 en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 59 % sur 10 ans. Cette forte baisse AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 17
22 s explique par le transfert d usage du charbon et du fioul lourd vers le fioul domestique dans la plupart des centrales thermiques. De plus, le taux de soufre a diminué de moitié dans le fioul domestique et de plus de 90 % dans les carburants routiers entre 2000 et Le report de l utilisation du fioul par le secteur résidentiel et tertiaire et par l industrie vers d autres sources d énergie, et notamment le gaz naturel, est également à l origine de la baisse des émissions. Ainsi, les émissions du secteur de la production d énergie et du secteur résidentiel et tertiaire diminuent respectivement de 58 % (soit 12 kt de moins) et 54 % (soit 7 kt de moins) Evolution des émissions de SO2 en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 8 : Evolution des émissions de SO 2 en Ile de France par secteur entre 2000 et 2010 La Figure 9 présente les cartographies annuelles des cadastres des émissions de SO 2 pour les années 2000, 2005 et AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 18
23 Figure 9 : Cartographies des émissions de SO 2 pour les années 2000, 2005 et 2010 (résolution 1km²) Entre 2000 et 2010, les émissions de SO 2 diminuent de près 60 % à l échelle régionale. Sur les cartographies, cette diminution est particulièrement visible dans l agglomération parisienne où la densité d émissions est plus élevée. L utilisation de combustibles moins soufrés dans l industrie ainsi que la substitution des produits pétroliers par le gaz naturel et l électricité pour le chauffage résidentiel expliquent la baisse de la densité d émissions au sein de l agglomération parisienne. A noter également que l impact relatif au trafic routier n est pratiquement plus visible sur les cartes de Cela est lié aux baisses importantes (97 %) des émissions du trafic routier sur la période à l échelle régionale (baisse de la teneur en soufre dans les carburants) CO Les émissions franciliennes de CO, compte tenu des niveaux de CO rencontrés aujourd hui dans l environnement, ne sont plus problématiques en Ile de France. Les émissions de monoxyde de carbone (CO) en Ile de France pour l année 2010 représentent 210 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 10. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 19
24 Emissions de CO par secteur d'activité Ile de France 2010 Plate forme aéroportuaire 2% Chantiers et carrières Agriculture 1% 1% Industrie manufacturière 1% Traitement des déchets 1% Trafic routier 56% Résidentiel et tertiaire 38% Figure 10 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de CO en Ile de France pour l année 2010 Le principal secteur contribuant aux émissions de CO en Ile de France est le secteur du transport routier avec 56 % des émissions. A l instar des COVNM et à l inverse des NOx et des particules, le CO est émis principalement par les véhicules essence et notamment par les deux roues motorisés qui représentent près de la moitié des émissions du trafic routier. Les émissions du secteur résidentiel et tertiaire représentent 38 % des émissions franciliennes de CO dont 74 % sont dues à la combustion résidentielle du bois. Le CO est caractéristique d une combustion incomplète résultant de l utilisation d équipements anciens et peu performants ainsi que de foyers ouverts. La Figure 11 montre l évolution des émissions de CO pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 42 % et 22 % des émissions de CO en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 55 % sur 10 ans. Cette baisse est principalement due au trafic routier qui voit les émissions de CO chuter de 67 % (soit 239 kt de moins) entre 2000 et 2010 via la diminution des émissions unitaires et du nombre des véhicules particuliers et utilitaires essence et malgré l augmentation du nombre de deux roues motorisés en milieu urbain. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 20
25 Evolution des émissions de CO en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 11 : Evolution des émissions de CO en Ile de France par secteur entre 2000 et NH 3 Les émissions de NH 3 sont notamment recensées comme précurseurs de particules secondaires présentes dans l air ambiant. Les émissions d ammoniac (NH 3 ) en Ile de France pour l année 2010 représentent 6 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 12. Emissions de NH3 par secteur d'activité Ile de France 2010 Industrie manufacturière 4% Traitement des déchets 1% Résidentiel et tertiaire 2% Trafic routier 13% Agriculture 80% Figure 12 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de NH 3 en Ile de France pour l année 2010 AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 21
26 Le principal secteur contribuant aux émissions de NH 3 en Ile de France est le secteur de l agriculture avec 80 % des émissions. Ces émissions proviennent pour 85 % de l épandage d engrais minéraux sur les cultures. Les 15 % restants proviennent des excrétions en bâtiments, du stockage de ces excrétions, de l épandage des engrais organiques et des animaux en pâturage. Le deuxième émetteur de NH 3 en Ile de France est le trafic routier avec 13 % des émissions en Les émissions à l échappement des véhicules particuliers essence sont à l origine de 90 % de ces émissions. La combustion de gaz naturel et de fioul dans l industrie et le secteur résidentiel et tertiaire contribuent respectivement à hauteur de 4 % et 2 % aux émissions régionales. La Figure 13 montre l évolution des émissions de NH 3 pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 7 % et 10 % des émissions de NH 3 en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 16 % sur 10 ans. Les émissions de NH 3 liées à l agriculture ont baissé de 4 % et celles du transport routier de 42 % Evolution des émissions de NH3 en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 13 : Evolution des émissions de NH 3 en Ile de France par secteur entre 2000 et Les particules On distingue, à l émission, les particules de diamètre inférieur à 10 microns (PM10), celles de diamètre inférieur à 2.5 microns (PM2.5) et les particules de diamètre inférieur à 1 micron (PM1). Il est important de rappeler que les particules présentes dans l air ambiant sont non seulement des particules primaires mais également des particules secondaires, produites par réactions chimiques ou agglomération de particules plus fines, qui représentent de l ordre de 30 % des PM10 et de 40 % des PM2.5 mesurées dans l air ambiant. Par conséquent, la contribution des secteurs d activité à l émission ne reflète pas celle qui sera présente dans l air ambiant. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 22
27 2.2.1 PM10 Les émissions de particules de diamètre inférieur à 10 µm (PM10) en Ile de France pour l année 2010 représentent 19 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 14. Emissions de PM10 par secteur d'activité Ile de France 2010 Extraction, transformation et distribution d'énergie 1% Chantiers et carrières 20% Industrie manufacturière 6% Traitement des déchets 1% Agriculture 14% Résidentiel et tertiaire 29% Plate forme aéroportuaire 1% Trafic ferroviaire et fluvial 3% Trafic routier 25% Figure 14 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de PM10 en Ile de France pour l année 2010 Le secteur résidentiel et tertiaire contribue à hauteur de 29 % aux émissions franciliennes de PM10. La consommation résidentielle de bois de chauffage (principal et appoint compris) est responsable de 90 % des émissions de particules du secteur résidentiel alors que ce combustible ne couvre que 5 % des besoins d énergie pour le chauffage par bâtiments (électricité et chauffage urbain inclus). Le chauffage au bois en Ile de France émet presque autant de PM10 que l ensemble du secteur du transport routier en Le trafic routier est le deuxième contributeur aux émissions de PM10 avec 25 % des émissions franciliennes. L échappement des véhicules particuliers diesel contribue pour 8 % aux émissions franciliennes (33 % des émissions du secteur du transport routier) alors que la contribution des véhicules particuliers essence est inférieure à 1 %. Les véhicules utilitaires légers et les poids lourds sont responsables respectivement de 5 % et 2 % des émissions régionales (soit 19 % et 7 % des émissions du secteur du transport routier). A l échappement, les véhicules diesels sont responsables de la quasi totalité des émissions de particules du trafic routier. L usure des routes, des pneus et plaquettes de freins est responsable de 9 % des émissions franciliennes (35 % des émissions du secteur du transport routier). Il est rappelé que la remise en suspension par le passage des véhicules n est pas prise en compte dans les calculs des émissions régionales. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 23
28 Le secteur chantiers et carrières contribue à hauteur de 20 % aux émissions franciliennes de PM10 en La plupart de ces émissions (56 %) sont issues des activités des chantiers et des travaux du BTP. Les autres contributeurs sont les carrières, le recouvrement des routes par l asphalte et les engins de travaux avec respectivement 34 %, 6 % et 4 % des émissions de ce secteur. Il faut noter toutefois que les émissions des chantiers et des carrières, qui sont des sources d émissions diffuses et donc difficilement mesurables, sont soumises à de fortes incertitudes. Les facteurs d émissions sont par conséquent difficilement caractérisables et potentiellement variables d un site à l autre. Note : le facteur d émissions de particules concernant le secteur des carrières est en cours de révision car il est jugé élevé par les instances nationales. Pour cet inventaire, les facteurs d émissions utilisés sont issus de la 9 ème version d OMINEA 22 réalisé par le CITEPA 5 et n ont pas encore été révisés. Le secteur agricole contribue à hauteur de 14 % aux émissions de particules PM10 franciliennes. Les émissions agricoles proviennent essentiellement des cultures (labours, moissons, ) et de l utilisation d engins agricoles. Le secteur de l industrie manufacturière représente 6 % des émissions de PM10 en Les sources sont la combustion pour le chauffage, les procédés de production et l usage d engins spéciaux. La Figure 15 montre l évolution des émissions de PM10 pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 22 % et 18 % des émissions de PM10 en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 36 % sur 10 ans. Les émissions du trafic routier diminuent de 49 % (soit 4,4 kt de moins) entre 2000 et 2010 grâce aux améliorations technologiques successives apportées sur les baisses des émissions de particules à l échappement des véhicules diesel avec notamment l apparition du filtre à particules. Les émissions du secteur résidentiel diminuent de 33 % (soit 2,6 kt de moins) entre 2000 et 2010 grâce au renouvellement progressif des équipements de chauffage au bois et le recul progressif de l usage des foyers ouverts. 22 OMINEA : Organisation et Méthodes des Inventaires Nationaux des Emissions Atmosphériques AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 24
29 Evolution des émissions de PM10 en Ile de France entre 2000 et 2010 (t/an) Chantiers et carrières Emissions naturelles Agriculture Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie Figure 15 : Evolution des émissions de PM10 en Ile de France par secteur entre 2000 et 2010 La Figure 16 présente les cartographies annuelles des cadastres des émissions de PM10 pour les années 2000, 2005 et Figure 16 : Cartographies des émissions de PM10 pour les années 2000, 2005 et 2010 (résolution 1km²) AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 25
30 Entre 2000 et 2010, les émissions de particules PM10 diminuent de 36 % à l échelle régionale. Cette baisse est particulièrement visible sur les cartes dans l agglomération parisienne sous l effet de la diminution des émissions liées au trafic routier et au secteur résidentiel. En zone rurale, les baisses d émissions sont liées à celles du secteur de l agriculture ainsi que celles des chantiers et carrières PM2.5 Les émissions de particules de diamètre inférieur à 2.5 µm (PM2.5) en Ile de France pour l année 2010 représentent 13 kt. Les grands types de sources responsables de ces émissions sont présentés en Figure 17. Agriculture 6% Plate forme aéroportuaire 1% Trafic ferroviaire et fluvial 2% Emissions de PM2.5 par secteur d'activité Ile de France 2010 Chantiers et carrières 15% Extraction, transformation et distribution d'énergie 1% Industrie manufacturière 4% Traitement des déchets 2% Résidentiel et tertiaire 39% Trafic routier 30% Figure 17 : Contribution des secteurs d activité aux émissions de PM2.5 en Ile de France pour l année 2010 La répartition sectorielle des émissions de PM2.5 est très proche de celle observée pour les PM10. On note une plus forte contribution du secteur résidentiel et tertiaire aux émissions de PM2.5 que pour les PM10 et à l inverse une plus faible contribution de l agriculture et des chantiers. Cela s explique par la nature des phénomènes prépondérants dans la formation des particules. Il s agit de la combustion pour les particules les plus fines, à l image de la combustion pour le chauffage résidentiel et tertiaire ou de la combustion du carburant pour le trafic routier. Les activités émettrices du secteur agricole (labours, moissons et phénomènes d abrasion pour les engins agricoles) et des chantiers favorisent la formation de particules de tailles plus importantes (PM10). La Figure 18 montre l évolution des émissions de PM2.5 pour les années 2000, 2005 et Elle met en évidence des diminutions de 26 % et 22 % des émissions de PM2.5 en Ile de France respectivement sur les périodes 2000/2005 et 2005/2010, soit une diminution de 42 % sur 10 ans. AIRPARIF Surveillance de la qualité de l air en Ile de France 26
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