CARTOGRAPHIE FINE DES NIVEAUX DE DIOXYDE D AZOTE DANS LE COEUR DENSE DE L AGGLOMÉRATION PARISIENNE. Janvier 2012

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1 CARTOGRAPHIE FINE DES NIVEAUX DE DIOXYDE D AZOTE DANS LE COEUR DENSE DE L AGGLOMÉRATION PARISIENNE Janvier 2012

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3 AIRPARIF Surveillance de la Qualité de l Air en Ile-de-France Cartographie fine des niveaux de dioxyde d azote dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 Et ude 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!» Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012

4 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 1

5 REMERCIEMENTS Airparif remercie les Maires des 54 communes ayant accueilli des moyens de mesure sur leur commune et facilité l accès à ces derniers par les équipes d Airparif : Sarcelles ; Aulnay-Sous-Bois ; Chelles ; Chennevières-sur-Marne ; Sucy-en-Brie ; Paray-Vieille- Poste ; Vélizy-Villacoublay ; Bougival ; Le Mesnil-le-Roi ; Epinay-sur-Seine ; Stains ; Le Blanc- Mesnil ; Fontenay-sous-Bois ; Champigny-sur-Marne ; Choisy-le-Roi ; Vitry-sur-Seine ; L Hay-les- Roses ; Saint-Cloud ; Nanterre ; Argenteuil ; Gennevilliers ; Drancy ; Bagnolet ; Vincennes ; Maisons-Alfort ; Ivry-sur-Seine ; Chatillon ; Paris (IV VI VII VIII IX X XI XIV XV XVI XVII XVIII XIX XX) ; Saint-Denis ; Aubervilliers ; Pantin ; Neuilly-sur-Seine ; Bois-Colombes ; Asnières-sur-Seine ; Clichy ; Saint-Ouen ; Levallois-Perret ; Joinville-le-Pont ; Villejuif ; Boulogne- Billancourt ; Chatenay-Malabry. Airparif remercie également les Conseils Généraux franciliens. L étude a ainsi pu se dérouler dans de bonnes conditions. Cette étude n aurait par ailleurs pu être réalisée sans le concours financier de l ADEME Ile-de- France, du Conseil Général de la Seine-Saint-Denis et Conseil Régional d Ile de France. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 2

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7 SOMMAIRE I INTRODUCTION ET CONTEXTE DE L ETUDE II PROGRAMME DE MESURE ET MOYENS MIS EN OEUVRE II.1 Les deux échelles géographiques d étude II.1.1 En situation de fond, dans le cœur dense de l agglomération II.1.2 Au voisinage des grands axes routiers II.2 Moyens de mesure II.2.1 Les échantillonneurs passifs II.2.2 Qualité de la mesure II.3 Période de mesure III LES CONDITONS METEOROLOGIQUES DURANT LA CAMPAGNE DE MESURE III.1 Des vents conformes à la situation annuelle III.2 Des températures conformes aux normales IV RESULTATS DE MESURE IV.1 Analyse en situation de fond IV.1.1 Les résultats de la campagne de mesure IV.1.2 Analyse statistique IV.1.3 Influence des conditions météorologiques sur les niveaux mesurés IV.2 Analyse au voisinage des grands axes de circulation IV.2.1 Analyse statistique IV.2.2 Etude de l influence de l environnement IV.2.3 Cas spécifique des sites influencés installés à proximité de stations permanentes trafic V CARTOGRAPHIE FINE A L ECHELLE ANNUELLE ET SITUATION VIS-A-VIS DES NORMES V.1 Estimation des niveaux annuels V.2 Cartographie : méthodologie V.3 Situation vis-à-vis des normes : Cas des sites de mesure V.4 Superficie et populations exposées à un dépassement V.5 Quelle évolution en termes de cartographie entre 2000 et 2010? V.5.1 Reconstruction de la cartographie des niveaux de NO2 en 2000 et V.5.2 Les importantes évolutions en termes de qualité de l air VI VALIDATION DES OUTILS DE SURVEILLANCE ET PERSPECTIVES VI.1 Validation des outils de surveillance VI.1.1 La modélisation de fond : Esméralda VI.1.2 La modélisation de proximité : Heaven Copert IV et Street VI.1.3 La modélisation en zone influencée : une décroissance validée par les observations VI.1.4 La conformité des niveaux modélisés VI.1.5 Le réseau de mesures fixes VI.1.6 Superficie de la zone dépassant la valeur limite et nombre d habitants impacté64 VI.2 Perspectives Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 4

8 ANNEXE 1 : LOCALISATION DES SITES DE MESURE ANNEXE 2 : CLASSES DE STABILITE ATMOSPHERIQUE PAR SERIE DE MESURE (SOURCE METEO- FRANCE) ANNEXE 3 : DESCRIPTION DES TRANSECTS DE L ETUDE ET EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 4 : NORMES FRANÇAISES ET EUROPEENNES DE QUALITE DE L AIR RELATIVES AU DIOXYDE D AZOTE APPLICABLE EN ANNEXE 5 : EVALUATION DES MOYENNES ANNUELLES EN NO2 ET INTERVALLE D INCERTITUDE ASSOCIE POUR CHACUN DES SITES ANNEXE 6 : DEFINITION STATISTIQUE D UNE «BOITE A MOUSTACHES» (BOX PLOT) ANNEXE 7 : CLASSEMENT ASCENDANT HIERARCHIQUE ANNEXE 8 : COMPARAISON DES PARAMETRES METEOROLOGIQUES ANNEXE 9 : EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 10 : ANNEXE I DE LA DIRECTIVE 2008/50/CE ANNEXE 11 : RESEAU DE SURVEILLANCE PERMANENTE AU Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 5

9 GLOSSAIRE Généralités : Emissions : rejets de polluants dans l atmosphère Modélisation : calcul de la pollution à partir d outils informatiques ADEME : Agence De l Environnement et de la Maîtrise de l Energie Station de fond : station de mesure située suffisamment loin des sources locales identifiées, comme les axes routiers ou les grandes sources industrielles, pour ne pas être directement influencée par ces dernières. Les stations de fond caractérisent l ambiance générale de la pollution urbaine d un secteur et représentent une référence basse des concentrations rencontrées, pour un secteur donné. Station trafic : station de mesure implantée à proximité immédiate (moins de 10 mètres) d un axe routier, de manière à caractériser les niveaux de pollution issus de l influence directe de cet axe. MEDDTL : Ministère de l'ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement Normes : Objectif de qualité : il correspond à une qualité de l air jugée acceptable que la réglementation fixe comme objectif à atteindre dans un délai de quelques années. Valeur limite : un niveau fixé sur la base des connaissances scientifiques, dans le but d éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine et/ou l environnement dans son ensemble, à atteindre dans un délai donné et à ne pas dépasser une fois atteint. Valeur cible : un niveau fixé dans le but d éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine et/ou l environnement dans son ensemble, à atteindre dans la mesure du possible sur une période donnée. Seuil d alerte : un niveau au-delà duquel une exposition de courte durée présente un risque pour la santé humaine de l ensemble de la population et à partir duquel les Etats membres doivent immédiatement prendre des mesures. Seuil d information : un niveau au-delà duquel une exposition de courte durée présente un risque pour la santé humaine des groupes particulièrement sensibles de la population et pour lequel des informations immédiates et adéquates son nécessaires. Objectif à long terme : un niveau à atteindre à long terme, sauf lorsque cela n est pas réalisable par des mesures proportionnées, afin d assurer une protection efficace de la santé humaine et de l environnement. Polluants : NOx : Oxydes d azote NO : Monoxyde d azote NO2 : Dioxyde d azote Le dioxyde d azote (NO2) est un polluant indicateur des activités de transport, notamment le trafic routier. Il est directement émis par les sources motorisées de transport (émission directe ou «primaire»), mais il est également produit dans l atmosphère à partir des émissions des véhicules (monoxyde d azote, NO) sous l effet de leur transformation chimique en NO2 (polluant «secondaire»). Les processus de formation du NO2 sont étroitement liés à la présence d ozone dans l air (NO + O3 NO2 + O2). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 6

10 RESUME L étude a permis de faire un point approfondi en 2010 sur les niveaux en dioxyde d azote dans l agglomération parisienne. Elle intervient 10 ans après le projet Life «Résolution» qui traitait déjà de cette problématique. Le dioxyde d azote est un indicateur reconnu de la pollution des grandes métropoles, en particulier du trafic routier. En Ile-de-France, la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) est en effet dépassée dans le cœur de l agglomération parisienne, où des millions de Franciliens résident et travaillent. L étude avait plusieurs objectifs : - Améliorer les connaissances sur la problématique de la pollution urbaine du NO2, en fond ou sous l influence directe du trafic routier. - Réaliser une cartographie fine des concentrations en NO2 pour l année 2010, année à partir de laquelle plus aucune marge de dépassement n existe pour la valeur limite annuelle ; ces résultats ont été intégrés au Bilan annuel 2010 de la qualité de l air en Ile-de-France. - Evaluer la capacité du dispositif de surveillance actuel à reproduire les variations spatiales des niveaux annuels de NO2. Le dispositif est constitué d un réseau de mesures fixes, de mesures indicatives et d outils de modélisation. Il s agit également d évaluer la capacité de ce dispositif à estimer les zones de dépassement et la population exposée. Ce projet a nécessité une campagne de mesure sur une centaine de sites repartis sur une vingtaine de communes. Les sites ont été instrumentés par échantillonneurs passifs, technique de mesure simple et fiable. Les sites ont été localisés de façon plus intense dans les secteurs soumis périodiquement aux dépassements de la valeur limite de 40 µg/m 3 à l échelle annuelle. Les mesures ont porté à la fois sur l ambiance générale de l agglomération parisienne (situation de fond) et au voisinage des axes routiers. Un intérêt particulier a été porté dans la zone d influence d axes routiers plus ou moins fréquentés de la région. Les mesures issues des capteurs placés en situation de fond montrent des concentrations plus élevées dans le centre de l agglomération où les émissions sont les plus intenses, quelles que soient les conditions météorologiques. Puis les niveaux diminuent au fur et à mesure que l on s éloigne de centre de l agglomération. Une analyse statistique de l ensemble des données confirme la différence en termes de niveaux mais aussi de comportement des sites en fonction de leur emplacement géographique dans l agglomération parisienne. Les phénomènes de transport et de diffusion de polluants (conséquences de la vitesse et de la direction des vents, qui diffèrent selon les semaines de mesure) ont conduit à observer des panaches de pollution sous le vent dominant de l agglomération. L étude des niveaux de pollution au voisinage des axes de circulation, dans la zone influencée, a fait l objet d une caractérisation approfondie tant par les mesures que par les modèles urbains. Il est possible de quantifier l écart entre la pollution observée au plus près de la source et la pollution de fond du secteur et de renseigner la décroissance selon les caractéristiques de l axe (trafic, environnement, ). Pour l ensemble des axes étudiés (6 de façon complète, 6 de façon ponctuelle), le niveau relevé sur l axe routier est égal à deux voire quatre fois la pollution de fond. Le rapport entre le niveau au plus près de l axe et en situation de fond présente une variation saisonnière : il est plus important en été qu en hiver. La diminution des concentrations, témoignant de l influence décroissante du trafic routier en s éloignant de l axe, est observée sur l ensemble des transects. Elle dépend fortement de la configuration de l axe (par exemple axe surélevé), de l espace de dégagement alentour mais également des conditions de vents. Pour des configurations urbaines denses (majorité des cas étudiés), les niveaux de pollution restent systématiquement supérieurs au niveau de fond (jusqu à 25 %), jusqu à plus de 150 m de la source principale d émission. En moyenne, les niveaux ont diminué de 25 à 45 % à une distance à l axe variant de 15 à 40 m. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 7

11 Ces observations ont ainsi confirmé que les modèles urbains utilisés par Airparif pour évaluer l étendu de cette zone influencée donnaient des résultats représentatifs qui permettent une évaluation de la population exposée avec une incertitude raisonnable (moins de 30 % sur les concentrations) et acceptable selon les critères de qualité définis par la directive européenne. Elle indique toutefois que la qualité de la représentation cartographique pourrait être améliorée en augmentant le nombre de points de mesure. Ces mesures ont permis d élaborer une cartographie fine de la pollution atmosphérique, combinant pollution de fond et impact du trafic routier. Il a été estimé que 280 km² de l agglomération parisienne était concernée en 2010 par un niveau annuel en NO2 supérieur à 40 µg/m 3. 3,6 millions de Franciliens sont potentiellement exposés 1 à ce dépassement de la valeur limite. Cela concerne plus de 9 Parisiens sur 10 (soit environ 1,8 millions d habitants). La zone de l agglomération concernée par ce dépassement comprend Paris et les communes de la banlieue proche de Seine-Saint-Denis (Pantin, Saint-Denis), mais aussi les habitants situés dans le voisinage d axes routiers importants. Concernant le motif de pollution cartographié, cette étude a permis d améliorer l identification des zones de dépassement de la valeur limite annuelle au cœur de l agglomération. La position du panache de pollution a légèrement été modifiée après la prise en compte des données de la campagne de mesure, notamment au sud de la commune de Saint-Denis et dans le sud-est de Paris. Entre 2000 et 2010, les concentrations en situation de fond dans l agglomération parisienne ont diminué de l ordre de 13 %. La diminution est plus importante dans le cœur dense avec une réduction en moyenne de 17 % sur les concentrations de fond parisienne et de 15 % en élargissant aux départements de la petite couronne. Le gradient entre le cœur de l agglomération parisienne et la périphérie s atténue. La baisse des concentrations en fond est moins importante sur la seconde partie de la décennie. En proximité au trafic routier, le constat est plus sévère en raison d un dépassement franc des valeurs limites et d une stagnation des concentrations depuis 10 ans sur les axes les plus chargés. Ainsi, la contribution directe du trafic routier sur les niveaux de dioxyde d azote en proximité est de plus en plus importante. La campagne de surveillance intensive a également été l occasion d évaluer les performances du dispositif de surveillance en matière de reproduction des concentrations de fond. Concernant la pertinence du réseau permanent francilien, les résultats issus de la campagne de mesure et ceux du réseau permanent présentent une très bonne cohérence : les concentrations observées sur le réseau permanent peuvent donc être considérées comme représentatives de l ensemble des niveaux de fond de l agglomération parisienne. Ce résultat valide la position des stations du réseau de mesure, qui permettent de rendre compte avec justesse des niveaux de NO2 rencontrés dans l agglomération parisienne. C est particulièrement le cas pour les stations dépassant couramment la valeur limite annuelle de 40 µg/m 3, telles qu Aubervilliers et Paris 18 ème. Cette étude va aussi permettre l optimisation du réseau en NO2 et confirmer le renforcement de la mesure en proximité au trafic routier. Elle apporte ainsi une description fine des niveaux de NO2 qu il faudra veiller à ne pas dégrader. Concernant la modélisation, les objectifs de qualité des données pour l évaluation de la qualité de l air ambiant, décrits dans l annexe I de la directive 2008/50/CE, sont respectés. Toutefois, les variations spatiales fortes des niveaux sont plus délicates à reproduire avec le modèle régional. Ainsi, pour les niveaux de fond, les résultats de modélisation reproduisent bien les mesures en Petite Couronne à l exception de la Seine-Saint-Denis. Par contre, en Seine-Saint-Denis comme en Grande Couronne, les résultats du modèle sous-estiment les teneurs. A l inverse, les résultats de modélisation surestiment les teneurs dans Paris. A proximité immédiate du trafic routier, les niveaux modélisés sont en moyenne 5 µg/m 3 inférieurs aux 1 Exposition des personnes qui respireraient en permanence l'air extérieur au niveau de leur domicile. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 8

12 mesures, alors qu en zone influencée, ils sont supérieurs de 2 µg/m 3 aux mesures. Ces résultats seront à l avenir améliorés grâce au développement de nouveaux systèmes de modélisation de proximité au trafic et à l intégration régulière des évolutions des facteurs d émissions européens. Au vu des résultats obtenus au cours de cette campagne, l intérêt des mesures par échantillonneurs passifs, complétées par l apport de la modélisation numérique dans le suivi de la pollution atmosphérique, apparaît clairement. Ces outils continueront à être périodiquement validés et utilisés, et contribueront à l amélioration de la qualité des missions réglementaires d Airparif. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 9

13 I INTRODUCTION ET CONTEXTE DE L ETUDE L Ile-de-France et en particulier l agglomération parisienne connaît une pollution importante au dioxyde d azote. La valeur limite annuelle (40 µg/m 3 à partir du 1 er janvier 2010) n est pas respectée aussi bien en situation de proximité au trafic qu en situation de fond. Ces dépassements sont constatés depuis de nombreuses années 2. L analyse des concentrations mesurées sur le réseau fixe pour l année 2010 confirme la stabilité globale des niveaux de dioxyde d'azote dans l'agglomération parisienne, tant en fond (essentiellement sur les dernières années) qu'en proximité au trafic (concentrations en moyenne deux fois supérieures à la valeur limite annuelle). Toutefois, certains sites voient leurs niveaux continuent de progresser, c'est le cas par exemple le long du boulevard périphérique. Des dépassements de la valeur limite horaire (200 µg/m 3 ) y sont aussi constatés. Pour qualifier ces dépassements, Airparif s appuie sur deux outils complémentaires : les mesures avec le réseau fixe et la modélisation. Ces deux outils sont généralement associés pour obtenir en tout point des niveaux de pollution. L étude présentée ici a pour objectifs d évaluer et d améliorer ces outils ainsi que les cartographies pour le dioxyde d azote. Elle permet également d obtenir une description fine des niveaux de NO2 dans l agglomération parisienne. En effet, les cartographies fines actuelles basées sur les stations automatiques permanentes et la modélisation peuvent présenter des incertitudes de l ordre de quelques dizaines de km 2, qui affecteraient potentiellement un nombre important de franciliens vue la densité de population dans cette zone. L étude proposée est d une part une nouvelle campagne de mesure intensive et son exploitation pour la cartographie, et d autre part l intégration des évolutions récentes des outils de modélisation, notamment la réactualisation du cadastre des émissions. L objectif est de permettre une amélioration de l identification des zones de dépassement de la valeur limite annuelle au cœur de l agglomération, afin de caractériser finement les populations concernées. Ces améliorations visent ainsi à fournir les niveaux de pollution les plus précis possibles en tout point de l Ile-de- France, notamment en vue de l exercice réglementaire de «reporting» prévu par les directives de l Union Européenne. Au-delà de la cartographie de la pollution, cette étude a pour vocation de tirer parties des évolutions récentes des moyens et outils de surveillance d Airparif pour le dioxyde d azote en : développant la connaissance concernant la dispersion de la pollution en proximité au trafic ; permettant de calibrer, valider les systèmes de modélisation développés et utilisés à Airparif ; contrôlant la représentativité des stations de fond du réseau automatique ; validant les méthodes de couplage mesures-modèle (assimilation de données à l échelle annuelle). Les éléments présentés dans ce rapport ont été utilisés dans le Bilan de la qualité de l air en Ile-de-France en (superficie et nombre d habitant potentiellement soumis à un dépassement). Une campagne de mesure par tubes à diffusion mettant en œuvre un nombre important de sites a permis de répondre à ces besoins. Les sites de mesure ont été implantés dans l environnement proche des stations de fond où les niveaux sont les plus importants, mais également en zone influencée par des axes routiers importants et en limite des zones de dépassement évaluées les dernières années. En 2000, lors la campagne LIFE «résolution» 4, quelques 150 sites avaient été instrumentés à l aide de tubes à diffusion passive. Cette étude avait permis de cartographier la pollution de fond en NO2 au sein de l agglomération parisienne (loin du trafic), avec une résolution 2 La qualité de l air en Ile-de-France en 2010, L étude de 2000 portée aussi sur le benzène. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 10

14 spatiale fine. Elle avait permis de documenter précisément les zones et la part de population potentiellement exposée au-delà de la valeur limite annuelle. La réalisation d une nouvelle étude en 2010 permet aussi de faire un point sur l évolution des niveaux en dioxyde d azote au cours de cette décennie, en se basant notamment sur les rendus cartographiques. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 11

15 II PROGRAMME DE MESURE ET MOYENS MIS EN OEUVRE II.1 Les deux échelles géographiques d étude Afin de répondre aux différents objectifs de l étude, les mesures ont été effectuées suivant deux typologies distinctes, à savoir en situation de fond et à proximité des axes routiers. Les investigations en situation de fond permettent de mieux documenter les niveaux ambiants qui concernent une échelle géographique large (cœur de l agglomération parisienne). Celles menées en situation de proximité visent à mieux renseigner des phénomènes locaux présentant des niveaux importants et à forte variabilité spatiale. Les paragraphes suivants détaillent les objectifs poursuivis pour chacune des typologies ainsi que le plan d échantillonnage mis en œuvre pour répondre à ces objectifs. II.1.1 En situation de fond, dans le cœur dense de l agglomération Pour rappel, un site de fond est situé suffisamment loin des sources locales identifiées (axes routiers ou grandes sources industrielles), pour ne pas être directement influencé par ces dernières. Le site de fond caractérise l ambiance générale de la pollution urbaine d un secteur. L objectif de la campagne de mesure est de décrire finement les niveaux de dioxyde d azote dans le cœur dense de l agglomération parisienne pour l année Une description fine nécessite plus de précisions dans la zone dépassant fréquemment la valeur limite (40 µg/m 3 ). Ces dépassements sont généralement relevés en situation de fond dans le centre et le nord de Paris et dans une moindre mesure dans les zones limitrophes à Paris et dans les départements de la petite couronne. L étude des cartographies des années précédentes a permis ainsi d élaborer le plan d échantillonnage en visant en particulier les zones fortement habitées potentiellement concernées par des dépassements. Pour cela, le cœur dense de l agglomération parisienne a été découpé en plusieurs zones (cf. Figure 1) : 1/ la zone rouge correspond à une zone dans laquelle les concentrations de NO2 ont dépassé 40 µg/m 3 en fond pour chaque année (ceci pour les cinq années précédant la campagne). 2/ la zone violette correspond à une zone dans laquelle les concentrations de NO2 ont dépassé 40 µg/m 3 en situation de fond sur au moins une des cinq dernières années. 3/ la zone bleue délimite la zone d étude. Les limites de cette zone ont été définies à l aide du cadastre d émissions 5 de NOx pour l année La densité d émissions est très importante dans le cœur dense de l agglomération puis elle diminue au fur et à mesure que l on s en éloigne jusqu à atteindre des densités d émissions proches des densités calculées en zone rurale. Au-delà de la zone bleue, les densités d émissions sont faibles au regard de celles évaluées dans le cœur de Paris et proches des zones rurales. La densité du nombre de sites de mesure en fond est adaptée dans chaque zone en fonction de la probabilité de dépasser l objectif de qualité dans la zone considérée. 5 Un cadastre d émission est l identification et le recensement de l ensemble des émissions de polluants atmosphériques sur un territoire et une échelle géographique donnés. Les méthodologies d estimation des émissions ainsi que les résultats associés pour l inventaire réalisé par Airparif sur l ensemble de l Ile de France pour l année 2005 sont disponibles sur le site internet d Airparif dans la rubrique publication. Le rapport s intitule : «Bilan des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre en Ile-de-France, méthodologies et résultats année 2005» Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 12

16 La zone rouge, qui a une forte probabilité pour que la valeur limite soit dépassée en 2010, a été instrumentée de manière importante. En moyenne, un site de mesure est installé tous les deux kilomètres à l intérieur et aux environs de cette zone (cf. maillage rouge de la Figure 1). Pour la zone violette, qui se caractérise par une probabilité forte pour que les concentrations soient très proches de la valeur limite, un site de mesure est installé tous les 4 km environ (cf. maillage bleu de la Figure 1). La zone bleue est peu instrumentée puisque la probabilité pour que la valeur limite soit dépassée en situation de fond est très faible (cf. maillage vert de la Figure 1). Figure 1 : Plan d échantillonnage pour les sites de fond Au total, 54 sites de mesure en fond ont été installés pour renseigner précisément la pollution de fond dans le domaine de 192 km 2 concerné par cette étude. La Figure 1 présente l implantation des sites ainsi que le maillage servant de base théorique au plan d échantillonnage. Les possibilités d installation et le respect des critères nationaux d implantation des sites de mesure édictés par l ADEME et le Ministère de l'ecologie, de l'energie, du Développement Durable et de la Mer 6 déterminent précisément l implantation du site de mesure. L ensemble de ces sites est disposé en situation de fond en dehors de l influence directe des sources d émissions de pollution. L adresse exacte de chacun des sites de mesure est donnée en Annexe 1. Au total, 54 communes sont concernées par cette campagne de mesure. 6 «Classification et critères d implantation des stations de surveillance de la qualité de l air», document ADEME, juin Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 13

17 En complément, une étude a été menée dans l environnement proche de deux stations de mesure du réseau permanent d Airparif situées en fond. Il s agit des stations parisiennes du 6 ème et du 18 ème arrondissement. Ces stations bornent les niveaux de fond parisiens en présentant les niveaux de fond les plus faibles (Paris 6 ème ) et les plus importants (Paris 18 ème ). Les mesures aux environs de ces stations ont pour objectif de s assurer qu il s agit bien des extrêmes parisiens et que les niveaux relevés dans ces quartiers sont bien représentés par ces stations permanentes. Ainsi, trois sites de mesure ont été implantés autour de la station de mesure de Paris 6 ème, station de mesure installée dans le Jardin du Luxembourg. Un site de mesure complémentaire a été placé dans le Jardin du Luxembourg et les deux autres ont été implantés en situation de fond respectivement au nord (rue Princesse) et au nord-est (rue de Savoie) du jardin. Figure 2 : Implantation des sites de mesure autour de la station de mesure Paris 6 ème (image Google Earth). Les environs de la station Paris 18 ème ont aussi été équipés de trois sites de mesure. La station de mesure est installée sur le toit d un lycée situé au 7 rue Ferdinand Flocon. Deux sites de mesure complémentaires ont été placés au nord de la station (impasse de la grande bouteille et rue Boinod). Le troisième a été implanté au sud (rue de la bonne). Figure 3 : Implantation des sites de mesure autour de la station de mesure Paris 18 ème (image Google Earth). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 14

18 II.1.2 Au voisinage des grands axes routiers Des sites de mesures sont installés au voisinage des grands axes routiers de façon à pouvoir répondre aux objectifs suivants : - améliorer la connaissance concernant la dispersion de la pollution en proximité au trafic. - améliorer la caractérisation des zones influencées au trafic qui sont susceptibles de dépasser la valeur limite de 40 µg/m 3 et par conséquent caractériser plus finement les populations concernées Il s agit soit de sites implantés en proximité au trafic routier (à une distance inférieure à 10m de l axe 7 ), soit de sites en zone influencée du trafic (site compris entre la proximité et le fond). Puisque la zone violette (cf. Figure 1) est une zone dans laquelle il y a une «probabilité non négligeable» pour que la valeur limite soit dépassée en situation fond ou que les concentrations soient très proches de celle-ci, les teneurs en situation influencée près d axes routiers où le trafic est important devraient la dépasser. Le but est donc d instrumenter des sites en situation influencée du trafic routier dans la zone violette le long d axes routiers plus ou moins importants et dans des zones à forte densité de population. La situation influencée est renseignée en disposant plusieurs sites perpendiculairement à l axe et à distances variables de celui-ci. Ce dispositif, nommé transect, permet de renseigner la décroissance des niveaux en fonction de l éloignement aux axes routiers. Dans un premier temps, la recherche des sites s est effectuée, le long des autoroutes parisiennes pour les portions de celles-ci se situant dans la zone violette. Pour chacune d elles les critères suivants ont été examinés : - présence ou non d une forte densité de population en bordure d axes ou dans un voisinage de 200 m autour; - autoroute (ou zone) déjà investiguée dans de précédentes études ; - topographie des lieux et contraintes techniques d implantation des tubes en découlant. Dans un deuxième temps, les axes à fort trafic (type nationales) ont été étudiés suivant les mêmes critères. Au total, 25 sites sont implantés sur 6 transects. Le transect n 6 concernant la RN13 à hauteur de la commune de Neuilly-sur-Seine est décrit dans le paragraphe suivant. Les autres transects sont détaillés en annexe 7, avec notamment des vues aériennes. Le tableau suivant synthétise leur description. 7 Critères d implantation des sites fixés par l annexe 3 de la directive européenne n 2008/50/CE concernant la qualité de l air ambiant et un air pur pour l Europe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 15

19 Implantation TMJA axe Nombre de sites de mesures Distance couverte par les sites RN3 Pantin à 50 mètres A4 Joinville le Pont à 55 mètres Boulevard Périphérique Porte de Saint Ouen à 130 mètres RD7 Villejuif à 45 mètres Environnement Fortement urbanisé Dégagé, proximité de la Marne Fortement urbanisé Fortement urbanisé Situation topographique par rapport à l axe Plan Autoroute en hauteur Autoroute en hauteur Plan RD910 Boulogne Billancourt RN13 Neuilly-sur- Seine à 40 mètres à 155 mètres Fortement urbanisé Fortement urbanisé Tableau 1 : Description des transects de l étude Plan Plan Au transect n 6, la route nationale 13 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 8. Quatre sites de mesure ont été installés à des distances de 1 m, 37 m, 65 m et 155 m du même côté de la RN13 depuis la place du marché jusqu à l intersection avec la rue Ecole de Mars. L environnement est dense, avec la présence de nombreux commerces. A noter que ce transect a déjà été instrumenté de cette façon lors de la précédente campagne de mesure réalisée en par Airparif 9 et permettra des comparaisons. Figure 4 : Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine (Source Google Earth) 8 Carte des trafics moyens journaliers annuels Année 2008 Conseil Général des Hauts de Seine 9 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 16

20 Six autres sites implantés en zone influencée par le trafic complètent les points de mesure. Ces sites ont été implantés de façon privilégiée à proximité de stations trafics permanentes du réseau de mesure (9 stations) ou de sites dits échantillonnés (15 sites de mesures en discontinu sur l année). *tubes passifs en proximité au trafic routier issus du réseau de mesure discontinue d Airparif Tableau 2 : Caractéristiques des sites en situation influencée du trafic routier Au total environ 90 sites de mesure ont été installés. Le plan d échantillonnage final est illustré à la figure ci-dessous. Figure 5 : Plan d échantillonnage total Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 17

21 II.2 Moyens de mesure II.2.1 Les échantillonneurs passifs La mise en œuvre d échantillonneurs passifs 10, également appelés tubes à diffusion passive, permet la multiplication des points de mesure. En effet, ce moyen de mesure, peu encombrant et simple à mettre en place, permet d instrumenter simultanément un nombre important de sites pour renseigner précisément la répartition spatiale des niveaux de dioxyde d azote et de benzène. Pour des raisons métrologiques, la mesure des particules (PM10 et PM2.5), du monoxyde de carbone et du monoxyde d azote n est pas réalisable à ce jour à l aide de tels tubes. Pour le dioxyde d azote, l échantillonneur passif 11 se présente sous forme d un tube en polypropylène muni d une coiffe fixe et d une grille métallique imprégnée d un réactif chimique permettant le piégeage du NO2 pendant la période d exposition de deux semaines. Le tube est maintenu en position verticale au sein d un abri cylindrique de protection (cf. Figure 6-b). L abri de protection, fixé sur un support dans l environnement (poteau, lampadaire ) à environ 2 mètres du sol (cf. Figure 6-c), permet de protéger l échantillonneur de l impact direct du vent, du soleil et de la pluie, optimisant ainsi les conditions de mesure afin de fiabiliser le processus de diffusion et de piégeage des polluants. (a) Tube en (b) Echantillonneurs passifs (c) Abri cylindrique de protection polypropylène installés à l intérieur de l abri installé sur un candélabre Figure 6 : Schéma d implantation des tubes à diffusion passive de dioxyde d azote au sein de l abri de protection. Sur l ensemble des sites de mesure, les échantillonneurs passifs de NO2 sont exposés durant une semaine. Les échantillonneurs sont rebouchés hermétiquement, puis remplacés par des nouveaux à la fin de chaque mesure. Ils sont ensuite acheminés pour analyse en laboratoire suivant des protocoles spécifiques au dioxyde d azote 12. A l issue de ces analyses, une concentration moyenne en dioxyde d azote pour chaque site de mesure est établie pour la semaine d exposition. 10 Le fonctionnement métrologique des échantillonneurs passifs est fondé sur le piégeage du polluant recherché sur un support (le tube) contenant un réactif chimique spécifique au polluant, à l aide du principe de diffusion passive de l air ambiant. 11 Tubes à diffusion passive de dioxyde d azote sont fournis par le laboratoire suisse PASSAM, accrédité ISO 17025, et analysés par le laboratoire de chimie d Airparif (LASAIR). 12 Spectrophotométrie d absorption dans le visible. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 18

22 II.2.2 Qualité de la mesure Toute méthode de mesure, comme les analyseurs automatiques ou les échantillonneurs passifs, est associée à une certaine précision. Dans le domaine de la qualité de l air, des directives européennes fixent les seuils relatifs à l incertitude maximale acceptable associée à la mesure des différents polluants réglementés pour ces deux techniques. Pour les analyseurs automatiques, l incertitude acceptée pour chaque mesure horaire est de 15 % pour les oxydes d azote. Ce critère est intégré dans une démarche qualité pour laquelle Airparif a obtenu depuis 2001 l accréditation «essai» du Cofrac pour l ensemble de ses mesures horaires, et notamment celles du réseau fixe francilien. Dans le cas des échantillonneurs passifs, l incertitude de mesure peut avoir différentes origines : la fabrication, l applicabilité de la théorie de la diffusion passive selon les conditions météorologiques ou encore l analyse en laboratoire. Selon les directives européennes en vigueur, l incertitude globale associée, égale à la combinaison des incertitudes provenant de chacune des sources individuelles d erreur, est limitée à 25 % de la mesure pour le dioxyde d azote 13. Ces critères de qualité ont été vérifiés pour le dioxyde d azote à l aide d un protocole d évaluation de l incertitude 14, notamment dans le cadre de l étude au voisinage de l échangeur autoroutier de la Porte de Bagnolet 15. II.3 Période de mesure De la même façon qu un plan d échantillonnage «géographique» est réalisé, il est important d établir un plan d échantillonnage «temporel». Il permet de définir le nombre de mesures à réaliser sur l ensemble d une année pour obtenir une estimation de la moyenne annuelle avec un intervalle de confiance (généralement ± 10 %). Les données à l échelle hebdomadaire (période de mesure des tubes passifs) ainsi que l utilisation du comportement saisonnier des composés suivis sont utilisés, afin d estimer au mieux les concentrations annuelles potentiellement observées si les mesures avaient duré toute l année. Pour le NO2, il existe une différence entre l hiver (01/01-31/03 et 01/10-31/12) et l été (01/04 30/09), notamment en termes de variabilité 16. Il est par conséquent préférable de stratifier les mesures en fonction de ces deux périodes. La détermination du nombre de semaine à instrumenter a été réalisée à partir des moyennes annuelles des stations permanentes du réseau de mesure. Il a ainsi été validé que 8 semaines de mesure étaient nécessaires sur les deux périodes définies précédemment (4 semaines de mesure en hiver et 4 en été). Les semaines de mesure, tirées aléatoirement dans le calendrier, sont précisées dans le tableau suivant. 13 Directive 2008/50/CE du 21 mai 2008 concernant la qualité de l air ambiant et un air pur en Europe. 14 NF ISO : «Evaluation de l incertitude d une méthode de mesurage sur site en utilisant une seconde méthode comme référence», «Caractérisation de la qualité de l air au voisinage d un échangeur autoroutier urbain. L échangeur entre le Boulevard Périphérique et l autoroute A3 au niveau de la Porte de Bagnolet», AIRPARIF, décembre Le cycle annuel moyen du NO2 met en évidence des niveaux plus élevés en hiver qu en période estivale. Ces variations sont induites par la conjugaison de deux phénomènes : des émissions plus importantes en hiver avec le fonctionnement des sources fixes liées à la production d énergie et des sources diffuses (chauffage résidentiel tertiaire), et les conditions dispersives de l atmosphère moins favorables en période hivernale. De plus, du fait de son caractère secondaire, le NO2 a un cycle moins dynamique que son précurseur, le NO. La baisse des émissions estivales de l ensemble des oxydes d azote est, dans le cas de NO2, compensée par une production accrue de ce composé secondaire par voie photochimique conduisant ainsi à une baisse d environ 30 % en été par rapport aux niveaux relevés en hiver. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 19

23 Numéro de la série Période de mesure Saison 1 26 janvier au 2 février 2010 Hiver Semaine au 9 février 2010 Hiver Semaine mai au 1 er juin 2010 Eté Semaine er au 8 juin 2010 Eté Semaine juin au 6 juillet 2010 Eté Semaine au 13 juillet 2010 Eté Semaine au 19 octobre 2010 Hiver Semaine au 26 octobre 2010 Semaine 42 Hiver Tableau 3 : Périodes de mesure Il a été réalisé à chaque fois 2 séries consécutives de mesure (deux périodes d une semaine) dans un souci de réduction des coûts de déplacements associés (le début d une série coïncidant avec la fin d une autre). Chaque tube à diffusion a été installé sur le site le premier jour et retiré le dernier jour de chaque série afin d harmoniser la période d exposition sur le domaine d étude. Ainsi, après une analyse en laboratoire des tubes à diffusion, une concentration moyenne de dioxyde d azote est obtenue sur la période d exposition, soit une semaine. Par ailleurs, il est nécessaire d estimer les niveaux annuels de dioxyde d azote qui auraient été observés à l aide d une surveillance continue pour les situer au regard de la réglementation. L année de référence considérée est l année civile Cela facilite la comparaison des résultats aux normes définies à l échelle année (civile). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 20

24 III LES CONDITONS METEOROLOGIQUES DURANT LA CAMPAGNE DE MESURE Les commentaires suivants s appuient sur les observations de la station Météo-France située à Montsouris (Paris 14 ème ). Les conditions météorologiques jouent un rôle très important dans les processus d accumulation ou de dispersion des polluants : plus les conditions sont dispersives et plus les niveaux observés sont faibles. Ces conditions de stabilité ou de dispersion peuvent être définies par un ou plusieurs paramètres météorologiques, comme notamment la hauteur de la couche de mélange 17, les inversions de température ou la vitesse de vent. Les deux premiers définissent la façon dont les polluants vont se mélanger sur la verticale. Par exemple, en cas de forte inversion de température et de faible hauteur de couche limite, les polluants s accumulent dans les basses couches de l atmosphère. La vitesse de vent peut être considérée comme représentative de la dispersion météorologique. Ainsi, les conditions les plus favorables à la dispersion de la pollution atmosphérique se rencontrent lorsque les vitesses de vent sont moyennes ou élevées : pour information, la vitesse moyenne observée en Ile-de-France est généralement voisine de 3 m/s. En conséquence, les niveaux de pollution diminuent lorsque les conditions de dispersion s améliorent et sont donc de plus en plus favorables au brassage de l air. A contrario, lors de période de vent nul ou faible les concentrations sont plus importantes du fait de la stabilité de l atmosphère, ce qui se traduit par une accumulation de la pollution primaire. Les conditions météorologiques enregistrées ont été plutôt conformes à la situation annuelle, avec toutefois un déficit de précipitations (en période hivernale) et d insolation. L année 2010 était «dans la moyenne», à l exception de certains mois (aout, janvier et décembre), pendant lesquels aucune mesure n a été effectuée. Pour caractériser au mieux la dispersion des polluants atmosphériques, Météo-France a développé à l aide des relations statistiques un indicateur régional journalier qui dépend non seulement des vitesses de vent mais également d autres paramètres comme des variations thermiques suivant l altitude ainsi que la température minimale de la journée. Cet indicateur de la stabilité atmosphérique varie généralement de -7 à 7. Plus il est fort, plus les phénomènes de stabilité et d accumulation sont forts et donc la dispersion des polluants est faible. Pendant la campagne de mesure, l indicateur a varié entre -4 (16.10) et 3.1 (21.10). La Figure 7 compare les indices de dispersion pendant la campagne avec l historique et l année D une manière générale, la répartition des indicateurs est proche entre la campagne, l année 2010 et l historique. Cela confirme que le plan d échantillonnage temporel est cohérent et représentatif de l année. 17 La couche de mélange est la région de l atmosphère située à proximité du sol et dans laquelle les polluants se dispersent. De faibles valeurs de hauteur de couche de mélange indiquent que les émissions polluantes sont diluées dans un volume d air plus petit. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 21

25 Figure 7 : Comparaison de l indice de stabilité pendant la campagne de mesure de 2010 avec la moyenne année 2010 et l historique III.1 Des vents conformes à la situation annuelle La Figure 8 représente, pour la campagne de mesure, la fréquence des régimes de vent ainsi que les vitesses de vent : les secteurs en rouge indiquent les vents les plus faibles (vitesses de vent inférieures à 2 m/s), en orangé les vents dont la vitesse est comprise entre 2 et 4 m/s et en jaune les régimes de vent les plus dispersifs (vitesses de vent supérieures ou égales à 4 m/s). Campagne de mesure Année 2010 Historique Figure 8 : Fréquence (en %) des vents observée à Montsouris pendant les 8 séries de mesure, ainsi qu à l échelle annuelle et sur l historique [source : Météo-France]. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 22

26 Toutes les directions de vent sont observées lors de la campagne de mesure. Les vents de sud-ouest sont dominants, ils représentent 35 % des vents rencontrés durant la campagne. Les vents de secteur nord-est et nord-ouest ont ensuite été observés 26 % du temps. Enfin, les vents de secteur sud-est sont moins présents durant la campagne de mesure (15 % du temps). Les prédominances observées correspondent à la situation annuelle de 2010, année qui a connu la prédominance des secteurs ouest à sud-ouest. Rappelons que les deux secteurs de vents dominants en Ile-de-France sont le sud-ouest en régime océanique perturbé et le nord-est (à est) lors des périodes anticycloniques. Concernant les vitesses de vent durant la campagne, elles sont en majorité modérées, avec 53 % des vents totaux dont la vitesse est comprise entre 2 et 4 m/s. La proportion de vents faibles (< 2 m/s) atteint 30 %, les vents soutenus (> 4 m/s) ne concerne que 18 % des vents totaux. La vitesse moyenne relevée durant la campagne de mesure est de 2.9 m/s, pour une vitesse moyenne observée en Ile-de-France généralement voisine de 3 m/s. L étude spécifique de certaines conditions de vents (selon les semaines de mesure) permettra d apporter un éclairage particulier de la dispersion de la pollution, par exemple en termes d impact du trafic routier. III.2 Des températures conformes aux normales Les températures relevées durant la campagne sont relativement proches des valeurs mensuelles enregistrées en 2010 normales (cf. Figure 9). La différence entre la température moyenne des séries 1 (janvier), 2 (février) et 4 (juin) et la température mensuelle des mois associés est inférieure à 1 C. Les séries 3 (mai), 5 et 6 (juillet) ont par contre connu des températures plus élevées que les relevés mensuels. A l inverse, les deux dernières séries (octobre) ont connu des températures inférieures à la moyenne mensuelle. En moyenne, sur toute la campagne de mesure, la température est supérieure de 1.2 C aux normales saisonnières (moyenne mensuelle). Figure 9 : Situation de la moyenne des températures pour les séries de mesure (résultats hebdomadaires) au regard de l année 2010 (résultats mensuels) et des normales mensuelles En conclusion, les conditions météorologiques ont été conformes aux dernières années, voire même un peu plus souvent favorables à des niveaux peu élevés de pollution. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 23

27 IV RESULTATS DE MESURE Ce présent chapitre regroupe les principaux enseignements en terme de qualité de l air à partir des mesures spécifiques, mais également issus du réseau permanent de surveillance. Un rappel de l emplacement des stations est présenté à l annexe 11. Par ailleurs, des informations plus générales pour l année 2010 sont consultables via le bilan de la qualité de l air 2010 ( IV.1 Analyse en situation de fond IV.1.1 Les résultats de la campagne de mesure Les résultats présentés dans ce paragraphe concernent les concentrations en NO2 obtenues sur l ensemble de la campagne de mesure. Les huit semaines de mesure sont prises en compte et les résultats obtenus sont moyennés pour chacun des sites de mesure afin d obtenir un résultat sur l ensemble de la campagne. Figure 10 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées sur l ensemble de la campagne de mesure (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure permanent d AIRPARIF). Le cœur dense de l agglomération et en particulier Paris correspond à la zone relevant les plus fortes concentrations en NO2 durant la campagne. Ce constat est lié à la densité importante d émissions sur cette zone résultante du trafic routier, des sources industrielles et des sources diffuses comme le chauffage résidentiel. Les niveaux les plus élevés durant la campagne sont constatés plus précisément dans la moitié Nord de Paris et le département de Seine-Saint-Denis. Les concentrations diminuent ensuite au fur et à mesure que l on s éloigne du cœur dense de l agglomération et que l on se rapproche des zones rurales moins densément peuplées. IV.1.2 Analyse statistique Le motif des concentrations en fond à l échelle de l agglomération est confirmé par une analyse statistique des résultats de mesure. Il s agit d un CAH (Classement Ascendant Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 24

28 Hiérarchique) (cf. annexe 7). Cela permet de regrouper les sites de mesure en fonction des similitudes en termes d évolution temporelle et de niveaux entre les sites de mesure. En situation de fond, quatre groupes de sites de mesure ayant un comportement voisin ont pu être définis. Leur descriptif est présenté dans le Tableau suivant. Les stations permanentes de cette typologie (fond) ont également été introduites dans ce classement. Certains sites de mesure, ne disposant pas de l ensemble des résultats de mesure (7 ou 8 séries), ne peuvent être étudiés dans ce paragraphe. Groupe Groupe A : Limite agglomération parisienne Particularités Melun* Garches* Mantes-la-Jolie* Cergy-Pontoise* Groupe B : Grande Couronne et banlieue proche sud-est Evry* Villemomble* Lognes* Montgeron* Champigny-sur- Marne* Issy-les-Moulineaux* Versailles* Gonesse* Argenteuil* Tremblay-en-France* Groupe C : Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est Paris 6 ème * Bobigny* Saint-Denis* La Défense* Neuilly-sur-Seine* Cachan Paris 12 ème * Aubervilliers* Bagnolet* Paris 13 ème * Vitry-sur-Seine* Nogent-sur-Marne* Ivry-sur-Seine* Groupe D : Parisiens et seguanodionysiens Paris 7 ème * Paris 18 ème * Site 1 ; site 4 ; site 5 ; site 9 Site 3 ; site 7 ; site 10 ; site 14 ; site 15 ; site 16 ; site 17 ; site 19 ; site 22 ; site 43 ; site 45 ; site 55 ; site 85 Site 6 ; site 11 ; site 12 ; site 13 ; site 23 ; site 24 ; site 25 ; site 28 ; site 29 ; site 37 ; site 39 ; site 41 ; site 47 ; site 48 ; site 51 Site 32 ; site 38 ; site 40 ; site 49 ; site 52 ; site 53 ; site 54 ; site 56 ; site 59 ; site 76 Tableau 4 : Descriptif des groupes de sites de mesure en situation de fond obtenus par classement ascendant hiérarchique. * : station fixe Figure 11 : Localisation géographique des sites de mesure en situation de fond en fonction du Groupe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 25

29 Figure 12 : Evolution des concentrations en NO2 en situation de fond par série en fonction des groupes et variabilité au sein de chaque groupe. La comparaison des moyennes par groupes montre que la hiérarchisation des groupes est identique à chaque série temporelle, avec des teneurs plus faibles pour le groupe A «limite agglomération parisienne», et des niveaux qui augmentent jusqu au Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens» (niveaux maxima). La variabilité moyenne au sein de chaque groupe est comparable (environ 60 % entre le site le plus faible et le plus fort) pour les groupes A «limite agglomération parisienne», B «Grande Couronne et banlieue proche sud-est» et C «Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est». Elle est moindre pour le Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens» (35 %). La localisation géographique des sites de mesure par Groupe est présentée à la Figure 11. La répartition des sites suit la logique des niveaux moyens par groupe. D une manière générale, les sites de mesure disposés en limite de l agglomération parisienne se retrouvent dans un seul groupe (A «limite agglomération parisienne»). Les niveaux sont les plus faibles mais peuvent présenter des écarts importants. Ces écarts proviennent des conditions météorologiques qui gouvernent l emplacement et l intensité de la zone d impact du cœur dense de l agglomération parisienne. Le groupe B «Grande Couronne et banlieue proche sud-est» regroupe les sites de la proche banlieue du sud-ouest, ainsi que les zones limitrophes : Petite Couronne et Grande Couronne du nord-ouest et de l est (Argenteuil, Champigny-sur-Marne, Lognes). Le Groupe C «Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est» présente des sites au nord de Paris et de la Petite Couronne en proche banlieue est et sud (jusqu à Paray- Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 26

30 Vieille-Poste). Enfin, les niveaux les plus élevés (Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens») sont associés à des sites dans Paris et ponctuellement à Saint-Denis (site 49 et32). IV.1.3 Influence des conditions météorologiques sur les niveaux mesurés Une fine compréhension de la répartition des concentrations de polluants au sein de la zone d étude nécessite de considérer la météorologie, en particulier la direction et la vitesse des vents observés durant les périodes de mesure. Des cartographies des concentrations de fond observées dans l agglomération parisienne ont été effectuées par semaine de mesure. L influence des conditions météorologiques apparaît déterminante sur la répartition spatiale des niveaux relevés. Certaines séries de mesure ont été caractérisées par des vents ne provenant que d un seul secteur : c est le cas de la semaine du 12 au 19 octobre (série 7) où les vents étaient de secteur nord ou encore de la semaine du 6 au 13 juillet (série 6) où les vents étaient de secteur sud. Les autres séries de mesure ont vu des vents de direction plus hétérogènes. Les figures 13 et 14 mettent en évidence l influence des secteurs de vent sur les répartitions des concentrations pour deux séries de mesure. Lors de la première série de mesure (cf. Figure 13), les masses d air arrivant par les secteurs ouest et sud-ouest se chargent en polluants pour atteindre les niveaux les plus forts dans le cœur dense de l agglomération où les émissions sont les plus intenses. Ces masses d air sont déplacées vers nord-est et l est. Cela conduit à observer des panaches de pollution sous le vent du cœur dense de l agglomération. Le vent soufflant de manière modéré, des niveaux forts sont retrouvés assez loin de Paris, dans l extrémité nord-est de la Seine-Saint-Denis. Au cours de la sixième série de mesure (du 6 au 13 juillet, cf. Figure 14), les vents sont de secteur sud, les niveaux les plus forts sont observés dans le nord de Paris et dans sud de la Seine-Saint-Denis situé sous le vent. De plus, les vents, de plus faibles vitesses, conduisent à un impact limité géographiquement. A contrario les niveaux les plus faibles se retrouvent dans le sud du cœur de l agglomération. Figure 13 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées pour la semaine du 26 janvier au 2 février (série 1) (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure d AIRPARIF) Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 27

31 Figure 14 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées pour la semaine du 6 au 13 juillet (série 6) (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure d AIRPARIF) IV.2 Analyse au voisinage des grands axes de circulation L étude à l échelle locale permet de quantifier les variations de concentrations, depuis la bordure immédiate des voies de circulation jusqu à une situation non directement influencée par axe. D une manière générale, plus on s éloigne du trafic routier et plus les niveaux de pollution diminuent. Comme précisé dans le paragraphe sur le plan d échantillonnage, plusieurs sites ont été instrumentés à proximité immédiate de certains axes routiers et dans son environnement proche. Les différents transects ont volontairement été instrumentés dans différentes localisations de la zone d étude, à proximité d axes de différentes typologies (boulevard périphérique parisien, autoroute, route nationale, ) et dans des environnements différents (axe en hauteur, dégagé, dans un environnement fortement urbanisé, ). A ces sites s ajoutent également des points de mesure «influencés» par des axes suivis en continu via le réseau permanent d Airparif. Ce paragraphe présente les résultats de ces mesures. Les niveaux en NO2 mesurés à proximité immédiate (< 10 m) des axes de circulation sont comparés à ceux relevés en situation influencée, c est-à-dire à quelques dizaines de mètres de l axe et restant impacté par celui-ci. Une comparaison avec le niveau de fond du secteur sera également réalisée. Le détail par série de chaque transect est présenté à l annexe 3. IV.2.1 Analyse statistique Une analyse statistique des résultats à proximité des axes routiers et influencés par ceux-ci a été réalisée, comme pour les mesures en situation de fond. Les stations permanentes de typologie trafic ont également été introduites dans ce classement, permettant un rapprochement entre sites temporaires et stations permanentes. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 28

32 Trois groupes de sites de mesure ayant un comportement voisin ont pu être définis. Leur descriptif est présenté dans le tableau suivant. Certains sites de mesure, ne disposant pas de l ensemble des résultats de mesure (7 ou 8 séries), ne peuvent être étudiés dans ce paragraphe selon cette méthode statistique. Groupe Groupe 1 : Sites influencés «éloignés» par des axes importants ou à proximité d axes à trafic modéré Groupe 2 : Sites à proximité d axes à trafic modéré ou influencés «proches» par des axes ou places importantes Groupe 3 : Sites à proximité d axes ou de places à très fort trafic Particularités - Transect RN3 Pantin : Sites 60 et 63 - Transect A4 Joinville : Sites 64, 67, 68 - Transect RN7 Villejuif : Sites 73 et 75 - Transect RN10 Boulogne : Sites 77,79, 80 - Transect RN13 Neuilly : Sites 82, 83, 84 RN6 Melun (station fixe) Site 91 (influencé par Rue de la Convention) Site 92 (influencé par Pl. de la Bastille) Site 88 (influencé par BP Pl. V. Basch) Site 90 (influencé par Cours de Vincennes) - Transect RN3 Pantin : Site 62 - Transect RN7 Villejuif : Site 74 - Transect RN10 Boulogne : Site 78 - Transect BP Porte St Ouen : Sites 69, 70, 72, 93 Rue Bonaparte (station fixe) + site 89 (influencé) Quai des Célestins (station fixe) Site 87 (influencé par BP Porte d Auteuil) Transect RN13 Neuilly site 81 Autoroute A1 (station fixe) BP Porte Auteuil (station fixe) Place V. Basch (station fixe) Tableau 5 : Descriptif des groupes de sites de mesure à proximité du trafic routier obtenus par classement ascendant hiérarchique. Figure 15 : Evolution des concentrations en NO2 à proximité du trafic par série en fonction des groupes et variabilité au sein de chaque groupe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 29

33 La plupart des sites (90 %) se trouvent dans les groupes 1 et 2. A l inverse du Groupe 3, les moyennes ont été stables selon les semaines de mesure : les variations sont de 20 % pour le Groupe 1 et 15 % pour le Groupe 2 (contre plus de 40 % pour le Groupe 3). La répartition des sites de mesure selon les groupes s explique par les concentrations en NO2 enregistrées. Les sites présentant une concentration en NO2 plus faible se trouvent dans le Groupe 1 «Sites influencés «éloignés» par des axes importants ou à proximité d axes à trafic modéré» : il s agit en effet des sites les plus éloignés des axes pour les transects de Pantin, Villejuif, Boulogne-Billancourt et Neuilly-sur-Seine. Tous les sites du transect de l Autoroute A4, à Joinville-le-Pont, se trouvent également dans le Groupe 1, certainement de part la configuration de ce transect (axe en hauteur, environnement dégagé). La plupart des sites influencés font également partie de ce groupe : les axes Cours de Vincennes, rue de la Convention, Place de la Bastille et Place V. Basch sont concernés. S ajoute enfin la station trafic permanente de Melun (RN6). Les sites présentant des teneurs intermédiaires en NO2, concrètement les sites à proximité des axes des transects, se retrouvent dans le Groupe 2 «Sites à proximité d axes à trafic modéré ou influencés «proches» par des axes ou places importantes». L analyse des résultats par groupe montre que le Groupe 3 «Sites à proximité d axes ou de places à très fort trafic» présente des niveaux moyens en NO2 largement supérieurs (plus du double) aux autres groupes, avec une moyenne de 110 µg/m 3 pendant la campagne de mesure, contre respectivement 55 et 74 µg/m 3 pour les groupes 1 et 2. Ce groupe est essentiellement composé de stations trafics permanentes du réseau d Airparif, plus précisément les trois stations enregistrant les concentrations en NO2 les plus fortes (Autoroute A1, Boulevard Périphérique Porte Auteuil et Place V. Basch). S ajoute le site le plus proche de la RN13 à Neuilly-sur-Seine (mesures à 1 m de l axe à véhicules par jour 18 ). Une certaine stabilité des niveaux est enregistrée pour chaque période de mesure, la plus importante ayant été enregistrée lors de la série 7 (du 12 au 19 octobre), associée aux niveaux les plus faibles pour ce groupe. IV.2.2 Etude de l influence de l environnement Pour chaque site implanté dans l influence d un axe routier, sa concentration est comparée à celle du niveau de fond du secteur afin de caractériser le gradient de concentration aux abords des voies de circulation. Le paragraphe suivant traite de façon spécifique certains axes. L ensemble des résultats est présenté à l annexe 3. Les résultats sont présentés sous la forme d un graphique présentant l évolution du rapport entre la concentration au site de mesure et celle de la pollution de fond en fonction de la distance de l axe. Un rapport 1 signifie que la concentration observée au site est égale à la concentration de fond. L orientation des vents dominant suivant l axe est aussi présentée. Les transects retenus pour une analyse approfondie sont les suivants : - Transect 2 de l Autouroute A4, de part son environnement dégagé et la particularité de l autoroute qui se trouve en hauteur, - Transect 3 du Boulevard Périphérique à la Porte Saint-Ouen, avec comme pour le transect 2 un axe très fréquenté en hauteur, mais avec un axe au sol également fortement emprunté côté Paris. - Transect 6 de la RN13 à Neuilly-sur-Seine, axe très chargé dans un environnement urbain dense. Ce transect avait déjà fait l objet de mesures lors de la précédente campagne fine du NO2 dans l agglomération parisienne en Dans un environnement dégagé ou propice à une bonne dispersion des polluants, les niveaux de pollution, maximum à proximité immédiate d un axe routier, diminuent lorsqu on s éloigne de l axe, jusqu à atteindre les teneurs de fond. En installant des sites de mesure à différentes distances d un axe, Airparif cherche à quantifier la décroissance des niveaux au 18 Source CG92, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 30

34 fur et à mesure qu on s éloigne d un axe. Toutefois, il existe des différences de comportement selon l environnement du secteur et les particularités de l axe. Un cas «simple» est illustré à la figure suivante. 39 % vents sudouest (a) (b) Figure 16 : exemple du Transect de la RN13 à Neuilly-sur-Seine - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation cas de la semaine du 26 janvier au 2 février (série 1) ; (b) Localisation des sites. Sur l exemple présenté à la Figure 16, l évolution des niveaux dépend du secteur de vent. Lors de la première série, lorsque les sites se trouvent sous le vent de l avenue Charles de Gaulle (39% des vents sont de secteur sud-ouest), les niveaux diminuent au fur à mesure que l on s éloigne de cet axe pour atteindre un niveau encore supérieur de 25% au niveau de fond à environ 150 m de l axe. A proximité d un axe en hauteur fortement fréquenté Le transect de l A4, à Joinville-le-Pont, a permis de suivre les concentrations en NO2 à proximité de cette autoroute qui se trouve en hauteur et dans l environnement dégagé (zone pavillonnaire, lit de la Marne à moins de 200m). Ainsi les sites de mesure les plus proches de l axe (respectivement 5 et 10 m) se trouvent en réalité en dessous de l autoroute, d où des niveaux à proximité de l axe modérés pour un axe avec plus de véhicules/ jour, en comparaison à d autres sites trafics de la région. En effet, à l échelle annuelle pour 2010, la concentration maximale au bord de l autoroute A4 à Joinville-le-Pont est estimée à 56 µg/m 3, contre 114 µg/m 3 au Boulevard Périphérique Porte d Auteuil (plus de véhicules/jour) et 96 µg/m 3 à côté de l autoroute A1 à Saint-Denis ( véhicules/jour). Au maximum, les niveaux atteignent 3 fois la concentration de fond du secteur (série 3). Cette configuration spécifique, ajoutée à l environnement dégagé du transect, se traduit par des teneurs généralement homogènes dans les 50 m de part et d autre de l axe : pour la moitié des séries (1, 2, 3 et 8, correspondant aux mesures de janvier, février, mai et octobre). Notons que l écart entre les sites reste inférieur à l incertitude de mesure (25 %). A l inverse, les séries 5, 7 et 8 (mesures de juillet et octobre) présentent des niveaux à 50 m de l axe impacté par l A4 lorsque le site se trouve sous le vent (secteur nord-ouest) de l axe. La différence des sites sous le vent par rapport à ceux au vent varie de 15 à 40 % selon la semaine de mesure. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 31

35 49 % vents nord-ouest 20 % vents sud-est (a) (b) Figure 17 : Transect de l A4 à Joinville-le-Pont - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (série 2 : 2 au 9 février ; série 6 : 6 au 13 juillet) ; (b) Localisation des sites. Toutefois, des situations proches en termes de provenance de vents ne se traduisent pas de façon comparable en termes de niveaux. Une différence de comportement selon la saison est enregistrée, avec un rapport entre des teneurs aux sites et le niveau de fond qui varie de 1 à 1.5 en hiver, alors qu il varie entre 1 et 3 en été (exception faite pour la série 4 début juin). Tous ces résultats confirment la situation complexe de certains axes routiers, qui de part leurs configurations (en hauteur, mur antibruit, etc.), induisent une décroissance particulière des teneurs au niveau du sol. Un autre transect d un axe fréquenté en hauteur a été étudié. Il s agit du Bd Périphérique, Porte Saint-Ouen, à Paris, où l environnement est dégagé mais des sources existent également sur la voirie où sont installés les sites de mesure (avenue de la Porte de Saint-Ouen à Paris). Tout d abord, les niveaux enregistrés sur l ensemble des sites de mesure dépassent largement la teneur de fond du secteur. Cela s explique par le nombre très élevé de véhicules circulant dans ce secteur, aussi bien sur le Boulevard Périphérique que sur l avenue de la Porte de Saint-Ouen. Les préconisations de l ADEME en matière d implantation de sites de fond stipulent d être à plus de 200 m d un axe fortement fréquenté (TMJA > véhicules/jour). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 32

36 Cela est confirmé par les mesures à 140 m du Boulevard Périphérique, toujours influencées par cet axe. Des sites se trouvant sous le vent du boulevard Périphérique sont impactés lorsque le vent vient du sud-ouest, c est-à-dire lorsque les émissions des véhicules du boulevard Périphérique s ajoutent à celles de l avenue de la Porte de Saint-Ouen (et de Paris d une manière plus générale). La différence des sites sous le vent par rapport à ceux au vent est d environ 25 %. A l inverse, par vent de secteur nord-est, les niveaux sont plus homogènes de part et d autre du boulevard Périphérique. 53 % vents sud-ouest (a) (b) Figure 18 : Transect du Boulevard Périphérique Porte de Saint-Ouen à Paris - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (série 2 : 2 au 9 février ; série 6 : 6 au 13 juillet) ; (b) Localisation des sites. Les teneurs annuelles estimées sur ce transect varient de 68 à 79 µg/m 3. Ces niveaux sont logiquement inférieurs à la moyenne annuelle enregistrée au droit du boulevard Périphérique à la Porte d Auteuil (114 µg/m 3 ), mais comparables au site du réseau discontinu en proximité installé Porte de Clignancourt, au boulevard des Maréchaux (74 µg/m 3 ). Dans un environnement complexe, le transect de la RN13 (avenue Charles de Gaulle) à Neuilly-sur-Seine a été installé dans les mêmes conditions qu en lors de la précédente campagne de mesure du NO2 dans l agglomération parisienne en Ce Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 33

37 transect permet d étudier le comportement de la pollution dans un environnement comprenant à la fois l espace dégagé que représente la largeur de la chaussée ainsi que la Place du Marché et l encaissement de la rue Madeleine Michelis. La Figure 19 met en avant des niveaux qui diminuent graduellement (pendant les séries hivernales) depuis la bordure de l avenue Charles de Gaulle, où les concentrations sont les plus élevées, pour atteindre des niveaux qui restent néanmoins supérieurs à la pollution de fond du secteur. A 150 m de l avenue Charles de Gaulle, les teneurs dépassent encore de 10 à 200 % le niveau de fond. Les émissions du trafic local et le micro-environnement spécifique de la rue Madeleine Michelis pourraient expliquer le fait que l on n atteigne pas le niveau de fond, même loin de la source principale. Les niveaux les plus élevés de dioxyde d azote par rapport au niveau de fond ont été relevés sur la chaussée de l avenue Charles de Gaulle, essentiellement lors des séries estivales. Sur la même période, les sites de la rue Michelis, entre 50 et 150m de la RN13, ont présenté un rapport stable, autour de 1.5 voire 2 par rapport au niveau de fond. Il n y a toutefois pas de lien direct avec la provenance du vent (un vent de secteur nord plaçant les sites sous le vent de la rue Madeleine Michelis aurait pu expliquer ces résultats). Il est observé que sur l ensemble des séries de mesure, les niveaux, qui diminuent progressivement à travers de la Place du Marché en s éloignant de la chaussée, se stabilisent au début de la rue Madeleine Michelis (c est-à-dire sur les deux derniers sites, n 83 et 84), et ceci quels que soient les régimes de vents. 39 % vents sud-ouest hiver 37 % vents sud-ouest hiver 39 % vents sud-ouest été été Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 34

38 24 % vents sud-ouest été 53 % vents sud-ouest été 18 % vents sud-ouest hiver 44 % vents sud-ouest hiver Figure 19 : Transect de l avenue Charles de Gaulle à Neuilly-sur-Seine - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (rappel des dates des séries : Tableau 3). Ces résultats sont cohérents avec les mesures de l année , présentés à l annexe 8. Cette précédente campagne avait permis l instrumentalisation d un site supplémentaire à 20m de l axe (sur la place du marché, proche de l avenue Charles de Gaulle). On notera qu entre 2001 et 2009, le trafic moyen journalier sur l avenue Charles de Gaulle a diminué de 6 % 19. Les rapports (concentrations mesurées au site par rapport au niveau de fond) du site installé au droit de l axe sont plus élevés lors des relevés de 2010 (variant de 2 à 4.5, contre 1.75 à 2.5 lors des mesures en ). Même si les conditions météorologiques ont un rôle, ce résultat (augmentation du rapport entre les deux types de pollution) est la conséquence de deux phénomènes observés sur les stations permanentes du réseau entre 2000 et 2010 : les niveaux en fond ont diminué, alors qu à proximité du trafic routier, les niveaux stagnent. Cela s explique par les émissions en NO2 du trafic routier, aussi bien primaires que secondaires. Par exemple, les véhicules diesel sont des sources primaires de NO2. Si les filtres à particules catalysés, qui équipent aujourd'hui la grande majorité des nouveaux véhicules diesel, contribuent à une diminution des émissions de particules, ils conduisent en revanche à une augmentation sensible des émissions de NO2. Il est aujourd'hui confirmé que la part du NO2 dans les émissions de NOx est en régulière augmentation, comme en témoignent les observations faites sur les stations de proximité au trafic en Ile-de-France. Ce phénomène pourrait expliquer pourquoi les niveaux de NO2 de fond ne diminuent plus sur la seconde partie de la décennie Les autres transects sont été instrumentés en proche banlieue (Pantin, Boulogne-Billancourt et Villejuif), sur les petites rues croisant des nationales (respectivement le RN3, RN10 et RN7). L ensemble des figures illustrant les résultats (rapports des concentrations à chaque site et niveau de fond) est présenté à l annexe 3. Les principaux enseignements sont les suivants : 19 Source CG92 : TMJA en 2001 : véhicules/jour ; TMJA en 2009 : véhicules/jour. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 35

39 - Transect 1, RN3 Pantin : les niveaux en proximité de l axe dépassent de 25 à 90 % les concentrations de fond du secteur. La décroissance des niveaux est observée de façon identique de part et d autre de l axe : à 50m, les niveaux dépassent de 5 à 60 % les teneurs de fond, selon le vent enregistré. Les minima à 50m de l axe sont obtenus lorsque le rapport entre les teneurs en proximité de la RN3 et le niveau de fond est le plus faible, et inversement pour les maxima. Cela confirme le caractère «influencé» des sites de mesure à 50m de l axe, dont les concentrations sont impactées par les émissions de la RN3. On rappellera toutefois que l incertitude de mesure est d environ 25 %. Par ailleurs, la distance minimale d installation d un site de fond par rapport à un axe présentant un TMJA compris entre et est de 40m, ce que confirment ces mesures. Par ailleurs, les niveaux annuels estimés au droit de la RN3 (64 µg/m 3 ) sont cohérents avec ceux mesurés à la station permanente d Airparif en proximité de la RN2. Les principales caractéristiques de ces deux axes (environnement urbain, niveau de fond, trafic 20 ) sont similaires. - Transect 4, RN7 Villejuif : Les niveaux à proximité immédiate de la RN7 (3 et 5m) sont systématiquement les plus élevés, dépassant de 15 à 250 % le niveau de fond du secteur. On constate que les concentrations aux sites 73 et 74, situés à l ouest de l axe, sont toujours les plus élevées : elles sont supérieures en termes d impact de 10 à 70 % aux teneurs des sites à l est. Cela s explique essentiellement par le vent qui était de secteur ouest pendant 7 des 8 séries. Toutefois, le résultat reste le même lors de la série 4 (du 1 er au 8 juin), où 28 % des vents étaient de secteur est. D autres explications peuvent expliquer ce phénomène : le trafic est plus important Rue Dauphin que Rue Thibert (les travaux dans la zone ont peut-être même pu conduire à une interdiction de circuler sur cette rue certains jours de la campagne de mesure). Par ailleurs, la Rue Dauphin est en pente, ce qui peut engendrer des émissions supplémentaires des véhicules circulant sur cet axe, d où des teneurs plus élevées. - Transect 5, RN10 Boulogne-Billancourt : L ensemble des sites de mesure sont impactés par la RN10, que ce soit à 10m ou 40m. Le site le plus éloigné de l axe présente des rapports qui dépassent au minimum 50 % le niveau de fond. Ce n est d ailleurs pas ce site qui présente les plus faibles niveaux : l emplacement n 80, à 30m, a enregistré des concentrations équivalentes au fond, lors des deux dernières séries (octobre), et presque toujours les teneurs les moins élevées. A 10m de l axe, ce rapport varie entre 1.6 et 3, le maximum étant systématiquement observé sur le site n 77, au sud de l axe, ceci quelque soit la provenance du vent. Il est par conséquent envisageable qu une source ponctuelle locale influence les niveaux en NO2 à sud de l axe. On notera toutefois les résultats comparables de part et d autre de l axe lors de la série 6 (du 6 au 13 juillet), lorsque la même proportion de vent (37 %) place alternativement les sites du nord ou au sud de l axe sous l influence de celui-ci. Le caractère «influencé» des sites de mesure à 30 ou 40m confirme la distance d impact des axes avec un trafic moyen journalier compris entre et de 100 m. Sur l ensemble des transects, les gradients de concentrations témoignent de l influence décroissante du trafic routier au fur et à mesure que l on s en éloigne. Toutefois, sur les cas étudiés lors de cette campagne, les niveaux atteignent difficilement ceux du fond, d une part à cause de la distance à l axe choisie (trop proche), et d autre part du fait des configurations complexes et denses de bâti dans les transects choisis. Ces spécificités ne permettent pas aux niveaux de diminuer, d où des concentrations influencées (et donc supérieurs au niveau de fond) même loin de la source principale. 20 TMJA RN2 : ; TMJA RN3 : véhicules par jour ; source CG93, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 36

40 IV.2.3 Cas spécifique des sites influencés installés à proximité de stations permanentes trafic Comme précisé précédemment, les sites temporaires supplémentaires ont été installés sous l influence d axes routiers fréquentés, surveillés par des stations permanentes, à proximité du trafic lorsque cela était possible. Les niveaux enregistrés aux sites influencés et à la station permanente lorsqu elle existe sont présentés dans ce paragraphe. A proximité du Boulevard Périphérique Un site influencé par le boulevard Périphérique (40 m) a été instrumenté dans le secteur de la Porte d Asnières (à l ouest de l axe), afin d étudier la décroissance des niveaux à proximité de cet axe fortement fréquenté de la région parisienne. Les données ont été comparées à celles de la station automatique de la Porte d Auteuil (Paris 16 ème ), certes à environ 5.8 km au sud, mais avec un trafic moyen proche de la Porte d Auteuil % (a) (b) (c) Figure 20 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 40m du Bd Périphérique (Porte d Asnières), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de la Porte d Auteuil ; (b) Différence des niveaux en proximité du trafic et en influencé, lien avec le pourcentage de vents de secteur sud et est, pour les séries hivernales ; (c) Localisation des sites. La Figure 20 montre une décroissance des niveaux entre le bord de l axe et 40m, de l ordre de 30 % à 60 % selon la série de mesure. On constate sur les séries hivernales que plus le vent est en provenance des secteurs sud et est (plaçant ainsi le site influencé sous les émissions du boulevard périphérique), plus l écart entre les concentrations en proximité et en influencé est faible, ce qui signifie que le site est d autant plus influencé qu il est soumis aux émissions de 21 TMJA Bd Périphérique Porte d Asnières : ; TMJA Bd Périphérique Porte d Auteuil : , source Mairie de Paris, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 37

41 l axe considéré. A l échelle annuelle pour 2010, le niveau atteint 114 µg/m 3 en NO2 au droit du boulevard périphérique, contre 61 µg/m 3 en influencé à la Porte d Asnières. A proximité d une place fréquentée Un site influencé par la place V. Basch a été instrumenté à proximité (25 m) de la station permanente de V. Basch (Paris 14 ème ), place fortement fréquentée de Paris (14 ème ). Les deux sites sont distants de 150m. On notera que les axes routiers du secteur sont fortement fréquentés, notamment l avenue de Général Leclerc, à 10m du site 88 22, avec véhicules/jour. La décroissance des niveaux entre la station permanente et le site influencé, présentée à la Figure 21, est observée sur l ensemble des séries. La différence de niveaux varie, comme pour le boulevard périphérique, de 25 % à 60 % selon la série de mesure, l écart étant plus important lors des séries estivales. Il n est pas possible d étudier l impact de la provenance du vent, le site influencé étant sous le vent de l avenue du Général Leclerc pour l ensemble des séries. A l échelle annuelle pour 2010, le niveau atteint 95 µg/m 3 en NO2 place V. Basch, contre 57 µg/m 3 estimé en influencé au site % (a) Figure 21 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 25m de la Place V. Basch (site 88), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de Basch ; (b) Localisation des sites. De la même manière, un site influencé a été instrumenté place de la Bastille (n 92), à 40m du site trafic temporairement instrumenté par Airparif Place de la Bastille 23. La Figure 22 montre que les résultats du site influencé (n 92) sont cohérents selon les séries. La comparaison avec le site Place de la Bastille a été possible uniquement pour les 4 dernières séries de mesure (mesures en juillet et octobre ; pas de donnée disponibles au site trafic temporaire faute de mesure). Les niveaux diminuent d environ 25 % entre les mesures à proximité immédiate de l axe et celles à 40m. ll est difficile de mettre en avant un impact de la provenance du vent, l écart entre les deux sites de mesure n étant pas systématiquement réduit par vent de secteur sud-est (mettant le site n 92 sous l influence de la place). A l échelle annuelle, pour 2010, une moyenne annuelle a été estimée à 70 µg/m 3 Place de la Bastille, contre 55 µg/m 3 au site influencé. (b) 22 TMJA côté sud de la place V. Bach (à proximité de la station permanente : véhicules/ jour ; Trafic identique à la sortie de la place côté avenue du Général Leclerc d après des chiffres de la Mairie de Paris, année TMJA à , source Mairie de Paris, année 2004, proche du TMJA de la Place V. Basch. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 38

42 -24 % (a) Figure 22 : (a) Localisation des sites ; (b) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 25m de la Place de la Bastille (site 92), comparées aux valeurs relevées à la station temporaire de Bastille. (b) A proximité d une rue canyon A proximité (15 m) de la station permanente de la Rue Bonaparte (Paris 6 ème ) a été instrumenté le site n 89, qui se trouve à environ 10 m du bord de la Rue Bonaparte. Cet axe est encaissé (type canyon) et voit passer moins de véhicules/jour 24. La Figure 23 présente les niveaux enregistrés aux deux emplacements précités. Comme pour les deux précédents cas étudiés, il existe une décroissance des niveaux entre la station permanente et le site influencé. Toutefois, cette différence est réduite, variant de 3 à 20 %, et pour certaines séries, des teneurs plus élevées ont été enregistrées sur le site influencé. Cela s explique d une part par le trafic limité de l axe étudié (< véhicules/jour), d où un impact limité de cet axe, et d autre part par la configuration en canyon, qui se traduit par une dispersion complexe de la pollution dans la rue. Aussi la provenance du vent n a que très peu d impact sur les niveaux à proximité de l axe (zone fortement urbanisée). A l échelle annuelle pour 2010, la différence de niveaux entre les deux axes n est que de 10 % (moyenne annuelle 2010 à 64 µg/m 3 Rue Bonaparte et 58 µg/m 3 au site 89), ce qui est inférieure à l incertitude de mesure (25 %). -6 % (a) Figure 23 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 15m de la rue Bonaparte (site 89), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de Bonaparte ; (b) Localisation des sites. (b) 24 Source Mairie de Paris, campagne ponctuelle de mesure en mai Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 39

43 Un site de typologie influencé (n 91) a été installé à proximité de la rue de Vaugirard 25 (distance de 60 m entre les deux sites, site n 91 à 10 m de la rue de Vaugirard), où des mesures par tubes passifs sont périodiquement effectuées. Une diminution moyenne de 30 % a été observée pendant les 4 dernières séries (mesures en juillet et octobre) entre les niveaux au droit de l axe et celles à 10m. Ce résultat est proche de celui observé Place de la Bastille. A l échelle annuelle, les niveaux estimés pour l année 2010 rue de Vaugirard sont de 67 µg/m 3 et 48 µg/m 3 au site influencé n % (a) Figure 24 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 12 m de la rue Vaugirard (site 91), comparées aux valeurs relevées à la station temporaire des rues Convention / Vaugirard ; (b) Localisation des sites. (b) Afin d être complet et de représenter au mieux les axes parisiens, des mesures en influencé ont été installés Cours de Vincennes, un axe intermédiaire à ceux précédemment cités en terme de trafic avec environ véhicules/jour. La Figure 25 compare les résultats de ce site (carré noir) par rapport aux autres sites de la même typologie, qui ont précédemment pu être comparés aux mesures en proximité du trafic routier. On constate une bonne homogénéité des mesures, malgré des axes différents étudiés (trafic, environnement, orientation différente par rapport aux vents dominants). Cela permet de constater que pour le Cours de Vincennes, le dégagement de l axe favorise la dispersion des polluants, d où des concentrations à 20 m de l axe généralement parmi les plus faibles en situation influencée, alors que le trafic est important. Sans surprise, les niveaux annuels estimés en situation influencée sont compris entre 50 et 60 µg/m 3, ils dépassent par conséquent la valeur limite annuelle fixée à 40 µg/m 3. Figure 25 : Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées aux 5 sites influencés pour chacune des séries de mesure et résultats estimés à l échelle annuelle. 25 TMJA à , source Mairie de Paris, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 40