CAMPAGNES DE MESURE DE LA QUALITE DE L AIR EN SITES TRAFIC PARISIENS A FORTE FREQUENTATION PIETONNE

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1 CAMPAGNES DE MESURE DE LA QUALITE DE L AIR EN SITES TRAFIC PARISIENS A FORTE FREQUENTATION PIETONNE I. CONTEXTE ET OBJECTIF DE LA CAMPAGNE Si en situation de fond les concentrations de dioxyde d azote montrent ces dernières années une tendance à la baisse, il n en est pas de même en proximité au trafic automobile, où les niveaux restent préoccupants, tout comme pour les particules PM10 et le benzène. Le public est particulièrement sensible aux problèmes de pollution atmosphérique aux abords immédiats des grands axes de circulation urbains. Aux constats d une qualité de l air dégradée dans de tels lieux, s ajoute une perception négative induite par le bruit, les embouteillages, la pollution olfactive et plus globalement le stress induit par une activité omniprésente en ville. Les mesures produites par le réseau actuel de capteurs fixes ne suffisent plus à satisfaire cette demande de plus en plus forte. Dans ce contexte, AIRPARIF a mis en place, à la demande de son Conseil d Administration, de nombreuses actions visant à améliorer la documentation de la pollution en proximité au trafic automobile. Il est notamment prévu un renforcement et une diversification du réseau de mesure en stations fixes. Le réseau AIRPARIF comptait il y a quelques années 8 stations trafic. Deux d entre elles ont dû être fermées pour des raisons d exploitation et n ont pu être remplacées. A ce jour, 5 stations trafic sont situées dans Paris. Ces stations de mesure permettent d'évaluer le niveau d'exposition auquel sont soumis les piétons ou les automobilistes dans leur voiture. Outre la validation et la mise en service de deux stations en proche et grande couronne, AIRPARIF souhaite installer, sous réserve de disposer du financement nécessaire, une station de mesure dans le centre de Paris, sur un axe ou une place à fort trafic automobile et fortement fréquentée par le public. Trois secteurs parisiens sont pressentis pour l implantation de cette station : la place de l Opéra, le boulevard Haussmann (dans le secteur des grands magasins) et la rue de Rivoli (secteur Châtelet). Dans un premier temps, des campagnes de mesure ont été réalisées sur ces secteurs en mai/juin Des laboratoires mobiles ont été implantés aux emplacements envisagés pour une future station définitive. Simultanément, une documentation fine de ces quartiers a été menée au moyen de tubes à diffusion passive, afin d étudier la variabilité des niveaux de pollution le long de ces axes, et de s assurer de la représentativité du site envisagé par rapport au secteur dans son ensemble. Cette documentation permettra également de poursuivre la validation des modèles de proximité au trafic utilisés à AIRPARIF pour le NO 2 et le benzène. II. DESCRIPTIF DU DISPOSITIF DE MESURE La recherche des secteurs d étude s est portée sur des quartiers situés dans le centre de Paris, présentant un trafic automobile important, éventuellement souvent congestionné, ainsi qu une forte fréquentation piétonne, afin d être représentatif d une exposition maximale du public. La forte notoriété de ce site était un critère supplémentaire. Le choix s est porté sur deux quartiers très commerçants : le secteur Opéra/Haussmann d une part (2 et 9 ème arrondissements) et la rue de Rivoli, dans le secteur de Châtelet (1 er et 4 ème arrondissements) d autre part. Deux campagnes de mesure y ont été menées en parallèle du 24 mai au 21 juin 2006, période caractérisée par un trafic automobile important. 1

2 II.1. Moyens de mesure II.1.1. Tubes à diffusion Afin de réaliser une cartographie fine de ces quartiers, les mesures ont été réalisées au moyen de tubes à diffusion (échantillonneurs passifs). Leur simplicité de mise en œuvre, leur faible encombrement et leur coût modéré permettent en effet d implanter simultanément un grand nombre de points de mesure et d établir une cartographie fine du secteur concerné. Ainsi, près de 40 points de mesure ont été implantés sur chacun des deux secteurs d étude. Le principe de fonctionnement consiste à piéger, par diffusion passive de l air ambiant, le polluant recherché sur un support contenant un réactif chimique spécifique de ce polluant. Les tubes sont fixés dans des abris de protection. Ces abris, eux-mêmes fixés sur des supports dans l environnement (poteau, candélabre ) à environ 3 mètres du sol (cf. figure ci-dessous), permettent de protéger l échantillonneur de l action directe du vent, du soleil et de la pluie, optimisant ainsi les conditions de mesure. Les tubes sont ainsi exposés à l air ambiant pendant une ou deux semaines selon le polluant, puis sont ensuite acheminés en laboratoire pour être analysés afin de déterminer la concentration moyenne de polluant dans l air ambiant au cours de la période d exposition. L ensemble des analyses ont été réalisées par AIRPARIF. (a) (b) Tubes à diffusion inst allés sur un candélabre et détail des abris pour t ubes NO 2 (a) et benzène (b) Les mesures ont porté sur le dioxyde d azote et le benzène, qui constituent deux bons traceurs de la pollution automobile et dont la mesure est possible par cette méthode. Cette méthode de mesure n est en particulier pas applicable aux particules. Les durées d échantillonnage sont de 14 jours pour le NO 2 et 7 jours pour le benzène. 2

3 II.1.2. Analyseurs automatiques En parallèle des mesures par tubes à diffusion, des mesures par analyseurs automatiques ont été effectuées. Ces analyseurs, installés dans des «laboratoires mobiles» (véhicules ou enceintes de petite taille) permettent de documenter un plus grand nombre de polluants, en particulier les particules PM10. Néanmoins, afin de respecter les contraintes de sécurité vis-à-vis du public et limiter l encombrement sur ces trottoirs très fréquentés, les analyseurs ont dû être installés dans des armoires de petite dimension. En effet, leur objectif étant de caractériser les niveaux de pollution auxquels sont exposés les piétons, ils doivent être implantés sur le trottoir, au plus près de la bordure du trottoir. Par conséquent, seuls le monoxyde d azote, le dioxyde d azote et les particules PM10 ont pu être documentés. Les analyseurs automatiques permettent également un suivi en continu des niveaux de pollution heure par heure et d évaluer l amplitude des variations de niveaux de pollution en lien notamment avec le trafic automobile. Le fonctionnement de ces laboratoires mobiles est identique à celui de l ensemble des stations permanentes du réseau fixe d AIRPARIF et implique des contraintes techniques lourdes : lignes électrique ainsi que la maintenance régulière des analyseurs. Par conséquent, seul un nombre limité de sites peuvent être instrumentés. Les laboratoires mobiles ont été implantés aux emplacements jugés représentatifs pour l installation d une éventuelle station de mesure. Arm oire de m esure de la qualit é de l air im planté Place de l Opér a III. RESULTATS La campagne de mesure a bénéficié de conditions météorologiques assez contrastées, avec un début de campagne plutôt frais et nuageux, suivi d un temps très ensoleillé, sec et chaud, les températures atteignant 33.5 C le 13 juin. Ces conditions météorologiques ont entraîné des niveaux de pollution assez élevés sur l agglomération, notamment en ozone. Ainsi, 6 jours ont été marqués par un indice de qualité de l air médiocre (indice de 6 à 7). En ce qui concerne le dioxyde d azote, les concentrations ont été soutenues, en particulier les 12 et 13 juin. Aucun dépassement du niveau d information n a cependant été enregistré, que ce soit pour l ozone ou le dioxyde d azote. 3

4 III.1. Secteur Opéra / Haussmann III.1.1. Plan d échantillonnage Les tubes à diffusion ont été installés sur des candélabres sur les trottoirs de la Place de l Opéra et le long des principales rues environnantes pour étudier la variabilité des niveaux dans ce quartier, ainsi que le long du boulevard Haussmann. Ces secteurs ont été choisis car ils représentent tous deux des environnements typiquement parisiens, encore non documentés à ce jour sur le réseau de stations AIRPARIF. La Place de l Opéra est représentative d une large place parisienne majeure, très commerçante, caractérisée par un trafic automobile important et souvent congestionné. Le boulevard Haussmann est caractéristique d un grand boulevard parisien bordé d immeubles haussmanniens et bénéficie d une importante fréquentation piétonne du fait des grands magasins. Des tubes ont également été installés dans la rue Caumartin, rue semi-piétonne, afin d évaluer la décroissance des niveaux de pollution par rapport au boulevard. Le plan d échantillonnage est décrit en annexe 1. Deux armoires de mesure ont également été implantées, l une au centre de la Place de l Opéra (site tube n 15), la seconde sur le boulevard Haussmann devant les Galeries Lafayette (site tube n 22), à proximité de sorties de métro ou RER, afin de représenter une importante zone de passage du public. Place de l Opér a Im plant ation des armoir es de m esur e Boulevar d Haussm ann Métro Chaussée d Ant in 4

5 III.1.2. Résultats Variabilité des niveaux dans le quart ier (NO 2, benzène). Les tubes à diffusion permettent d étudier la variabilité des niveaux de pollution au sein du secteur d étude. La carte des résultats moyens est disponible en annex e 1. Les résultats de dioxyde d azote les plus élevés sont enregistrés au centre de la Place de l Opéra. C est le secteur où le trafic est le plus important (50000 à véhicules par jour) mais également le plus congestionné. On observe ensuite une légère décroissance lorsqu on s éloigne dans les rues adjacentes, moins fréquentées. Les axes majeurs tels que l Avenue de l Opéra conservent néanmoins des résultats soutenus. Les niveaux de NO 2 mesurés sur le boulevard Haussmann sont légèrement plus faibles que sur la Place de l Opéra (environ 25% de moins), et comparables aux boulevards des Capucines et des Italiens. Ces observations sont cohérentes avec les données du trafic automobile, qui est de l ordre de véhicules par jour sur ces axes. Les concentrations sont relativement homogènes le long du boulevard. Le trottoir envisagé pour l implantation d une éventuelle station présente néanmoins des niveaux légèrement plus soutenus par vent de secteur Ouest. Les tubes à diffusion installés dans la rue de Caumartin montrent une rapide décroissance lorsque l on s éloigne des axes majeurs. Ainsi, les niveaux sont presque 2 fois plus faibles au site n 35 (44 µg/m 3 ), situé à moins de 100 mètres du boulevard Haussmann, à environ mi-chemin entre le boulevard et la rue Saint-Lazare. En ce point, les concentrations se rapprochent du niveau de fond, égal à 39 µg/m 3 à la station Paris 18 ème. Les résultats de benzène suivent globalement les mêmes tendances que le dioxyde d azote, avec cependant des variations moins importantes entre la place de l Opéra et les rues avoisinantes. Les niveaux sont soutenus, 1.5 à 2.5 fois plus élevés qu en site de fond. Les moyennes sont légèrement inférieures à celles de la station trafic Place Victor Basch, mais légèrement supérieures à celles du boulevard périphérique-porte d Auteuil. Ces résultats mettent en évidence que pour le benzène, les conditions de circulation (vitesse plus lente et congestion plus importante à Opéra) jouent plus que le volume de trafic. Rue de Caumartin, on observe comme pour le NO 2 une rapide décroissance, le milieu de la rue retrouvant une concentration égale à la station de fond de Paris 18 ème (1.5 µg/m 3 ). En terme de représentativité des sites envisagés pour une éventuelle station de mesure par rapport au secteur, les emplacements pressentis s avèrent donc pertinents : la Place de l Opéra est représentative des niveaux maximum du secteur, et le boulevard Haussmann des niveaux moyens. Situat ion par rapport aux autres sites parisiens et par rapport aux objectifs réglementaires Les armoires de mesure implantées Place de l Opéra et boulevard Haussmann permettent un suivi en continu des niveaux de pollution et la comparaison avec les stations automatiques du réseau AIRPARIF, ainsi que la mesure des particules PM10. Le tableau page suivante résume les moyennes mesurées pour le dioxyde d azote et les particules PM 10 sur les 2 sites d étude et quelques stations trafic du réseau AIRPARIF implantées dans Paris. 5

6 (µg/m 3 ) NO 2 Moyenne Maximum Horaire Nb d heures supérieures à 200 µg/m 3 Moyenne PM10 Maximum Horaire Maximum Journalier Opéra Haussmann nr nr nr Place Victor Basch Champs-Elysées Rue Bonaparte Non mesuré Pour le dioxyde d azote, le site de la Place de l Opéra s avère légèrement inférieur à la station parisienne de la Place Victor Basch, située dans le 14 ème arrondissement, mais nettement supérieur aux stations des Champs-Elysées et de la rue Bonaparte. Les niveaux y sont donc soutenus, particulièrement lorsque le vent vient du secteur le plus proche du carrefour, comme l illustre la rose de pollution ci-contre. Bien que les conditions de déclenchement de la procédure d information et d alerte n aient pas été réunies sur l agglomération au cours de cette période, on peut noter que la moyenne horaire a dépassé le seuil de 200 µg/m 3 à 8 reprises Place de l Opéra (13 fois Place Victor Basch mais aucune fois sur les stations des Champs-Elysées et de la rue Bonaparte). La comparaison avec les stations du réseau AIRPARIF permet d estimer sur ce site une moyenne annuelle de NO 2 aux alentours de 80 µg/m 3, ce qui est largement supérieur à la valeur limite européenne applicable en 2006 (48 µg/m 3 ), ainsi qu à l objectif de qualité français (40 µg/m 3 ). Sur le site du boulevard Haussmann, un problème technique ne nous permet pas d effectuer cette estimation. Néanmoins, les tubes à diffusion ont montré des niveaux de NO 2 d environ 20% inférieurs à la place de l Opéra, ce qui laisse prévoir également un large dépassement des objectifs réglementaires sur ce site, comme sur l ensemble des sites AIRPARIF implantés en proximité au trafic dans la capitale. Ouest Nord Sud Répart it ion des niveaux de NO 2 e n fonct ion du secteur de vent Place de l Opér a du 24 m ai au 21 juin Est En ce qui concerne les particules PM10, les 2 sites de mesure présentent des niveaux très comparables (36 et 38 µg/m 3 ), similaires aux stations trafic parisiennes de la Place Victor Basch et des Champs-Elysées. Ces mesures permettent d estimer une moyenne annuelle voisine de la valeur limite (40 µg/m 3 ) et très supérieure à l objectif de qualité de 30 µg/m 3. Pour ce qui est du benzène, les mesures par tubes à diffusion permettent d estimer une moyenne annuelle aux alentours de 4.5 µg/m 3, sensiblement inférieure à la valeur limite applicable en 2006 (9 µg/m 3 ), mais dépassant largement l objectif de qualité annuel (2 µg/m 3 ). 6

7 III.2. Secteur Rivoli III.2.1. Plan d échantillonnage Le plan d échantillonnage de la rue de Rivoli est centré sur le secteur de Châtelet. Ce secteur a été choisi comme référence d une importante avenue parisienne commerçante. C est donc la partie la plus commerçante de la rue qui a été retenue, en raison de la très grande affluence piétonne, notamment le week-end. Comme pour le secteur Opéra/Haussmann, les tubes à diffusion ont été implantés sur des candélabres en bordure du trottoir (Cf. carte du plan d échantillonnage en annexe 2). Quelques tubes à diffusion ont également été installés de manière à caractériser des microenvironnements, afin de répondre aux questions de plus en plus précises du public quant à l influence des axes majeurs sur leur proche environnement. C est la cas de la rue Saint-M artin, qui est une rue semi-piétonne, destinée à évaluer la décroissance des niveaux lorsque l on s éloigne du trafic, et du square de la Tour Saint-Jacques, destinés à évaluer le niveau de pollution dans un square ceinturé par des grandes avenues. Enfin, un tube a été implanté en sortie du tunnel des Halles, rue du Pont-Neuf. Pour les mesures automatiques, un emplacement avait été retenu, en accord avec les services de la Voirie, pour implanter un laboratoire mobile au carrefour de la rue de Rivoli et de la rue Saint- Denis (site 21), mais il n a pas été possible d installer un branchement électrique provisoire dans les délais impartis. Cet emplacement avait été choisi car il est situé dans une zone très commerçante, dans un carrefour souvent très congestionné, et présentant des trottoirs suffisamment larges pour ne pas gêner la circulation des piétons. III.2.2. Résultats Variabilité des niveaux dans le quart ier (NO 2, benzène). La carte des résultats moyens des tubes à diffusion est disponible en annexe 2. Les tubes à diffusion installés en bordure de trottoir le long de la rue de Rivoli et du boulevard Sébastopol présentent des résultats de NO 2 compris entre 90 et 120 µg/m 3. Les écarts entre les sites de mesure sont en moyenne de l ordre de 20%, et au maximum de 45%. La présence de la voie de bus sur le côté gauche de la rue ne semble pas engendrer de fortes disparités entre les deux trottoirs de la rue. En revanche, l intersection avec une rue peu fréquentée (site 4 par exemple) ou une rupture du bâti entraîne une légère diminution des niveaux. Mais c est surtout la distance à la rue qui entraîne de fortes variations dans les concentrations mesurées. Ainsi, les tubes à diffusion implantés dans la rue Saint-Martin montrent que les niveaux décroissent rapidement le long d une rue semi-piétonne. Ainsi, ils sont presque divisés par deux entre le site n 5, situé en bordure de la rue de Rivoli (87 µg/m 3 ) et le site n 5 (47 µg/m 3 ), situé à environ 70 mètres dans la rue Saint-M artin. De même, une concentration de 56 µg/m3 est mesurée au point de mesure situé au centre du square de la Tour Saint-Jacques, soit à environ 50 mètres de la rue de Rivoli et du boulevard Sébastopol. C est néanmoins encore largement supérieur au niveau de fond du quartier (33 µg/m 3 à la station Paris 1 er Les Halles, au centre du jardin des Halles). Les résultats de benzène présentent des variations un peu plus importantes que le dioxyde d azote. Les niveaux moyens sont compris entre 2.8 et 4.9 µg/m 3 sur la majorité des sites situés en bordure immédiate du trafic, ce qui représente des écarts de 30 à 50% entre les sites. On observe notamment des niveaux légèrement plus élevés au carrefour entre la rue de Rivoli et le boulevard Sébastopol, probablement en raison d une plus forte congestion. L ensemble des sites présentent des concentrations sensiblement supérieures au niveau de fond, égal à 1.3 sur la station de Paris 1 er Les Halles. Comme pour le NO 2, les niveaux décroissent rapidement lorsque l on s éloigne de l axe principal. 7

8 On observe un comportement très particulier sur l un des sites de mesure. Il s agit du site n 30, situé au-dessus de la sortie du tunnel des Halles, rue du Pont-Neuf. D une part la concentration moyenne y est sensiblement plus élevée (6.9 µg/m 3 ), mais ce site enregistre également une très grande variabilité selon les séries de mesure. Ainsi, les résultats hebdomadaires varient de 3.6 à 10.1 µg/m 3, le maximum de concentration étant enregistré lorsque le vent rabat les masses d air en provenance du tunnel vers le point de mesure. Ce niveau est alors près de 3 fois supérieur au site n 31, situé à même hauteur mais sur le trottoir opposé. En revanche, lorsque le vent balaye les masses d air à l opposé du point de mesure, la concentration y est équivalente voire inférieure au site n 31. Aucun surplus majeur n avait été noté sur ce site pour le dioxyde d azote, ce qui s explique probablement par des régimes de moteur favorables aux émissions de benzène, et moins favorables aux émissions de dioxyde d azote. En terme de représentativité pour une éventuelle station définitive, le site pressenti présente d es niveaux moyens par rapport à l ensemble du secteur. Situat ion par rapport au secteur Opéra/Haussmann et aux object ifs réglement aires Le secteur de la rue de Rivoli montre, en bordure immédiate du trafic automobile, des niveaux de pollution intermédiaires entre la Place de l Opéra et le boulevard Haussmann, permettant de conclure à un dépassement certain des objectif s réglementaires européens et français pour le NO 2. Pour le benzène, on peut estimer que le secteur se situe en-dessous de la valeur limite, mais au-dessus de l objectif de qualité. IV. CONCLUSION Dans le cadre d un important programme d actions visant à améliorer la documentation de la pollution en proximité immédiate du trafic automobile, AIRPARIF souhaite renforcer son réseau de mesure en stations fixes par l implantation d un site dans le centre de Paris, sur un axe ou une place à fort trafic automobile et fortement fréquentée par le public. Trois secteurs parisiens sont pressentis : la place de l Opéra, le boulevard Haussmann (dans le secteur des grands magasins) et la rue de Rivoli (secteur Châtelet). Dans un premier temps, des campagnes de mesure ont été réalisées sur ces secteurs en mai/juin Des armoires de mesure ont été implantés aux emplacements envisagés pour une future station définitive. Simultanément, une documentation fine de ces quartiers a été menée au moyen de tubes à diffusion passive, afin d étudier la variabilité des niveaux de pollution le long de ces axes, et de s assurer de la représentativité du site envisagé par rapport au secteur. Ces campagnes ont mis en évidence des niveaux de pollution soutenus le long de ces axes de circulation, plaçant ces secteurs largement au-dessus des valeurs limites et objectifs de qualité annuels relatifs au dioxyde d azote. On peut estimer des concentrations voisines de la valeur limite en PM10 et inférieures à la valeur limite pour le benzène, mais nettement supérieures aux objectifs de qualité. En comparaison aux stations trafic parisiennes du réseau AIRPARIF, les concentrations mesurées en NO 2 sont inférieures à la station de la Place Victor Basch, mais supérieures aux Champs-Elysées et à la rue Bonaparte. Ces niveaux élevés, couplés à une très forte exposition piétonne dans ces secteurs, confirment donc l intérêt de l implantation d une station de mesure dans ces secteurs pour l évaluation du respect des objectif s réglementaires, mais aussi pour la procédure d alerte et d information du public. Au sein de ces secteurs, les emplacements envisagés pour cette éventuelle station s avèrent également pertinents, étant représentatifs des niveaux de proximité automobile moyens du quartier dans le cas d Haussmann et de Rivoli, et des niveaux maximum pour la Place de l Opéra. 8