MODELISATION DE DISPERSION ATMOSPHERIQUE

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1 Rapport de modélisation MODELISATION DE DISPERSION ATMOSPHERIQUE E N V I R ONNEMENT/ RISQUES INDUSTRIELS Réf. : Date : Février 2016 SAFEGE Direction France Sud et Outre-Mer - Agence PACA Aix Métropole - Bâtiment D - 30, Avenue Henri Malacrida AIX EN PROVENCE SOCOTEC France Agence HSE Centre-Val de Loire 2, allée du Petit Cher BP SAINT-AVERTIN Cedex Auteur : Sylvain GOUGEON SOCOTEC France - S.A. AU CAPITAL DE R.C.S. VERSAILLES - APE 7120B SIÈGE SOCIAL : 3 AVENUE DU CENTRE - GUYANCOURT - CS SAINT-QUENTIN-EN-YVELINES CEDEX - S.A.

2 SOMMAIRE 1. OBJECTIF ET MODELE UTILISE DONNEES GENERALES CONDITIONS METEOROLOGIQUES CARACTERISTIQUES DES SOURCES D EMISSION CARACTERISTIQUES DES SUBSTANCES EMISES HYPOTHESES ET OPTIONS DE CALCUL RESULTATS DE LA MODELISATION RESULTATS RELATIFS AUX POUSSIERES TOTALES (ASSIMILEES AUX PM10) EMISES PAR LE DEPOUSSIEREUR ET LA PLATEFORME BOIS RESULTATS RELATIFS AUX POUSSIERES TOTALES (ASSIMILEES AUX PM10) EMISES PAR LE CUMUL DES ACTIVITES DU POLE LAMBERT RESULTATS RELATIFS AUX ODEURS EMISES PAR LE BIOFILTRE RESULTATS RELATIFS AUX ODEURS EMISES PAR LE CUMUL DES ACTIVITES DU POLE LAMBERT RESULTATS MAXIMUM ET AU NIVEAU DES CIBLES RETENUES ANNEXE Page 2 sur 15

3 1. OBJECTIF ET MODELE UTILISE Cette étude consiste à modéliser la dispersion des émissions olfactives et des poussières émises par les activités du Pôle Environnement de Lambert à Narbonne (11), dans le cadre de la constitution d'un Dossier de Demande d'autorisation d'exploiter (DDAE). Elle doit permettre de : modéliser la dispersion des poussières émises par la plateforme bois et le dépoussiéreur, modéliser la dispersion des poussières émises par le cumul des activités du Pôle Lambert, modéliser la dispersion des odeurs émises par le biofiltre, modéliser la dispersion des odeurs émises par le cumul des activités du Pôle Lambert. La modélisation a été réalisée à l aide de la version 1.8 du logiciel ARIA Impact. Cet outil, développé par la société ARIA Technologies, permet d étudier l impact à long terme des émissions polluantes d origine industrielle. Il s agit d un modèle gaussien intégrant les données d entrée suivantes : conditions météorologiques du secteur, caractéristiques des sources d émission, caractéristiques des substances rejetées. Page 3 sur 15

4 2. DONNEES GENERALES 2.1. Conditions météorologiques Les données météorologiques ont été recueillies auprès de la station de Narbonne (11). Elles se trouvent sous la forme d une rose des vents correspondant à des observations tri-horaires entre 1991 et La classe de stabilité atmosphérique D a été retenue. Les études réalisées par SOCOTEC à partir de fichiers informatiques de données météorologiques observées sur plusieurs années ont en effet mis en évidence que cette classe était la plus représentative en France métropolitaine. On rappelle que ce paramètre permet de décrire la turbulence atmosphérique dont dépend la dispersion du panache. La stabilité atmosphérique est décrite selon Pasquill à l aide de six classes définies de la façon suivante : Type d atmosphère Classes de stabilité de Pasquill A B C D E F très instable instable modérément instable Tableau 1 : Classes de stabilité de Pasquill neutre stable très stable De façon schématique, en atmosphère instable, les écarts-type, qui définissent l expansion horizontale et verticale du panache, sont importants. Par conséquent, le panache est large et atteint le sol dans une zone proche de la source. En atmosphère stable, ces écarts-type sont étroits, entraînant un panache fin, qui parcourt des distances plus importantes qu en atmosphère instable avant d atteindre le sol et qui subit un effet de dilution tout au long de son parcours. La température moyenne annuelle est prise égale à 15 C (source station Météo-France de Narbonne). La rose des vents éditée par le logiciel apparaît sur la figure 1. Figure 1 : Rose des vents représentative du site Page 4 sur 15

5 2.2. Caractéristiques des sources d émission Les caractéristiques des sources d émission sont précisées dans les tableaux suivants Sources ponctuelles canalisées Paramètres Dépoussiéreur Biofiltre Type de source Hauteur par rapport au sol Moteur valorisation 1 Moteur valorisation 2 Moteur valorisation ORC Torchère ponctuelle ponctuelle ponctuelle ponctuelle ponctuelle ponctuelle 11,05 m 8 m 6 m 6 m 8 m 7 m Diamètre 0,85 m 0,65 m 0,35 m 0,35 m 0,5 m 1,75 m Vitesse d éjection Température d éjection 15 m/s 10 m/s 32 m/s 32 m/s 34 m/s 6 m/s 20 C 10 C 350 C 350 C 450 C > C Position de la source Substances rejetées X = 649,156 Y = 1792,386 Poussières X = 649,166 Y = 1792,401 Odeurs X = 649,137 Y = 1792,260 Odeurs, Poussières X = 649,142 Y = 1792,255 Odeurs, Poussières X = 649,148 Y = 1792,251 Odeurs, Poussières Tableau 2 : Caractéristiques des sources d émission ponctuelles canalisées X = 649,258 Y = 1792,301 Odeurs Sources surfaciques diffuses Paramètres Type de source Plateforme Bois Lambert IV exploité Lambert I réaménagé Lambert II réaménagé Lambert IV réaménagé Bassin Lambert I Bassin Lambert IV surfacique surfacique surfacique surfacique surfacique surfacique surfacique Surface m² m² m² m² m² m² m² Position du barycentre Substances rejetées X = 649,090 Y = 1792,220 Poussières X = 648,810 Y = 1792,340 Odeurs, Poussières X = 649,340 Y = 1792,190 X = 649,600 Y = 1792,470 X = 648,850 Y = 1792,460 X = 649,480 Y = 1791,860 X = 649,110 Y = 1792,770 Odeurs Odeurs Odeurs Odeurs Odeurs Tableau 3 : Caractéristiques des sources d émission surfaciques diffuses Page 5 sur 15

6 Sources linéiques diffuses Paramètres Type de source Longueur Voiries linéaire ml Substances rejetées Poussières Tableau 4 : Caractéristiques des sources d émission linéiques diffuses Temps de fonctionnement Les périodes de fonctionnement des installations ont été intégrées dans les modélisations : heures de fonctionnement par an (365 j/an) pour le biofiltre, le dépoussiéreur et toutes les sources diffuses, heures de fonctionnement par an pour le moteur de valorisation 1, heures de fonctionnement par an pour le moteur de valorisation 2, heures de fonctionnement par an pour le moteur de valorisation ORC, 250 heures de fonctionnement par an pour la torchère. Ces modulations temporelles ont été prises en compte pour la réalisation de la modélisation Caractéristiques des substances émises Vitesse de dépôt La vitesse de dépôt intervient lorsque le nuage de polluant atteint le sol. Les molécules de polluants, soumises aux turbulences de l atmosphère, sont en partie piégées sur la végétation. Selon les données de la littérature, les valeurs retenues pour les vitesses de dépôt au sol sont les suivantes (1) : 0 m/s pour les odeurs, m/s pour les poussières Diamètre des poussières Les poussières totales émises ont été assimilées à des poussières de diamètre égal à 10 µm, ce qui s'avère être une approche majorante. (1) Sources : «Approche méthodologique pour l évaluation des risques sanitaires liés à l incinération de déchets industriels spéciaux», Etude RECORD n /1A, Polden, Réseau Santé Déchets, Base de données ARIA Technologies, ARIA Impact version 1.8, Page 6 sur 15

7 Flux émis à l atmosphère Les flux massiques des substances émises à l atmosphère apparaissent dans le tableau 5. Afin de tenir compte des périodes de fonctionnement de l installation décrites dans le 2.2.4, ces flux ont été corrigés de la façon suivante : Avec : nombre d'heures de fonctionnement dans l'année F corrigé = F nombre d'heures dans une année F corrigé = flux tenant compte des périodes de fonctionnement de l installation (mg/s) F = flux mesuré (mg/s) Flux de substance Sources Odeurs Poussières Dépoussiéreur g/h Biofiltre uo E /h - Moteur valorisation 1 2, uo E /h 14,90 g/h Moteur valorisation 2 1, uo E /h 14,78 g/h Moteur valorisation ORC 15, uo E /h 7,2 g/h Torchère 4, uo E /h - Plateforme Bois g/h (1) Lambert IV exploité 18, uo E /h g/h (1) Lambert I réaménagé 398, uo E /h - Lambert II réaménagé 345, uo E /h - Lambert IV réaménagé 495, uo E /h - Bassin Lambert I 2, uo E /h - Bassin Lambert IV 2, uo E /h - Voiries g/h (1) Tableau 5 : Flux massiques des substances émises (1) Le calcul du flux de poussières est un calcul d extrapolation à partir des éléments transmis par l'exploitant. En effet, les flux en amont sont calculés sur la base d un récepteur recevant un dépôt en poussières de 47,75 g/m²/mois sur la plateforme bois et de 7,44 g/m²/mois sur la surface exploitée de Lambert IV et les voiries du site. Page 7 sur 15

8 Valeurs de référence Les valeurs de référence (VR) retenues pour chaque substance figurent dans le tableau 6. Valeurs de référence Type Source 3 (1) Valeur guide de la Poussières totales 20 µg/m qualité de l'air OMS 2005, pour les poussières de diamètre 10 µm Odeurs 5 uo E /m 3 (2) Valeur limite d'émission Tableau 6 : Valeurs de référence VR Arrêté ministériel du 22/04/2008 relatif aux installations de compostage soumises à Autorisation (2780) (1) La valeur guide concerne les PM10. Elle est ici appliquée par approche majorantes aux poussières totales. (2) Cette valeur réglementaire ne s'applique pas aux activités du Pôle Lambert qui n'est pas concerné par la rubrique Elle est utilisée pour l'interprétation à titre indicatif. 3. HYPOTHESES ET OPTIONS DE CALCUL Les hypothèses émises pour la modélisation sont les suivantes : les flux massiques de polluants sont représentatifs du fonctionnement à long terme des installations, les données météorologiques recueillies auprès de la station de Narbonne (11) sont représentatives de celles du site et du domaine d étude, les vents calmes (< 1 m/s) ont été pris en compte dans les calculs (7,1 %), les turbulences aérauliques dues à la présence d éventuels obstacles entre les sources d émission et les cibles ne sont pas prises en compte, en ce qui concerne les installations, on suppose que le régime permanent est atteint instantanément. Les périodes de démarrage des installations pendant lesquelles des pics de pollution peuvent être observés ne sont par conséquent pas pris en compte, les périodes de dysfonctionnement ne sont pas prises en compte, la surélévation du panache, due à la vitesse d éjection du gaz et à la différence de température entre les fumées et l air ambiant, a été calculée à partir de la formule de Holland, formule préconisée par ARIA Technologies, le calcul des écarts-type a été réalisé par la formule standard de Pasquill, retenue couramment, la rugosité caractérise la surface du sol (bâtiment, forêt, mer ). Elle varie de 10-4 pour la glace à 1 pour les sites urbains ; Dans cette étude, elle a été choisie égale à 1, valeur de référence pour l occupation des sols par des zones urbaines, le bruit de fond de la pollution locale n a pas été pris en compte dans l étude de dispersion atmosphérique. Les résultats ne tiennent donc pas compte du bruit de fond. Page 8 sur 15

9 4. RESULTATS DE LA MODELISATION Les résultats sont présentés sous forme de graphiques représentant une coupe horizontale du panache au niveau du sol. Plusieurs seuils de concentrations peuvent ainsi être mis en évidence. Dans le cadre de cette étude, il convient de faire apparaître les valeurs de références (VR) présentées au 2.3.4, lorsqu elles sont atteintes, et différents pourcentages de celles-ci. Afin d homogénéiser les cartographies, le principe suivant a été retenu pour la représentation des aplats colorés et obtenir ainsi des courbes d iso-concentration : > VR 1/10 ème de la VR 1/100 ème 1/1000 ème de la VR Du fait du modèle utilisé (modèle de seconde génération considéré par l INERIS, l Institut de Veille Sanitaire et l US EPA comme l état de l art des modèles gaussiens), les résultats ne sont valides qu au-delà de 100 m des sources d émission. Page 9 sur 15

10 4.1. Résultats relatifs aux poussières totales (assimilées aux PM10) émises par le dépoussiéreur et la plateforme bois Figure 2 : Concentrations en polluant en µg/m 3 dans l air au niveau du sol Poussières Les seuils représentés sont définis dans le tableau 7. Seuils retenus 20 µg/m 3 (Valeur de Référence - VR) 2 µg/m 3 (10-1 de la VR) 0,2 µg/m 3 (10-2 de la VR) Tableau 7 : Résultats Poussières Résultats de la modélisation Concentration maximale = µg/m 3 Les dépôts au sol maximum observés sont de : 13,8 µg/m².s Page 10 sur 15

11 4.2. Résultats relatifs aux poussières totales (assimilées aux PM10) émises par le cumul des activités du Pôle Lambert Figure 3 : Concentrations en polluant en µg/m 3 dans l air au niveau du sol Poussières effets cumulés Les seuils représentés sont définis dans le tableau 8. Seuils retenus 20 µg/m 3 (Valeur de Référence - VR) 2 µg/m 3 (10-1 de la VR) 0,2 µg/m 3 (10-2 de la VR) Résultats de la modélisation Concentration maximale = µg/m 3 Tableau 8 : Résultats Poussières effets cumulés Les dépôts au sol maximum observés sont de : 14,5 µg/m².s Page 11 sur 15

12 4.3. Résultats relatifs aux odeurs émises par le biofiltre Figure 4 : Concentrations en polluant en µg/m 3 dans l air au niveau du sol Odeurs Les seuils représentés sont définis dans le tableau 9. Seuils retenus 5 uo E /m 3 (Valeur de Référence - VR) 0,5 uo E /m 3 (10-1 de la VR) 0,05 uo E /m 3 (10-2 de la VR) uo E /m 3 (10-3 de la VR) Tableau 9 : Résultats Odeurs Résultats de la modélisation Valeur non atteinte Valeur non atteinte Concentration maximale = 1, uo E /m 3 Page 12 sur 15

13 4.4. Résultats relatifs aux odeurs émises par le cumul des activités du Pôle Lambert Figure 5 : Concentrations en polluant en µg/m 3 dans l air au niveau du sol Odeurs effets cumulés Les seuils représentés sont définis dans le tableau 10. Seuils retenus 5 uo E /m 3 (Valeur de Référence - VR) 0,5 uo E /m 3 (10-1 de la VR) 0,05 uo E /m 3 (10-2 de la VR) uo E /m 3 (10-3 de la VR) Résultats de la modélisation Valeur non atteinte Concentration maximale = 4,5 uo E /m 3 Tableau 10 : Résultats Odeurs effets cumulés Page 13 sur 15

14 4.5. Résultats maximum et au niveau des cibles retenues Les résultats de la modélisation au niveau des cibles retenues sont synthétisés dans les tableaux cidessous : (1) (2) (3) (4) Maximum au niveau du sol Coordonnées géographiques (Lambert II étendu) X : Y : X : Y : X : Y : X : Y : Poussières : X : Y : Odeurs : X : Y : Poussières (µg/m 3 ) Odeurs (uo E/m 3 ) PF Bois + Cumul activité Biofiltre Cumul activité Dépoussiéreur 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Tableau 11 : Résultats Synthèse des concentrations dans l'air (1) (2) (3) (4) Maximum au niveau du sol Coordonnées géographiques (Lambert II étendu) X : Y : X : Y : X : Y : X : Y : Poussières : X : Y : Poussières (µg/m².s) PF Bois + Cumul activité Dépoussiéreur 2, , , , , , , , , , Tableau 12 : Résultats Synthèse des dépôts au sol Page 14 sur 15

15 5. ANNEXE SURELEVATION DU PANACHE Lorsqu un polluant est rejeté dans l atmosphère au niveau d une cheminée, il est souvent émis avec une certaine vitesse verticale et à une température supérieure à la température ambiante. Ces propriétés conduisent le nuage de polluant à s élever au-dessus de la cheminée. Etant donné que l air atmosphérique, dans lequel s effectue le rejet, est généralement en mouvement horizontal sous l effet du vent, le panache est entraîné latéralement au cours de son ascension jusqu à ce qu il atteigne une trajectoire horizontale (cf. figure ci-dessous). L axe du panache étant surélevé par rapport au sol, la concentration en polluants au niveau du sol est diminuée. Lorsque ce phénomène se produit, il est donc important de le prendre en compte afin de ne pas surestimer l impact du panache au sol. Avec les formules courantes de calcul de surélévation de panache, la phase transitoire d ascension du panache est supposée être suffisamment courte pour être négligée. Autrement dit, tout se passe comme si les gaz étaient rejetés par une source virtuelle de hauteur (H) égale à la somme de la hauteur de la cheminée réelle (h) et de la surélévation calculée ( h). u = direction du vent h = hauteur réelle de la cheminée h = élévation du panache H = hauteur de la source virtuelle H = h + h Page 15 sur 15