Actualité AIRP RIF. L inventaire des émissions : d où vient la pollution?

Transcription

1 Un inventaire source par source p 02 p 04 p 06 Une forte densité d émissions dans l agglomération La responsabilité des différentes sources d émissions w w w. a i r p a r i f. a s s o. f r AIRP RIF N 27 - Octobre 2005 Actualité S U R V E I L L A N C E D E L A Q U A L I T É D E L A I R E N I L E - D E - F R A N C E a qualité de l air résulte d un équilibre complexe entre les apports directs de polluants émis dans l air, ce qu on appelle les émissions L de polluants, et toute une série de phénomènes auxquels les polluants vont être soumis une fois dans l atmosphère : transports, dispersion (vents et turbulences à l origine de la dilution des émissions) dépôt et enfin transformations chimiques (par exemple sous l effet du rayonnement solaire comme la production d ozone estival à partir d oxydes d azote et d hydrocarbures). C est pourquoi il ne faut pas confondre les concentrations dans l air ambiant de polluants [exprimées par exemple en microgrammes par mètre cube (µg/m 3 ) ou par un indice de qualité de l air], qui caractérisent la qualité de l air respiré, et les émissions de polluants (dont les quantités sont exprimées en grammes, kilogrammes ou tonnes) rejetées par une source donnée (une cheminée, un pot d échappement ) pendant une durée déterminée (heure, année ). Des émissions dépend la qualité de l air, même si il n y a pas de lien simple et direct entre les deux. A partir d émissions de polluants équivalentes en lieu et en intensité, les niveaux de polluants dans l environnement peuvent varier d un facteur vingt suivant les conditions météorologiques plus ou moins favorables à la dispersion et donc à la dilution, ou au contraire à la concentration de ces polluants. La connaissance de ces émissions est donc primordiale pour la surveillance de la qualité de l air. G Les sources d émission de polluants sont nombreuses et variées. Les activités génératrices d émissions sont répertoriées selon une classification européen ne. Création AIRPARIF L inventaire des émissions : d où vient la pollution? Il n y a pas de fumées sans feu et pas de pollution de l air sans sources d émission de polluants. Transports terrestres et aérien, activités industrielles et artisanales, agriculture, usage de produits ménagers, chauffage domestique, liée aux activités humaines, la liste des sources d émissions qui contaminent l air ambiant est longue, sans compter les sources naturelles. Identifier toutes les sources existantes et leur contribution respective est un long et minutieux travail. L inventaire et le cadastre des émissions franciliennes, réalisés par AIRPARIF (et actualisés dans le cadre du Plan de Protection de l Atmosphère), permettent de mettre en avant certaines caractéristiques de l Ile-de-France et de comparer clairement les responsabilités de chaque type d émetteurs. Ils constituent des outils incontournables de surveillance de la qualité de l air au quotidien et sont nécessaires à toute étude prospective de la qualité de l air en Ile-de-France.

2 A B t/km 2.an L inventaire et le cadastre franciliens des émissions : une description très détaillée dans l espace et le temps Les émissions de la région Ile-de-France sont aujourd hui connues source par source, kilomètre carré par kilomètre carré, heure par heure et le long de kilomètres de voirie. Cinq polluants majeurs émis par six grandes catégories de sources Si cet inventaire n est pas le premier effectué en Ile-de- France, il en est à ce jour le plus précis et le plus exhaustif. L inventaire francilien 2000, construit selon une méthodologie européenne, porte sur toute une série de polluants en particulier ceux soumis à réglementation ou qui font l objet d une surveillance de la part des réseaux de mesure de la qualité de l air, à savoir : P les oxydes d azote (NOx) qui demeurent le principal traceur des activités de transports ; P le monoxyde de carbone (CO) très lié à la proximité immédiate d axes routiers ; P le dioxyde de soufre (SO 2 ) qui est le traceur privilégié des activités industrielles ; P les hydrocarbures appelés aussi composés organiques volatils non méthaniques (COVNM) et benzène qui font partie des polluants précurseurs de l ozone ; P les particules fines (PM10 de diamètre moyen inférieur à 10 µm) qui pénètrent profondément à l intérieur de l appareil respiratoire. A ces cinq polluants s ajoute le dioxyde de carbone (CO 2 ) qui n a pas d effet direct sur la santé mais qui contribue très largement à l effet de serre et qui constitue un indicateur majeur de la consommation énergétique. Ce polluant et deux autres gaz à effet de serre (GES), le protoxyde d azote (N 2 O) et le méthane (CH 4 ) feront l objet d un «Airparif- Actualités» consacré aux gaz à effet de serre. La diversité des sources est telle que, par souci de cohérence des résultats, les activités génératrices d émissions polluantes font l objet d une classification européenne très précise. Au total, toutes les sources d émissions connues ont été prises en compte dans l inventaire francilien, soit près de 90 activités émettrices différentes. Par la suite, des regroupements d activités ont été faits en 6 grandes catégories afin de mieux faire ressortir les grandes caractéristiques propres à la région Ile-de-France : P les industries (centrales thermiques, chauffage urbain, procédés de production, utilisation industrielle de solvants, traitements et élimination des déchets ) ; P les secteurs du résidentiel, de l institutionnel, des activités de service, du commerce et de l artisanat (combustion liée au chauffage, utilisation de solvants dans les secteurs domestiques et de service ) ; P le transport routier (incluant les émissions d hydrocarbures par évaporation au sein des stations services) ; P les autres transports (ferroviaire, fluvial, maritime, aérien) ; P l agriculture et la sylviculture avec l usage d engrais azotés (engrais minéraux ou déjections animales) et les combustions du secteur agricole ; P les sources biogéniques (forêts et prairies). En dehors d une analyse de certains secteurs d activités, comme par exemple le transport routier pour lequel un «zoom» permettra de détailler plus précisément les responsabilités des différents types de véhicules, ce regroupement d activités émettrices sera conservé dans l analyse des résultats. 02 E AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EE

3 F Figure 3 : Le cadastre annuel d émissions peut être représenté, polluant par polluant, par une série de cartes comme celles présentées ici pour les émissions d oxydes d azote : A) toutes sources d émissions confondues ; B) ou en sélectionnant uniquement les combustions liées au chauffage des secteurs résidentiels et tertiaires. La carte A laisse clairement apparaître l importance du trafic routier dans les émissions des NOx puisque les plus fortes densités d émissions sont localisées le long des axes routiers. Le cadastre : un bilan construit «maille par maille»... Toutes les sources de rejets polluants ont été inventoriées à l échelle la plus fine possible (commune, partie de commune, axe,...). Pour disposer d une répartition géographique des émissions, l ensemble de la région Ile-de- France a été divisée en carrés (appelés «mailles») d un kilomètre de côté. Dans chacune de ces mailles, on a procédé à une spacialisation kilométrique de l inventaire des émissions. Les grandes sources ponctuelles industrielles y ont été localisées très précisément, de même que le tracé des réseaux ferroviaire et routier ou les trajectoires simplifiées des avions. L inventaire des sources d émissions plus diffuses (dites aussi «surfaciques»), comme le chauffage domestique, les petites industries ou les composés émis par la végétation, a pour sa part été projeté sur le maillage en utilisant les informations sur l occupation des sols comme guide de répartition dans l espace (par exemple chauffage domestique et habitat ou émissions biogéniques et forêts). A partir du cadastre, des bilans annuels d émissions ont été ensuite calculés par département ou commune. Pour chacune des sources prises en compte et pour chaque polluant, les émissions ont été calculées en croisant d une part un facteur d émission unitaire caractéristique de la source (par exemple pour le trafic routier les facteurs d émissions européens de COPERT III «Computer programme to calculate emissions from road transport», exprimés en g/km pour chaque catégorie de véhicule et de carburant), et d autre part des informations permettant de quantifier l activité de la source (comme le kilométrage parcouru par catégorie de véhicule, la consommation énergétique pour une source industrielle, le tonnage de déchets traité d une décharge, ou encore pour une source diffuse, comme le chauffage résidentiel, le nombre de bâtiments ou de logements chauffés par type de combustible utilisé. La précision du calcul d émission peut varier selon la nature de la source, ainsi les données des grandes sources ponctuelles qui proviennent de mesures permanentes ou régulières sont-elles particulièrement précises. Les résultats du recensement de l ensemble des sources d émissions dans toutes les mailles qui couvrent la région Ile-de-France peuvent ensuite être réunis dans un tableau synthétique (voir figure 2). Ces données peuvent aussi être exploitées sous forme de cartes d émissions annuelles pour chacun des polluants, tous secteurs d activités confondus ou en sélectionnant certaines activités polluantes spécifiques comme, par exemple, les processus de combustion liés au chauffage des habitations, des bâtiments administratifs et des entreprises (voir figure 3). H Figure 2 : A partir du cadastre des émissions de l a n née 2000, ce tableau simplifié présente les résultats (en kilotonnes/an) des émissions polluantes obtenus cette année de référence selon six grandes catégories d activités. Un bilan des émissions, à quoi ça sert? La surveillance de la qualité de l air a connu, ces dernières années, une profonde mutation. Elle s appuie aujourd hui sur quatre piliers essentiels et complémentaires où la connaissance des émissions occupe une place à part entière : I la mesure permanente directe à partir de stations fixes situées en des points stratégiques ; I les campagnes épisodiques de mesures qui permettent d affiner les cartes de pollution ; I la connaissance précise des émissions de polluants ; I la modélisation par calcul numérique de la dispersion et de la I transformation de la pollution atmosphérique. La description de la quantité, de la nature et de la localisation des polluants émis par les différentes sources de pollution de la région constitue ce qu on appelle un cadastre des émissions. Établi pour une année bien précise de référence, il reste utilisable plusieurs années consécutives compte tenue de la lenteur de l évolution d une année sur l autre de la plupart des émissions. Disposer d un tel outil à l échelle régionale est devenu un élément de base dans la description de la qualité de l air ambiant au même titre que la mesure directe des polluants dans l air. Ainsi, le cadastre des émissions franciliennes fait partie des nombreuses données d entrée qui alimentent en continu les modèles mathématiques qui permettent de réaliser des cartes de pollution. Ces outils sont une aide précieuse pour mieux comprendre et prévoir la qualité de l air pour le lendemain ou le surlendemain et donc aussi le risque d épisode de pollution. Ils fournissent ainsi une surveillance permanente renforcée en tout point de l Ile-de-France et particulièrement dans les secteurs ne disposant pas de station de mesure. Déterminer les zones présentant de fortes densités d émissions peut également aider à identifier des secteurs plus exposés où se développera le réseau de mesure. D autre part, le bilan des émissions permet de mettre en évidence les secteurs d activité responsables des émissions de polluants dans l atmosphère et de quantifier leur contribution respective, ce qui constitue une clé essentielle pour comprendre la problématique et les enjeux associés à la qualité de l air sur un secteur donné afin d orienter les décideurs dans le choix des stratégies de réduction des émissions. Par exemple, à l échelle de l Europe, la responsabilité dominante des véhicules dans les bilans d émissions a poussé la communauté européenne à introduire dès 1992 des normes de plus en plus sévères définissant les valeurs limites d émissions des véhicules. Plus récemment, dans le cadre national de l élaboration du premier Plan de Protection de l Atmosphère (PPA), qui a vocation à définir les mesures réglementaires devant concourir au respect de la réglementation qui sera en vigueur en 2010, l Etat a lancé et financé une démarche de consolidation et d actualisation des inventaires d émissions régionaux. C est ainsi que la DRIRE Ile-de-France (Direction régionale de l Industrie, de la Recherche et de l Environnement) a confié à AIRPARIF le rôle d intégrer les données élémentaires d émissions de l année 2000 et de produire l inventaire et le cadastre à l échelle de toute l Ile-de-France pour cette année de référence. Le cadastre d émissions devient ainsi le préalable incontournable à toute démarche de planification en matière de qualité de l air (Plan de Protection de l Atmosphère et Plan Régional de la Qualité de l Air par exemple). Enfin, l exploitation d un cadastre permet de quantifier les impacts d une politique de réduction de la pollution de l air et de fournir des éléments prospectifs permettant d évaluer les stratégies choisies. Par exemple, en Ile-de-France, les données du cadastre 2000 ont été les éléments clés de départ d une étude prospective d évaluation de l efficacité du projet de PPA (voir le Airparif-Actualités N 24, novembre 2004, Quelle qualité de l air en Ile-de-France en 2010? ). AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EEE 03

4 E Figure 4 : Exemple de carte des émissions de dioxyde d azote produites par le seul trafic routier et actualisée toutes les heures (disponible sur le site da ns la rubrique «Émissions», «Les émissions heure par heure»).... et qui évolue heure par heure L élaboration du cadastre des émissions prend en compte la grande variabilité dans le temps des rejets de polluants qui reflète la plus ou moins forte intensité des activités génératrices de pollution selon l heure de la journée, le jour de la semaine ou le mois considéré. C est un outil qui, loin d être figé, évolue constamment sur la base des variations horaires, hebdomadaires et mensuelles caractéristiques de ces activités. Pour les émissions liées au trafic routier, le cadastre d Ile-de- France bénéficie d une alimentation pratiquement en «temps réel» à partir de données horaires recueillies sur le réseau du trafic francilien par les organismes en charge de la gestion du trafic (Voirie de Paris et Direction Régionale de l Equipement Ile-de-France et plus précisément le Service interdépartemental de la sécurité et de l exploitation de la route SIsER). Des cartes des émissions de polluants liés au trafic le long de km de voirie d Ile-de-France sont produites toutes les heures et diffusées sur le site internet d AIRPARIF. Ce suivi permanent des émissions le long des axes routiers est une des principales avancées du projet européen Heaven (voir figure 4). Pour les autres sources, le suivi en temps réel des émissions n est pas possible et une transformation des émissions annuelles (en tonnes/an) en émissions mensuelles, journalières et horaires est nécessaire. Pour cela, des règles de répartition ont été utilisées, complétées pour certaines activités par des mesures fournies par les industriels. La densité des émissions : une spécificité francilienne L agglomération parisienne s illustre essentiellement par la densité de ses émissions de polluants atmosphériques, concentrées sur une surface relativement restreinte, plus que par la quantité de polluants émis par habitant. Les chiffres du bilan pour l année 2000 des émissions toutes sources confondues (tableau de la page précédente) permettent de replacer la région Ile-de-France dans un contexte national, voire international. Alors que la superficie de la région francilienne représente 2,2 % du territoire national et sa population 20 % de la population française, les émissions régionales d oxydes d azote (161 kilotonnes) et de dioxyde de soufre (68 kilotonnes) représentent environ 10 % des émissions nationales, tandis que celles de monoxyde de carbone (399 kilotonnes), d hydrocarbures (178 kilotonnes) et de particules fines PM10 (22 kilotonnes) en représentent environ 5 %. émissions est établi par le CITEPA, (Centre Interprofessionnel Technique d Etude de la Pollution Atmosphérique), il est intéressant d observer que la densité d émissions de NOx par habitant (exprimées en kilotonnes par milliers d habitants) est plutôt faible en Ile-de-France, alors que à contrario la densité d émissions de NOx par kilomètre carré (exprimées en tonnes par km 2 ) y est tout particulièrement élevée (voir figure 6). Le Havre Tours Rouen Chartres Blois Orléans Amiens Beauvais Paris Melun Charleville-Mézières Reims Troyes Auxerre Châlon-en-Champagne Par rapport à d autres grandes régions françaises (Alsace, Haute Normandie, Limousin, PACA, dont l inventaire des Bourges Nevers Dijon E Figure 5 : Carte des émissions de NOx à l échelle du Bassin Parisien (Source : extension du cadastre d émissions aux régions adjacentes da ns le cadre de la plate-forme inter-régionale de prévision ESMERALDA). Châteauroux 04 E AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EE

5 tonnes/km 2 tonnes/mhab Densité d émissions de NOx (année 2000) en ktonnes/mhab. Densité d émissions de NOx (année 2000) en tonnes/km 2. A B F Figure 6 A et B : A) La densité d émissions de NOx par habitant est plutôt faible en Ile-de-France comparée par exemple à la Haute Normandie (marquée entre autres par des émissions d origine industrielle plus fortes pour une population moins dense) ou au Limousin (caractérisé par de faibles émissions polluantes mais surtout par une population beaucoup plus faible). B) En revanche, la densité d émissions de NOx par kilomètre carré est particulièrement élevée en Ile-de-France du fait de fortes émissions sur un espace restreint, à l opposé du Limousin qui s illustre au contraire par de faibles émissions sur un vaste territoire. Les densités d émissions d oxydes d azote pour l agglomérations parisienne et le grand Londres, deux métropoles similaires en taille et en population, sont par contre assez comparables (voir encadré). COVNM Des émissions concentrées sur le centre de l'agglomération parisienne D une manière générale, les cartes du cadastre permettent au premier coup d œil d appréhender la forte densité des émissions de l agglomération parisienne et une décroissance générale des densités émises à mesure que l on s éloigne de Paris (voir figure 7 et 8). Pour les oxydes d azote, les particules fines ou le monoxyde de carbone, le réseau routier principal ressort également de façon claire. Cependant, autour de certaines grandes sources ponctuelles industrielles, comme les centrales thermiques, d importants nœuds de circulation routière ou de grandes plates-formes aéroportuaires, comme celle de Roissy - Charles de Gaulle, on observe localement des densités d émissions aussi fortes, et parfois même plus élevées, qu au centre de l agglomération parisienne, en certains points de Paris. Le cœur de l agglomération parisienne (soit quatre départements : Paris, les Hauts-de-Seine, la Seine-Saint- Denis et le Val-de-Marne) contribue à près de la moitié des émissions régionales d hydrocarbures et de particules fines et à environ 40 % des émissions d oxydes d azote et de dioxyde de soufre, alors qu il représente moins de 10 % (6,3 %) de la superficie de la région Ile-de-France. Paris présente, quant à elle, la plus forte densité d émissions quels que soient les polluants suivis (en t/km 2 ). A elle seule, la capitale représente de 10 à 20 %, en fonction du polluant, des émissions de l Ile-de-France. Les densités d émissions décroissent, selon les polluants, d un facteur 2 à 3 entre Paris et les départements de la Petite Couronne puis sont divisées par 6 ou 8 entre les départements de la Petite Couronne et ceux de la Grande Couronne. Les émissions par département et par commune Le cadastre régional permet aussi de décliner l inventaire annuel des émissions à l échelle des 8 départements franciliens dont Paris, de l agglomération parisienne et des zones rurales ou même des 1280 communes d Ile-de-France et des 20 arrondissements de Paris. Depuis 2005 une nouvelle rubrique «Emission» sur le site Internet d AIRPARIF ( permet à chacun d extraire le bilan des émissions de son choix. G Figure 7 : La carte des émissions d hydrocarbures (COVNM) montre également la contribution du trafic routier qui est cependant moins marquée que pour les NOx. Localement des densités d émissions aussi fortes que sur certains axes parisiens, mettent en évidence l importa nte contribution de l utilisation industrielle de solvants dans les émissions de ces polluants. NOx t/km 2.an H Figure 8 : Densités des émissions annuelles d oxydes d azote (exprimées en tonnes par kilomètre carré) par département et en fonction de 6 gra ndes catégories d activités. La décroissance générale de la densité d émission à mesure que l on s éloigne de Paris ressort très clairement, de même que la décroissance de la responsabilité du transport routier. AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EEE 05

6 A NOx B COVNM Agglomérations parisienne et londonienne : jumelles par leurs émissions L agglomération parisienne, qui s étend sur 2723 km 2 et regroupe 9,6 millions d habitants, contribue à hauteur de 70 % (voir plus de 80 % pour certains polluants) des émissions de l Ile-de-France. Si la densité des émissions de l agglomération parisienne n a pas d équivalent en France (par exemple en oxydes d azote), en revanche elle est très proche de celle observée pour l agglomération du Grand Londres (voir figure 6). Ainsi, en 2000, les émissions en oxydes d azote de l agglomération parisienne étaient de 110 kilotonnes, soit une densité d émission de 40 tonnes par kilomètre carré et de 11 kilos par habitant. Ces chiffres sont très comparables à ceux du Grand Londres, agglomération qui s étend sur 1580 km 2 et regroupe 7,5 millions d habitants, dont les densités d émission en NOx sont respectivement de 43 tonnes par kilomètre carré et de 9 kilos par habitant (avec un total de NOx de 68 kilotonnes pour l année 1999, d après «Cleaning London s air, The Mayor s Air Quality Stratégy» de 2002). La similarité des deux agglomérations sur le plan des émissions d oxydes d azote (avec la même prédominance du trafic routier) s observe également sur les niveaux ambiants de dioxyde d azote (NO 2 ) avec des niveaux légèrement supérieurs à 50 µg/m 3 en moyenne en Autre point commun : la présence d un trafic aérien intense, l aéroport de Londres Heathrow étant, par le nombre de passagers transportés, le 1 er aéroport européen et Roissy-Charles de Gaulle le 3 ème (après Francfort en Allemagne). La part de des différentes Une fois le cadastre élaboré, l inventaire des émissions permet une analyse de la répartition des émissions par secteur d activités pour chacun des polluants. La contribution des 6 grandes catégories de sources se révèle très différente d un polluant à l autre. P Les oxydes d azote (NOx) : En Ile-de-France, le principal secteur d émissions d oxydes d azote est le transport routier (contribution de 52 %), largement devant le secteur industriel (20 %). Les oxydes d azote provenant du trafic routier illustrent bien la variabilité des émissions : heure par heure au cours d une même journée (voir figure 12), ainsi qu entre jour ouvrable et samedi ou dimanche au cours de la semaine (voir figure 13. Au cours de l année, seul le mois d août présente un fléchissement notable de l intensité du trafic (de l ordre de 20 % pour l ensemble de l Ile-de-France). P Les particules fines (PM10) : Les particules fines ne correspondent qu à une partie des particules émises directement dans l atmosphère ou remise en suspension par le vent (il en existe de plus volumineuses moins dangereuses pour la santé car ne pénétrant pas aussi profondément dans l appareil respiratoire ou, à l inverse, de plus fines). De plus, certaines particules dites secondaires se forment à partir d autres polluants et ne sont pas quantifiables par l inventaire des émissions. Le principal secteur d émission des PM10 est le transport routier (36 % des PM10) dont les véhicules diesel particuliers (13 %), suivi de près par l industrie (33 %). P Les hydrocarbures (COVNM) : Les secteurs du transport routier et de l industrie ont une contribution équivalente aux émissions d hydrocarbures (un 06 E AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EE

7 F Figure 9 : Répartition par type d activités de la densité d émissions de NOx (A) et de COVNM (B) de différentes communes d Ile-de-France qui reflète la présence d un secteur d émission prédominant : A) I Les émissions de NOx de Paris et Fresnes (94) sont majoritairement liées aux tra nsports routiers et traduisent pour Fresnes de la présence d importa ntes infrastructures routières (Autoroute A6, N186). I Paris présente également une part non négligeable de NOx liée au chauffage domestique et aux entreprises de service. I Une part importa nte des émissions de NOx de la ville de Gonesse (95) est liée au secteur «autres transports», que l on peut attribuer aux mouvements aériens de la plate-forme aéroportuaire de Roissy (il s agit de rejets en altitude). I Les émissions de NOx de Limay (78), située da ns la vallée de la Seine, sont très largement dominées par les activités industrielles. I Les émissions de NOx de Créteil (94) montrent un relatif équilibre entre la part du trafic et la part provenant de l industrie. B) ILes émissions de COVNM des communes de Cachan (94) et de Bourg-la-Reine (92) montrent une forte contribution du trafic routier mais aussi des émissions domestiques (usage de solva nts). I Celles de Flins-sur-Seine (78) révèlent la très forte contribution des activités industrielles (en particulier le centre de production automobile) et l apparition d une petite contribution des sources biogéniques. I La contribution de ces dernières devient beaucoup plus importa nte à Rambouillet (78) et franchement prépondérante à Saints (77), commune rurale, tandis que les contribution du trafic et des activités domestiques s a menuisent oxydes d azote NOx (%) Sources biogéniques Agriculture et sylviculture Autres Transports composés organiques volatils non méthaniques COVNM (%) < Transport Routier Résidentiel, Tertiaire, Artisanat Industrie particules fines PM10 (%) dioxyde de soufre SO 2 (%) G Figure 10 : Répartition (en %) des émissions par grand secteur d activité pour 4 polluants principaux : les oxydes d azote, les particules fines, les hydrocarbures et le dioxyde de soufre. responsabilité sources d'émissions A juillet peu plus de 30 %). L utilisation de solvants, peintures, colles, etc par les entreprises et les usages domestiques contribue pour plus de 40 % aux émissions de cette famille de polluants. Il existe, par ailleurs, une contribution naturelle non négligeable, à hauteur de 13 %, des forêts et des prairies, sans danger direct mais qui participe toutefois à la formation de l ozone. Ces émissions dites «biogéniques» correspondent à environ 17 fois les émissions d hydrocarbures du boulevard Périphérique, mais elles sont réparties sur toute la région. Elles sont calculées en prenant en compte les différentes essences d arbres ainsi que les variations horaires de température et de rayonnement enregistrées au cours de l année Les cartes des émissions naturelles d hydrocarbures illustrent bien la variabilité saisonnière de ces émissions selon l activité de la végétation (voir figure 11). P Le dioxyde de soufre (SO 2 ) : Les émissions de dioxyde de soufre (SO 2 ) sont représentatives des processus de combustion des fuels et charbons. Elles sont largement dominées par les secteurs de l industrie (55 %, production industrielle et production de l énergie) et des secteurs résidentiel, tertiaire et artisanal (35 %, pour le chauffage et la consommation d énergie). Elles présentent également une forte variabilité saisonnière (été/hiver). Le transport routier (essentiellement les véhicules diesel) est désormais responsable de moins de 4 % des émissions franciliennes de SO 2, grâce à la baisse des teneurs en soufre des carburants. COVNM émis par les forêts et les prairies B novembre kg/km 2 Pour ce qui concerne les émissions de monoxyde de carbone (CO), celles-ci sont, encore plus que les émissions de NOx, très largement dominées par le secteur du transport routier (77 %). G Figure 11 : Cartes des émissions d'hydrocarbures d'origine naturelle (en kg/km 2 ) pour les mois de juillet 2000 (A) et de novembre 2000 (B), metta nt en évidence la variation saisonnière des émissions de COVNM due à la végétation. AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EEE 07

8 «Zooms» sur quelques activités 2-3h (heure légale) 6-7h (heure légale) 7-8h (heure légale) 13-14h (heure légale) 17-18h (heure légale) 22-23h (heure légale) kg/km 2 /h G Figure 12 : L évolution des émissions horaires des oxydes d azote (à la résolution de 1 km) à différentes périodes de la journée rend compte de la forte variabilité journalière de ces émissions, étroitement liées aux variations horaires de trafic et en particulier aux pics de trafic du matin et du soir. Le transport routier : plus de la moitié des émissions d oxydes d azote Le réseau routier d Ile-de-France est le plus dense de France, ce qui explique l attention particulière portée à cette source majeure de pollution. Le calcul des émissions routières à partir de l évaluation du trafic prend en compte toute une série de facteurs comme la vitesse, les émissions plus importantes au démarrage quand le moteur est encore froid, la répartition en grandes catégories de véhicules sur les axes en fonction de l heure, la composition en 2000 du parc roulant en terme de classes technologiques (en fonction de la nature du carburant, du poids du véhicule, de sa puissance, des normes en vigueur,.) et la température ambiante. En effet, la vitesse des véhicules influe sur leurs émissions de polluants : une faible vitesse des véhicules ou un embouteillage conduisent à des émissions plus importantes de monoxyde de carbone et d hydrocarbures. Une vitesse élevée produit quant à elle des émissions plus importantes d oxydes d azote. L âge des véhicules qui roulent est également important car plus un véhicule est récent moins il est polluant. Depuis 1994, tous les véhicules essence neufs sont équipés de pots catalytiques et depuis 1998 les véhicules diesel neufs (particuliers et utilitaires légers) sont munis de pots catalytiques d oxydation. Ainsi, un véhicule à essence récent émet en moyenne 10 fois moins d oxydes d azote par kilomètre parcouru qu un véhicule essence ancien non catalysé. La forte hausse des ventes de véhicules diesel depuis les années 90 se traduit par une forte fréquence de véhicules particuliers diesel dans la composition du parc automobile roulant 2000 (37 % contre 33 % pour les véhicules particulier essence). En Ile-de-France, le trafic routier est la première source d oxydes d azote (52 % des émissions) et de monoxyde de carbone (77 % des émissions). Il représente près d un tiers des émissions régionales d hydrocarbures (COVNM ou composés organiques volatils, 33 %) et de particules fines (PM10, 36 %). L ensemble du trafic diesel, tous véhicules confondus, contribue à 30 % des émissions régionales de particules fines. Toutefois, compte tenu des progrès technologiques, tant sur les véhicules essence que diesel, les émissions polluantes du trafic ont tendance à fortement diminuer. A l intérieur des émissions du trafic routier, les deux-roues motorisés (qui ne représentaient en 2000 que 7 % du kilométrage parcouru un jour ouvrable normal en Ile-de- France, comme les poids lourds) sont responsables à l échelle régionale de 21 % des émissions d hydrocarbures (motocyclettes et motos de cylindrées inférieures à 50 cm 3 d une part et motos de cylindrées supérieures à 50 cm 3 d autre part à peu près à part égale) et de 22 % du monoxyde de carbone (quasi exclusivement émis par la catégorie des motos de grosse cylindrée), en revanche ils ne participent quasiment pas aux émissions de dioxyde d azote, et de particules (voir figure 14). Il est à souligner que depuis 2000, des normes européennes ont été imposées aux constructeurs de deux-roues motorisés avec une importante diminution des émissions de CO et COV des modèles de dernière génération. Les poids lourds (bus compris) sont responsables de 38 % des oxydes d azote et de 21 % des particules fines émises par le trafic. La contribution aux émissions d oxydes d azote du trafic des poids lourds et des véhicules de livraison (54 %) est nettement supérieure à celle de l ensemble des véhicules particuliers essence et diesel confondus (45 %). Un véhicule personnel Diesel catalysé récent émet de l ordre de 4 fois plus d oxydes d azote par kilomètre parcouru qu un véhicule personnel essence catalysé (voir figure 14). La comparaison des émissions moyennes par type de véhicule circulant en Ile-de-France(parc roulant de l année 2000, conditions de circulation propres à l Ile-de-France) montre que pour une même distance parcourue : P un poids lourd émet autant d oxydes d azote (NOx) que 9 véhicules particuliers ou 6 véhicules utilitaires légers et autant de particules fines (PM10) que 6 véhicules particuliers diesel ; 08 E AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EE

9 A NOx 1% 15 % 19 % 38 % 4% 22 % 1% B PM10 G Figure 13 : Variabilité des émissions de NOx provenant du trafic routier au cours d une semaine type (jours ouvrés, samedi et dimanche), à l échelle de l Ile-de-France (en orange), de la Gra nde Couron ne (en vert), de la Petite Couron ne (en bleu) et enfin de Paris intramuros (en violet). On remarque que les émissions sont globalement plus élevées le vendredi que les quatre premiers jours de la semaine, surtout en Grande Couronne (départs en week-end du vendredi soir), ainsi qu une nette diminution des émissions le samedi et une baisse encore plus accentuée le dimanche, toutes zones confondus. P un deux-roues motorisé «moyen» émet près de 3 fois plus d hydrocarbures par kilomètre parcouru qu un véhicule personnel à essence (voir figure 15). 26 % 37 % 21 % 9% 7% Les véhicules tout-terrains, ou 4X4, sont des véhicules plus lourds que les véhicules particuliers moyens et, à ce titre, ils consomment plus de carburant et émettent donc plus de gaz carbonique et de gaz polluants qu une voiture plus légère de la même année. Par contre, en général très récents, ils bénéficient de nouvelles technologies qui les rendent moins émetteurs de polluants classiques que de «vieilles voitures» non catalysées. G Figure 14 : Répartition en % des émissions de dioxyde d azote (A) et de particules fines (B) entre les différents émetteurs du trafic routier. S agissant d autres moyens de transport, l inventaire 2000 montre que le trafic ferroviaire (locomotives diesel) représente, quel que soit le polluant considéré, moins de 1 % des émissions régionales (par exemple 0,5 % des émissions franciliennes de NOx et 0,2 % des émissions franciliennes de particules fines PM10). La navigation fluviale reste aussi un très modeste contributeur avec 0,4 % des émissions franciliennes de NOx (calculées à partir du tonnage de marchandises transportées par kilomètre parcouru sur le réseau fluvial). Il est à noter ici que le fret fluvial en Ile-de- France, comme à l échelle nationale, connaît depuis 2000 une certaine expansion. Par contre, à eux seuls les engins agricoles contribuent pour 3 % aux émissions régionales de NOx (à comparer aux 4 % du trafic aérien). H Figure 15 : Emissions moyennes unitaires (en g/km) par type de véhicule motorisé. PM10 NOx COVNM AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EEE 09

10 F Figure 16 : Emissions associées à l activité aérien ne de Roissy-Ch arles de Gaulle selon les différentes ph ases du cycle LTO (source : cad astre d ém issions AIRPARIF/ DRIRE Ile-de-Fra nce - a n née de référence 2000). 1% 1% 1% 4% 20% 11% 4% 28% NOx CO COV 41% 95% 94% Décollage Montée Approche Le secteur aéroportuaire : des émissions notables et localisées Les activités aéroportuaires regroupent trois types de sources d émission : des grandes sources ponctuelles industrielles internes à l aéroport (centrales thermiques), des sources diffuses (tracteurs/pousseurs des avions, transporteurs de bagages, groupes électrogènes thermiques, activités de ravitaillement et de maintenance des avions) et enfin des sources liées aux mouvements des avions. Les émissions liées à l activité des avions sont calculées à partir du nombre de mouvements journaliers fourni par Aéroports De Paris (ADP) et déclinées heure par heure. Cette dernière source d émissions est prépondérante : par exemple, à Roissy - Charles de Gaulle, Air France (qui assure plus de la moitié du trafic aérien) estime que les mouvements de ses avions, lors du cycle LTO, représentent près de 70 % de l ensemble de ses émissions d oxydes d azote (Source : Rapport de développement durable , Air France). Les mouvements aériens se décomposent en 4 séquences qui forment un cycle standard, dit cycle «LTO» (Landing-Take Off, atterrissage-décollage) défini par l Organisation Internationale de l Aviation Civile. Ce cycle permet notamment de quantifier les émissions du trafic aérien en-dessous de 1000 m où ces émissions ont un effet direct sur la qualité de l air à l échelle locale ou régionale. L inventaire de l année 2000 montre que, pour chaque polluant, les émissions varient fortement lors de chacune des phases du cycle LTO. Ainsi, les deux-tiers des oxydes d azote du trafic aérien sont émis pendant les phases de décollage (poussée maximum des moteurs) et de montée, alors que les composés organiques volatils et le monoxyde de carbone sont presque exclusivement produits pendant les phases d approche (poussée minimale des moteurs) et surtout de roulage au sol (moteurs au ralenti). Roulage 4 % aux émissions régionales d oxydes d azote. Ces émissions présentent la particularité d être très concentrées géographiquement avec un impact sur la qualité de l air perceptible dans un rayon de 5 km autour des plates-formes aéroportuaires. A lui seul, le seul trafic aérien de Roissy émet des tonnages d oxydes d azote et d hydrocarbures comparables à ceux générés par le trafic routier du boulevard Périphérique et de l ensemble des activités de la plate-forme aéroportuaire de Roissy (fonctionnement de la plate-forme et trafic aérien) émet 30 % de plus de NOx que le boulevard Périphérique. Les émissions d un avion moyen lors d un cycle LTO standard (approche, roulage, décollage et montée jusqu à mètres environ) sont comparables : P pour les NOx, aux émissions de 17 poids lourds P P parcourant 100 km chacun ou de 142 véhicules particuliers parcourant la même distance ; P pour les COV, aux émissions de 16 deux roues P P parcourant chacun 100 km ou de 49 véhicules particuliers parcourant la même distance. L inventaire des émissions a permis d évaluer que l ensemble du trafic aérien de l Ile-de-France contribue à hauteur de 10 EEE Les mouvements aériens se décomposent en 4 séquences qui forment u n cycle sta ndard, dit cycle «LTO» (L a ndi n g - Ta ke Off) : 4 m i nutes d approche (descente), 26 minutes de roulage à l arrivée et au départ (vers et depuis l aérogare, plus long à Roissy avec 35 minutes), 42 secondes lors de l a ph ase de décollage, enfin près de 3 minutes de montée. Pour ch aque pollua nt, les émissions varient fortement lors de ch acu ne des séquences du cycle LTO. AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005

11 D autres grandes sources de polluants Les émissions des sources industrielles sont issues des données de la Taxe Générale sur les Activités Polluantes (TGAP, estimation basée sur la mesure directe des rejets), ou sont calculées à partir d informations statistiques disponibles (par exemple, des données de consommation énergétique ou de production couplées à des facteurs d émission européens). Au total, les émissions annuelles des 184 grandes sources ponctuelles d Ile-de-France (celles qui sont distinguées en tant que telles dans l inventaire ) représentent : P 17 % des émissions franciliennes de NOx, P 2 % des émissions franciliennes de CO, P 46 % des émissions franciliennes de SO 2, P 8 % des émissions franciliennes de COVNM, P 12 % des émissions franciliennes de PM10. A elles seules, les 10 plus grosses sources industrielles d émissions des principaux polluants (NOx, PM10, COVNM, SO 2 ) ont une contribution notable aux émissions régionales. Par exemple, les 10 plus grosses sources de NOx contribuent pour plus de 10 % aux émissions régionales de ce polluant. (voir figure 17) Les combustions effectuées dans le cadre d activités industrielles, domestiques ou par les commerces et entreprises (chauffage des bâtiments, eau chaude, sanitaire,...) sont les principales sources régionales d émission de particules fines (40 % des émissions) et surtout de dioxyde de soufre (91 % des émissions), à noter toutefois que les émissions de SO 2 ont très fortement diminué et que ce polluant ne constitue plus un problème en Ile-de-France. Le chauffage dans le secteur résidentiel contribue à 8 % des émissions franciliennes d oxyde d azote, celui des bâtiments commerciaux et administratifs à 4 % et les centrales thermiques à 6 %. A titre indicatif, en 2000, le plus grand émetteur fixe de NOx (la centrale EDF de Champagne-sur-Oise, fermée depuis 2004) émettait l équivalent des émissions de NOx du boulevard Périphérique. A elles seules, les Usines d Incinération des Ordures Ménagères (UIOM) émettent 4 % des NOx produits en Ile-de-France, soit l'équivalent des NOx émis par le trafic aérien dans son ensemble (Roissy, Orly, Le Bourget, etc) ou encore près de 2 fois les NOx émis par le boulevard Périphérique. L utilisation de solvants (colles, peintures, produits de nettoyage ) est la principale source d émission d hydrocarbures en Ile-de-France avec une contribution à hauteur de 41 % (soit 1,4 fois la contribution du trafic routier), les 2/3 de ces émissions provenant de sources industrielles (peinture et imprimerie) et pour le reste de sources domestiques (bricolage, travaux d entretien). Par évaporation des carburants à la pompe, les stations services contribuent à 3,5 % des émissions franciliennes d hydrocarbures (à comparer avec les 6 % provenant des deux-roues motorisés, les 7 % issus de l utilisation de solvants dans le secteur de l imprimerie ou les 12 % issus de l usage domestique de solvants et peintures). Parmi les hydrocarbures émis par le trafic ou lors de la distribution des carburants, le plus connu est le benzène, cancérigène pour l homme. F Figure 17 : Contribution aux émissions régionales des 10 plus grosses sources industrielles d'émissions, pour 4 pollua nts. AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EEE 11

12 Création AIRPARIF La réactualisation des données Tenir à jour un inventaire annuel d émissions relève du mythe de Sisyphe. L inventaire s appuie sur les données statistiques d une année déterminée, «l année de référence». Deux ans sont souvent nécessaires pour accéder à la totalité des statistiques et agréger toutes les données. Aussi, à peine l inventaire, qui s appuie sur l année de référence 2000, est-il achevé et exploité que son actualisation sur la base de l année 2005 devrait être mise en chantier. Progrès technologiques, reformulation des carburants, évolution des infrastructures de transport en commun, réglementation plus sévère, évolution des comportements individuels, contribuent chaque année à la modification des émissions de polluants. Néanmoins, compte-tenu du temps nécessaire à l introduction de ces modifications (à l exception de changement brutal de formule de carburant ou de fermeture d une grosse installation industrielle), les émissions évoluent relativement lentement d une année sur l autre, ce qui permet au cadastre d émissions établi pour une année de référence de rester valable environ 5 ans. Par exemple, du fait de normes européennes d émissions de plus en plus sévères, les émissions unitaires de toutes les catégories de véhicules neufs motorisés continuent d évoluer à la baisse avec une diminution, au fur et à mesure du renouvellement du parc roulant, de la contribution du transport routier aux émissions globales. Cette baisse est toutefois modulée par l augmentation du trafic routier. Ainsi dans le cadre de l élaboration du Plan de Protection de l Atmosphère (PPA), la Direction Régionale de l Equipement d Ile-de-France (DREIF) a-t-elle prévu entre 2000 et 2010 (en dehors de l impact du PDU) une augmentation de plus de 8 % du nombre de déplacements et de près de 11 % du nombre de kilomètres parcourus en Ile-de-France. De même, des normes de plus en plus contraignantes sur les émissions des moteurs d avion sont régulièrement adoptées par l OACI (Organisation de l aviation civile internationale). Les prochaines concerneront les NOx en Mais parallèlement, le trafic aérien international connaît une augmentation notable. En Ile-de-France la hausse de trafic passagers enregistrée par ADP en 2004 par rapport à 2003 a été de 6,6 %, le record de l année 2000 étant dépassé (source ADP). La réactualisation de l inventaire et du cadastre d émissions rendra compte des évolutions dans tous les secteurs d activités et des progrès réalisés mais permettra aussi de mieux prendre en compte certaines sources d émissions encore mal documentées comme, par exemple, les engins de chantiers ou les tondeuses à gazon, ou d affiner les connaissances pour le secteur résidentiel et tertiaire dont la responsabilité devient plus importante. AIRPARIF - SURVEILLANCE DE LA QUALITÉ DE L AIR EN ILE-DE-FRANCE 7 rue Crillon PARIS Service communication : L information en directe - l état de la qualité de l air - les prévisions internet : - courrier : webmaster@airparif.asso.fr Directeur de la publication : Michel Elbel Le financement d AIRPARIF est assuré pas des subventions de l État, des collectivités territoriales, des industriels au titre de la TGAP et des prestations d expertise 12 E AIRPARIF Actualité L N 27 - Octobre 2005 EE