Annexe 3 Méthodologie d inventaire pour les sources surfaciques et ponctuelles

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1 Annexe 3 Méthodologie d inventaire pour les sources surfaciques et ponctuelles 72

2 Les grandes sources ponctuelles Les données sources Les données sources utilisées pour la construction du cadastre d émission sont les données annuelles 1998 issues de la déclaration de la taxe parafiscale (établissements dont P > 20 MW ou établissements dont les émissions annuelles de SO 2 ou NOx (équ. NO 2 ) ou COV ou HCl ou Particules > 150 tonnes). Elles concernent six polluants : NOx (équivalent NO 2 ), CO, CO 2, COVNM, NH 3 et SO 2. Les modèles de qualité de l air nécessitant des données d émissions en méthane, nous avons utilisé la spéciation européenne issue du projet GENEMIS (GENeration and Evaluation of EMISsion data) pour introduire dans notre inventaire les quantités émises. En ce qui concerne les paramètres thermodynamiques (hauteur de cheminée, diamètre, température, vitesse d éjection des gaz en sortie de cheminée), nous avons conservé ceux utilisés dans la première version de SIMPAR que nous avons, pour partie, récupérés auprès des industriels d Ile-de-France (1994). Mais, afin d homogénéiser données sources et données thermodynamiques, un nouveau questionnaire est en cours d envoi aux industriels membres d AIRASIF (Association des industriels participant à la création et à la gestion du Réseau d Alerte et de Surveillance de la pollution atmosphérique en Ile-de-France). Cette fiche s enquiert de la valeur des paramètres thermodynamiques, des quantités émises par polluant et des modulations temporelles pour chaque émissaire. Modulation spatiale La modulation spatiale des sources ponctuelles revient à projeter dans le maillage les émissions de chacune des sources répertoriées. Il s agit notamment de placer l émission de chaque source dans la bonne maille verticale. Modulation temporelle Il s agit de désagréger les émissions annuelles (en tonnes/an) en émissions horaires. Cette opération s effectue en appliquant des profils de modulation mensuelle, journalière et horaire à chacune des activités de la nomenclature SNAP. Pour l inventaire AIRPARIF 1998, étant donné qu il a été décidé de construire une base de données complète pour une journée moyenne par mois (pas de distinction entre un jour ouvrable, un samedi et un dimanche), le profil de modulation journalière n a pas été appliqué. Cependant, quand il s agit de reconstruire une base de données émissions pour un épisode de pollution atmosphérique particulier, on applique non seulement les profils de modulation journalière mais on utilise aussi, pour certaines grandes sources ponctuelles, les données horaires qui nous sont fournies par les industriels. Les profils de modulation temporelle que nous utilisons sont ceux définis dans la première version de SIMPAR, modulo quelques ré-actualisations ; ils ont été construits à partir d informations provenant de sources européennes (GENEMIS), de lectures bibliographiques et d éléments fournis par certains industriels (25 grandes sources ponctuelles situées en Ile-de-France utilisent leurs propres profils de modulation temporelle). Lorsqu aucune information n était disponible, nous avons construit les profils en nous basant sur le «bon sens». Compte tenu de la difficulté de l exercice et du peu de données existantes et vérifiées, nous nous sommes limités au niveau 2 de la nomenclature SNAP. 73

3 Cas particulier : les aéroports Les émissions des aéroports comptent différentes sources émettrices : - des émetteurs «avions», - des émetteurs fixes (centrales thermiques, ), - des émetteurs routiers classiques (desserte + activité zone aéroportuaire), - des émetteurs autres (refueling, ). Les émissions fixes, les émissions issues de l activité aéroportuaire et les émissions autres sont traitées comme des sources diffuses tandis que les émissions issues du trafic routier sont traitées comme des sources linéiques. Pour les trois grands aéroports en Ile-de-France (Roissy Charles-de-Gaulle Orly Le Bourget), l idée de base consiste à considérer les émissions des avions comme un ensemble de sources ponctuelles émettant en différents endroits et à différentes altitudes. Pour les autres aérodromes en Ile-de- France, les émissions des avions sont traitées comme des sources diffuses. Les émissions des avions ont été évaluées par ADP (Aéroports De Paris) selon le cycle standard LTO (Landing and Take-Off) de l Organisation de l Aviation Civile Internationale (OACI). Ce cycle, schématisé ci-dessous, comporte 4 phases : - une phase d'approche : entre 912 m (hauteur de la couche de mélange prise en compte dans les calculs selon le cycle de l OACI) et 0 m, - une phase de roulage : mouvements des avions au sol depuis l'atterrissage jusqu'à la préparation du décollage, - une phase de décollage : accélération sur piste et décollage proprement dit (entre 0 et 152 m), - une phase de montée : de 152 m à 912 m d altitude, juste après le décollage. Schéma du cycle LTO. Il s agit d un cycle théorique qui ne représente pas réellement les opérations d un avion au voisinage d un aéroport, à l intérieur de la couche limite. Selon les données fournies par ADP, l aéroport de Roissy Charles-de-Gaulle compte mouvements en 1998 soit cycles LTO, l aéroport de Orly compte mouvements soit cycles LTO et enfin, Le Bourget compte mouvements soit cycles LTO. On considère que les émissions qui se produisent lors de la phase de ralenti ont lieu au sol sur l'emprise totale de l'aéroport, que celles qui se produisent au décollage ont lieu au sol sur les pistes et en altitude entre 0 et 152 m dans l axe de la piste, alors que les deux autres ont lieu en altitude, de part et d'autre des pistes. 74

4 L'altitude maximale étant de 912 m environ, la source ponctuelle la plus élevée que nous prendrons en compte se situera donc à 900 m (Z max ) ; par ailleurs, il a été décidé de prendre 25 m comme distance verticale entre deux sources ponctuelles (dz). ADP a fourni à AIRPARIF un schéma fortement simplifié précisant pour l'aéroport de CDG les emprises spatiales à considérer pour la décomposition des émissions liées à ces phases ainsi que les directions privilégiées pour les approches et les montées. Les conditions étant assez semblables sur les différents aéroports de la région IDF (météorologie et couloirs aériens utilisés), nous avons fait l'hypothèse d'appliquer les pourcentages d'approche et de montée selon la direction fournie par ADP pour CDG aux autres aéroports (Orly, Le Bourget). La figure suivante représente les émissions de NOx relatives aux aéroports, sous la forme d une vue 3D des émissions de NOx. Il s agit d une isosurface à 1 µg/s. Elle montre très clairement les émissions selon les trajectoires de décollage ou d atterrissage des avions. Isosurfaces des émissions de NOx (1 µg/s) dans les 900 premiers mètres de l atmosphère 75

5 Les sources surfaciques Les données sources Cet inventaire d émissions a été construit en utilisant les données surfaciques du CITEPA relatives à l année Il s agit de quantités d émissions sur des entités géographiques (Arrondissements et unités urbaines) concernant 6 polluants : NOx (équivalent NO 2 ), CO, CO 2, COVNM, NH 3, SO 2. Les émissions diffuses ont certainement beaucoup évolué en 4 ans. Aussi, une réactualisation des émissions diffuses sera prochainement réalisée dans le cadre d un appel d offre lancé par la DRIRE Ile-de- France. Dès que ces nouvelles données seront disponibles, une réactualisation de l inventaire s imposera. Modulation spatiale Les sources surfaciques sont fournies sur des entités géographiques supérieures à la maille. Si on considère des flux d émission homogènes sur toute l entité, on peut être conduit à des sous-estimations locales importantes. Par conséquent, nous avons couplé les données CITEPA avec une occupation du sol fournie par l IFEN (Corine Land Cover) de façon à avoir une meilleure distribution locale des émissions. Ainsi, nous avons distribué : - les émissions diffuses du chauffage urbain selon la classe «bâti», - les émissions de l agriculture, catégorie «cultures» selon la classe «culture», - les émissions de l agriculture, catégorie «prairies» selon la classe «herbe», - les émissions des forêts de conifères selon la classe «conifère», - les émissions des forêts de feuillus selon la classe «feuillus». Les figures de la page suivante permettent de visualiser la répartition spatiale des différentes classes utilisées au sein du grand domaine de modélisation (300 x 300 km 2 ). La figure ci-dessous quant à elle illustre le résultat obtenu pour les émissions de COVNM dues à la végétation pour le mois de juillet Emissions en tonnes / km² # Emissions journalières de COVNM par la végétation (cultures, forêts, prairies) au mois de Juillet 98. On reconnaît principalement la forêt de Fontainebleau (en Seine-et-Marne) et de Rambouillet (dans les Yvelines). (Source : Inventaire AIRPARIF 98 à partir des données fournies par le CITEPA et l IFEN). 76

6 a - b - c - d - e - Occupation du sol : a- bâti, b- cultures, c- herbe, d- conifères, e- feuillus. 77

7 Modulation temporelle Les profils de modulation temporelle que nous utilisons sont ceux définis dans la première version de SIMPAR, modulo quelques ré-actualisations ; ils ont été construits à partir d informations provenant de sources européennes (GENEMIS), de lectures bibliographiques et d éléments fournis par certains industriels (25 grandes sources ponctuelles situées en Ile-de-France utilisent leurs propres profils de modulation temporelle). Lorsqu aucune information n était disponible, nous avons construit les profils en nous basant sur le «bon sens». Compte tenu de la difficulté de l exercice et du peu de données existantes et vérifiées, nous nous sommes limités au niveau 2 de la nomenclature SNAP. En ce qui concerne la répartition temporelle des SNAPS associées aux composés biogéniques, nous avons utilisé les représentations existantes dans la littérature. Les cultures, les prairies et les forêts des catégories «Agriculture, sylviculture et aquaculture» et «Nature» émettent principalement de l isoprène ou des monoterpènes dont les profils d émissions sont connus et modélisés (Guenther et al., 1991). 78