GAP : VALIDATION DU SITE URBAIN «PARKING BONNE» DU 7 AOUT AU 25 SEPTEMBRE Date de publication : Octobre 2008 Numéro de projet : 05HA

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1 GAP : VALIDATION DU SITE URBAIN «PARKING BONNE» DU 7 AOUT AU 25 SEPTEMBRE 2007 Date de publication : Octobre 2008 Numéro de projet : 05HA Le Noilly Paradis 146 rue Paradis Marseille Tél. :

2 RESUME Afin de se conformer aux préconisations nationales et européennes en matière de dispositif de surveillance de la qualité de l air en agglomération, Atmo PACA a recherché un nouveau site de mesures à Gap. L objectif de cette station urbaine sera de suivre l exposition moyenne de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique dans le centre urbain. Ce projet s appuie sur la volonté d ajouter à la mesure de l ozone déjà existante, des mesures d indicateurs du trafic routier : les particules fines et le dioxyde d azote. La première étape de l étude résidait dans le choix d un site d implantation de la nouvelle station fixe. Cet emplacement devait répondre aux critères d implantation des stations de surveillance de la qualité de l air définis par l Europe et l ADEME. Une campagne de mesure a été réalisée du 7 août au 25 septembre 2007 au moyen d un laboratoire mobile situé sur le parking Bonne. Le laboratoire mobile a permis d évaluer les concentrations des particules en suspension (PM10), du dioxyde d azote (NO 2 ) et de l ozone (O 3 ). Il en ressort des teneurs modérées pour chacun des polluants avec des épisodes de pollution pour les particules et l ozone. D un point de vue général, la pollution enregistrée sur le site est originaire d émissions automobiles. L ozone peut aussi provenir de transferts de masse d air via la vallée de la Durance. A noter que pendant la campagne, le passage de masses d air chargées en sable saharien (26/08/07 au 29/08/07), a probablement été à l origine d un pic de pollution par les particules. Ce phénomène a été observé sur l ensemble du réseau de surveillance régional. Le profil des niveaux de polluants enregistrés sur le site du laboratoire mobile est semblable à celui d un site urbain. Le site du parking Bonne est validé comme un site favorable à l implantation d une station urbaine. Mots-clef : Laboratoire mobile, station fixe, parking de Bonne, critères d implantation, validation de site, pic pollution Auteur : Relecteurs : Matthieu ROUSIER Pierre LABORDE, Christophe COTTEREAU, Carole GENEVE Projet : 05HA Date de publication : 10/08 2/26

3 SOMMAIRE 1. PRESENTATION DE L ETUDE OBJECTIFS CARACTERISATION DU SITE ENVIRONNEMENT GENERAL ENVIRONNEMENT PROCHE PARAMETRES MESURES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES PARAMETRES METEOROLOGIQUES RESULTATS DISCUSSION PARTICULES EN SUSPENSION (PM10) ORIGINE ET DYNAMIQUE EFFETS SANITAIRES RESULTATS SUR LA PERIODE DU 07 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE DIOXYDE D'AZOTE (NO 2 ) ORIGINE ET DYNAMIQUE EFFETS SANITAIRES RESULTATS SUR LA PERIODE DU 7 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE OZONE (O 3 ) ORIGINE ET DYNAMIQUE EFFETS SANITAIRES RESULTATS SUR LA PERIODE DU 7 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE PHENOMENES REMARQUABLES : POLLUTION PAR LES PM10 : 28 AOUT CARACTERISTIQUES DE L OZONE A GAP CONCLUSION LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES ANNEXES...25 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 3/26

4 1. PRESENTATION DE L ETUDE 1.1. OBJECTIFS Afin de se conformer aux préconisations nationales en matière de dispositif de surveillance de la qualité de l air en agglomération, Atmo PACA souhaite l installation d une nouvelle station urbaine fixe dans la ville de Gap. Cette station remplacera la station du lycée Dominique Villars, place de Verdun. L objectif d une station urbaine est de suivre l exposition moyenne de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique dits de «fond» dans les centres urbains 1. Ce projet va en outre permettre de mesurer un plus large éventail de polluants, tels que les particules (PM10, de diamètre < 10 µm ou PM2.5 diamètre < 2.5 µm), les oxydes d azote, tout en poursuivant les mesures d ozone. L objectif principal de cette étude est de valider un site d implantation pour la future station urbaine. L implantation d une station urbaine de mesures des particules en suspension (PM10) doit répondre à de nombreux critères : 1- La mesure doit être effectuée dans une zone présentant 4000 habitants/km Le point de prélèvement doit respecter les critères suivants : - Il doit être libre de tout obstacle sur 270 minimum - Les éventuels obstacles doivent être à plus de 3 mètres - La distance du point de mesures par rapport au sol peut varier de 1,5 m minimum à 15 m maximum (à éviter pour les PM10). 3- La station de mesures pourra se présenter soit sous la forme : - D une cabine autonome : prévoir dans ce cas une emprise de 6 m 2 au sol (cas envisagé) - D un local existant à aménager (prévoir la sortie verticale de la tête de prélèvement et son accessibilité pour la maintenance, possibilité de climatiser le local). Dans tous les cas, il conviendra de rechercher aussi un emplacement de stationnement à proximité de la station de mesure afin d assurer les interventions techniques. 4- Le point de prélèvement sera situé : à plus de 200 m : d une station service, d un garage de réparation ou d un parking. à plus de 100 m : d une gare routière, d une station de taxis ou de bus. à plus de 10 m d arbres ou de cours d eau. 5- Les zones soumises à des phénomènes vibratoires sont à éviter (ex : voie ferrée, chantier, ). De même, la proximité de bouche d aération de parking ou de cheminée d immeuble ou de débouchés de tunnels routiers est nuisible à la mesure. 6- La distance aux voies de circulation dépend du Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA) exprimé en véhicules/jour, la distance étant prise de la verticale du point de prélèvement au bord de la première voie de circulation, voie de bus ou de stationnement (cf. tableau 1) Tableau 1 : Distance minimale d emplacement d une station fixe en fonction du TMJA TMJA < à à à à à > Distance minimale 10 m 20 m 30 m 40 m 100 m 200 m 1 Classification et critères d implantation des stations de surveillance de la qualité de l air ADEME, juin 2002 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 4/26

5 Les distances proposées ne tiennent pas compte des contraintes topographiques locales et de possibles effets d écran. L ensemble des critères ne peut pas toujours être rempli et les conditions locales peuvent justifier de ne pas respecter intégralement certains d entre eux. La distance minimale proche des immeubles n est pas toujours aisée à respecter compte tenu de la densité urbaine de la ville. L accès à la station ne doit pas être limité par des contraintes horaires, d autorisation, etc. Il faut s assurer que des travaux d aménagement pouvant modifier l environnement du site ne sont pas envisagés. A ces critères, s ajoute le fait que les niveaux mesurés doivent être représentatifs d un site urbain de fond. La validation du site s effectuera en comparant les résultats du laboratoire mobile et ceux de stations urbaines : Cagnes sur Mer (Ladoumègue), Le Pontet, Aix en Provence (Jas de Bouffan) et Saint Martin d Hères CARACTERISATION DU SITE Ancrée à 750 mètres d altitude, à la lisière du Dauphiné et de la Provence, Gap, préfecture des Hautes-Alpes, se trouve au centre du département. Elle se situe à 105 km de Grenoble, 327 km de Nice et 180 km de Marseille. Gap compte aujourd hui habitants pour une superficie de 110 km². Elle est la principale agglomération des Alpes du Sud. Dans ce contexte, l origine de la pollution atmosphérique est essentiellement liée au trafic automobile et au chauffage urbain ENVIRONNEMENT GENERAL Gap est au milieu d une nature riche et préservée, au sud du parc national des Ecrins et du massif du Dévoluy, à l ouest du lac de Serre-Ponçon et au nord de la Durance. Ville de passage, Gap est un point de convergence de nombreuses vallées : vallée du Petit Buech, vallée de La Luye Rau, vallée de la Roussine (suite de la Durance) et le col de Bayard. Elle est un point de transit pour les touristes qui veulent accéder aux stations de sports d hiver d Orcières- Merlette, Superdévoluy, Chaillol et Ancelle. Entourée de montagne, la ville de Gap reçoit les influences externes, météorologiques ou anthropiques, à travers ces axes naturels (en particulier vallée de la Durance et col Bayard) ENVIRONNEMENT PROCHE L objectif d une station urbaine est de suivre l exposition moyenne de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique dits de «fond» dans les centres urbains. Pour le pôle urbain de Gap, la recherche est donc effectuée en priorité sur sa partie la plus urbanisée et la plus dense en terme de population. En tenant compte des critères d implantation, un certain nombre de sites a été sélectionné. Après différentes recherches et études, il a été décidé de réaliser la campagne au sein de la ville de Gap, à l extrémité Nord-Ouest du parking de Bonne, proche du Cours Ladoucette (cf. figure 1). Projet : 05HA Date de publication : 10/08 5/26

6 Laboratoire Mobil Figure 1 : cartes de localisation du laboratoire mobile Copyright Au cœur de la ville et proche du carrefour du Musée, ce site est représentatif de la pollution urbaine, engendrée principalement par le trafic routier. Cette intersection représente un point pivot des trajets des habitants de Gap, mais aussi un passage obligatoire pour les personnes se dirigeant sur l axe Nord-Sud (Sisteron-Grenoble) et sur l axe Ouest-Est (Valence-Briançon). Le point de mesures est situé à une vingtaine de mètres du parking de Bonne. L activité de celui-ci n a pas perturbé les mesures de la campagne. Il semble que ce parking n engendre pas suffisamment d activité pour créer un artefact dans nos mesures. Ce site répond à l objectif premier : suivre l exposition moyenne de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique PARAMETRES MESURES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES NO/NO 2 (monoxyde et dioxyde d'azote) traceur de la pollution automobile PM 10 (particules en suspension) traceur de la pollution automobile et industrielle selon les contextes O 3 (ozone) traceur de la pollution photochimique PARAMETRES METEOROLOGIQUES Température Durant la période de mesures, les températures ont été inférieures aux normales de saison. Les températures estivales de la deuxième moitié du mois d août n ont pas compensé les coups de froid du 8 au 10 et du 20 au 23 août. Pour le mois de septembre, on observe un retour aux normales de saison. «Coté températures, on est loin de la canicule pour cet été 2007», (Bulletin Météo France du mois d août 2007). Projet : 05HA Date de publication : 10/08 6/26

7 30 25 en C Cagnes sur Mer - Ladoumegue Labomobile :00 02:00 Profil Moyen Journalier de la Température 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 T.U. 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Figure 2 : Profil moyen journalier de la température 7/08 au 25/09/2007 Le profil moyen journalier du laboratoire mobile (cf. figure 2), situé à Gap, est représentatif d un profil moyen journalier standard. Les températures atteignent leur maximum entre 13h et 16h. Ensuite les températures décroissent lentement jusqu à un minimum, entre 3h et 6h. Le profil moyen journalier de Gap suit l évolution du profil moyen journalier de la station de Cagnes Ladoumègue. Bien sûr, les températures sont nettement plus contrastées à Gap par rapport à celles enregistrées en bord de mer (Cagnes sur Mer). Direction et vitesse de vent En montagne, le climat se caractérise par les brises orographiques (cf. figure 3). Elles se développent essentiellement par temps stable, surtout à la belle saison. Le jour, l air réchauffé par les rayons du soleil s élève vers les sommets dès la fin de la matinée jusqu au coucher du soleil : c est la brise montante ou brise de vallée. La nuit, un courant inverse achemine l air froid des hauts de vallées vers l aval, ce courant étant toujours moins fort que le courant diurne : c est la brise descendante ou brise de montagne. Figure 3 : Phénomène des brises Brise de vallée Brise de montagne orographiques (Source Thèse J-M Fallot, 1992) Projet : 05HA Date de publication : 10/08 7/26

8 Copyright Figure 4 : Carte de localisation de la station Météo-France % Figure 5 : Rose des vents - station Météo France, Tallard- 7/08 au 25/09/2007 6% 4% 2% 0% > 8m/s 6 à 8m/s 4 à 6m/s 2 à 4m/s <2m/s La rose des vents de la station Tallard illustre bien le phénomène de brises de vallées (cf. figure 4 et 5). Trois directions de vent sont soulignées (voir flèches bleues cidessus): - Nord Nord-Ouest (N-NO) : il s agirait de vent originaire du couloir de la vallée de la Luye. Ces vents sont les plus forts de la période. - Ouest Nord-Ouest (O-NO) : il s agirait de vent provenant du col des Guérins au sud du massif de la Céüse. - Sud Sud-Ouest (S-SO) : il s agirait de vent de la vallée de la Durance. L élément principal à retenir est la faible intensité des vents durant notre période d étude : du 7 août 2007 au 25 septembre Etant donné la proximité géographique et les similitudes environnementales que présentent la ville de Gap et celle de Tallard, Gap doit présenter le même type de brises orographiques, du point de vue de la fréquence et de l intensité des vents. Une étude réalisée en 2002 par Atmo PACA (QUALITAIR) montrait sur le domaine de Charance des directions dominantes : O-NO le jour et E-SE la nuit. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 8/26

9 2. RESULTATS DISCUSSION 2.1. PARTICULES EN SUSPENSION (PM10) ORIGINE ET DYNAMIQUE Les particules sont des polluants atmosphériques consistant en un mélange complexe de substances organiques et minérales en suspension dans l air, sous forme solide et/ou liquide. Ces particules sont de taille, de composition et d origine diverses. Leurs propriétés se définissent en fonction de leur diamètre aérodynamique appelé taille particulaire. La fraction thoracique des particules appelée PM10 (particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 µm) Les particules plus fines, ou fraction alvéolaire, appelées PM2.5 (diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 µm) La taille des particules détermine leur temps de suspension dans l atmosphère. En effet, si les PM10 finissent par disparaître de l air ambiant dans les quelques heures qui suivent leur émission sous l effet de la sédimentation et des précipitations, les PM2.5 peuvent rester en suspension pendant des jours, voire pendant plusieurs semaines. Par conséquent, ces dernières particules peuvent parcourir de longues distances. Les particules peuvent être primaires ou secondaires en fonction de leur mécanisme de formation. L émission directe des particules primaires dans l atmosphère est le résultat de procédés anthropiques ou naturels. Les principales sources anthropiques sont la combustion de gazole (diesel des véhicules automobiles ; l utilisation de combustibles domestiques solides (charbon, lignite et biomasse) ; les activités industrielles (construction, secteur minier, cimenteries, fabrication de céramique et de briques, fonderie) ; l érosion des chaussées sous l effet de la circulation routière et l abrasion des pneus et des freins ; et les travaux d excavation et les activités minières. Les particules secondaires sont formées dans l atmosphère, généralement sous l effet de la réaction chimique des polluants gazeux. Elles sont notamment le résultat de la transformation atmosphérique des oxydes d azote principalement émis par la circulation automobile et certains procédés industriels, et de l anhydride sulfureux provenant de combustibles contenant du soufre. Les particules secondaires sont surtout présentes dans les matières fines EFFETS SANITAIRES Ses effets sur la santé sont une altération de la fonction respiratoire chez l enfant en particulier, une irritation des voies respiratoires inférieures, des effets mutagènes et cancérigènes (dus notamment aux hydrocarbures aromatiques polycycliques, HAP, adsorbés à la surface des particules) et une mortalité prématurée. Selon leurs tailles, ces particules fines ont une pénétration différente dans le système respiratoire ; plus elles sont fines, plus elles sont susceptibles de pénétrer profondément dans le système respiratoire, jusqu au niveau des alvéoles pulmonaires pour les PM2.5. Les études les plus récentes, effectuées dans la cadre du programme CAFE (Clean Air for Europe) permettent de chiffrer les impacts des PM2.5 sur les populations des pays de l Union européenne : en Europe (UE-25), les études estiment à environ le nombre de décès prématurés attribuables à la pollution par les poussières fines. Les PM2.5 présentes dans l'atmosphère raccourcissent actuellement l'espérance de vie statistique dans l'ue de plus de 8 mois RESULTATS SUR LA PERIODE DU 07 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE 2007 Le tableau 2 représente les résultats enregistrés par le laboratoire mobile, les stations fixes (que nous qualifierons dans notre rapport, de stations de références) de Cagnes sur Mer, Le Pontet, Aix en Provence (Jas de Bouffan) et Saint Martin d Hères au cours de la période d étude. La station de Saint Martin d Hères est une station de mesure d ASCOPARG (Association pour le Contrôle et la Prévention de l Air Grenobloise). La ville de Saint Martin d Hères est une ville de même taille et de même environnement que la ville de Gap (située dans une vallée urbanisée entourée de montagne). Projet : 05HA Date de publication : 10/08 9/26

10 La moyenne sur la période au parking de Bonne est proche de l objectif de qualité (30µg/m 3 pour les PM10). En revanche, on note un maximum horaire et un maximum journalier élevés. Sur l ensemble des stations les maximas sont enregistrés du 26 au 28 août, voir l explication du phénomène au paragraphe Tableau 2 : évaluation des niveaux de PM10 PM10 en µg/m 3. Station mobile Cagnes sur Mer Le Pontet Aix-Ouest Bouffan St Martin d Hères Moyenne sur la période Moyenne annuelle (Valeur limite annuelle pour la protection de la santé humaine : 40 µg/m 3 /an ) Centile 90 pour les moyennes journalières (50 µg/m 3 /jour pour 2007) sur la période 28 Estimation* Maximum horaire sur la période Maximum journalier sur la période Nombre de jours de dépassement de la valeur limite journalière pour la protection de la santé humaine sur la période (50 µg/m 3 /jour, tolérance 35 jours/an ) Dates de dépassements /08/07 27/08/07 28/08/07 28/08/07 29/08/07 30/08/07 28/08/07 29/08/07 17/09/07 27/08/07 28/08/07 29/08/07 28/08/07 * L estimation est réalisée à partir d une régression linéaire entre les moyennes annuelles et les moyennes sur la période de toutes les stations mesurant le polluant étudié. Pour les PM10, la courbe de régression linéaire a pour équation : Y = X ; R² = (cf. Annexe) Les données de Gap présentent des moyennes plus basses que celles des autres stations urbaines. 40 en µg/m³ Aix en provence - Bouffan 10 Le Pontet Cagnes sur Mer - Ladoumegue 5 0 Profil Moyen Journalier en PM10 Labomobile T.U 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Nb : Conversion des heures TU, en été heures locales = TU + 2 Figure 6 : Profil Moyen Journalier en PM10 7/08 au 25/09/2007 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 10/26

11 Ce profil moyen journalier (cf. figure 6) a été réalisé sur la période d étude du 7 août au 25 septembre D un point de vue général, le profil est semblable pour toutes les stations. Il se compose de deux augmentations des concentrations en particules, le matin et le soir qui correspondent aux trajets domicile-travail. Le site de Bonne se comporte au niveau des PM10 comme une station de type urbain. Il existe un plus fort gradient entre les périodes de fortes concentrations en PM10 et les périodes de creux sur la station de Gap que sur les autres stations fixes : Gap est une zone urbaine placée au milieu d une région rurale. L agglomération de Gap comporte habitants, à contrario de la ville de Cagnes sur Mer, hab. dans une agglo de hab. (2004), d Aix en Provence, hab. (1999), du bassin urbain de Grenoble, plus de personnes et du bassin urbain d Avignon, plus de personnes. L activité (tant humaine qu industrielle) est plus constante au cours de la journée dans ces grandes agglomérations, les sources de PM10 y sont également plus diverses. Au vu des résultats obtenus durant la campagne et comparativement aux données des stations fixes, il est possible d envisager que l objectif de qualité (établi à 30 µg/m 3 ) et le seuil de protection de la santé humaine (établi à 50 µg/m 3, tolérance 35 jours/an), soient dépassés sur le site du parking «Bonne». Projet : 05HA Date de publication : 10/08 11/26

12 2.2. DIOXYDE D'AZOTE (NO 2 ) ORIGINE ET DYNAMIQUE Le NO 2 (dioxyde d azote) est un polluant dont l origine principale est le trafic routier, issu de l oxydation de l azote atmosphérique et du carburant lors des combustions à très hautes températures. C est le NO (monoxyde d azote) qui est émis à la sortie du pot d échappement, il est oxydé en quelques minutes en NO 2. La rapidité de cette réaction fait que le NO 2 est considéré comme un polluant primaire. On le retrouve en quantité relativement plus importante à proximité des axes de forte circulation et dans les centres-villes. Il est particulièrement présent lors des conditions de forte stabilité atmosphérique : situations anticycloniques et inversions thermiques en hiver. Les oxydes d azote sont des précurseurs de la pollution photochimique et de dépôts acides (formation d acide nitrique) EFFETS SANITAIRES Ses principaux effets sur la santé occasionnent une altération de la fonction respiratoire chez l enfant en particulier, une hyper réactivité bronchique chez l asthmatique et des troubles de l immunité du système respiratoire RESULTATS SUR LA PERIODE DU 7 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE 2007 De manière générale, il apparait qu aucun seuil (objectif de qualité, protection de la santé humaine) n ait été dépassé par les stations durant la période d étude. Les données parking de Bonne sont inférieures à celles des stations fixes de référence (cf. tableau 3). Tableau 3 : évaluation des niveaux de NO 2 NO2 en µg/m 3. Station mobile Cagnes sur Mer Le Pontet Aix-Ouest Bouffan St Martin d Hères Moyenne sur la période Moyenne annuelle (Valeur limite annuelle pour la protection de la santé humaine : 46 µg/m 3 /an pour 2007) Maximum horaire sur la période (Seuil de recommandation : 200 µg/m 3 /h) Nombre d heures de dépassement de la valeur limite horaire pour la protection de la santé humaine sur la période (200 µg/m 3 /h, tolérance 18 heures/an : objectif 01/01/10) 22 Estimation* Dates de dépassements Maximum journalier sur la période * L estimation est réalisée à partir d une régression linéaire entre les moyennes annuelles et les moyennes sur la période de toutes les stations mesurant le polluant étudié. Pour le NO 2, la courbe de régression linéaire a pour équation : Y = X ; R² = (cf. Annexe) Projet : 05HA Date de publication : 10/08 12/26

13 Le site de Gap est peu touché par la pollution en NO 2 de manière générale ; cela s explique par les conditions environnementales spécifiques à Gap : plus faible population et environnement rural. Néanmoins les maximums horaires et journaliers témoignent de niveaux de pollution se rapprochant de villes comme Aix en Provence et Cagnes sur Mer en µg/m³ Aix en provence - Bouffan Le Pontet Cagnes sur Mer - Ladoumegue Labomobile Profil Moyen Journalier en Dioxyde d'azote T.U. 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Figure 7 : Profil Moyen Journalier en dioxyde d azote 7/08 au 25/09/2007 La figure 7 décrit les profils moyens journaliers en dioxyde d azote des différentes stations. Ces profils décrivent la forme typique d un profil moyen journalier en NO 2, avec la présence des trajets domicile-travail entre 6h et 9h puis 17h et 21h. Le site de Gap, parking «Bonne», a un comportement identique aux stations de «référence», stations urbaines. Deux binômes se détachent : le premier comprenant Le Pontet et Gap, et le second comportant Aix en Provence et Cagnes sur Mer, en lien direct avec les différences de population et d environnement urbain, donc de trafic routier. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 13/26

14 2.3. OZONE (O 3 ) ORIGINE ET DYNAMIQUE L O 3 (ozone) est un polluant issu de réactions complexes faisant intervenir le NO 2 (dioxyde d azote) et les COV (composés organiques volatils) sous l action du rayonnement solaire. C est donc un polluant secondaire, par opposition au NO 2 et aux COV qui sont des polluants précurseurs. De part ses conditions de formation, l ozone est présent surtout en été et pendant les heures les plus ensoleillées de la journée. De fortes concentrations d ozone sont observées jusqu à plusieurs dizaines de kilomètres des points d émissions des polluants primaires et ceci sur des zones très vastes, fréquemment à l échelle d un département. A contrario, sur les centres villes la formation d ozone n est pas favorisée : il est consommé par le NO (monoxyde d azote), entraînant la formation d acide nitrique et de dioxyde d azote. Cette propriété des centres villes à agir comme des «puits d ozone» fait souvent appeler la pollution photochimique «pollution des champs» EFFETS SANITAIRES Ses effets sur la santé correspondent à une irritation des muqueuses bronchiques et oculaires, une altération de la fonction respiratoire chez l enfant en particulier, une hyper réactivité bronchique chez l asthmatique RESULTATS SUR LA PERIODE DU 7 AOUT 2007 AU 25 SEPTEMBRE 2007 Tableau 4 : évaluation des niveaux d O 3 O3 en µg/m 3. Station mobile Cagnes sur Mer Le Pontet Aix-Ouest Bouffan St Martin d Hères Moyenne sur la période Maximum horaire sur la période (Seuil de recommandation : 180 µg/m 3 /h) Nombre d'heures de dépassement du seuil de recommandation (180 µg/m 3 /h) sur la période Dates de dépassements - - Nombre d heures de dépassement du seuil d alerte européen (240 µg/m 3 /h) sur la période /08/07 à 15H 28/08/07 : 13 à 15H Maximum sur 8H sur la période Nombre de jours de dépassement de la valeur cible européenne pour la protection de la santé humaine sur la période (120 µg/m 3 /8h, tolérance 25 jours/an : objectif 01/01/2010) Dates de dépassements 15/08/07 28/08/07 28/08/07 23/09/07 - Maximum journalier sur la période Projet : 05HA Date de publication : 10/08 14/26

15 Pour le site de Gap, sur la période d étude seule la valeur cible européenne pour la protection de la santé humaine est atteinte le 15 août. Ce seuil a été atteint également sur les stations comparées, sauf celle de Saint Martin d Hères (cf. tableau 4). Les stations ont des moyennes similaires sauf la station de Saint Martin d Hères qui a des valeurs plus faibles en ozone sur l ensemble du tableau en µg/m³ Aix en provence - Bouffan Le Pontet Manosque Cagnes sur Mer - Ladoumegue Labomobile Décrochage = Influence des arrivées de masse d air tardive 0 Profil Moyen Journalier en Ozone T.U 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Figure 8: Profil Moyen Journalier en Ozone- 7/08 au 25/09/2007 Le graphe présente pour l ensemble des stations un profil journalier typique en cloche avec un maximum en milieu de journée en lien avec le processus de formation de l ozone (cf. figure 8). Les teneurs du Laboratoire mobile sont plus faibles que celles des stations de référence. Par comparaison à la station urbaine de Manosque, la plus proche de Gap, la différence en milieu de journée atteint 20 µg/m 3. Ceci s explique par le fait que le site du laboratoire mobile de Gap est plus proche des sources que ne le sont les autres sites (les polluants primaires ont alors la capacité de détruire l ozone par réactions chimiques). A noter le léger décrochage de la courbe aux environs de 20h TU qui témoigne des arrivées tardives de masses d air chargé en ozone en provenance du sud (voir les détails paragraphe 2.4.2). L implantation d une nouvelle station a été envisagée pour améliorer la surveillance de l ozone sur la station fixe actuelle au lycée Villars. La figure 9, ci après, met en évidence l importante différence sur les niveaux entre les 2 sites de Gap. La figure 9 montre clairement le problème métrologique que rencontre la station du lycée Villars. Un écart de 15 µg/m 3 est observé en moyenne entre le laboratoire mobile et la station fixe actuelle. Cette différence s explique par le phénomène de dépôt sec. La faible distance entre la canne de prélèvement et la végétation, le sol et les murs favorise les dépôts secs et engendre une destruction de l ozone. Le site d étude apparait comme plus précis et plus représentatif d une pollution générale. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 15/26

16 en µg/m³ Gap Labomobile Profil Moyen Journalier en Ozone T.U 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Figure 9: Profil Moyen Journalier en Ozone 7/08 au 25/09/2007 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 16/26

17 2.4. PHENOMENES REMARQUABLES : POLLUTION PAR LES PM10 : 28 AOUT 2007 La valeur limite journalière pour la protection de la santé humaine a été dépassée le 28 août 2007 sur toutes les stations étudiées. Le phénomène de pollution est donc d ampleur régionale. La figure 10 témoigne effectivement d un pic de pollution par les particules, durant environ 3 jours, du 26/08/07 au 29/08/ µg/m³ Labo Mobile Cagnes sur Mer Le Pontet Aix en Provence Saint Martin d'hères Seuil de recommandation 50 µg/m /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /09/ /09/ /09/ /09/ /09/ /09/ /09/2007 Figure 10: Evolution des concentrations en PM10 16/09/ /09/ /09/ /09/ /09/2007 La première hypothèse est de penser qu il s agit de particules en provenance du Sahara. Ces particules sont apportées par un vent violent, le Sirocco. Il se forme au dessus du Sahara et remonte par la Tunisie, le Maroc, les îles Baléares, la Sicile. Il peut transporter de fines particules de sables jusque dans les Alpes, comme le montre la photo cidessous. Figure 11: Vent de poussières sahariennes au dessus du Tyrol, février 2004 Copyright Projet : 05HA Date de publication : 10/08 17/26

18 Cette hypothèse est renforcée par les prévisions de PREVAIR (modèle de prévision) sur la dispersion des poussières désertiques (cf. figure 12). Ces prévisions montrent une arrivée de particules sahariennes par le sud. Les concentrations en poussières resteraient élevées le 26 et 27 août, puis elles diminueraient jusqu à disparaître le 31 août /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/2007 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 18/26

19 Validation du site «Parking Bonne» Figure 12 : Prévision de l Evolution spatiale des poussières d origine désertique (PREVAIR) Les cartes dites analysées (cf. figure 13), réalisent la combinaison des mesures réalisées sur les sites des AASQA2 et la prévision proposée par PREV AIR. 26/08/ /08/ /08/ /08/ /08/2007 Evolution spatiale des concentrations en PM10 du 26/08/2007 au 30/08/2007 Figure 13: Evolution spatiale des PM10 durant le pic de pollution Ces cartes confirment notre hypothèse de départ. L évolution spatiale des particules en suspension durant la période du pic de pollution enregistré notamment à Gap, s explique par une arrivée de poussières désertiques le 26 août avec un maximum noté le 28 août. L historique météorologique montre l arrivée le 29 août d une dépression (cf. figure 14). Les dépressions, à contrario des évènements anticycloniques, favorisent les brassages atmosphériques. La pluie et le brassage atmosphérique qu apporte la dépression du 29 août, stoppent brutalement le pic de pollution (cf. figure 15). 26/ /08 28/08 29/08 30/08 31/08 01/09 Associations Agréées pour la Surveillance de la Qualité de l Air Projet : 05HA Date de publication : 10/08 19/26

20 Figure 14: Historique météorologique du 26/08/07 au 01/09/ PM10 Précipitation journalière Concentration µg/m Hauteur précipitation (mm) /08/ /08/ /08/ /08/ /09/ /09/ /09/2007 Figure 15: Corrélation entre les précipitations et les concentrations en PM CARACTERISTIQUES DE L OZONE A GAP L ozone est un polluant issu de réactions complexes faisant intervenir le NO 2 et les COV sous l action du rayonnement solaire. Durant l été, les conditions climatiques sont favorables à la création et à la stagnation de l ozone due à une forte stabilité atmosphérique. En effet, l été est propice aux anticyclones, aux fortes températures et faibles vents surtout en région PACA (hors phénomène de Mistral). La figure 16 montre l augmentation des concentrations en ozone durant l été. La journée du 15 août 2007 est la journée la plus polluée en ozone sur le site de Gap, parking «Bonne», durant la période d étude. L ozone atteint son maximum, 132 µg/m 3, à midi. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 20/26

21 120,00 100,00 µg/m³ Labomobile Gap Aix en Provence - Bouffan Le Pontet Cagnes sur Mer - Ladoumegue 80,00 60,00 40,00 20,00 Période d étude 0,00 1-janv. 16-janv. 31-janv. 15-févr. 2-mars 17-mars 1-avr. 16-avr. 1-mai 16-mai 31-mai 15-juin 30-juin 15-juil. 30-juil. 14-août 29-août 13-sept. 28-sept. 13-oct. 28-oct. 12-nov. 27-nov. 12-déc. 27-déc. Figure 16: Evolution de l ozone durant l année 2007 L ozone peut être transporté sur de longues distances notamment par les brises de vallée. Ce phénomène est noté sur la vallée de la Durance a minima sur la moitié de son parcours (cf. figure 17) et plus rarement jusqu à Gap. 250 µg/m³ Berre l'etang Miramas le Vieux Aix en Provence - Bouffan Aix en Provence - Platanes Cadarache Manosque St Auban /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ Figure 17: Exemple de transfert de masse d air dans la vallée de la Durance (9/08/03) Projet : 05HA Date de publication : 10/08 21/26

22 Transfert de masse d air Sources d émissions Copyright Figure 18: Carte explicative du phénomène de transfert de masse d air Bien que phénomène rare, la journée du 25 août 2007 met en évidence ce transport de masse d air le long de la vallée de la Durance allant jusqu à Gap (figures 18 et 19). Un premier pic est observé à Aix en Provence. La masse d air se déplace ensuite vers Cadarache, Manosque et atteint Gap vers 21h00 avec une concentration en ozone moindre µg/m³ Arrivée de la masse d air chargée en ozone Labo Mobile Cadarache Aix Ouest Bouffan Manosque Gap, lycée Villars Saint Martin d'hères T.U. 25/08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ /08/ Figure 19: Evolution de l ozone le 25 août 2007 Projet : 05HA Date de publication : 10/08 22/26

23 3. CONCLUSIONS La campagne de mesures réalisée sur la commune de Gap, du 7 août au 25 septembre 2007, à l aide d un laboratoire mobile, localisé à l extrémité Nord-Ouest du parking de Bonne, a permis d estimer la qualité de l air sur le cœur de la ville et de valider le lieu d implantation d une nouvelle station fixe, plus adaptée. Sur la commune, la principale source d émission en oxydes d azote et particules en suspension est le transport routier. Ces caractéristiques d émissions se retrouvent dans les concentrations mesurées dans le cadre de cette étude. Sur le site du laboratoire mobile, la moyenne annuelle 2007 estimée en particules en suspension (PM10) est modérée, de 28 µg/m³, respectant la valeur limite de 40 µg/m³. Le nombre de dépassements de la valeur limite journalière de 50 µg/m³/an devrait être inférieur à 35 jours (limite tolérée). Les augmentations horaires des teneurs en particules sont corrélées aux variations de la circulation routière. Les concentrations peuvent être plus importantes en cas de conditions atmosphériques stables ou lors de vent saharien tel que l épisode du 26 au 29 août Les mesures des particules en suspension suivent l évolution des stations urbaines de référence. Les résultats en dioxyde d azote sur le laboratoire mobile témoignent de teneurs en dioxyde d azote sur la ville de Gap modérées. Les seuils réglementaires, de protection de la santé humaine (46 µg/m³/an en 2007), de recommandation (200 µg/m³/h), n ont pas été atteints. Les concentrations horaires en dioxyde d azote sont corrélées aux variations de la circulation automobile. Les teneurs pourraient être plus importantes en hiver, dues à des conditions atmosphériques plus stables (inversion thermique). Concernant l ozone, les concentrations mesurées sont modérées même si la campagne s est déroulée pendant la période estivale. Depuis 2002, la station historique de Gap a dépassé le seuil de recommandation (180 µg/m³), une seule fois le 12/06/03 avec 181 µg/m³. En revanche, Briançon dépasse chaque année ce seuil de recommandation. L installation d une station fixe, plus représentative des niveaux d ozone de la ville, amènera certainement des dépassements du seuil de recommandation en ozone de façon plus régulière. L évolution des teneurs en ozone sur le site d étude est corrélée aux variations des stations fixes de référence. Au regard des teneurs mesurées en particules, en dioxyde d azote et en ozone, l emplacement du laboratoire mobile est représentatif d un site urbain. Le site actuel du lycée Villars est amené à disparaitre pour des raisons métrologiques. Cette investigation temporaire a permis de valider le site du parking de Bonne comme un emplacement répondant aux critères de l ADEME pour le choix d un site fixe de type urbain. Depuis cette campagne, un projet d extension du parking à proximité et de réaménagement de ce secteur conduit à ne pas retenir ce lieu pour l implantation de la station de Gap. La ville de Gap a, dès lors, proposé d autres emplacements, en cours de validation par Atmo PACA. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 23/26

24 4. LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES TABLEAUX Tableau 1 : Distance minimale d emplacement d une station fixe en fonction du TMJA... 4 Tableau 2 : évaluation des niveaux de PM Tableau 3 : évaluation des niveaux de NO Tableau 4 : évaluation des niveaux d O FIGURES Figure 1 : cartes de localisation du laboratoire mobile... 6 Figure 2 : Profil moyen journalier de la température 7/08 au 25/09/ Figure 4 : Carte de localisation de la station Météo-France... 8 Figure 6 : Profil Moyen Journalier en PM10 7/08 au 25/09/ Figure 7 : Profil Moyen Journalier en dioxyde d azote 7/08 au 25/09/ Figure 8: Profil Moyen Journalier en Ozone- 7/08 au 25/09/ Figure 9: Profil Moyen Journalier en Ozone 7/08 au 25/09/ Figure 10: Evolution des concentrations en PM Figure 11: Vent de poussières sahariennes au dessus du Tyrol, février Figure 12: Prévision de l Evolution spatiale des poussières d origine désertique (PREVAIR)...19 Figure 13: Evolution spatiale des PM10 durant le pic de pollution...19 Figure 14: Historique météorologique du 26/08/07 au 01/09/ Figure 15: Corrélation entre les précipitations et les concentrations en PM Figure 16: Evolution de l ozone durant l année Figure 17: Exemple de transfert de masse d air dans la vallée de la Durance (9/08/03)...21 Figure 18: Carte explicative du phénomène de transfert de masse d air...22 Figure 19: Evolution de l ozone le 25 août Projet : 05HA Date de publication : 10/08 24/26

25 5. ANNEXES ANNEXE 1 METHODE DE RECONSTITUTION DES DONNEES ESTIMATION DE LA MOYENNE ANNUELLE DU LABORATOIRE MOBILE Le laboratoire mobile a enregistré les données durant toute la campagne (07/08/07 au 25/09/07). Par souci de présentation et de comparaison aux normes en vigueur, il est nécessaire d estimer la moyenne annuelle sur ce site. L estimation est construite à partir de toutes les stations de la région PACA, mesurant le polluant étudié. Une régression linéaire simple est calculée avec toutes les stations, entre Y : la concentration moyenne annuelle et X : la concentration moyenne durant l étude. Concentrations stations en dioxyde d azote Concentrations mesurées en dioxyde d azote sur les stations PACA Station Moyenne annuelle (01/01/07 au Moyenne campagne (07/08/07 au 01/01/08) 25/09/07) Marseille - La Timone Marseille - Plombières Marseille - Rabateau Toulon - puits marchant Taux de fonctionnement 37% Marseille - st Louis Aix - Roy René Aix école d'art Aix - ouest Bouffan Marseille cinq avenue Marseille - Thiers Toulon - Chalucet Toulon - Arsenal Toulon - Foch Avignon - mairie Avignon - Charles de Gaulle Le Pontet Nice Pellos Antibes - Guynemer Antibes - Jean Moulin Cannes - broussailles Grasse - Clavecin Cagnes - Ladoumègue Contes Nice Aéroport Une fois la régression linéaire définie et validée (figure ci-dessous), il suffit d appliquer l équation obtenue à la moyenne de la campagne, mesurée par le moyen mobile. Exemple pour le NO 2 : Estimation annuelle (moyen mobile 1) = * (Moyenne période moyen mobile 1) Projet : 05HA Date de publication : 10/08 25/26

26 Corrélation entre les moyennes annuelles et les moyennes durant la campagne y = 0,8774x + 7,4918 Moyenne annuelle µg/m3 R 2 = 0,941 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 Moyenne Campagne µg/m3 Régression linéaire pour l estimation annuelle du dioxyde d azote La méthode, présentée ci-dessus permet de calculer l estimation annuelle du dioxyde d azote. Cette méthode est la même pour tous les polluants, seules les stations permettant de faire la régression linéaire changent. Projet : 05HA Date de publication : 10/08 26/26