Les tendances de la pollution atmosphérique en Ile-de-France

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1 N 7 - 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 Les tendances de la pollution atmosphérique en Ile-de-France La pollution de l air en Ile-de-France s aggrave-t-elle ou au contraire s améliore-t-elle avec le temps qui passe? A cette question au centre des préoccupations environnementales de chacun des franciliens, il serait trop simple de répondre globalement par oui ou par non. Force est de constater que la situation est très contrastée d un polluant à l autre et que si plusieurs polluants d antan ne menacent plus guère la région, d autres, en revanche, ont fait une entrée plus récente à l avant-scène de la pollution et conservent un rôle prépondérant dans la qualité de l air que nous respirons. Seul un bilan polluant par polluant peut permettre d évaluer objectivement l évolution de la qualité de l air en Ilede-France. Certains indicateurs de pollution comme le dioxyde de soufre ou les Fumées Noires sont mesurés depuis plus de quarante ans, d autres le sont en continu depuis seulement une dizaine d années. Désormais, les données du passé sont suffisantes pour évaluer le comportement à moyen et long terme de toute une palette d indicateurs de pollution, palette destinée à s enrichir avec l amélioration conjointe des techniques de mesure et de la connaissance des effets sur la santé et l environnement de nouvelles substances ainsi que le renforcement des règlementations nationale et européenne. Le dioxyde de soufre : une diminution incontestable des niveaux Evolution de la pollution soufrée hivernale à Paris intra-muros. Le dioxyde de soufre constitue un excellent indicateur des sources de combustion du fuel et du charbon. A ce titre, les grandes sources d émission de cet indicateur sont les centrales thermiques, les centres de production de chauffage et les grosses installations de combustion de l industrie. Les secteurs tertiaire et résidentiel (chauffage individuel ou collectif) constitue le deuxième type d émetteurs, alors que les transports ne constituent qu une faible part des émissions totales, pour la plupart du fait du trafic diesel. La diminution sensible du taux de soufre dans le gasoil à partir du 1 er octobre 1996 (0,05 % au lieu de 0,2 %) a contribué à diminuer encore davantage la part du secteur transport dans les émissions de dioxyde de soufre. Les émissions de dioxyde de soufre sont surtout concentrées en période de chauffe en hiver. De grands progrès ont été réalisés notamment dans les années 70 sur les émissions industrielles et/ou liées à la production de chauffage. La diminution sensible de l industrialisation de la région, l utilisation de l énergie nucléaire pour la production d électricité au détriment des centrales thermiques, et

2 la prise de mesures techniques et réglementaires, ont eu pour effet de nettement diminuer les émissions de SO 2. On observe ainsi une diminution des niveaux moyens hivernaux d un facteur 10 depuis les années 50. Depuis quelques années, les niveaux moyens hivernaux sont assez stables, et compris entre 20 et 30 µg/m 3. Les particules fines : un monde de diversité Dans la grande famille des particules, on peut distinguer par analyses des petites et des grosses, des blanches et des noires, des organiques et des minérales, des produites par les activités humaines (combustions industrielles, phénomène d usure et de frottements la taille, la composition physico-chimique et l origine. La population des particules est on ne peut plus hétérogène. Historiquement, les particules fines sont mesurées depuis le début des années 50 par la méthode des Fumées Noires qui se fonde sur la noirceur du dépôt de poussières recueillies lors du passage de l air échantillonné à travers un papier filtre. Cette méthode de mesure prend en compte les particules de couleur noire (carbonées) de diamètre inférieur ou égal à 4-5 µm environ issues de combustion incomplète avec l inconvénient majeur de donner des résultats en différé (de l ordre d une quinzaine de jours). Cette méthode sert à compléter des séries historiques de mesures et ainsi à faire ressortir l évolution de la qualité de l air dans le temps. Tendances sur le long terme : le suivi des Fumées Noires Il y a bien moins de poussières, toutes catégories confondues, dans l atmosphère de l Ile-de-France, aujourd - hui qu il y a 50 ans. Depuis les années 50, on assiste à une diminution par un facteur 3 à 4 des teneurs moyennes hivernales en fumées noires sur les sites de pollution urbaine de fond non influencés directement par le trafic automobile. La diminution est de l ordre de 65 % pour les dix dernières années. Ceci s explique en grande partie par les progrès réalisés dans les années 70 en Ile-de- France, sur les émissions de polluants des industries et des chauffages. Toutefois, on a assisté sur les dernières années à une légère remontée des niveaux (non confirmée en 1998). L explication de ce phénomène pourrait, entre autres, être la hausse du trafic des véhicules particuliers diesel et des véhicules utilitaires légers en Ilede-France qui n est pas complètement contrebalancée par la diminution des facteurs unitaires d émissions de particules provenant des véhicules les plus récents. Le dioxyde d azote : niveaux toujours élevés Evolution de la pollution particulaire hivernale à Paris intra-muros, hiver 98/99 inclus. des chaussées et des pneus, particules issues directement des véhicules, poussières de chantiers, acides condensés résultats de réactions chimiques entre polluants gazeux et humidité de l air) et des naturelles (vent de poussières, pollens, bactéries, aérosols marins, cendres volcaniques...). Les particules industrielles peuvent être grosses ou fines, noires (combustion du charbon) ou blanches (cimenteries), les particules fines peuvent être liées ou non aux conditions climatiques (réactions photochimiques estivales, pollens printaniers), en fait de multiples combinaisons sont possibles entre Depuis, des méthodes de mesure prenant en compte à la fois la taille, la masse, et permettant la mesure en temps réel, se sont développées (mesure des particules de diamètre inférieur à 10 µm (PM10, sur la base desquelles sont établies les normes d un grand nombre de pays) et de celles de diamètre inférieur à 2,5 µm (PM2.5, de plus en plus utilisées dans la plupart des pays européens). Ces nouvelles méthodes de mesure sont en place depuis peu de temps et ne permettent pas encore d affiner l évolution historique mise en évidence par la mesure des Fumées Noires. Parmi les différents oxydes d azote qui existent dans l atmosphère, le monoxyde d azote (NO) et le dioxyde d azote (NO 2 ) sont les plus présents dans les mécanismes de pollution atmosphérique en milieu urbain. Les oxydes d azote sont principalement émis sous la forme de monoxyde d azote NO. Ce polluant se forme par combinaison de l azote N 2 et de l oxygène O 2 de l air lors de combustion à hautes températures. Il est ensuite rapidement oxydé en dioxyde d azote NO 2 par d autres oxydants de l air tels que l oxygène O 2 ou l ozone O 3. Le NO 2 peut alors être considéré comme un polluant secondaire. Les principales sources anthropiques de NOx sont liées aux véhicules à moteurs thermiques ainsi qu aux sources fixes de combustion telles que les

3 Evolution des moyennes saisonnières pour le dioxyde d azote (NO2) et les oxydes d azote (NOx) sur les stations urbaines de l agglomération. centrales thermiques de production électrique, les installations de chauffage ou encore les usines d incinération. En Ile-de-France, un inventaire des émissions (Inventaire du CITEPA paru en avril 1998) montre que 66 % des oxydes d azote émis proviennent du trafic routier. De façon générale, dans l air ambiant des grandes villes, le dioxyde d azote est considéré comme un bon indicateur de pollution issue des transports. Ce polluant est également considéré comme un précurseur de l ozone, ce qui explique qu il soit mesuré sur certaines stations rurales régionales. La figure ci-dessus représentent l évolution annuelle du dioxyde d azote et des oxydes d azote NOx de 1992 à 1998 pour l été et l hiver. La période estivale s étend d avril à septembre et la période hivernale d octobre à mars. En observant les fluctuations des moyennes sur cette période, on note qu aucune tendance ne se dégage en ce qui concerne le dioxyde d azote, alors que l on observe une baisse des NOx. Cette légère baisse des NOx correspond à l amélioration des émissions des véhicules récents équipés de pots catalytiques, mais l intensité du trafic compense en partie cette évolution. En revanche, il est actuellement impossible de dire si les niveaux de dioxyde d azote dans l air ambiant francilien sont en diminution ou en augmentation. Cette stabilité s explique par la production chimique de dioxyde d azote (oxydation du monoxyde d azote par l ozone de fond). L été 1998 apparaît toutefois comme l été le moins «pollué» depuis L ozone : des épisodes d été plus longs et intenses L ozone est présent dans la basse atmosphère à un niveau de base induit par le bilan de l ozone naturel et de l ozone résultant des activités humaines, ce qui explique que ce niveau de fond augmente de 2 % par an environ. L ozone est également produit dans l atmosphère par photochimie. Oxydes d azote et hydrocarbures (polluants primaires) combinés avec un fort ensoleillement produisent de l ozone en été avec une température supérieure à 25 C. Cette formation prend plusieurs heures. En zone urbaine, les masses d air chargées en polluants primaires se déplacent au fur et à mesure que la photochimie s active et les concentrations d ozone augmentent. Ainsi, il est fréquent de relever sous le vent de l agglomération, des niveaux d ozone plus importants en zone rurale ou en zone périurbaine qu au centre de l agglomération. De plus, l ozone ainsi Moyennes des valeurs horaires entre 13h et 20h en agglomération parisienne et en zone rurale pour les étés de 1992 à 1998.

4 formé en zone rurale n est pas détruit en l absence de NO (absence de trafic routier), contrairement à celui formé en zone urbaine. Les réactions de formation de l ozone étant initiées par le rayonnement solaire, on retrouve les niveaux d ozone les plus élevés en période estivale. Il est difficile d étudier les évolutions à long terme des niveaux d ozone en Ile-de-France. En effet, d une part, les mesures ne sont effectuées que depuis quelques années, le recul n est donc pas suffisant, d autre part, les niveaux d ozone observés sont fortement liés aux conditions météorologiques. Des étés plus ou moins ensoleillés conduisent à des concentrations d ozone différentes. aussi dans une moindre mesure des installations fixes de combustion : c est en effet un produit de la combustion incomplète et rapide des combustibles et carburants. Il est émis essentiellement par les moteurs de voiture à essence. Indicateur type des émissions automobiles, ce polluant présente des niveaux ambiants à la limite du seuil de détection des appareils de mesure en situation de fond. C est pour cette raison qu il ne se mesure avec intérêt quasiment qu en situation de forte proximité au trafic automobile. Il est alors un bon indicateur des conditions de trafic (congestion, fluidité ) et de l évolution de la structure du parc automobile (part des véhicules diesel et essence). - le fait que de plus en plus de véhicules soient équipés de pots catalytiques qui émettent, une fois chauds, de l ordre de 70 à 90 % moins de CO qu un véhicule essence classique ; - l augmentation de la part relative de véhicules diesel dans le parc (faibles émetteurs de CO) ; - l amélioration dans le domaine de la qualité des carburants et du réglage des véhicules. Cette décroissance tend toutefois à se stabiliser sur le site de mesure des Champs-Élysées depuis 1996, là encore l augmentation du trafic compense une part des progrès réalisés sur les émissions des véhicules neufs. La figure précédente présente les moyennes des valeurs horaires en agglomération parisienne et en zone rurale pour les étés 1992 à 1998, entre 13h et 20h au plus fort de l ensoleillement et de la température. On observe des maxima pour les deux derniers étés 1997 et 1998 sur les stations de l agglomération. Une certaine tendance à l augmentation des niveaux s observe depuis En zone rurale, aucune tendance ne se dégage vraiment depuis 1993, en dehors des fluctuations climatiques. Pour l année 1998, les niveaux d ozone les plus élevés ont été observés entre le 8 et le 11 août où le seuil d information de la population (180 µg/m 3 en moyenne horaire) a été déclenché chaque jour au cours de cette période. Aucun événement de cette ampleur n avait été observé au cours des années précédentes. Le monoxyde de carbone: une baisse régulière des niveaux à proximité du trafic routier Le monoxyde de carbone (CO) est un polluant qui provient majoritairement du transport routier mais Evolution des teneurs moyennes annuelles en monoxyde de carbone sur deux sites trafic. La figure ci-dessus montre l évolution des teneurs relevées sur la Place Victor Basch, dont la représentativité en terme d exposition est proche de celle de l automobiliste à l intérieur de sa voiture, dans des conditions de circulation souvent encombrées ; et l avenue des Champs-Elysées dont cette même représentativité se rapproche de celle d un piéton se promenant sur le trottoir d une grande avenue parisienne assez dégagée. On constate que les valeurs sont décroissantes sur les deux sites, de façon plus marquée sur la station de la place Victor Basch. Plusieurs hypothèses peuvent expliquer ce phénomène : Le benzène, tête de liste des Composés Organiques Volatils (COV) Les COV regroupent de nombreuses espèces parmi lesquelles des hydrocarbures volatils (alcanes, alcènes, aromatiques), des composés carbonylés (aldéhydes et cétones)... En milieu urbain, les COV émis dans l atmosphère proviennent des gaz d échappement des véhicules, de l évaporation des carburants automobiles mais aussi des combustibles liquides (gaz naturel, - carburants industriels), d activités industriellesvariées(usage de solvants...).

5 moyenne annuelle est régulièrement dépassé depuis 5 ans. Le plomb : un succès sans précédent Evolution des moyennes annuelles de Benzène sur 3 types de sites de 1994 à Les composés aromatiques monocycliques (HAM) et en particulier le benzène, le toluène, l éthylbenzène, les xylènes (m+p xylène, o xylène) et le 1,2,4 triméthylbenzène (124 tmb) constituent une famille importante des composés organiques volatils (COV) présents dans les atmosphères urbaines. Dans la plupart des milieux urbains, les HAM représenteraient jusqu à 30 % des hydrocarbures non méthaniques qui concourent avec les oxydes d azote à la formation des photo-oxydants dans l air ambiant. En ville, en été ce sont principalement les véhicules essence qui sont responsables des niveaux de contamination de l air, de par les imbrûlés produits à la sortie de l échappement et de par les phénomènes d évaporation au niveau de différents organes du véhicule (réservoir, carburateur...). Le stockage et la distribution des produits pétroliers, ainsi que certains processus industriels, contribuent aussi à la contamination ambiante. Parmi ces polluants celui qui est le plus connu et aussi le plus mesuré est le benzène. Plusieurs hypothèses peuvent être formulées pour expliquer ce phénomène : introduction progressive de véhicules à essence équipés de pots catalytiques qui émettent moins d hydrocarbures qu un véhicule essence non catalysé, augmentation de la part de véhicules diesel (faible émetteur de benzène) dans le parc, amélioration de la qualité des carburants. Il faut toutefois se garder de toute conclusion hâtive, l historique sur lequel nous nous basons étant encore assez court. Sur les sites urbains de fond, les moyennes annuelles en benzène pour 1998 sont de l ordre de 4 µg/m 3. Sur les sites trafic, ces teneurs sont voisines de 8 µg/m 3 rue de Dantzig (rue de moyenne circulation) et sont légèrement inférieures à 25 µg/m 3 place Victor Basch (carrefour à forte circulation). Malgré la baisse enregistrée, l objectif de qualité de 2 µg/m 3 en Le plomb dans l atmosphère provient principalement de la combustion des additifs au plomb contenus dans l essence. Avec la baisse de la teneur du plomb dans l essence et l utilisation de plus en plus généralisée de l essence sans plomb, ce polluant perd aujourd hui de sa pertinence en tant qu indicateur de la pollution automobile. L objectif de qualité de 0,5 µg/m 3 en moyenne annuelle est respecté depuis six années consécutives. Toutefois, son suivi dans l atmosphère reste indispensable afin de contrôler le respect des critères de qualité de l air en région parisienne. La figure suivante montre l évolution des teneurs en plomb relevées sur les sites trafic de l avenue des Champs- Elysées et de la place Victor Basch depuis On constate que depuis le début des années 1990, les teneurs n ont cessé de décroître en relation avec la diminution des teneurs de l essence plombée (0,15 g/l depuis 1989) et la diffusion de plus en plus notable de l essence sans plomb. Depuis 1994, les teneurs en plomb tendent à se stabiliser à un niveau relativement bas (entre 0,15 et 0,3 µg/m 3 ) en raison d un usage maintenant bien établi des carburants non plombés (SP98, SP95 et gazole) sur la région. La figure ci-dessus montre l évolution depuis 1994 des moyennes annuelles en benzène sur trois types de sites différents de l agglomération parisienne. Il apparaît une légère décroissance des teneurs sur les sites urbains de fond et une décroissance plus marquée sur les sites trafic (proximité automobile) que sont la place Victor Basch et la rue de Dantzig. Evolution des des teneurs en Plomb sur 2 sites trafic de 1994 à 1998.

6 Critères nationaux de qualité de l air d après le décret du 6 mai 1998 (relatif à la surveillance de la qualité de l air et de ses effets sur la santé et sur l environnement, aux objectifs de qualité de l air, aux seuils d alerte et aux valeurs limites). SO 2 Valeurs limites : 250 µg/m 3 en moyenne journalière à ne pas dépasser plus de 7 jours par an (percentile 98). La moitié des niveaux journaliers doit être inférieurs à 80 µg/m 3 (médiane annuelle). La moitié des niveaux journaliers d hiver (1 er octobre - 31 mars) doit être inférieure à 130 µg/m 3 (médiane hivernale). Objectifs de qualité : La moyenne journalière doit se situer entre 100 et 150 µg/m 3. CO La moyenne annuelle doit se situer entre 40 et 60 µg/m 3. Niveau d information du public : 300 µg/m 3 en moyenne horaire. Niveau d alerte : 600 µg/m 3 en moyenne horaire. NO 2 Valeur limite : 200 µg/m 3 en moyenne horaire à ne pas dépasser plus de 175 heures par an (percentile 98) Objectifs de qualité : Le niveau moyen horaire de 135 µg/m 3 ne doit pas être dépassé plus de 175 heures par an (percentile 98). La moitié des niveaux journaliers doit être inférieure à 50 µg/m 3 (médiane annuelle). Niveau d information du public : 200 µg/m 3 en moyenne horaire. Niveau d alerte : 400 µg/m 3 en moyenne horaire. Benzène La moyenne annuelle (année civile) doit être inférieure à 2 µg/m 3. PS O3 Seuils de protection de la végétation : 65 µg/m 3 en moyenne sur 24 heures. 200 µg/m 3 en moyenne sur 1 heure. Seuil de protection de la santé : 110 µg/m 3 en moyenne sur 8 heures. Niveau d information du public : 180 µg/m 3 en moyenne horaire. Niveau d alerte : 360 µg/m 3 en moyenne horaire. Fumées noires Valeurs limites : 250 µg/m 3 en moyenne journalière à ne pas dépasser plus de 7 jours par an (percentile 98). La moitié des niveaux journaliers doit être inférieure à 80 µg/m 3 (médiane annuelle). La moitié des niveaux journaliers d hiver (1 er octobre - 31 mars) doit être inférieure à 130 µg/m 3 (médiane hivernale). Objectifs de qualité : La moyenne journalière doit se situer entre 100 et 150 µg/m 3. La moyenne annuelle doit se situer entre 40 et 60 µg/m 3. Particules fines (diamètre inférieur ou égal à 10 micromètre) La moyenne annuelle doit être inférieure à 30 µg/m 3. La moyenne sur 8 heures doit être inférieure à µg/m 3. Plomb Valeur limite : 2 µg/m 3 en moyenne annuelle (année civile). La moyenne annuelle (année civile) doit être inférieure à 0,5 µg/m 3. Les objectifs de qualité et les valeurs limites définis dans ce décret sont pour la plupart identiques aux valeurs guides et aux valeurs limites des directives européennes. Surveillance de la Qualité de l Air en Ile-de-France 7, rue Crillon Paris Minitel 3615 AIRPARIF* - Internet Directeur de la publication:michel Elbel Rédactrices:Martine Boissavy-Vinau & Fabienne César Service communication: *

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