Qualité de l air au voisinage des grands axes routiers essonniens

Transcription

1 Qualité de l air au voisinage des grands axes routiers essonniens Dans le cadre de sa politique de prévention des pollutions, le Conseil Général de l Essonne a souhaité approfondir sa connaissance de l impact local sur la qualité de l air du trafic routier généré le long des grands axes traversant son territoire. L étude commandée à AIRPARIF visait ainsi à : - quantifier les émissions de polluants dues au trafic routier, - définir l influence sur la qualité de l air ambiant essonnien de la pollution générée par les grands axes routiers traversant le département (zone d impact de ces axes en général et selon le degré d urbanisation alentour, mais aussi en fonction des directions de vent), - évaluer les niveaux de pollution en Essonne ainsi que le risque de dépassement des objectifs de qualité définis par la réglementation, en 25 comme en 21. Pour Airparif, ce travail qui s inscrit dans la ligne initiée par l étude de l impact sur la qualité de l air de l échangeur de Bagnolet permet de progresser sur le sujet stratégique de la qualité de l air à proximité des autoroutes urbaines. Ce document présente les principaux enseignements de cette étude. Une démarche unique L étude menée par Airparif repose sur une démarche innovante faisant appel aux meilleures techniques de surveillance actuellement disponibles et reposant sur la combinaison : - de mesures sur le terrain : Du 23 novembre au 21 décembre 25 une campagne de mesure importante a été déployée le long de la Francilienne (N14) et de l autoroute A1 avec 4 sites de mesure instrumentés d échantillonneurs passifs (fournissant des concentrations moyennes sur quinze jours pour le benzène et le dioxyde d azote) et deux laboratoires mobiles (apportant une information sur l évolution horaire des niveaux d oxydes d azote, de particules et de monoxyde de carbone et permettant l analyse de ces niveaux en fonction des conditions météorologiques). Au cours de cette campagne, des mesures ont été effectuées perpendiculairement de part et d autre de ces deux axes routiers (soit trois transects par axe) pour évaluer la décroissance de la pollution en fonction du degré d urbanisation aux alentours de ces routes. Ces éléments ont été complétés par les résultats du réseau de stations fixes d Airparif dans le département (4 stations). - avec des outils de modélisation : Ces outils permettent d évaluer les émissions générées par le trafic et les niveaux de pollution tout au long des principaux axes essonniens. Ces outils sont également utilisés pour faire des cartes de concentration et évaluer le risque de dépassement des normes françaises et européennes de qualité de l air en 25 et, couplés à des hypothèses prospectives, en 21. Quantités de polluants atmosphériques émises par l Essonne et contribution du trafic routier à ces émissions L Essonne se caractérise par des différences de densité de population et d activités économiques bien marquées entre le Nord et le Sud. Cette hétérogénéité se retrouve lorsque l on s intéresse à la répartition géographique des émissions départementales de polluants atmosphériques. Emissions en tonnes/km 2 Les émissions sont plus importantes en densité dans le nord du département, secteur qui fait partie de l agglomération parisienne. Elles décroissent ensuite au fur et à mesure que l on s en éloigne. Les principaux axes routiers traversant le territoire essonnien (A1, A6, N14, N2 et N118) et quelques sources industrielles très localisées ressortent également clairement comme l illustre la carte ci-contre des émissions d oxydes d azote qui sont des traceurs de la pollution émise par les transports. Carte des émissions d oxydes d azote en tonnes/km2 sur l Essonne (source: cadastre des émissions AIRPARIF/DRIRE, année de référence 2) 1

2 De façon un peu plus marquée que pour l Ile-de-France dans son ensemble, les émissions 1 de polluants atmosphériques de l Essonne sont majoritairement dominées par le transport routier qui est responsable de : 61% des émissions d oxydes d azote du département (contre 52% en moyenne sur l Ile-de-France), 79% des émissions de monoxyde de carbone (contre 77% en Ile-de-France), et 42% des émissions de particules (contre 36% au niveau régional). Si l on s intéresse plus en détails aux émissions de polluants provenant des quatre principales voies de circulation de l Essonne en 25, on constate qu à elles seules l A6, l A1, la N14 et la N2 contribuent à la moitié des émissions engendrées par le trafic routier du département pour les particules et les oxydes d azote et un tiers des émissions de benzène et de monoxyde de carbone. Cette différence entre les particules et les oxydes d azote d un côté, et le monoxyde de carbone et le benzène de l autre, peut s expliquer par les vitesses et les conditions de circulations. Les émissions d oxydes d azote et de particules sont d autant plus importantes que la vitesse des véhicules augmente, en particulier au-delà de 7 km/h. A l inverse, les émissions en monoxyde de carbone et de benzène sont très dépendantes de la fluidité du trafic. Ces polluants seront produits en plus forte quantité en situation de congestion et lorsqu il y a une proportion élevée de véhicules dont les moteurs sont froids. Des axes de circulation rapide présentent donc des émissions d oxydes d azote et de particules plus importantes que celles de monoxyde de carbone et de benzène. Chacun de ces quatre axes se caractérise par un trafic et un kilométrage qui lui est propre. Pour prendre en compte cette différence et pouvoir ainsi comparer chacune de ces voies de circulation, les émissions calculées pour chacune d entre elles doivent être exprimées pour un véhicule «standard 2» empruntant l axe considéré sur un kilomètre (voir figure ci-dessous) Emission en NOx d'un véhicule " moyen" présent sur les dif férents axes ét udiés Emission en particules (PM 1) d'un véhicule " moyen" présent sur les différents axes étudiés Pour les oxydes d azote et les particules (PM1), l autoroute A6 présente les émissions au kilomètre parcouru les plus élevées, tout en restant très proches de celles de la N14 et de l A1. Sur la nationale 2, ces émissions sont par contre plus faibles (d environ 2% pour les émissions d oxydes d azote et 4% pour les émissions de particules). Emissions au kilomètre (en mg/km) d un véhicule «moyen» parcourant l A6, l A1, la N14 et la N2 en 25 1 Source : inventaire et cadastre régional des émissions réalisé par AIRPARIF, avec le soutien de la DRIRE, dans le cadre du Plan de Protection de l Atmosphère Ile-de-France et portant sur l année 2. 2 Véhicule «standard» ou «moyen» : véhicule représentatif des caractéristiques moyennes de l ensemble des véhicules empruntant l axe considéré, telles que le type de véhicule (véhicules utilitaires légers, véhicules particuliers, poids lourds, deux roues ) et la motorisation associée (essence, diesel, catalysé ou non). 2

3 Concernant le monoxyde de carbone et le benzène, les émissions unitaires de l A6, la N14 et l A1 sont toujours similaires mais la N2 se distingue cette fois par les émissions unitaires les plus élevées : +29% pour les CO et +8% pour le benzène par rapport aux 3 autres axes. Emission en CO d'un véhicule " moyen" présent sur les diff érent s axes étudiés Emission en benzène d'un véhicule " moyen" présent sur les dif férents axes ét udiés Les conditions de trafic expliquent à nouveau ces différences entre chacune des quatre voies : les autoroutes A6 et A1 et la Francilienne (N14) se caractérisent par des vitesses de circulation plus élevées et un pourcentage plus fort de poids lourds entraînant des émissions unitaires d oxydes d azote et de particules en quantité plus importante. A l inverse, la nationale 2 présente une vitesse de circulation plus faible et des conditions de circulation moins fluides (feux tricolores, passage en ville ), ainsi qu une proportion de véhicules dont le moteur est froid plus importante, qui expliquent que la quantité de monoxyde de carbone et de benzène produite sur cet axe soit plus élevée. Toutefois, il n existe pas de correspondance simple et directe entre la quantité de polluants émis dans l atmosphère (estimée par un inventaire des émissions) et leur concentration dans l air ambiant dont dépend la qualité de l air respiré (mesuré par des stations et évalué par des outils de modélisation). Si la qualité de l air dépend en grande partie de la quantité de polluants émis, les réactions chimiques dans l atmosphère et les conditions météorologiques (qui peuvent jouer un rôle aggravant, lors des épisodes de pollution notamment, ou au contraire de dilution par le vent et la pluie) interviennent également de façon importante. NO2 µg/m3 Qualité de l air en Essonne et impact du trafic Les cartes de pollution annuelle de l Essonne montrent que les niveaux les plus élevés sont relevés d une manière générale sur le Nord du département, en particulier le long des grands axes routiers du département (A6, A1 et Francilienne), et donc dans les zones où l urbanisation et le trafic génèrent les densités d émission les plus importantes comme montré précédemment. Dans le Sud du département, l influence de l agglomération parisienne n est en revanche plus perceptible et les grands axes routiers deviennent moins visibles. Niveaux de pollution dans l Essonne Objectif de qualité Lorsque l on considère les niveaux de pollution le long des axes routiers et la pollution ambiante, le dioxyde d azote apparaît comme le polluant le plus problématique en Essonne. C est d ailleurs également le cas pour l agglomération parisienne en général. Toutefois, la superficie concernée par un dépassement de l objectif de qualité défini par la réglementation pour ce polluant (4 µg/m 3 en moyenne annuelle) ne concernait que 13,5 km 2, soit moins de 1% du territoire départemental. Le nombre d habitants concernés par ce dépassement est évalué à 3% de la population essonnienne (environ 33 habitants). Cartes du niveau moyen annuel de dioxyde d azote évalué pour l année 25 sur l Essonne (en µg/m 3 ). 3

4 D une manière générale, les normes en matière de qualité de l air pour les polluants traceurs du trafic routier sont respectées sur une très large part du territoire essonnien en 25 (ce n est par contre pas le cas à Paris et en proche banlieue). Seules quelques zones très proches des axes les plus chargés, et donc impactés par ces axes, sont problématiques : aux abords de l extrémité Nord de l autoroute A1, de la partie Nord de l A6 et du tronçon de la N14 compris entre Evry et Saint- Germain-lès-Corbeil. Niveaux de pollution spécifiquement le long des axes routiers Pour appréhender au mieux l impact sur la qualité de l air des principaux axes routiers essonniens, une évaluation des concentrations a été réalisée le long de ces axes pour les polluants représentatifs de la pollution engendrée par le trafic routier. Cette évaluation est basée sur la complémentarité des résultats issus des outils de modélisation et de ceux obtenus par des mesures (campagne de mesure et résultats du réseau de stations fixes d Airparif). Pour l ensemble des polluants, les valeurs présentées par les cartes ci-dessous sont obtenues par modélisation et correspondent à la somme de la pollution engendrée directement par les émissions du trafic routier de l axe considéré et de la pollution ambiante de la zone correspondante. Concentrations annuelles le long des principaux axes de circulation de l Essonne en 25, Les axes figurant en orange et en rouge indiquent que les objectifs de qualité réglementaires sont dépassés. Dioxyde d azote Benzène Particules PM1 Lorsque l on ne prend en compte que la pollution le long des principaux axes routiers essonniens, les niveaux de pollution sont supérieurs aux objectifs de qualité réglementaires : sur 9% (147km) du réseau routier modélisé pour le dioxyde d azote (par comparaison, 23 km dépassent cet objectif à Paris et en petite couronne, soit les deux tiers de leur réseau routier), 2% (3km) pour le benzène, et 1% (14km) pour les particules. Pour l ensemble des polluants, les concentrations les plus importantes concernent les routes au Nord du département et qui font donc partie de l agglomération parisienne. Pour le dioxyde d azote et les particules, les niveaux les plus élevés sont généralement évalués sur les parties d autoroute dont le nombre journalier de véhicules est le plus important. Quant au benzène et au monoxyde de carbone, les teneurs les plus fortes sont localisées sur des axes caractérisés par une circulation non négligeable, mais surtout congestionnés et dont la configuration est défavorable à la dispersion des polluants (route encaissée par exemple). Zoom sur la francilienne et l A1 : définition de leur zone d impact Des mesures ponctuelles ont été menées aux abords de l A1 et de la Francilienne. Elles avaient pour objectif de déterminer l étendue de leur zone d impact pour des environnements assez représentatifs de l urbanisation le long de ces deux voies de circulation en Essonne. Ces mesures indiquent que 4

5 l influence directe des axes apparaît limitée à moins de 2 mètres pour le dioxyde d azote et moins de 1 mètres pour le benzène. Pour le monoxyde de carbone et les particules, la zone d impact est encore plus réduite puisque les mesures n ont pas mis en évidence d impact significatif de ces deux grandes routes au-delà d une distance comprise entre 5 et 1 m. La mise en place de mesures dans un environnement particulier aux abords de l A1, caractérisé par la présence d un mur anti-bruit et d une haie végétale, a montré un effet bénéfique de ces équipements. Dans la configuration étudiée, ils réduisaient la zone d impact identifiable de l A1 à quelques dizaines de mètres. En règle générale, l étendue de la zone d impact d un axe routier varie en fonction du degré d urbanisation avoisinant. Plus l environnement urbain à proximité de l axe est dense et plus la décroissance des niveaux de pollution au fur et à mesure que l on s éloigne de cet axe sera lente et la zone d impact importante. Ces observations confirment et complètent les conclusions d études précédentes menées par AIRPARIF (porte de Bagnolet ou Charenton par exemple). Quelles perspectives pour 21? Dans le cadre de l étude demandée par le conseil général de l Essonne, Airparif a évalué l évolution de niveaux de pollution ambiante dus au dioxyde d azote de 2 à 21. Pour l échéance 21, les principales mesures réglementaires de réduction de la pollution d ores et déjà engagées au niveau français et européen ont été prises en compte ainsi que les mesures envisagées dans le cadre du plan de protection de l atmosphère francilien soumis à enquête publique en 25. Deux cas ont été distingués pour réaliser cette prévision, en fonction de deux types de conditions météorologiques : - une année 21 avec des conditions météorologiques plutôt favorables à la dispersion de la pollution (du type de l année 2 ou de l année 22, plutôt venteuses et pluvieuses), - une année 21 dont les conditions météorologiques seraient plutôt défavorables (du type de l année 23 avec des vents et une pluviométrie faibles et des températures plus élevées). En l absence d hypothèses suffisamment robustes sur l évolution du trafic dans le département, cette évaluation n a pu être faite que pour les niveaux de pollution ambiants. Evolution attendue des niveaux de pollution annuelle ambiante en dioxyde d azote (µg/m 3 ) entre 2 et 21 En 2 En 25 Les cartes ci-dessous illustrent l évolution des niveaux ambiants de dioxyde d azote entre 2 et 25 et les perspectives 21 en fonctions des conditions météorologiques. Les concentrations de dioxyde d azote diminuent entre 2 et 25. Cette tendance se vérifie d ailleurs à l échelle de toute l Ile-de-France et provient essentiellement de l amélioration technique des véhicules. Estimations pour 21 Une même tendance à la baisse est prévue pour 21, notamment en cas de conditions météorologiques favorables. En cas d année météorologique défavorable, 21 devrait être semblable à 25 avec une légère hausse des niveaux de pollution à l extrémité Nord du département. avec une météorologie favorable. avec une météorologie défavorable Objectif de qualité 5