Evaluation de l impact sur la qualité de l air de la mise en place de la circulation restreinte pendant le marché de Noël de Strasbourg

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1 2017 Evaluation de l impact sur la qualité de l air de la mise en place de la circulation restreinte pendant le marché de Noël de Strasbourg Campagne REF :

2 CONDITIONS DE DIFFUSION Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous : Licence ouverte de réutilisation d'informations publiques Sur demande, ATMO Grand Est met à disposition les caractéristiques des techniques de mesures et des méthodes d exploitation des données mises en œuvre ainsi que les normes d environnement en vigueur. ATMO Grand Est peut rediffuser ce document à d autres destinataires. Rapport non rediffusé en cas de modification ultérieure des données. PERSONNES EN CHARGE DU DOSSIER Rédaction : Relecture : Approbation : Agnès Bertrand, Chargée d étude Emmanuel Jantzem, Ingénieur études Cyril Pallarès, Responsable Unité Surveillance Réglementaire et Permanente Référence du modèle de rapport : COM-FE-001_1 Référence du rapport : Date de publication : 28/06/2017 ATMO Grand Est Espace Européen de l Entreprise 5 rue de Madrid Schiltigheim Tél : Fax : Mail : contact@atmo-grandest.eu 1/22

3 SOMMAIRE RÉSUMÉ INTRODUCTION METHODE ET MOYENS MIS EN OEUVRE LE SITE DE MESURES RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE MESURES Conditions météorologiques Les résultats en oxydes d azote NO-NO Les résultats en particules fines PM CONCLUSION /22

4 RÉSUMÉ En lien avec les évènements particuliers qui se sont déroulés en France en novembre 2015, l Eurométropole de Strasbourg avait décidé de sécuriser l accès au marché de Noël en instaurant une zone de circulation restreinte. Dans le rapport présentant les résultats des mesures de la période du 4/12/2015 au 18/01/2016, il n a pas été possible de déterminer l influence de la réduction de trafic sur les niveaux de qualité de l air mesurés rue de la Fonderie à Strasbourg. Les facteurs suivants ont rendu difficile la comparaison des niveaux de concentrations avec trafic normal d une part et trafic restreint d autre part : Conditions météorologiques changeantes avec un temps sec et des températures douces pendant le marché de Noël (trafic restreint) et une baisse des températures et une pluviométrie plus importante à l issue du marché de Noël (trafic normal) ; Période de congés scolaires pendant la période de mesures à l issue du marché de Noël Présence ponctuelle de véhicules stationnés à proximité du laboratoire mobile En 2016, l Eurométropole de Strasbourg a souhaité reconduire cette action et a sécurisé l accès au marché de Noël durant la période du 24 novembre au 24 décembre 2016 (de 12h à 19h). Le laboratoire mobile a été installé rue de la Nuée Bleue du 1 er décembre 2016 au 1 er février 2017 pour des mesures de monoxyde et dioxyde d azote (NO et NO2) et de particules (PM10) ainsi, qu à titre indicatif, de paramètres météorologiques (température, vitesse et direction du vent). Comme pour la campagne de 2015, la campagne de 2016 n a que très légèrement mis en évidence l impact positif de la restriction de la circulation dans le centre-ville de Strasbourg sur la qualité de l air, que ce soit sur les niveaux d oxydes d azote (NO et NO2) et de particules en suspension PM10. Les conditions météorologiques observées durant les phases de mesures en sont en partie responsables mais également du fait que dans la Grande Ile de Strasbourg (incluant la zone de restriction), le trafic routier est déjà largement et en permanence contraint ne favorisant pas ainsi des écarts importants de niveaux de pollution entre les deux périodes. 3/22

5 1. INTRODUCTION En lien avec les évènements particuliers qui se sont déroulés en France en novembre 2015, l Eurométropole de Strasbourg avait décidé de sécuriser l accès au marché de Noël en instaurant une zone de circulation restreinte. Une première campagne de mesures de la qualité de l air avait été menée pour appréhender l impact de la circulation restreinte sur la qualité de l air (voir rapport ASPA ID 1 et figure 1). En 2016, l Eurométropole de Strasbourg a souhaité reconduire cette action et a sécurisé l accès au marché de Noël durant la période du 24 novembre au 24 décembre 2016 (périmètre et localisation du laboratoire mobile dessiné sur la figure 1). Afin d appréhender l impact de cette action sur la qualité de l air, ATMO Grand Est a mis à disposition de l Eurométropole de Strasbourg un dispositif provisoire de mesure de la qualité de l air, implanté rue de la Nuée Bleue, à proximité du marché de Noël, place Broglie (voir figure 1). La présente note a pour objectif de présenter les résultats de la campagne de mesure pour les principaux polluants mesurés pour les deux périodes d intérêts : Période avec circulation restreinte dans le centre-ville de Strasbourg : du 1 er au 24 décembre 2016 ; Période de circulation normale dans le centre-ville de Strasbourg : du 24 décembre 2016 (19h) au 1 er février 2017 (date d arrêt des mesures). Laboratoire mobile campagne 2015 Laboratoire mobile campagne 2016 Figure 1: périmètre de circulation restreinte durant le marché de Noël de Strasbourg en 2016 et emplacement du laboratoire mobile _Campagne Marché de Noël V /22

6 2. METHODE ET MOYENS MIS EN OEUVRE 2.1. PRESENTATION DE LA METHODOLOGIE Un laboratoire mobile équipé d analyseurs automatiques en continu a été utilisé pour réaliser la campagne de mesures. Moyen de mesure Moyen mobile Descriptif Les analyseurs présents dans le camion laboratoire permettent de réaliser un suivi en continu, 24h/24 et 7j/7, de différents polluants réglementés avec une qualité de données identiques à celles exigées pour les mesures fixes dans la Directive 2008/50/CE 2, en termes d incertitudes sur les mesures (15 % pour le NO2 et le SO2, 25 % pour les PM10 ). Les polluants suivis pour cette étude ainsi que les normes de mesurages mises en œuvre sont les suivants : Polluants Méthode analytique Norme Dioxyde d azote (NO 2) Chimiluminescence NF EN Particules fines (PM 10) Microbalance oscillante avec module FDMS 3 Méthode de mesure équivalente à la méthode de référence NF EN Ozone (O 3) Absorption UV NF EN Dioxyde de soufre (SO 2) Fluorescence UV NF EN Monoxyde de carbone (CO) Absorption infra-rouge associé à la corrélation par filtre gazeux NF EN Les données des mesures sont acquises sur un pas de temps de quinze minutes et sont ensuite validées et expertisées d un point de vue technique et environnementale. Les appareils sont étalonnés et contrôlés périodiquement par l intermédiaire d étalons de référence raccordés au dispositif national d étalonnage. Le fonctionnement général est le suivant : l air extérieur est pompé et amené jusqu à l analyseur qui délivre des signaux électriques convertis en données numériques stockées dans un dispositif d acquisition. Les données moyennées sur 15 minutes sont ensuite horodatées, affectées d un code qualité et stockées dans la mémoire de la station d acquisition. Chaque jour, toutes les données sont automatiquement rapatriées par modem GSM vers le poste central d ATMO Grand Est. En cas de non rapatriement des données, ou de problème d ordre technique, les techniciens interviennent rapidement (intervention à distance ou déplacement sur place). A noter que la station d acquisition peut stocker jusqu à 10 jours de données quart-horaires. 2 Annexe 1 de la Directive 2008/50/CE du Parlement Européen et du Conseil du 21 mai 2008 concernant la qualité de l air ambiant et un air pur pour l Europe. 3 Ce module permet de prendre en compte la fraction volatile des particules. 5/22

7 2.2. LE SITE DE MESURES Un laboratoire mobile a été installé rue de la Nuée Bleue à Strasbourg du 1 er décembre 2016 au 1 er février 2017 (voir figure 2) considérée comme une rue canyon (favorable à l accumulation des polluants). Ce dispositif est équipé d un analyseur mesurant en continu les concentrations de monoxyde et dioxyde d azote (NO et NO2) et de particules (PM10) ainsi, qu à titre indicatif, les paramètres météorologiques (température, vitesse et direction du vent). Pour information, en période de circulation, il rentre au point de contrôle jusqu à véh/j (année de référence 2016 source SIRAC Le Service de l Information et de la Régulation Automatique de la Circulation de Strasbourg). Figure 2: emplacement du camion laboratoire mobile rue de la Nuée Bleue à Strasbourg 6/22

8 2.3. RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE MESURES Conditions météorologiques Les roses des vents et les températures et la vitesse du vent sont issues du laboratoire mobile implanté rue de la Nuée Bleue. Les données de précipitations sont issues de la station de référence STRASBOURG Ouest basée à Schiltigheim. Les vents Durant la période de circulation restreinte, les vents dominants sur l agglomération étaient orientés de secteurs NNE et S-SSO (cf. figure 3). Ils ont représenté environ 63% des apparitions de vents totales durant la période. Durant la période de circulation normale (à partir du 24 décembre 18h), les vents dominants étaient orientés dans le même secteur à savoir NNE à S voire SSO (cf. figure 4). Ils ont représenté plus de 60 % des apparitions de vents totales durant la période. Pour information, au point de mesure, sur les deux périodes, les vents dominants sont conformes à l orientation de la rue à savoir NNO-SSE. Figure 3: Rose des vents relevée rue de la Nuée Bleue. Vitesse du vent > 0,5 m/s. Période 1. Figure 4: Rose des vents relevée rue de la Nuée Bleue. Vitesse du vent > 0,5 m/s. Période 2. 7/22

9 Les vitesses du vent sont restées relativement faibles à modérées notamment en fin de période, avec pour les deux périodes considérées des valeurs moyennes similaires : 1,2m/s en période de circulation restreinte et 1,1 m/s lorsque la circulation a été de nouveau autorisée (figure 5). Figure 5: Vitesses du vent enregistrées rue de la Nuée Bleue à Strasbourg. Les températures En période de circulation restreinte, la température moyenne relevée durant la période est de 2,8 C avec un minimum horaire de -2.1 C et un maximum horaire de 10 C (figure 6). Durant la période ouverte à la circulation (à partir du 24 décembre 18h), la température moyenne enregistrée a été de 0,3 C avec un minimum horaire de -7,8 C relevé le 18 janvier 2016 et un maximum horaire de 11,3 C mesuré le 26 décembre 2016 (figure 6). Figure 6: Températures enregistrées rue de la Nuée Bleue à Strasbourg. 8/22

10 Les précipitations Concernant les précipitations, la période de circulation restreinte a été peu arrosée, seules 6 journées ont enregistré des pluies, le maximum s observant le 22 décembre avec 2,8 mm de précipitations cumulées. Sur la période ouverte à la circulation, les jours de pluies ont été plus nombreux notamment du 8 au 14 janvier 2017 et en fin de période avec un maximum de 7 mm d eau pour la seule journée du 10 janvier 2017 (figure 7). Figure 7: Précipitations enregistrées sur la station de STRASBOURG Ouest à Schiltigheim 9/22

11 Les résultats en oxydes d azote NO-NO2 Les niveaux de concentrations en oxydes d azote mesurés rue de la Nuée Bleue par le laboratoire mobile sont comparés aux niveaux observés sur les stations de Strasbourg Clemenceau (de typologie trafic implantée boulevard Clemenceau) et de Strasbourg Nord (de typologie urbaine implantée rue de la Papeterie à Strasbourg). Ces deux stations se trouvent en dehors de la zone de circulation restreinte. Origine des oxydes d azote Sur l Eurométropole, les rejets de NOx (NO+NO2), issus des activités anthropiques, proviennent principalement de la combustion de combustibles fossile (essence, gazole, fiouls, biomasse, etc.). Tous les secteurs utilisateurs sont concernés et en particulier le transport routier à hauteur de 69 % (figure 8). Viennent en second plan les émissions dues aux industries manufacturières (13%) puis celles du secteur résidentiel (7%) et tertiaire (6%). Les plus fortes concentrations en NO sont généralement observables à proximité d'une zone de circulation à fort trafic. Figure 8: Répartition des émissions de NOx, par secteur d activité, sur l Eurométropole en 2014 V2016. Analyse des données horaires Monoxyde d azote - NO (traceur d une pollution de proximité) En période de circulation restreinte, les concentrations moyennes horaires relevées sur le laboratoire mobile ont varié entre 0 et 507 µg/m 3 avec une moyenne de 54 µg/m 3 sur cette période (figure 9). Ces moyennes sont légèrement supérieures aux mesures de la station STRASBOURG Nord - station urbaine - (moyenne de 53 µg/m 3 ) mais largement inférieures aux niveaux constatés sur la station STRASBOURG Clemenceau - station trafic - (moyenne de 127 µg/m 3 ). 10/22

12 La période suivante (réouverture du centre-ville à la circulation), les niveaux en monoxyde d azote ont fluctué entre 0 et 546 µg/m 3 avec une moyenne de 37 µg/m 3 (figure 9). Ils sont toujours supérieurs aux niveaux relevés en fond urbain comme au niveau de la station STRASBOURG Nord (moyenne de 28 µg/m 3 ) mais largement inférieurs à ceux observés en proximité trafic comme sur STRASBOURG Clemenceau (moyenne de 91 µg/m 3 ). Figure 9: Evolution des concentrations horaires de monoxyde d azote NO. Dioxyde d azote NO2 En période de circulation restreinte, avec 45 µg/m 3 de moyenne, le laboratoire mobile présente des concentrations supérieures aux stations de fond comme STRASBOURG Nord (40 µg/m 3 ) mais inférieures aux niveaux rencontrés en proximité trafic comme sur STRASBOURG Clemenceau (61 µg/m 3 figure 10). 11/22

13 Sur la seconde période, le laboratoire mobile (47 µg/m 3 ) présente des concentrations toujours supérieures aux stations de fond strasbourgeoises comme sur STRASBOURG Nord (37 µg/m 3 ) tout en restant inférieures aux teneurs observées à STRASBOURG Clemenceau (59 µg/m 3 figure 10). Figure 10 : Evolution des concentrations horaires de dioxyde d azote NO2. Quel que soit la période considérée, les concentrations moyennes en oxydes d azote (NO et NO2) observées sur le site du laboratoire mobile se positionnent entre la station de fond urbain STRASBOURG Nord et le site de proximité trafic de STRASBOURG Clemenceau (figures 11 et 12). Figure 11: Concentrations moyennes de monoxyde d azote NO durant la période sans et avec circulation. P= période Figure 12: Concentrations moyennes de dioxyde d azote NO2 durant la période sans et avec circulation. P= période Au bilan, en période de circulation restreinte (entre le 1 er et le 24 décembre 2016), les niveaux de NO ont été globalement plus élevés par rapport à la période dite normale de circulation. Pour le NO2, la différence entre les deux périodes est beaucoup moins marquée ; les sites se trouvant dans le fond de pollution de l agglomération. De plus, les précipitations étant plus fréquentes en seconde période, cellesci ont été favorables au lessivage des masses d air, engendrant une baisse des concentrations en oxydes d azote 12/22

14 R = [NO] / [NO2] Le ratio R = [NO] / [NO2] constitue un marqueur de la proximité au trafic routier. Un rapport R élevé souligne la proximité d un trafic routier important. Le laboratoire mobile implanté rue de la Nuée Bleue présente des ratios (avant et après ouverture à la circulation) très proches de ceux des stations de fond et bien inférieurs à ceux de proximité trafic (tableau1). Tableau 1 : rapport [NO] / [NO2] sur les deux périodes considérées. STRASBOURG Clemenceau Proximité trafic STRASBOURG Nord Fond urbain LM Remorque Du 1 er au 24 décembre (18h) ,1 1,3 1,2 Du 24 décembre (19h) au 1 er février ,5 0,7 0,8 NOx - Corrélation entre stations La comparaison des données de NO et de NO2 du site du laboratoire mobile et des stations de proximité trafic et de fond urbain procure un premier élément d information sur l influence du trafic sur les niveaux observés rue de la Nuée Bleue. Les couples de données pour les concentrations de NO et NO2 du laboratoire mobile et de la station STRASBOURG Clemenceau (figures 13 14/15-16) montrent de faibles corrélations et cela quel que soit la période considérée. Les concentrations relevées à STRASBOURG Clemenceau (station de typologie trafic) sont nettement plus élevées que ceux du camion laboratoire (rue de la Nuée Bleue) ; pour information, la station STRASBOURG Clemenceau située boulevard Clemenceau ne faisait pas partie du périmètre de circulation restreinte. Les corrélations sont en revanche bien plus fortes entre les teneurs du laboratoire mobile rue de la Nuée Bleu avec celles relevées en fond urbain sur STRASBOURG Nord (figures 17-18/19-20), en période de circulation restreinte (période 1) comme en période de circulation normale (période 2). Cette analyse montre que les teneurs enregistrées rue de la Nuée Bleue sont caractéristiques d une pollution de fond urbain quelle que soit la période considérée. 13/22

15 NO Période 1 : sans circulation (du 01/12/16 au 24/12/16-18h) : Figure 13: Corrélation LM remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 1). Figure 14: Corrélation LM remorque / STRASBOURG Nord (période 1). NO2 Figure 15 : Corrélation LM remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 1). Figure 16 : Corrélation LM remorque / STRASBOURG Nord (période 1). 14/22

16 NO Période 2 : avec circulation (du 24/12/16 au 1/2/17) : Figure 17 : Corrélation LM remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 2). Figure 18 : Corrélation LM remorque / STRASBOURG Nord (période 2). NO2 Figure 19 : Corrélation LM remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 2). Figure 20 : Corrélation LM remorque / STRASBOURG Nord (période 2). 15/22

17 NOx : Profils journaliers moyens Les figures 21 à 24 présentent les profils horaires journaliers moyens (moyenne des concentrations horaires sur la période de mesure pour chaque heure de la journée) observés pour les oxydes d azote (NO et NO2) sur les deux périodes étudiées, comparativement aux profils relevés sur STRASBOURG Clemenceau et sur STRASBOURG Nord. Les niveaux moyens en oxydes d azote enregistrés rue de la Nuée Bleue présentent : - Pour le NO, deux augmentations, une le matin et une le soir, qui sont à relier aux variations du trafic routier en journée. En période 1, elle est limitée aux heures d ouvertures au trafic à savoir de 20h à 11h le lendemain. En période 2, sur une plage horaire plus étendue notamment le matin, - Pour le NO2, comme le NO, une augmentation le matin, comme le soir, mais beaucoup plus prononcés en seconde période, - Des profils journaliers proches, notamment en période 1, tant au niveau des variations journalières qu au niveau des concentrations, à ceux relevés en fond urbain comme sur STRASBOURG Nord, très en deçà des teneurs observées en proximité trafic. NO2 NO Période 1 : circulation restreinte Période 2 : circulation normale Figure 22 : Profils journaliers moyens (période 1) Figure 23 : Profils journaliers moyens (période 2) Figure 21 : Profils journaliers moyens (période 1) Figure 24 : Profils journaliers moyens (période 2) 16/22

18 Les résultats en particules fines PM10 Les niveaux de particules PM10 mesurés sur le site du camion laboratoire sont comparés aux niveaux observés sur les stations de STRASBOURG Clemenceau (de typologie trafic), de STRASBOURG Nord (de typologie urbaine), toutes deux hors zone de circulation restreinte. Origine des particules PM10 Les émissions de particules proviennent de sources naturelles et des activités humaines. Sur l Eurométropole en 2014, le secteur résidentiel est le premier émetteur de particules PM10 avec 37% des émissions totales principalement du fait de la combustion du bois-énergie (bûches, pellets, etc.). Suivent les secteurs du transport routier (23%) et de l industrie (21%) (figure 25). Figure 24 : Répartition des émissions de PM10, par secteur d activité, sur l Euro métropole en 2014 V /22

19 Analyse des données horaires En période de circulation restreinte, avec 36 µg/m 3, le laboratoire mobile présente des niveaux proches de ceux issus de la station STRASBOURG Nord (34 µg/m 3 ), tout en restant inférieurs aux relevés de STRASBOURG Clemenceau (43 µg/m 3 figures 26 et 27). En cette période hivernale, le secteur résidentiel à travers la combustion reste prédominant par rapport au secteur du transport, ce qui pourrait expliquer le peu de différence entre les deux périodes de mesures rue de la Nuée Bleue. Figure 25 : Concentrations moyennes en PM10.. Figure 26 : Evolution des concentrations horaires en PM10. 18/22

20 PM10 PM10 PM10 - Corrélation entre stations Période 1 : circulation restreinte (du 01/12/16 au 24/12/16-18h) : La comparaison des données horaires du camion laboratoire et de STRASBOURG Clemenceau présente un décalage significatif avec des concentrations plus élevées à STRASBOURG Clemenceau (figure 28). A l inverse, la comparaison avec les données de fond urbain relevées à STRASBOURG Nord présente un nuage de points compact autour de la bissectrice, illustrant des niveaux de concentrations similaires entre les deux sites (figure 30). Période 2 : circulation normale (du 24/12/16-19h au 1/2/17) : Les corrélations entre les données horaires du laboratoire mobile observées rue de la Nuée Bleue et la station STRASBOURG Clemenceau (figure 29) sont bien meilleures en période de circulation, en lien avec la baisse des niveaux de particules entre la période 1 et 2. Les concentrations du laboratoire mobile sont encore mieux corrélées avec la station de fond urbain STRASBOURG Nord (figure 31). Période 1 : circulation restreinte Période 2 : circulation normale Figure 27 : Corrélation LM Remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 1) Figure 28 : Corrélation LM Remorque /STRASBOURG Clemenceau (période 2) Figure 29 : Corrélation LM Remorque /STRASBOU Figure 30 : Corrélation LM Remorque / (période 1) STRASBOURG Nord (période 2) 19/22

21 PM10 PM10 Cette analyse montre que les teneurs enregistrées rue de la Nuée Bleue sont caractéristiques d une pollution de fond urbain alimentée à la fois par le trafic routier et par les installations de combustion essentiellement du résidentiel, quelle que soit la période considérée. PM10 : Profils journaliers moyens Période 1 : circulation restreinte (du 01/12/16 au 24/12/16-18h) : Le profil journalier moyen du laboratoire mobile de la rue de la Nuée Bleue se confond avec celui de la station STRASBOURG Nord de 20h jusqu à 7h du matin (période d ouverture à la circulation). Entre 8h et 19h, le profil se positionne entre les deux sites (figure 32). Figure 31 : Profils journaliers moyens PM10 (période 1). Période 2 : circulation normale (du 24/12/16-19h au 1/2/17) : En période de circulation normale dans le centre-ville de Strasbourg, on constate une évolution similaire entre le profil journalier moyen du laboratoire mobile (rue de la Nuée Bleue) et celui de la station STRASBOURG Nord tous deux en deçà de celui de Strasbourg Clemenceau (figure 33). Figure 32 : Profils journaliers moyens PM10 (période 2). 20/22

22 3. CONCLUSION Comme pour la campagne de 2015, la campagne de 2016 n a pas permis de mettre clairement en évidence l impact de la restriction de la circulation dans le centre-ville de Strasbourg sur la qualité de l air, que ce soit sur les niveaux d oxydes d azote (NO et NO2) que de particules en suspension PM10. Le seul effet perceptible est une relative diminution des niveaux de NO2 par rapport à la station de référence Strasbourg Nord lors de la restriction de circulation dans le centre-ville (Profils moyens journaliers). Plusieurs facteurs explicatifs à cela : Une forte activité avant les fêtes de fin d année à l échelle de l agglomération, en lien avec le marché de Noël favorisant les émissions, suivi d une période de congés scolaires, La période d ouverture à la circulation (entre 20h et 11h), observable à travers les pics d émission sur les profils peu ou pas compensée par la période de circulation contrainte, Les conditions météorologiques plus favorables à la dispersion des polluants en seconde période (pluviométrie plus importante), L observation d un épisode majeur de pollution à l échelle de la région (entre le 19 et le 29 janvier 2017) en lien avec des températures très froides qui limite fortement la comparaison entre les deux périodes, Mais également le fait que le trafic routier soit déjà largement et en permanence contraint sur la Grande Ile ne favorisant pas ainsi d écarts importants de niveaux de pollution entre les deux périodes. 21/22

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24 Espace Européen de l Entreprise 5 rue de Madrid Schiltigheim Tél : Fax : contact@atmo-grandest.eu Siret APE 7120 B Association agréée de surveillance de la qualité de l air 23/22