Campagne de calage du NO 2 sur Charleville-Mézières pour l élaboration d une plateforme de modélisation fine

Transcription

1 1/10 En 2010, ATMO Champagne-Ardenne a réalisé une carte spatiale des concentrations en NO 2, au moyen de la pose de capteurs passifs sur la communauté d agglomération de Charleville- Mézières/Sedan. Cette cartographie annuelle a permis de mettre en évidence les zones d investigations complémentaires afin de s assurer du respect de la réglementation. En 2014, une campagne de mesure du dioxyde d azote (NO 2 ) a été réalisée sur le territoire carolomacérien, préfigurant une future mise en œuvre d une plateforme de modélisation de la qualité de l air sur Charleville-Mézières. Les prélèvements ont eu lieu tous les deux mois, sur deux semaines de mesures consécutives afin de prendre en compte la variabilité saisonnière. Cette étude a bénéficié du soutien financier de Cœur d Ardenne. 1) Présentation de la campagne a- Localisation des sites 20 sites de mesure de la pollution de fond ont été choisis et répartis sur l agglomération de Charleville- Mézières/ Sedan afin de visualiser le niveau d exposition moyen de la population. Afin d évaluer le niveau maximum d exposition à la pollution du trafic routier, 15 capteurs ont été installés sur des axes routiers potentiellement exposés à des niveaux de concentrations élevées (flux de véhicules importants, configuration de la rue). La figure 1 présente une vue générale de l emplacement des différents sites. Figure 1 : Vue générale des sites d études sur l agglomération de Charleville-Mézières/Sedan

2 2/10 La liste des sites est indiquée dans le tableau 1, ainsi que la typologie (fond ou proximité trafic). Tableau 1 : Liste des sites d études sur la ville de Charleville-Mézières b- Dates des campagnes de mesures Période Dates P1 23 au 30/01 P2 30/01 au 06/02 P3 20/03 au 03/04 P4 03 au 10/04 P5 21 au 28/05 P6 28/05 au 04/06 P7 24 au 31/07 P8 31/07 au 08/08 P9 16 au 23/09 P10 23 au 30/09 P11 25/11 au 02/12 P12 02 au 09/12 Tableau 2 : Dates des campagnes de mesures Il est à noter que la période P3 s est déroulée sur 2 semaines au lieu d une, les résultats peuvent cependant être exploités dans le cadre de cette campagne de calage.

3 3/10 2) Traitement des données a- Validation des mesures Durant les différentes périodes de mesure, des valeurs se sont avérées manquantes en raison de la disparition des capteurs sur trois sites. Deux sites de mesure (les points 6 et 35) se sont chacun vus invalider une période en raison de la possible surestimation de leurs valeurs par rapport à leurs plus proches voisins. Le site 25 s est également vu invalider deux périodes et le site 28 une période, en raison de valeurs anormalement basses pour des sites placés en proximité trafic. Ainsi entre 91 et 100% de données ont pu être exploitées sur cette campagne de mesure. b- Traitement des données manquantes Les valeurs manquantes à certaines périodes sont susceptibles d entraîner un biais dans la moyenne arithmétique annuelle du dioxyde d azote. Ainsi, pour les périodes pour lesquelles il manque une donnée sur certains sites, une régression linéaire entre la moyenne des 12 périodes et la moyenne des 11 autres périodes est effectuée. L utilisation de l équation de la droite permet alors de calculer les moyennes annuelles pour les sites sur lesquels une valeur est manquante. Les moyennes annuelles ainsi calculées sont des moyennes dites reconstituées. c- Représentativité sur l année Afin d évaluer la représentativité de la campagne de mesure par rapport à l ensemble de l année, la concentration moyenne mesurée sur les douze périodes de la campagne par l analyseur de la station fixe est comparée à la concentration moyenne annuelle de cette même station. Le tableau 3 indique la moyenne annuelle calculée à partir des différentes périodes et la moyenne annuelle de l analyseur. Moyenne annuelle obtenue à partir des douze périodes Moyenne annuelle 2014 de l analyseur Concentration en µg/m Tableau 3 : Etude de la représentativité de la campagne au niveau de la station «les Colibris» à Charleville- Mézières Un écart de 12% est constaté entre la moyenne calculée à partir des 12 périodes et la moyenne annuelle de la station. En tenant compte de l incertitude associée à la méthode de mesure, ces résultats sont considérés comme satisfaisants et donc représentatifs de l année.

4 4/10 3) Exploitation des résultats a- Evolution des teneurs en dioxyde d azote au cours de l année L évolution de la concentration moyenne en dioxyde d azote au cours des différentes périodes, ainsi que les moyennes annuelles reconstituées sur l ensemble des sites «de fond» et «trafic», est présentée dans la figure 2. Figure 2 : Teneurs moyennes en NO 2 des sites «de fond» et «trafic» Les concentrations moyennes en dioxyde d azote se révèlent être les plus faibles : Pour les sites «de fond» sur les périodes allant de mai à août, avec des teneurs minimales de 13 µg/m 3. Pour les sites «trafic» du 31 juillet au 08 août, avec des teneurs minimales de 33 µg/m 3,. Les teneurs moyennes maximales en dioxyde d azote sont observées : Pour les sites «de fond» du 02 au 09 décembre, avec des niveaux de 26 µg/m 3. Pour les sites «trafic» du 20 mars au 03 avril, avec des niveaux de 47 µg/m 3. Les valeurs hivernales sont habituellement plus élevées sur le sites de fond qu en été en raison : des conditions de dispersion des polluants moins favorables en hiver du fait de phénomènes d inversion thermique, des températures plus basses en hiver impliquant l utilisation d une nouvelle source de NO 2 : le chauffage, un rayonnement solaire plus important et des températures plus élevées en été, impliquant une réactivité plus grande du NO 2 qui se transforme en ozone. b- Cartographie des teneurs moyennes annuelles en dioxyde d azote sur le territoire La figure 3 présente les concentrations moyennes annuelles «de fond» et «trafic» en NO 2 sur l agglomération. Un zoom sur la ville de Charleville-Mézières, présenté en figure 4, permet de mieux visualiser la répartition des niveaux de concentrations annuelles en dioxyde d azote sur les sites «de fond» et «trafic».

5 5/10 Figure 3 : Carte des concentrations moyenne annuelles en NO 2 des sites «de fond» et «trafic» sur le territoire

6 6/10 Place Ducale Cours Aristide Briand Hôtel de ville Figure 4 : Répartition des concentrations moyennes annuelles en NO 2 des sites «de fond» et «trafic» sur la ville de Charleville-Mézières

7 7/10 Les concentrations moyennes annuelles les plus élevées sont observées : Pour les sites «de fond» au niveau de la place de l Hôtel de ville et la place Ducale, avec des niveaux respectifs de 27 et 29 µg/m 3. Pour les sites «trafic» sur le boulevard Gambetta, la rue de Mont Joly et l avenue Charles de Gaulle, avec des niveaux variant entre 51 et 64 µg/m 3. c- Cartographie des teneurs maximales annuelles en dioxyde d azote sur le territoire La cartographie des concentrations maximales, figure 5, a été élaborée à partir de la période allant du 02 au 09 décembre, au cours de laquelle ont été observées majoritairement les concentrations en NO 2 les plus élevées. Un zoom sur la ville de Charleville-Mézières, présenté en figure 6, permet de mieux visualiser la répartition des niveaux de concentrations maximales annuelles en dioxyde d azote sur les sites «de fond» et «trafic». Figure 5 : Carte des concentrations maximales annuelles en NO 2 des sites «de fond» et «trafic» sur le territoire

8 8/10 Place Ducale Cours Aristide Briand Hôtel de ville Figure 6 : Répartition des concentrations maximales annuelles en NO 2 des sites «de fond» et «trafic» sur la ville de Charleville-Mézières

9 9/10 Les concentrations maximales en NO 2 sont : Pour les sites «de fond», comprises entre 27 et 33 µg/m 3, et sont toujours retrouvées au niveau de la place Ducale et de la place de l Hôtel de ville, mais également à proximité des entrées nord et sud du centre-ville. Pour les sites en proximité trafic, retrouvées sur la rue de Mont Joly, le boulevard Gambetta et l avenue Charles de Gaulle, identifiés ainsi comme points «sensibles», avec des teneurs annuelles dépassant les 50 µg/m 3. 4) Comparaison à la réglementation Le tableau 4 présente la réglementation en vigueur pour le dioxyde d azote. La valeur limite est un niveau fixé sur la base de connaissances scientifiques dans le but d éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine et/ou l environnement. Ce niveau est à atteindre dans le délai donné et à ne pas dépasser une fois atteint. Pour déterminer les mesures à mettre en œuvre dans une zone, la réglementation fixe, pour certains polluants, un seuil d évaluation supérieur et un seuil d évaluation inférieur. Entre le seuil d évaluation supérieur et le seuil d évaluation inférieur, une combinaison de mesures et de techniques de modélisation peut être employée pour évaluer la qualité de l air ambiant. Au-dessus du seuil d évaluation supérieur, des mesures doivent être réalisées régulièrement afin d évaluer le respect des seuils prescrits pour la protection de la santé humaine. En dessous du seuil d évaluation inférieur, seules les techniques de modélisation ou d estimation objective peuvent être employées pour évaluer la qualité de l air. Concentration en µg/m 3 Seuil d évaluation inférieur 26 Valeurs annuelles Seuil d évaluation supérieur 32 Valeur limite 40 Tableau 4: réglementation pour le NO 2 (Décret n du 21/10/10 et Directive 2008/50/CE) L ensemble des sites «de fond» présentent des teneurs largement inférieures à la valeur limite. Deux points de mesure «Place de l hôtel de ville» et «Place Ducale» présentent des teneurs moyennes annuelles de 27 et 29 µg/m 3, dépassant ainsi le seuil d évaluation inférieur pour le NO 2. Ces sites «de fond» sont situés en plein cœur du centre-ville et sont de ce fait soumis à l influence du trafic routier, ce qui peut expliquer les niveaux plus élevés observés sur ces sites par rapport aux autres sites «de fond». Concernant les sites en proximité trafic, la valeur limite annuelle a été dépassée sur six sites, avec une teneur maximale de 64 µg/m 3 relevée sur la rue de Mont Joly, comme le montre le tableau 5.

10 10/10 Emplacement Moyenne annuelle reconstituée Lampadaire,4 boulevard Gambetta 51 Lampadaire, 30 Avenue du général Leclerc 44 Lampadaire, 10rue du Faubourg de pierre 43 Lampadaire, 41 rue de Mont joly , avenue de gaulle, Lampadaire 51 97, Avenue Charles de Gaulle, Lampadaire 53 Tableau 5: Concentrations annuelles des sites «trafic» Au cours de cette campagne de mesure, la valeur limite a été respectée sur l ensemble des sites «de fond». Cependant, deux sites «de fond» dépassent le seuil d évaluation inférieur, niveau au-delà duquel une combinaison de mesures et de techniques de modélisation peut être employée pour évaluer la qualité de l air ambiant. Sur les sites «trafic» où la valeur limite a été dépassée pour six points de mesure, 3 points en particulier ont révélé des niveaux élevés dépassant les 50 µg/m 3, il s agit: Du boulevard Gambetta De la rue de Mont joly De l avenue Charles de Gaulle Une évaluation par méthode de référence pour le NO 2 devra être menée sur toute une année civile sur un de ces 3 sites «trafic», pour confirmer les résultats issus de cette campagne de mesure En tenant compte des contraintes techniques et environnementales requises par l implantation d une unité mobile, le boulevard Gambetta pourrait être pressenti comme futur site d évaluation du NO 2.