DIAGNOSTIC 2010 DE LA QUALITÉ DE L AIR SUR L AGGLOMÉRATION TROYENNE

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1 Protégeons ensemble l air que nous respirons DIAGNOSTIC 2010 DE LA QUALITÉ DE L AIR SUR L AGGLOMÉRATION TROYENNE TRICASS AIR 2010 Avril 2013 Référence de l'étude : étude MO-TRI-12/01-EDS/JLP/CEP SURVEILLANCE DE LA QUALITE DE L AIR EN CHAMPAGNE-ARDENNE 2 Rue Léon PATOUX REIMS CEDEX 2 Tél Fax contact@atmo-ca.asso.fr - Website :

2 - Conditions de Diffusion : * Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous: * Toute utilisation partielle ou totale de ce document devra porter la mention: "Source d'information ATMO CA- étude MO-TRI- 12/01-EDS/JLP/CEP". * Les données contenues dans ce document restent la propriété d'atmo Champagne-Ardenne. * ATMO Champagne-Ardenne n est en aucune façon responsable des interprétations, travaux intellectuels et publications diverses issus de ce document et pour lesquels elle n aurait pas donné d accord préalable. Personne en charge du dossier Rédaction Charles-Elie PETITJEAN, Chargé d'etudes Vérification Jérôme LE PAIH, Responsable Modélisation Approbation Emmanuelle DRAB-SOMMESOUS, Directrice Rapport d'étude MO-TRI-12/01-EDS/JLP/CEP Diagnostic 2010 de la qualité de l'air sur l'agglomération troyenne (Tricass'Air 2010)

3 SOMMAIRE INTRODUCTION... 1 I. PRESENTATION DE LA PLATEFORME DE MODELISATION TRICASS AIR... 2 I.1. FONCTIONNEMENT DE TRICASS AIR... 2 I.1.1 L inventaire des émissions... 3 I.1.2 Les paramètres météorologiques... 3 I.1.3 La configuration du territoire... 3 I.1.4 Les niveaux de fond... 3 I.2. DOMAINE D ETUDE... 4 I.3. POLLUANTS ETUDIES... 6 I.3.1 Dioxyde d azote : NO I.3.2 Les particules : PM10, PM II. TRICASS AIR : CARTOGRAPHIES / LOCALISATION DES SECTEURS EXPOSES SUR L AGGLOMERATION... 9 II.1. RESULTATS TRICASS AIR II.1.1 Validité des sorties de Tricass Air... 9 II.1.2 Dioxyde d azote : NO II.1.3 Particules fines : PM II.1.4 Particules très fines : PM III. TRICASS AIR : EXPOSITION DE LA POPULATION SUR L AGGLOMERATION III.1. LOCALISATION DE LA POPULATION III.2. POPULATION EXPOSEE III.2.1 Méthodologies III.2.2 Estimation de la population exposée à un dépassement réglementaire III.2.3 Estimation de la population exposée par intervalle de concentration et par polluant IV. TRICASS AIR : ETUDE DE CONTRIBUTION DES DIFFERENTS SECTEURS D EMISSIONS AUX CONCENTRATIONS MODELISEES IV.1. IV.2. DIOXYDE D AZOTE :NO PARTICULES FINES : PM10 & PM CONCLUSION... 33

4 Introduction L agglomération troyenne regroupe 18 communes au 1 er janvier 2013 pour une population de habitants. La qualité de l air sur cette région est surveillée par ATMO Champagne Ardenne notamment par 3 stations fixes : Troyes la Tour, Troyes Sainte-Savine et Troyes Saint-Parres-aux- Tertres. Elles mesurent en continu les polluants réglementés en air ambiant, et permettent le suivi de l exposition moyenne de la population. Afin d affiner sa connaissance de la répartition spatiale de la pollution atmosphérique sur l agglomération troyenne, ATMO CA a développé durant l année 2012, avec le soutien financier du Grand Troyes, un outil de modélisation adapté à l échelle urbaine appelé Tricass Air. Cet outil permet : - La réalisation de diagnostics exhaustifs par polluant à l échelle de la rue et un suivi dans le temps de sites les plus exposés à la pollution atmosphérique sur l agglomération. - Un état des sites ne respectant pas la réglementation et une estimation de population exposée associée. - La fourniture d indicateurs pour le suivi de plans (PDU, agenda 21, ) - La réalisation par la suite d études prospectives intégrant des scenarii d actions de réduction de la pollution atmosphérique. Ce rapport présente la plateforme Tricass Air, ainsi que les premiers résultats et cartographies issues de cet outil pour l année Trois polluants réglementés et susceptibles d être observés à des niveaux de concentration élevés en zone urbaine ont été étudiés : le dioxyde d azote (NO 2 ), les poussières fines (PM10) et les poussières très fines (PM2.5). 1 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

5 I. Présentation de la plateforme de modélisation Tricass Air La modélisation permet d'analyser des phénomènes réels et d estimer ou prévoir des résultats à partir de l'application d'une ou plusieurs théories à un niveau d'approximation maitrisé. I.1. Fonctionnement de Tricass Air Le cœur de la plateforme de modélisation est constitué du logiciel de dispersion physicochimique ADMS Urban développé par le CERC et adapté à l échelle urbaine. La Figure 1 récapitule les quatre grands jeux de données alimentant le modèle. Figure 1: Fonctionnement de la Plateforme Tricass Air Les premières sorties de modélisation ont porté sur l année 2010 en lien avec les jeux de données d entrée disponibles. Ceci permet de disposer d un diagnostic de la qualité de l air sur l agglomération à un point zéro avant toutes études de scénarisation. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 2

6 I.1.1 L inventaire des émissions Il s agit de comptabiliser l ensemble des émissions de polluants qui se produisent sur l agglomération. Cet inventaire est issu du travail d ATMO Champagne-Ardenne (inventaire A08M10) selon des méthodologies de référence nationale, il couvre une vingtaine de polluants sur l ensemble de la région, sur plus de 400 activités classées selon la nomenclature européenne SNAP (Selected Nomenclature for Air Pollution) et réparties en grands secteurs : trafic routier, résidentiel/tertiaire, industrie, énergie, agriculture, émissions naturelles. Le calcul d émission d un polluant lié à une activité pour une période donnée, consiste à croiser une information de base détaillée (information statistique, comptages routiers, consommation énergétique, ) avec des facteurs d émissions unitaires dépendant de l activité et du polluant et issus d expériences métrologiques ou de modélisation. La quantité de polluant émise sur un territoire est la somme des émissions relatives à ce polluant, engendrées par chaque source présente dans la zone d'étude. L exhaustivité d un inventaire est dépendante de la qualité des données d entrée disponibles. Une attention particulière a été portée sur le secteur du transport routier, principal émetteur de NOx, et de poussières de l agglomération (voir paragraphe I.3). Dans le cadre de Tricass Air 2010, les données de trafic ont été principalement fournies par le Grand Troyes et le conseil général de l Aube. I.1.2 Les paramètres météorologiques Les données météorologiques influent sur la dispersion et les réactions chimiques des polluants. Ce sont les données horaires 2010 de la station Troyes Barberey de Météo France qui ont été utilisées. Les paramètres météorologiques utilisés sont : - la vitesse et la direction du vent à 10 m, - la température sous abri, - le cumul de précipitations, - la nébulosité globale, - le rayonnement global. I.1.3 La configuration du territoire Les données géolocalisées de bâti permettent de lister les rues dites canyon, défavorables à une bonne dispersion des polluants, et de quantifier également la population exposée à un dépassement réglementaire. Ces données géolocalisées sont issues de la base IGN BDTopo. I.1.4 Les niveaux de fond L inventaire des émissions permet de prendre en compte l activité de la zone d étude. Afin d intégrer également les apports extérieurs au territoire, les données des stations de mesures d ATMO Champagne-Ardenne sont utilisées pour estimer le fond de pollution qui rentre dans la zone d étude. Ce sont les données 2010 du dispositif fixe de surveillance d ATMO Champagne-Ardenne qui ont été extraites. 3 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

7 I.2. Domaine d étude Tricass Air a été développé pour couvrir l agglomération de Troyes, comprenant 18 communes pour une population municipale légale de habitants au 01 janvier 2013 (INSEE). La commune de Torvilliers a rejoint le Grand Troyes en 2013 et a donc été ajouté pour la cartographie 2010 de Tricass Air. Carte 1: Communes du Grand Troyes Afin de caler / valider Tricass Air 2010, les mesures suivantes ont été utilisées : - 3 stations fixes en 2010 : Troyes-La Tour (NO 2, PM10), Troyes-Sainte Savine (NO 2, PM10, PM2.5), Troyes-Saint-Parres-aux-Tertres (O 3 ). (voir carte 2) - 1 campagne de mesures au moyen de tubes passifs NO 2 en 2009 (non présenté sur la carte 2). Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 4

8 Carte 2: Localisation du dispositif de mesures ATMO Champagne-Ardenne en 2010 Définitions : Station dite «urbaine» : il s agit de suivre l exposition moyenne de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique de fond dans les centres urbains. Station dite «périurbaine» : il s agit de suivre le niveau moyen d exposition de la population aux phénomènes de pollution atmosphérique de fond à la périphérie du centre urbain, en particulier la pollution photochimique (l ozone et ses précurseurs). Station dite «trafic» : il s agit de fournir des informations sur les concentrations mesurées dans des zones représentatives du niveau maximum d exposition auquel la population, située en proximité d une infrastructure routière, est susceptible d être exposée. A noter qu aucune station dite «trafic» n est présente sur le territoire du Grand Troyes. 5 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

9 I.3. Polluants étudiés Trois polluants principaux ont été retenus pour cette étude : le dioxyde d azote (NO 2 ), les particules fines (PM10) et très fines (PM2.5). Il s agit de polluants pour lesquels des valeurs réglementaires existent, et dont les concentrations les plus élevées sont généralement observées dans les zones urbaines. I.3.1 Dioxyde d azote : NO 2 Les oxydes d azote (NOx) sont constitués par le monoxyde d azote (NO) et le dioxyde d azote (NO 2 ). Ils sont formés dans toutes les combustions d énergies fossiles, à haute température et par association de l azote et de l oxygène de l air. Le NO 2 est un gaz irritant qui pénètre profondément dans les voies respiratoires provoquant une altération des alvéoles et une inhibition des défenses pulmonaires. Il est également responsable des dommages causés aux bâtiments et végétaux de par son élimination de la phase gazeuse sous forme de dépôt sec ou de liquide (il participe de ce fait à son acidification). Au niveau régional, les sources principales sont le transport routier à 56% puis l industrie à 17% et l agriculture à 14%. Sur le territoire de l agglomération de Troyes, les principales sources sont le transport routier à 58%, l industrie à 11% et le résidentiel tertiaire à 21%. 14% 2% 3% 2% 9% 21% 56% 17% 58% 11% 2% 5% AGRICULTURE BATIMENT ENERGIE AUTRES TRANSPORTS INDUSTRIE TRANSPORT ROUTIER Figure 2: Emissions de NOx en région (gauche) et sur l agglomération de Troyes (droite) en 2008 (source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire A08M11-secten) Réglementation NO 2 en μg/m 3 Valeur limite annuelle Tableau 1: Réglementation NO 2 (Décret n du 21/10/10) Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 6

10 I.3.2 Les particules : PM10, PM2.5 Les particules fines (PM10) et très fines (PM2.5) sont des poussières en suspension de taille inférieure respectivement à 10 microns et 2.5 microns. Elles sont issues de phénomènes d érosion, de combustion, ou de réactions chimiques. Au niveau régional, les sources principales de PM10 sont l agriculture à 52% puis le résidentiel tertiaire à 23%. Sur le territoire de l agglomération de Troyes, les principales sources sont le résidentiel tertiaire à 38%, suivi par l industrie à 28% et le transport routier à 24%. 0% 13% 23% 11% 52% 0% 28% 24% 9% 1% 38% 1% AGRICULTURE AUTRES TRANSPORTS BATIMENT INDUSTRIE ENERGIE TRANSPORT ROUTIER Figure 3: Emissions de PM10 en région (gauche) et sur l agglomération de Troyes (droite) en 2008 (source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire A08M11-secten) Concernant les PM2.5, au niveau régional, les sources principales sont l agriculture à 38% puis le résidentiel tertiaire à 37%. Sur le territoire de l agglomération de Troyes, les principales sources sont le résidentiel tertiaire à 47%, suivi par les transports routiers à 23% et l industrie à 21%. 0% 11% 13% 38% 0% 23% 8% 1% 37% 21% 47% 1% AGRICULTURE BATIMENT ENERGIE AUTRES TRANSPORTS INDUSTRIE TRANSPORT ROUTIER 7 Figure 4: Emissions de PM2.5 en région (gauche) et sur l agglomération de Troyes (droite) en 2008 (source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire A08M11-secten) Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

11 Les poussières sont des polluants irritants et leurs impacts est très dépendant de leur diamètre. En effet les particules les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures tandis que les plus fines peuvent pénétrer plus profondément dans les voies respiratoires. Leur toxicité est accentuée du fait qu elles peuvent transporter des composés nocifs et cancérogènes (plomb, hydrocarbures, ). Deux valeurs limites réglementaires annuelles existent pour les poussières fines PM10 : une moyenne annuelle de 40 μg/m 3 à ne pas dépasser, ainsi qu un nombre de jours avec une moyenne journalière supérieure à 50 μg/m 3 qui ne doit pas dépasser 35 fois par an. Pour ce premier exercice de modélisation, seule la moyenne annuelle a été déterminée et comparée à la réglementation. Réglementation PM10 en μg/m 3 Valeur limite annuelle Depuis μg/m3/jour à ne pas dépasser plus de 35 jours par an Tableau 2: Réglementation PM10 (Décret n du 21/10/10) Réglementation PM2.5 en μg/m 3 Valeur limite annuelle A partir de Tableau 3: Réglementation PM2.5 (Décret n du 21/10/10) Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 8

12 II. Tricass Air : Cartographies / Localisation des secteurs exposés sur l agglomération II.1. Résultats Tricass Air 2010 II.1.1 Validité des sorties de Tricass Air La législation européenne impose des objectifs de qualité des données modélisées en termes d incertitudes (Directive 2008/50/CE). Ils sont résumés dans le Tableau ci-dessous : Incertitude du modèle Anhydride sulfureux, dioxyde d azote et oxydes d azote, et monoxyde de carbone Benzène Particules (PM10/PM2.5) et plomb Ozone, NO et NO 2 Par heure 50 % % Moyennes sur 8 heures 50 % % Moyennes journalières 50 % -- Non encore défini -- Moyennes annuelles 30 % 50 % 50 % -- Tableau 4: Objectifs de qualité des données modélisées en termes d incertitudes maximales pour l évaluation de la qualité de l air ambiant La Directive définit «l incertitude pour la modélisation comme l écart maximal des niveaux de concentration mesurés et calculés de 90 % des points de surveillance particuliers, sur la période considérée pour la valeur limite (ou la valeur cible dans le cas de l ozone), sans tenir compte de la chronologie des événements». Cette incertitude se détermine à partir de mesures effectuées selon des méthodologies de référence, telles que celles utilisées dans les stations fixes d ATMO Champagne-Ardenne. Suivant le polluant considéré, ATMO Champagne-Ardenne dispose de 2 à 3 stations fixes permettant une comparaison des niveaux de concentration mesurés et calculés, rendant difficile l application des 90% de points de surveillance tel que défini dans la directive. Dans le cas de Tricass Air, l incertitude retenue est ainsi l écart maximal des niveaux de concentration mesurés et calculés aux stations fixes. a - Dioxyde d azote : NO 2 Le graphique 1 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes pour le dioxyde d azote sur les années 2009 et Le modèle a également été testé sur l année 2009 afin de pouvoir utiliser la campagne NO 2 de tubes passifs effectuée cette année-là. Dans ce cas, seuls les paramètres météorologiques et les données de fond sont mis à jour pour l année considérée. 9 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

13 Moyenne annuelle en μg/m Mesure Tricass'Air 0 La Tour Ste Savine Graphique 1: Comparaison modèle/mesure aux stations fixes 2010 NO 2 Avec un biais relatif de 0.3% au niveau de la station de La Tour, et un biais relatif de 6.5% au niveau de la station de Sainte Savine, le modèle reproduit très bien les niveaux de concentration moyens annuels en NO 2 aux stations. En complément de la validation du modèle aux stations fixes, directement comparable à la Directive, Tricass Air est également testé et comparé aux mesures réalisées lors de campagnes par tubes à diffusion passive en NO 2. Cette technique de mesure permet une estimation des concentrations et la multiplication du nombre de sites évalués. Le graphique 2 ci-dessous présente les niveaux de concentration mesurés et modélisés sur une cinquantaine de sites différents en Le graphique 3 quant à lui, présente la corrélation mesure/modèle sur ces mêmes points. 45 Moyenne annuelle en μg/m Mesures Tricass'Air Graphique 2: Comparaison mesure /modèle année 2009 NO 2 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 10

14 Graphique 3: Corrélation mesure /modèle année 2009 NO 2 Sur l année 2009, les comparaisons modèle/mesure montrent que le modèle reproduit bien la variabilité spatiale des niveaux de concentration en NO 2. Un point en particulier (56) est largement sous-estimé par le modèle, dû à la spécificité du lieu et au stationnement continu de bus durant la journée, que le modèle reproduit difficilement. La corrélation modèle/mesure est de Le modèle est donc validé pour le NO 2. b - Particules : PM10 et PM2.5 Le graphique 4 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes pour les PM10 et PM2.5 respectivement pour les années 2010 et Moyenne annuelle en μg/m Mesure Tricass'Air 0 La Tour (PM10) Ste Savine (PM10) Ste Savine (PM2.5) Graphique 4: Comparaison modèle/mesure aux stations fixes 2010 PM10/PM Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

15 Le modèle est très bien calé sur l année 2010 pour les particules avec un biais relatif moyen de 3% pour les PM10 et de 1% pour les PM2.5 (*un seul point de comparaison pour les PM2.5). c - Bilan des incertitudes de Tricass Air Le Tableau 5 ci-dessous récapitule les incertitudes obtenues avec Tricass Air au niveau des stations fixes. Tricass 2010 Directive 2008/50/CE NO % 30 % PM % 50 % PM2.5 1 %* 50 % Tableau 5: incertitudes Tricass Air sur les moyennes annuelles Les incertitudes associées à Tricass Air respectent ainsi largement les objectifs de qualité fixés par la directive européenne, et ce pour l ensemble des polluants étudiés. II.1.2 Dioxyde d azote : NO 2 La Carte 3 présente les concentrations moyennes annuelles en NO 2 estimées par Tricass Air pour l année 2010 sur l ensemble de l agglomération. Les Carte 4 et 5 montrent un agrandissement sur le centre historique de Troyes : «le bouchon de champagne». Les niveaux les plus élevés en NO2 apparaissent au niveau des axes majeurs et «du bouchon de champagne». A l inverse les concentrations annuelles les plus faibles s observent dans des zones moins urbanisées et moins traversées par des routes avec un trafic important. Des dépassements de la valeur annuelle sont à noter, mais reste localisés au bord de quelques axes routiers et carrefours principaux. Ceux-ci se distinguent nettement sur les cartographies et notamment : - Certaines portions du périphérique (1). - La rue Jaillant Deschainets (2) - Au carrefour entre le boulevard Carnot et la rue Voltaire (3). - Au carrefour entre le Boulevard du 14 Juillet et l avenue Pierre Brossolette (4). - Le début de l avenue Pasteur (5). ATMO Champagne Ardenne émet des doutes sur l estimation du trafic dans la rue Jaillant Deschainets avec une surestimation potentielle. Un comptage prévu en 2013 permettra vérifier l information. Ces cartographies mettent en évidence quelques dépassements réglementaires. Ils sont cependant restreints à quelques courts tronçons et quelques carrefours. Certain axes majeurs présentent des concentrations proches de la valeur limite : boulevard Georges Pompidou, rue du Faubourg Croncels, avenue Major Général Georges Vanier, chaussée du Vouldy. L évolution de ces axes sera à surveiller dans les prochaines réactualisations de Tricass Air. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 12

16 Carte 3: Teneurs annuelles en NO2 année 2010 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

17 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 14 Carte 4: Teneurs annuelles en NO2 année 2010

18 15 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) Carte 5 : Teneurs annuelles en NO2 année 2010

19 II.1.3 Particules fines : PM10 La carte 6 présente les concentrations moyennes annuelles en PM10 estimées par Tricass Air pour l année En comparaison des cartographies relatives au NO 2, les cartographies PM10 montrent des niveaux de concentration plus homogènes sur l agglomération, et une variabilité spatiale plus limitée. Cette observation est corrélée aux sources d émissions de ces deux polluant, le NO 2 est principalement émis par le trafic routier directement dans la zone d étude alors que les particules (PM10 et PM2.5) ont des sources multiples (voir paragraphe I.3), également extérieures à la zone d étude. Les niveaux relevés sur l agglomération sont en deçà de la valeur limite annuelle de 40μg/m 3. Les secteurs exposés à des niveaux de concentration élevés en PM10 sont similaires à ceux précédemment décrits pour le NO 2. Le centre-ville de Troyes apparait plus impacté, et les principaux axes de circulation se distinguent par des niveaux élevés. Une autre valeur limite annuelle est en vigueur pour les PM10. On ne doit pas dépasser plus de 35 jours par an la moyenne journalière de 50 μg/m 3. Les cartes 7, 8 et 9 mettent en évidence ce nombre de jours. Les rues et carrefours impactées par des dépassements réglementaires sont les mêmes que pour le NO 2 et peu nombreux. Plusieurs axes sont exposés à des valeurs proches des valeurs limites et seront également à surveiller dans les années à venir. L influence des émissions du résidentiel tertiaire, et plus particulièrement du chauffage au bois, s observe très bien sur les différentes cartes. En effet chaque zone urbanisée présente des émissions de poussières plus élevées que sur des zones où aucune habitation n est présente. Cependant, en périphérie des zones urbaines on tend rapidement vers le niveau de fond. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 16

20 17 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) Carte 6 : Teneurs annuelles en PM10 année 2010

21 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 18 Carte 7 : Nombre de jours de dépassement du 50 μg/m 3 - année 2010

22 19 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) Carte 8 : Nombre de jours de dépassement du 50 μg/m 3 - année 2010

23 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 20 Carte 9 : Nombre de jours de dépassement du 50 μg/m 3 - année 2010

24 II.1.4 Particules très fines : PM2.5 La carte 10 présentent les concentrations moyennes annuelles en PM2.5 estimées par Tricass Air pour l année De nombreuses similitudes avec les PM10 sont observables. Les niveaux de concentration sont assez homogènes sur l agglomération, et la variabilité spatiale est plus limitée que pour le NO 2. Les secteurs exposés à des niveaux de concentration élevés en PM2.5 sont similaires à ceux précédemment décrits : le centre-ville de Troyes et les principaux axes de circulation se distinguent par des niveaux élevés. L influence des émissions du résidentiel tertiaire, et plus particulièrement du chauffage au bois, s observe également sur la cartographie des PM2.5. Les mêmes observations que pour les PM10 peuvent être faites avec des émissions en PM2.5 plus élevées sur des zones habitées. Aucun dépassement réglementaire n est identifié par le modèle. 21 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

25 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 22 Carte 10 : Teneurs annuelles en PM2.5 année 2010

26 III. Tricass Air : Exposition de la population sur l agglomération L estimation de la population exposée à des dépassements réglementaires repose sur le croisement de deux informations : - La localisation des zones en dépassement réglementaire issue de la plateforme Tricass Air - La localisation de la population X Secteurs en dépassement réglementaire Bâtiments «habités» de Figure 5: Principe de quantification de la population exposée Il n existe à ce jour aucune méthodologie de référence pour l estimation de la population exposée à des dépassements réglementaires en air ambiant. Afin de palier à ce manque, ATMO Champagne-Ardenne utilise deux méthodologies : la méthodologie 1 est issue du cadre réglementaire du bruit (arrêté du 4 avril 2006), la méthodologie 2 a été développée en interne afin d adapter la méthodologie 1 à cette thématique de l air. 23 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

27 III.1. Localisation de la population Les informations relatives à la population sont issues de l Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques (INSEE), qui fournit un nombre d habitants à l IRIS pour une année donnée. Définitions : Iris : Les communes d'au moins habitants et une forte proportion des communes de à habitants sont découpées en IRIS. L'IRIS constitue la brique de base en matière de diffusion de données infra-communales. Il doit respecter des critères géographiques et démographiques et avoir des contours identifiables sans ambigüité et stables dans le temps. Bâtiment habitable : On entend par bâtiment habitable, tout bâtiment dont l usage premier est l habitation. Sont exclus les bâtiments industriels, tertiaires, d enseignement, de santé, religieux, etc Bâtiment sensible : On entend par bâtiment sensible, tout bâtiment accueillant des enfants (crèche à collège), des personnes âgées ou des personnes médicalisées (établissements de santé). Afin d affiner cette information et de répartir au mieux la population, les habitants à l Iris sont «projetés» dans les bâtiments dits «habitables», proportionnellement à leur volume. La base de données des bâtiments utilisée est celle de l IGN BD TOPO III.2. Population exposée III.2.1 Méthodologies La méthodologie 1 s inspire fortement de la méthode officielle d estimation de l exposition de la population au bruit. D après celle-ci, l estimation du nombre de personnes exposées vivant dans des bâtiments d habitation «est effectuée en affectant à chaque bâtiment le niveau de bruit évalué en la façade la plus exposée». La population à associer à ce niveau de bruit est «la totalité de la population du bâtiment considéré». Transposé à la qualité de l air, une approche de cette méthodologie revient à lister les bâtiments intersectant la zone en dépassement réglementaire, et à sommer l intégralité de la population des bâtiments considérés. La carte 11 (gauche), centré sur un exemple de rue en dépassement, permet d illustrer cette méthodologie. Sont représentés sur cette carte : - La zone en dépassement réglementaire : surface en croisillons - Les bâtiments non exposés en gris, et ceux exposés en rouge et dont il convient de sommer la population. L objectif de cette méthode est de fournir un cadre harmonisé pour des comparaisons européennes. Il est admis que cette évaluation de la population exposée est conventionnelle et correspond vraisemblablement à une surestimation. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 24

28 Face à ce constat, ATMO Champagne-Ardenne a développé en interne une méthodologie permettant d approcher au plus juste l état réel de l exposition à la pollution atmosphérique. Les deux principales différences sont les suivantes : - la population exposée au dépassement est comptabilisée proportionnellement à la surface de bâtiment considérée comme exposée et non plus en intégralité, - La notion d incertitude liée au modèle d une part mais aussi au transfert de pollution entre la rue et l intérieur du bâtiment est prise en compte au travers de l utilisation d un maillage supplémentaire venant se superposer à la surface en dépassement estimée par Tricass Air. Ce maillage a été dimensionné avec le souci d intégrer à minima la largeur des bâtiments longeant un axe exposé à des dépassements. La carte 11 (droite), centrée sur la rue en dépassement, permet d illustrer cette autre méthodologie. En comparaison de la méthodologie transposée de la réglementation du bruit, les bâtiments exposés ne sont plus sélectionnés en intégralité mais en meilleure adéquation avec la zone en dépassement modélisée. Carte 11: illustration méthodologie réglementation du bruit à gauche (Méthodologie 1) et méthodologie ATMO CA à droite (Méthodologie 2) 25 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

29 III.2.2 Estimation de la population exposée à un dépassement réglementaire L analyse des sorties Tricass Air 2010 sur l agglomération troyenne montre que les surfaces en dépassement réglementaire pour le NO 2 sont incluses dans celles relatives au nombre de jours de dépassements de la moyenne journalière de 50 μg/m 3 pour les PM10. C est donc sur cette valeur limite des PM10 que la quantification de la population exposée a été réalisée, ce qui correspond au cas le plus défavorable. Le tableau 6 présente les estimations selon les deux méthodologies sur l année La fourchette haute correspond à la méthodologie 1 (cadre réglementaire du bruit), la fourchette basse à la méthodologie 2 (ATMO Champagne-Ardenne). Population exposée Nbre d habitants exposés Pourcentage % 0.3% Tableau 6: Quantification de la population exposée Sur l année 2010, entre 0.3 et 0.6% de la population de l agglomération troyenne a été exposée à un dépassement réglementaire en air ambiant pour les polluants suivis, en considérant les valeurs limites à respecter. III.2.3 Estimation de la population exposée par intervalle de concentration et par polluant Cette estimation a été réalisée en utilisant la méthodologie ATMO CA. Elle permettra dans les prochaines sorties de Tricass Air d observer l évolution de cette exposition de la population par tranche de concentration. Le graphique 5 présente le pourcentage de population exposée par intervalle de concentration pour les NO 2 sur % de la population est exposée à des valeurs allant entre 15 et 25 μg/m 3 et environ 4% à des valeurs élevées ou à des dépassements de la valeur limite annuelle. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 26

30 50.0% 46.7% 45.0% 40.0% Pourcentage de population exposée 35.0% 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 8.2% 31.2% 10.0% 2.7% 0.9% 0.2% 0.0% > 40 Moyenne annuelle en NO 2 en μg/m 3 Graphique 5 : Exposition de la population : NO 2 Le graphique 6 présente le pourcentage de population exposée par intervalle de concentration pour les PM10. La majorité de la population de l agglomération troyenne est exposée à des valeurs allant de 20 à 30 μg/m 3. Aucun habitants n est exposés à un dépassement de la valeur limite de 40 μg/m 3. Il existe également un objectif de qualité de l air qui est fixé à 30 μg/m % de la population est exposée à des valeurs supérieur à cet objectif. 60.0% 54.3% 50.0% 44.3% Pourcentage de la population exposée 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 1.3% 0.0% 0.0% 0.0% > 40 Moyenne annuelle en PM10 en μg/m 3 Graphique 6 : Exposition de la population : PM10 27 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

31 Le graphique 7 présente le pourcentage de la population exposée par intervalle de nombre de jours de dépassement du 50 μg/m 3 en moyenne journalière pour les PM10. La majorité de la population est exposée à moins de 20 jours de dépassements. 2.4% de la population est exposée à un nombre de dépassement proche de la valeur limite et 0.3 % à plus de 35 jours par an. 60.0% 51.0% Pourcentage de po la population exposée 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 28.8% 12.6% 4.9% 0.1% 1.8% 0.6% 0.3% > 35 Nombre de jours de dépassement du 50μg/m 3 Graphique 7 : Exposition de la population : Jours de dépassement du 50 μg/m 3 de la moyenne journalière en PM10 Le graphique 8 présente le pourcentage de population exposée par intervalle de concentration pour les PM2.5. La population n est pas exposée à des dépassements de la valeur réglementaire annuelle de 29 μg/m 3. Les habitants du Grand Troyes sont soumis à des concentrations allant de 15 à 25 μg/m 3. Il est à noter qu un objectif de qualité de l air est fixé à 10 μg/m 3 pour les PM2.5. La totalité de la population est exposée à des valeurs supérieures à cet objectif. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 28

32 Pourcentage de la population exposée 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 89.8% 10.1% 0.0% 0.0% 0.0% 0.1% 0.0% > 29 Moyenne annuelle en PM2.5 en μg/m 3 Graphique 8 : Exposition de la population : PM Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

33 IV. Tricass Air : Etude de contribution des différents secteurs d émissions aux concentrations modélisées Après avoir diagnotiqué la qualité de l air sur l agglomération troyenne à l aide de Tricass Air, ATMO Champagne Ardenne s est également intéréssé aux contributions des différents secteurs d émissions sur les concentrations estimées par le modèle. Cette partie s attache donc à définir les leviers d action efficaces pour réduire les concentrations élevées sont observées. Cette étude a été effectuée sur quelques points considérés comme représentatifs : les stations fixes de l agglomération et 3 sites de proximité trafic (dont un dans une rue canyon) : boulevard Georges Pompidou et dans la rue Raymond Poincaré, et enfin au niveau du périphérique (Chapelle Saint Luc). IV.1. Dioxyde d azote : NO 2 Le NO 2 du fait de sa grande réactivité chimique, est considéré comme un polluant «local» : les niveaux observés en un point donné sont très influencés par les sources proches du point. Le graphique 9 montre les contributions des différents secteurs d activité aux moyennes annuelles en NO 2 modélisées. En situation de fond, l apport extérieur est le 1 er contributeur de NO 2 avec des pourcentages allant de 40 à 55%. Le 2 ème contributeur est le transport routier avec des contributions se situant entre 20 et 30%. Le résidentiel tertiaire domine ensuite avec l industrie et l agriculture. Il est à noter que l agriculture contribue de manière plus importante sur la station de Saint-Parres-aux-Tertres, ce qui concorde avec l emplacement plus excentré de cette station. En situation de proximité trafic, le transport routier devient le 1 er contributeur de NO 2 avec des contributions allant de 55 à 72%, ce qui est cohérent avec l emplacement des sites et le fait que le NO 2 soit principalement émis par le transport routier. L apport extérieur devient en proximité trafic le 2 ème contributeur (entre 20 et 30%). Les contributions restantes sont réparties entre l industrie et le résidentiel tertiaire. Ainsi, pour le dioxyde d azote, le secteur des transports est celui sur lequel des leviers d actions de réduction des émissions seraient le plus efficaces. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 30

34 100% Fond Proximité Trafic 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Autres Agriculture Industrie Résidentiel-Tertiaire Transports Exogène 0% Troyes La Tour Troyes Ste Savine Troyes St Parres Rue Raymond Poincare Périphérique Bd Georges Pompidou Graphique 9 : Estimation en pourcentage des contributions aux concentrations annuelles en NO 2 IV.2. Particules fines : PM10 & PM2.5 Le graphique 10 montre les résultats de cette étude de contribution pour les PM % 90% Fond Proximité Trafic 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Troyes La Tour Troyes Ste Savine Troyes St Parres Rue Raymond Poincare Périphérique Bd Georges Pompidou Graphique 10 : Estimation en % des contributions aux concentrations annuelles en PM10 Autres Agriculture Industrie Résidentiel-Tertiaire Transports Exogène 31 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

35 En situation de fond, on observe une nette prédominance de l apport extérieur pour les PM10 avec environ 80% de contribution aux moyennes modélisées. Le secteur du résidentiel tertiaire est le 2 ème contributeur notable avec jusqu à 10% sur la station de Sainte Savine. Des spécificités locales sont observées : l industrie est le 2 ème contributeur sur la station de La Tour tandis que c est l agriculture sur la station de Saint-Parres-aux-Tertres. En situation de proximité trafic, l apport extérieur est également le contributeur majeur mais dans une moindre mesure qu en situation de fond (environ 60%). Le 2 ème contributeur est le transport routier avec des pourcentages entre 20 et 30%. La répartition se fait ensuite entre le résidentiel tertiaire et l industrie. Le graphique 11 présente les résultats pour les PM2.5 : 100% Fond Proximité Trafic 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Troyes La Tour Troyes Ste Savine Troyes St Parres Rue Raymond Poincare Périphérique Bd Georges Pompidou Autres Agriculture Industrie Résidentiel- Tertiaire Transports Exogène Graphique 11 : Estimation en % des contributions aux concentrations annuelles en PM2.5 En situation de fond, comme en situation de proximité trafic, les observations faites pour les PM10 peuvent également être associées aux PM2.5 avec des pourcentages légèrement différents. Contrairement au NO 2, la source contribuant le plus aux niveaux estimés en poussières n est pas locale, mais extérieure à l agglomération et implique donc une réflexion au-delà du territoire urbain, notamment à l échelle du SCOT (Schéma de COhérence Territoriale). A l échelle de l agglomération, sur les sites enregistrant les niveaux les plus élevés, en situation de proximité trafic, le levier d action principal est lié à la maîtrise des émissions du transport. En situation de fond, le secteur du résidentiel tertiaire est un levier d action également pertinent. Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010) 32

36 CONCLUSION ATMO Champagne Ardenne a développé en 2012 une plateforme de modélisation nommée Tricass Air. Cet outil permet de compléter le dispositif de mesure avec un diagnostic à l échelle de la rue sur toute l agglomération troyenne. Trois polluants réglementés et susceptibles d être observés à des niveaux de concentrations élevées en zone urbaine ont été étudiés : le dioxyde d azote (NO 2 ), les poussières fines (PM10) et les poussières très fines (PM2.5). Les cartographies de concentrations de ces polluants réalisées sur l année 2010 mettent en évidence des zones présentant des concentrations élevées et en dépassement réglementaire pour le NO 2 en moyenne annuelle et pour les PM10 en nombre de dépassements journaliers du 50μg/m 3. L étendue de ces dépassements reste cependant limitée à quelques axes majeurs et grands carrefours, notamment dans le «bouchon de champagne», centre-ville historique de Troyes. A l inverse les concentrations les plus faibles se situent en périphérie des zones urbaines, où on tend rapidement vers les niveaux de fond. Les secteurs les plus impactés sont : - Le périphérique. - Le Boulevard Carnot. - L avenue Pasteur. - La rue Jaillant Deschainets. - La rue Voltaire. - Le boulevard du 14 Juillet. - L avenue Pierre Brossolette. Concernant les valeurs limite sur la moyenne annuelle en PM10 et en PM2.5, les cartographies ne montrent pas de secteurs exposés à des valeurs supérieurs à la réglementation en En complément de ces cartographies, une étude d exposition de la population a été effectuée sur l année Entre 0.3 et 0.6% de la population de l agglomération a été exposée à des valeurs supérieures à la réglementation. Cette exposition est très faible, en effet les zones en dépassements sont restreintes aux bords des axes routiers. Pour autant une frange de population non négligeable est soumise à des niveaux proches des valeurs réglementaires. ATMO Champagne Ardenne s est également intéressé aux contributions des différents secteurs d émissions sur les concentrations estimées par le modèle. Il a été démontré que pour le dioxyde d azote, le secteur des transports est celui sur lequel des leviers d actions de réduction des émissions seraient le plus efficace. Concernant les poussières fines réglementées la source contribuant le plus aux concentrations n est pas locale, mais extérieure à l agglomération nécessitant l intégration de cet enjeu à minima dans les SCOT. Cependant, à l échelle de l agglomération, des leviers d action sur le transport en situation de proximité trafic, ou sur le résidentiel tertiaire en situation de fond sont pertinents. Cet outil sera utilisé par la suite pour des études de scénarisation en collaboration avec le Grand Troyes et par des actualisations des cartographies pour les années suivantes. 33 Diagnostic 2010 de la qualité de l air sur l agglomération troyenne (Tricass Air 2010)

37 - Protégeons ensemble l'air que nous respirons ATMO Champagne-Ardenne 2 rue Léon Patoux REIMS Cedex 2 Tél.: Fax.: contact@atmo-ca.asso.fr