ETUDE DE LA QUALITE DE L AIR SUR LA COLLINE DE CROIX-ROUSSE

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1 ETUDE DE LA QUALITE DE L AIR SUR LA COLLINE DE CROIX-ROUSSE LA SURVEILLANCE DE LA QUALITE DE L AIR OUTILS ET STRATEGIE L ETUDE CROIX-ROUSSE

2 L air, élément vital... Un homme aspire 1 à 1,5 l d air à chaque respiration, la capacité vitale des poumons est de 3 à 4 l minimum, à raison de 12 mouvements respiratoires par minute, soit 720 respirations par heure Il respire plus de litres d air par jour! La préservation de la qualité de l air est devenue aujourd hui un enjeu sanitaire, économique, juridique, et environnemental planétaire

3 Le cycle de la pollution de l air Émission Accumulation Dispersion Transport Transformation Retombées ECHELLE LOCALE ECHELLE REGIONALE

4 Le cycle de la pollution de l air trou d ozone ECHELLE PLANETAIRE effet de serre Emission Accumulation Transport Transformation Retombées (sèches ou humides) ECHELLE LOCALE ECHELLE REGIONALE

5 Le cycle de la pollution de l air trou d ozone ECHELLE PLANETAIRE effet de serre ECHELLE LOCALE effets sur la végétation effets sur la santé sur les monuments ECHELLE REGIONALE

6 La surveillance de l air en France Le dispositif Français de la qualité de l'air au 1 er janvier 2007 est composé de 37 associations agréées (AASQA) dont 33 en métropole et 4 dans les DOM TOM.

7 Qu est-ce qu une AASQA? r Qui? Une Association INDEPENDANTE Quoi? pour surveiller et informer la qualité de l airl Où? sur un territoire de compétences Quand? 24 h sur 24, 7 jours sur 7 Comment? avec des MESURES et de la MODELISATION Pourquoi? afin d afin d étudier, d informerd... et d alerter d en cas d éd épisode de pollution

8 Les membres des AASQA 4 COLLEGES : L Etat Les collectivités Les industriels INDEPENDANCE TRANSPARENCE Les associations

9 Cas particulier de Rhône-Alpes Depuis le 1 er janvier 2003, COPARLY, ASCOPARG et SUP AIR ont mis en commun leurs moyens humains et techniques au sein d un GIE. Au 1 er janvier 2007, AMPASEL et ATMO Drôme- Ardèche se sont associés au groupement.

10 POLLUANTS & METEOROLOGIE

11 La combustion

12 Ozone : hauteur de mélange et couche réservoir

13 Directive européenne du 27 sept. 96 et directives filles 22 avril juillet février décembre Polluants devant être examinés au stade initial Anhydride sulfureux Dioxyde d'azote Particules fines, telles que les suies (y compris PM 10) Particules en suspension Plomb Ozone (+ précurseurs COV) 2. Autres polluants atmosphériques Benzène Monoxyde de carbone Hydrocarbures polycycliques aromatiques Cadmium Arsenic Nickel Mercure

14 Topographie et météorologie

15 Impact d une inversion de températures Evolution des concentrations de dioxyde d'azote concentrations en µg.m PUITS GAILLOT BERTHELOT GARIBALDI ST JUST VAISE MARIETTON BREST LA MULATIERE CROIX LUIZET CALUIRE FEYZIN STADE FEYZIN MAIRIE CLOCHETTES SOLAIZE TERNAY GIVORS GENAS ZOLA GERLAND heure locale

16 OUTILS DE SURVEILLANCE & INFORMATION

17 Stratégie de surveillance 3 niveaux de surveillance Concentration de polluants Zone de forte pollution Zone de pollution modérée Zone de faible pollution Mesures en continu (Stations fixes) Campagnes de mesures + modélisation Modélisation La directive européenne n 96/62/CE du 27 septembre 1996 de la communauté européenne, concernant l évaluation et la gestion de la qualité de l air ambiant, fournit le cadre de la législation communautaire sur la qualité de l air. La stratégie de surveillance de la qualité de l air s organise en 3 niveaux de surveillance, chaque niveau étant adapté à un niveau de pollution. Le dispositif de surveillance

18 La surveillance métrologique Station rurale régionale Routes Zone urbaine dense Zone périurbaine Zone rurale Station urbaine de fond Station trafic Agglomération Zone industrielle Zone périphérique Station péri-urbaine de fond Station industrielle

19 Combinaison mesures ponctuelles et modélisation Les cabines Les remorques La station mobile Les tubes Boîte de protection tubes

20 Cartographie régionale 2005 du dioxyde d azote (NO2) Traitements géostatistiques utilisant les émissions en cofacteur 255 points de mesure Seul le centre de l agglomération lyonnaise présente les concentrations de fond dépassant l objectif de qualité CRES - Solaize

21 Inventaires et cadastres des émissions Approche Bottom-Up

22 Cadastre 2003 pour les oxydes d azote (NO x )

23 Modélisation de la qualité de l air

24 Prévision à court terme Données d émissions Données météorologiques Prévisions d ozone + = La modélisation

25 Cartographie fine échelle : Thèse École Centrale 2001 : Campagne de validation Lyon 6 ème 2002 : Intégration à COPARLY (financement PRQA) 2003 : Extension à lyonnais CRES - Solaize 2004 : Lancement de «Lyon en direct» Laboratoire de Mécanique des Fluides et d Acoustique

26 Cartographie et exposition potentielle de la population L utilisation du modèle SIRANE en centre-ville permet d évaluer le pourcentage de population «potentiellement» exposée à des concentrations supérieures à la valeur limite de 2010 (40 µg.m -3 en moyenne annuelle) 2004 : 41 % 2005 : 52 % 2006 : 48 %

27 Information sur la qualité de l air et

28 INDICE ATMO : une information au jour le jour Information et recommandation Atmo est insatisfait La qualité de l air est moyenne (indice 5) Atmo n est pas content La qualité de l air est médiocre (indice 6 et 7) Atmo est content La qualité de l air est bonne (indice 3 et 4) Atmo est très content La qualité de l air est très bonne (indice 1 et 2) L indice ATMO est construit à partir de 4 polluants : dioxyde de soufre (SO 2 ), dioxyde d azote (NO 2 ), ozone (O 3 ) et poussières. Un sous indice est calculé pour chaque polluant à partir des mesures faites sur les sites représentatifs de la pollution de fond d une agglomération. ATMO est le plus élevé des 4 sous indices. Atmo n est pas content La qualité de l air est mauvaise (indice 8) ALERTE Atmo est en colère La qualité de l air est très mauvaise (indice 9 et 10)

29 Procédure d information et d alerte Arrêté interpréfectoral de juillet 2006 SEUILS Recommandations personnes sensibles Alerte pour la population Dioxyde d'azote 200 µg/m 3 /h 400 µg/m 3 /h Ozone 180 µg/m 3 /h 240 µg/m 3 /h Dioxyde de soufre Particules en suspension 300 µg/m 3 /h 500 µg/m 3 /3h 80 µg/m 3 /24h 125 µg/m 3 /24h Alertes particules mises en œuvre dans 4 régions françaises

30 Exposition chronique et épisodes de pollution Répartition en pourcentage des niveaux d exposition journaliers à la PA et des décès toutes causes associées en fonction des classes d exposition 30% 25% % de jours % de décès Pourcentages 20% 15% 10% 5% 0% 0 à à à à à à à à à à à à à à à 150 classes d'exposition (NO 2 µg/m 3 )

31 STRATEGIE DE SURVEILLANCE ET ENJEUX GLOBAUX

32 Définition d un plan de surveillance régional

33 Echelles spatio-temporelles des phénomènes heures Echelle de pollution Principaux risques Polluants concernés Locales Santé et matériaux SO2, NOx, COV, Poussières,... jours régionales pluies acides smog photochimique milieux naturels et santé SO2, NOx, NH3, O3 semaine mois planétaires ozone stratosphérique effet de serre changement climatique et biosphère O3, CFC, CO2, CH4, N2O La durée de vie des polluants conditionne l extension spatiale des problèmes de pollution

34 Evolution prévisible de la température de la Terre Simulation de la température moyenne sur Terre jusqu en 2100 En 2100, augmentation de +1,4 C à +5,8 C (par rapport à 1990) selon les scénarios et les modèles de climat utilisés.

35 Evolution des écosystèmes D une façon simplifiée, en France, un réchauffement moyen de : +1 se traduit en moyenne par : Nord +150 m # 100 km En altitude : une remontée de 150 mètres Sud En latitude : Un déplacement vers le nord de l ordre d une centaine de km

36 Changement d «ère» climatique Source «Climat d Hier à demain», S. Joussaume Climat glaciaire il y a environ ans : écart de la température moyenne : - 5

37 ETUDE DE LA QUALITE DE L AIR SUR LA COLLINE DE CROIX-ROUSSE

38 Contexte et Objectif de l étude En accord avec la Communauté Urbaine de Lyon, COPARLY a décidé de renforcer ses travaux d études sur les quartiers concernés par les tunnels lyonnais. Pour , la qualité de l air sur la colline de la Croix-Rousse sera étudiée en priorité. Description de l étude : Campagne de mesures sur la colline de Croix-Rousse et aux abords et à l intérieur du tunnel Amélioration du calcul des émissions sur la zone (prise en compte des pentes et des rejets du tunnel) Cartographie de la pollution atmosphérique à l aide d un modèle de dispersion, en partenariat avec l Ecole Centrale de Lyon Mise au point d une méthode de référence utilisable pour étudier les autres tunnels lyonnais

39 Polluants Mesurés Polluants «classiques» réglementés : NO2, SO2, PM10, (CO) Métaux lourds (ML) 4 réglementés : Nickel, Cadmium, Arsenic, Plomb, 2 composés supplémentaires non réglementés : Chrome et Zinc Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) 19 HAP dont le Benzo[a]pyrène et composés ciblés dans la directive 2004/107/CE Aldéhydes (ALD) 8 ALD dont Formaldéhyde, Acétaldéhyde et Acroléine Composés organiques volatiles (COV) 31 COV précurseurs de l'ozone dont Benzène, Toluène, Xylènes, 1,3-Butadiène des composés chlorés Mesures météorologiques : vitesses et directions du vent, températures.

40 Méthodologie (mesures spatiales et temporelles) Deux approches complémentaires envisagées pour les mesures en air ambiant Mesures avec tubes passifs Répartis sur toute la zone (60 points), ils permettent d établir la répartition spatiale de la pollution moyenne (exposition sur 1 semaine) Utilisés pendant des campagnes de mesures sur 4 saisons, ils apportent une vision qualitative et quantitative des niveaux de polluants d origine automobile et/ou d'activités environnantes (dioxyde d azote, benzène, toluène, aldéhydes). Présentation des résultats sous forme de cartographie

41 Méthodologie (mesures spatiales et temporelles) Mesures avec analyseurs automatiques 2 sites de mesures temporaires, avec des analyseurs embarqués dans un laboratoire mobile (camion ou une remorque) 1 site semi-fixe sur la colline de la Croix-Rousse pour mesurer les concentrations de fond urbain sur une longue période (6 mois à 1 an). Étude des variations temporelles des concentrations de polluants sur des pas de temps ¼ horaires ou horaires (mesure en continu), ou sur des périodes plus longues (prélèvements de 24 h ou 1 semaine). Mise en relation avec les variations du trafic et les conditions météorologiques (profils horaires journaliers, roses de pollution, ) et comparaison aux résultats des stations permanentes Mesures complémentaires dans le tunnel : Des analyseurs d'oxydes d'azote (NO, NO2) et de monoxyde de carbone (CO) seront installés dans un local technique, pour mesurer les concentrations dans le tunnel durant les campagnes.

42 Méthodologie (modélisation) Utilisation du modèle SIRANE (partenariat avec le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d Acoustiques de l Ecole Centrale de Lyon) Modélisation des cheminées de ventilation et des têtes de tunnel comme des sources ponctuelles (utilisation d un modèle spécifique aux tunnels) Modélisation de la géométrie du quartier, construction d un réseau de rues et de nœuds Calcul du champ météo 3D avec une résolution de 200m pour les périodes étudiées Calcul des concentrations horaires dans les rues du quartier et au dessus des toits (+ validation par rapport aux mesures) Étude de l exposition «potentielle» de la population

43 Méthodologie (Périodes de mesures) 8 semaines de mesures réparties sur les 4 saisons Mesure Méthode Nombre de sites Durée des mesures Représentativité sur 1 an NOx, SO 2, PM 10 Analyseurs automatiques (laboratoire semi-fixe) 1 6 mois à 1 an (mesures en continu) 50 à 100% NOx, CO Analyseurs automatiques (mesures dans le tunnel) 1 4 saisons x 2 semaines (56 jours de mesures en continu) 15% NOx, SO 2, PM 10 Analyseurs automatiques (laboratoires mobiles) 2 4 saisons x 2 semaines (56 jours de mesures en continu) 15% NO 2 Tubes passifs (1 semaine) 60 (*) - hiver et été 40 (*) - printemps et automne 4 saisons x 2 x 1 semaine (2 campagnes par saison) 15% BTX Tubes passifs (1 semaine) 60 (*) - hiver et été 40 (*) - printemps et automne 4 saisons x 2 x 1 semaine (2 campagnes par saison) 15% ALD Tubes passifs (1 semaine) 20 (*) 4 saisons x 2 x 1 semaine (2 campagnes par saison) 15% COV Prélèvements (24 h) 2 4 saisons x 6 x 24 heures (6 prélèvements par saison) 7% HAP Prélèvements (24 h) 2 4 saisons x 6 x 24 heures (6 prélèvements par saison) 7% Métaux Lourds (ML) Prélèvements (1 semaine) 2 4 saisons x 2 x 1 semaine (2 campagnes par saison) 15% (*) dont 10 sites à choisir pour répondre à des demandes spécifiques

44 Zone de l étude (plateau et pentes de la Croix-Rousse) 5 bouches de ventilation du tunnel («cheminées») 2 entrées/sorties du tunnel 200m

45 Répartition des sites de mesures (4 saisons : 2 sites mobiles) 4 sites potentiels repérés 200m Ecole Providence (Trinitaires) IUFM Nord IUFM Sud Hôpital St-F d Assises Avantages : - Large espace dégagé - Retombées immédiates (20-30m) - Distant des autres sources - Représentativité météo (plateau) Avantages : - Espace dégagé pentes - Retombées à proximité (50-60m) - Zone urbaine, «protégée» du trafic - Représentativité météo (limite pentes)

46 Répartition des sites de mesures (6 mois à 1 an : 1 site semi-fixe) 2 sites potentiels repérés (à valider selon autorisations) 200m Parc Popy - Densité de population plus importante - Densité du trafic plus importante - Espace dégagé - Densité du trafic faible - Densité de population faible Eglise St-Augustin

47 200m Répartition des sites de mesures (campagnes été et hiver : 60 points tubes passifs)

48 200m Répartition des sites de mesures (Campagnes printemps et automne : 40 points tubes passifs)

49 Calendrier prévisonnel PHASES DU PROJET Echanges avec le Grand Lyon Validation du programme Réunion avec les Mairies et Riverains 1 ère campagne de mesures (Printemps) 2 ème campagne de mesures (Eté) 3 ème campagne de mesures (Automne) 4 ème campagne de mesures (Hiver) Exploitation des résultats Rendu du rapport final ECHEANCES Automne 2004 Hiver Hiver mars 2007 mai 2007 (semaines 21-22) juillet-août 2007 (sem ) oct-nov 2007 (sem ) déc 2007 (sem ) ou janv 2008 (sem. 2-3) printemps 2008 Juin 2008 COUT GLOBAL DE L ETUDE (MESURES + MODELISATION) > à