Evaluation prospective des émissions et des concentrations de polluants atmosphériques à l horizon 2020 en Ile-de-France

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1 AIRPARIF Surveillance de la Qualité de l Air en Ile-de-France Evaluation prospective des émissions et des concentrations de polluants atmosphériques à l horizon 2020 en Ile-de-France Gain sur les émissions en 2015 Etude menée dans le cadre de la révision du Plan de Protection de l Atmosphère d Ile-de-France Synthèse du rapport final Novembre 2012 Etude réalisée par : AIRPARIF association de surveillance de la qualité de l air en Ile-de-France 7, rue Crillon PARIS Tél. : Fax : «Le bon geste environnemental : N'imprimez ce document que si nécessaire et pensez au recto-verso!» 1

2 En Ile de France, le premier Plan de Protection de l Atmosphère, approuvé en 2006, couvrait la période A l issue de cette période, les normes sur les concentrations de polluants atmosphériques n étant pas respectées, il a donc été nécessaire de lancer la révision de ce plan. L objectif du PPA concerne à la fois le niveau de réduction des émissions vis à vis des objectifs du Grenelle de l Environnement et des Directives Plafonds européennes (NEC), et celui des concentrations par rapport aux valeurs réglementaires françaises et européennes de qualité de l air. Dans le cadre de la révision de ce plan, la DRIEE IF 1 a confié à Airparif l évaluation de l impact sur les émissions de polluants atmosphériques et sur la qualité de l air en Ile de France à l horizon 2020 de deux scenarii : un scénario «2020 fil de l eau» intégrant les mesures nationales et régionales d ores et déjà prévues ; et un scenario « PPA» prenant en compte la mise en œuvre de mesures spécifiques prévues dans le Plan de Protection de l Atmosphère (PPA). Un constat : le non respect actuel des normes de la qualité de l air Les niveaux de plusieurs polluants atmosphériques dépassent les valeurs limites 2 réglementaires applicables, en particulier pour le dioxyde d azote et les particules PM 10 et PM 2.5. S agissant du dioxyde d azote (NO 2 ), la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) est dépassée dans le cœur de l'agglomération, en situation de fond éloignée du trafic. A proximité du trafic automobile, cette valeur limite est aussi très largement dépassée sur une portion importante du réseau routier de l'ile de France, environ km de voiries (soit presque 20 % du réseau modélisé) sont concernés. Concernant les particules PM10, les valeurs limites journalières et annuelles sont toujours largement dépassées. Les habitants potentiellement concernés par un dépassement de la valeur limite journalière pour les PM10 sont situés essentiellement dans l'agglomération et au voisinage de grands axes de circulation. Leur nombre varie notamment en fonction des conditions météorologiques (3 millions en 2009, plus d 1 million en 2010). Pour les particules fines PM2.5, l'ensemble des 11,7 millions de Franciliens est potentiellement concerné par le dépassement de l objectif de qualité. La valeur cible de 20 µg/m 3 (valeur limite européenne en 2020) est dépassée en situation de proximité et en situation de fond dans le centre de l agglomération parisienne. Concernant l ozone (O 3 ), le dépassement de la valeur cible reste probable au vu des données des cinq dernières années. La méthodologie d évaluation Sur la base de ce constat, l étude d évaluation de la qualité de l air a été menée pour les polluants les plus problématiques qui ne respectent pas de façon chronique les normes de qualité de l air à savoir le dioxyde d azote (NO 2 ) et les particules (PM10 et PM2.5). Les travaux conduits ont visé à évaluer, à l horizon 2020, le respect ou non des valeurs réglementaires de qualité de l air pour ces polluants tant en situation de fond qu à proximité du trafic routier, et à estimer le nombre d habitants qui seraient encore potentiellement concernés par un dépassement de ces normes. Pour cela, la première étape du travail a consisté à élaborer les cadastres des émissions des polluants atmosphériques (NO x, PM10, PM2.5 et COVNM) ; l année 2008 servant d année de référence pour les émissions 3. Le scénario «2020 fil de l eau» correspond à la prise en compte des stratégies de réduction des émissions d ores et déjà engagées au niveau national et régional. Le scénario «2020+PPA» correspond à la prise en compte, en plus des évolutions fil de l eau, des mesures régionales complémentaires de réduction des 1 Direction Régionale et Interdépartementale de l Environnement et de l Energie 2 La qualité de l air en Ile de France en 2010 Edition Mars 2011 : 3 Du point de vue des émissions, la situation de référence est renseignée par l inventaire régional des émissions le plus récent construit par AIRPARIF à la date de l étude à savoir l inventaire de l année

3 émissions envisagées dans le cadre du PPA d Ile de France. Un point d étape à mi parcours a également été réalisé pour les émissions de NOx et de PM à l horizon A partir des cadastres d émissions ainsi construits, les étapes suivantes ont porté sur la modélisation et la cartographie des concentrations en NO 2, PM10, PM2.5 et O 3 en situation de fond et à proximité du trafic routier pour 2009 ( année de référence correspondant à une situation météorologique défavorable à la dispersion de polluants),et pour2020 (avec les mêmes conditions météorologiques qu en 2009). Les concentrations de fond ont été calculées via le modèle Chimère. Les mesures aux stations ont été prises en compte et ont permis de corriger les sorties du modèle pour l année de référence. Les concentrations à proximité du trafic routier ont été calculées à l aide du logiciel STREET. Un travail cartographique a ensuite été réalisé afin de coupler les deux informations. Les outils de modélisation possèdent des incertitudes plus importantes que les mesures, mais ils apportent une information spatialisée et prospective. Pour être au plus proche de la réalité, le cas de référence 2009 prend en compte les observations 2009 du réseau de mesures Airparif via des techniques d assimilation de données. Pour les cas d étude 2020, la correction apportée par les observations au cas de référence 2009 est appliquée de manière identique Scénarios Emissions Météo Cas de référence fil de l eau 2020 fil de l eau PPA 2015 fil de l eau + mesures du PPA Scénario portant uniquement sur les émissions PPA 2020 fil de l eau + mesures du PPA

4 Evolution des émissions entre 2008 et 2020 Emissions franciliennes d oxyde d azote, de particules et de composés organiques volatils pour l année 2008 En 2008, le transport routier apparaît comme le secteur prépondérant dans les émissions régionales de NO x avec une contribution de 50%. Il représente environ un quart des émissions de particules PM10 et PM2.5. Le secteur résidentiel et tertiaire est le contributeur principal aux émissions régionales de particules avec respectivement 27 % et 40 % des émissions de PM10 et de PM2.5, la plupart de ces émissions étant dues au chauffage au bois. Ce secteur contribue à hauteur de 24% pour les NOx. Enfin, l industrie manufacturière, notamment les secteurs industriels utilisant de la peinture ou des solvants, est le premier contributeur régional aux émissions de COVNM avec 35%. Environ 30% pour les PM10 mais seulement 6% pour les NOx. Le détail des sources d émission d oxydes d azote et de poussières est présenté dans les graphiques ci dessous. Source : AIRPARIF, inventaire des émissions année

5 Evolution des émissions à l horizon 2020 avec le scenario fil de l eau Pour ce scénario, les émissions ont été estimées pour l ensemble de l Ile de France à l horizon 2020 à partir d hypothèses d évolution de l urbanisation, de développement économique et démographique en Ile de France fournies par l Institut d Aménagement et d Urbanisme d Ile de France (IAU, SDRIF 4 ), d hypothèses d évolution régionales lorsque celles ci étaient disponibles ; et également d évolution des activités à l échelle nationale 5. Lorsqu il s agit d hypothèses nationales, c est le scénario dit AMSO (Avec Mesures Supplémentaires Objectif Grenelle) de l étude OPTINEC produite par le CITEPA 6 qui a été pris en compte. Ce scénario permet d atteindre, au niveau national, les objectifs du Grenelle de l Environnement. Quelques exemples d hypothèses prospectives utilisées dans le scénario fil de l eau sont présentés ci dessous : Secteur du transport routier : Le scénario fil de l eau considéré est le scénario «statu quo» du Plan de Déplacements Urbains (PDU) d Ile de France. Il conduit notamment à une augmentation de l usage de la voiture particulière et des deux roues motorisés, nettement plus forte que celle des transports en commun et des modes actifs. Le parc technologique provient des estimations pour l année 2020 de l ADEME/INRETS 2004 réactualisées en Secteur résidentiel : Ce scénario 7 est notamment construit sur des hypothèses de construction et de renouvellement communaux des logements à horizon 2020 (SDRIF), l application successive de nouvelles règlementations thermiques et l application des meilleures technologies disponibles pour les installations de combustion. Secteur aérien : ce scénario prend en compte des hypothèses de la DGAC (Direction Générale de l Aviation Civile) sur l augmentation du nombre de mouvements aériens sur la plateforme Roissy Charles de Gaulle à l horizon 2020 ainsi que sur la composition de la flotte avion à cet horizon. Sur la base de ces hypothèses, les diminutions d émissions suivantes sont prévues entre 2008 et le scénario «2020 fil de l eau» : 34% pour les émissions de NOx., 22% pour les émissions de PM10 35% pour les émissions de PM2.5 Ces diminutions sont principalement liées au secteur routier via le renouvellement naturel du parc technologique de véhicules et au secteur résidentiel via l amélioration de l efficacité passive (rénovations thermiques) du parc logement et de l efficacité active (rendement énergétique et émissions associées) du parc d équipements. 4 SDRIF : Schéma Directeur d'île de France, version OPTINEC 4 Scénarii prospectifs climat air énergie. Evolution des émissions de polluants en France Horizon 2020 et 2030 CITEPA, Edition du 8 Juin CITEPA : Centre Interprofessionnel Technique d Etudes de la Pollution Atmosphérique. 7 Selon le scénario «Grenelle» de l étude CENTER (IAU Airparif). 5

6 L évolution des émissions aux horizons 2015 et 2020 avec la mise en œuvre des mesures du PPA Les mesures complémentaires régionales de réduction des émissions proposées dans le cadre du PPA ont été transcrites dans le cadastre des émissions aux horizons 2015 et Voici quelques exemples : Pour le secteur du transport routier : le scénario final du Plan de Déplacement Urbain est pris en compte. Il vise à une augmentation des déplacements en transport en commun et en modes doux au détriment des transports individuels motorisés. Des éléments sur la sensibilisation des franciliens à l éco conduite ainsi qu une restriction de circulation dans la zone intra A86 aux véhicules les plus polluants avec un objectif de réduction de 10% des émissions sont également pris en compte. Pour le secteur résidentiel : la mesure visant à limiter les émissions de particules dues aux équipements individuels au chauffage au bois est prise en compte. Elle interdit notamment dans l ensemble de l Ile de France l usage de foyers ouverts aussi bien en mode de chauffage principal qu en appoint, la mise en place de nouveaux équipements de chauffage au bois est également encadrée. A l horizon 2020, l application des mesures du PPA induit une diminution supplémentaire des émissions de polluants par rapport au scénario fil de l eau de : 6% pour les NOx (soit 38 % par rapport à la situation 2008) 10% pour les PM10 (soit 29 % par rapport à la situation 2008) 13% pour les PM2.5 (soit 43 % par rapport à la situation 2008) Ces réductions sont principalement le fait des mesures concernant le trafic routier pour les NOx. Concernant les particules et les COVNM, les baisses sont principalement le fait de la mesure réglementant le chauffage au bois. Avec la prise en compte des mesures du PPA, des baisses des émissions à l échelle de l Ile de France de 27 % pour les NOx, 23 % pour les PM 10 et 33 % pour les PM 2.5 seraient observées à l horizon L objectif, fixé par le Grenelle de l environnement, les Directives Plafonds (NEC) et le Plan Particules, d une réduction de 30 % des émissions de particules et de 40 % des émissions de NOx à l horizon 2015 ne serait donc respecté que pour les particules fines (PM2.5) avec l application des mesures du Plan de Protection de l Atmosphère. Evolutions des émissions de NOx Ile de France Evolutions des émissions de PM10 Ile de France Emissions naturelles Agriculture PPA PPA Plate forme aéroportuaire Trafic ferroviaire et fluvial Trafic routier Secteur résidentiel et tertiaire Traitement des déchets Industrie manufacturière Extraction, transformation et distribution d'énergie PPA PPA 6

7 L évolution de la qualité de l air à l horizon 2020 Des dépassements limités à la proximité au trafic routier pour le NO 2 et les PM10 à l horizon 2020 Cas du NO 2 Les dépassements de la valeur limite annuelle en NO 2 (40 µg/m 3 ) ne concerneraient plus la situation de fond mais uniquement le voisinage des axes routiers, et ceci pour les deux scénarios à horizon Nb habitants (millions) Le nombre d habitants potentiellement concernés par un dépassement de cette valeur limite, évalué à 3,8 millions en 2009, passerait à 2,5 millions en 2020 et à 1,5 millions en 2020 avec les mesures du PPA PPA 7

8 Cas des PM PPA Le risque de dépassement de la valeur limite journalière en PM 10, qui correspond à un seuil de 50 µg/m 3 qui ne doit pas être dépassé plus de 35 jours dans l année, ne concernerait pas la situation de fond mais uniquement le voisinage des axes routiers, et ceci pour les deux scénarios à horizon Nb habitants (millions) Le nombre d habitants potentiellement concernés par un dépassement de cette valeur limite diminuerait fortement entre 2009 et 2020 avec le PPA puisqu il passerait de 3 millions en 2009 à en 2020 avec le PPA ( en 2020 suivant le scénario fil de l eau) PPA Ainsi, malgré une amélioration importante de la qualité de l air, certaines zones de l Ile de France seront probablement encore soumises à des dépassements de valeurs limites en NO 2 et en particules à l horizon Ces dépassements devraient être localisés à proximité directe des grands axes routiers. Des travaux complémentaires ont montré qu une diminution supplémentaire de grande ampleur serait requise pour respecter les valeurs limites sur l ensemble de l Ile de France et que la dé diésélisation du parc est une piste de réduction forte des émissions de NOx, de NO 2 et de PM. 8

9 Variante au PPA : Hypothèse d un parc moins diésélisé L évaluation prospective de l impact des mesures prévues dans le cadre du projet de Plan de Protection de l Atmosphère (PPA) a montré que, malgré une très forte baisse des émissions et des concentrations de polluants, les valeurs limites réglementaires seraient toujours dépassées à l horizon 2020 pour le NO 2, les PM 10 et les PM 2.5. Ces dépassements concerneraient uniquement le voisinage des axes routiers. Ainsi, même en supposant la mise en place des mesures du PPA, 1,5 millions de Franciliens seraient concernés par un dépassement de la valeur limite annuelle en NO 2 à l horizon 2020 ; ils seraient 0.5 millions à être concernés par un dépassement de la valeur limite journalière en PM 10. % de véhicules diésel dans le parc VP PPA PPA taux de diesel inf. Urbain Routier Autoroutier L évolution considérée dans le scénario PPA initial fait état d un taux de diésélisation très fort du parc routier qui repose sur une hypothèse d évolution tendancielle vers un parc fortement diésélisé (issu d une étude ADEME/INRETS 2008). Ce scénario PPA initial ne prend pas en compte les véhicules électriques ni les véhicules hybrides. Une variante à ce scénario dans laquelle un taux de diésélisation moins élevé en 2020 que celui retenu dans le projet PPA initial a été considéré (issue d une étude CITEPA 2012). Dans cette variante au scénario PPA initial, le taux de pénétration des véhicules hybrides ou des véhicules 100 % électriques correspond à une évolution tendancielle. Une baisse importante des émissions de NOx et de PM par le trafic routier Avec le scénario faisant état d un taux de diésélisation du parc VP moins important, on observe une baisse des émissions de NOx et de particules par rapport aux émissions du scénario « PPA», induite par la diminution de la part (et donc du nombre) de véhicules particuliers diesel, toutes normes Euro confondues. En effet, les véhicules essence ont des facteurs d émission de NOx et de PM plus faibles que les véhicules diesel. La baisse des émissions de PM 10 est plus modérée que celle des émissions de PM 2.5 car le scénario « PPA taux diesel inf.» ne modifie pas les émissions de particules liées à l abrasion. Baisse des émissions de polluants entre les scénarios «2020+PPA taux diesel inf.» et « PPA» NOx PM 10 PM 2,5 CO 2 Véhicules particuliers (échappement) 18% 21% 21% +26% Tous véhicules (échappement+abrasion) 10% 4% 12% +13% Une qualité de l air nettement améliorée Avec la variante du scénario «2020+PPA» initial prenant en compte une hypothèse de diésélisation plus faible du parc des véhicules particuliers, le nombre d habitants exposé à un dépassement de la valeur limite annuelle du NO 2 serait divisé par 2.5 par rapport au scénario «2020+PPA» (environ Franciliens contre 1.5 millions dans le scénario « PPA»). Un taux de diésélisation moins important du parc VP et l introduction de véhicules hybrides et électriques induisent également une baisse importante des concentrations de PM. Le nombre de personnes potentiellement concernées par un dépassement de la valeur limite journalière est alors de l ordre de personnes, contre avec le scénario « PPA». Ainsi, avec les mesures évaluées (mesures du PPA, prise en compte d une hypothèse d un parc moins diésélisé, introduction de véhicules hybrides et électriques) l exposition des Franciliens à des concentrations de polluants au dessus des valeurs limites est fortement améliorée. 9