Bilan des émissions atmosphériques du transport routier en Lorraine

Transcription

1 Bilan des émissions atmosphériques du transport routier en Lorraine Julien GALINEAU Air Lorraine 30/04/2012

2 1 Contexte et objectif du présent rapport Méthode de détermination des consommations de carburant et des émissions de polluants à l atmosphère Méthodologie générale L outil de calcul des émissions de polluants du transport routier Bilan des consommations de carburants Bilan des émissions de polluants à l atmosphère Oxydes d azote Benzène Les poussières fines PM10 et PM Dioxyde de carbone

3 1 Contexte et objectif du présent rapport Soucieuse d intégrer les questions liant déplacements en Lorraine et le développement durable, l Observatoire Régional des Transports et de la Logistique de Lorraine souhaite intégrer dans ses publications des indicateurs sur la qualité de l air en lien avec son secteur émetteur. Ce rapport présente un premier bilan des consommations d énergie et des émissions de polluants du transport routier en Lorraine sur l année de référence Ce premier bilan sera complété annuellement sur la base des données fournies à Air Lorraine pour permettre une mise à jour des émissions de l année passée. 2

4 2 Méthode de détermination des consommations de carburant et des émissions de polluants à l atmosphère 2.1 Méthodologie générale Le calcul des consommations de carburants et d émissions routières s appuie sur la méthodologie COPPERT IV qui résulte des travaux menés pour le compte de l Agence Européenne de l Environnement, adaptée à la Lorraine par des travaux complémentaires ASPA CETE de l Est. Les sources étudiées sont classées suivant deux catégories : Les sources linéaires regroupant les émissions du transport routier sur l ensemble des routes pour lesquelles des informations sur le trafic sont disponibles L ensemble des axes routiers renseignés par un trafic moyen journalier est référencé sous Système d Information Géographique. Pour le calcul, chaque axe doit comporter les renseignements suivants : - le trafic journalier - le pourcentage de poids lourds - un poste de référence (profil type journalier et mensuel établis à partir des stations de mesures permanentes SIREDO) - le nombre de voies - la longueur de l axe - la pente de l axe - la capacité d une voie de l axe - la classe administrative de la route - le pourcentage estimé de véhicules circulant avec un moteur froid (données communautés urbaines) Une fois ces informations collectées, le calcul des émissions linéaires se fait en 2 étapes : - calcul de la vitesse de circulation - calcul des émissions Le calcul des émissions se divise pour sa part en quatre étapes : le calcul des émissions à chaud, le calcul des surémissions à froid, le calcul des surémissions dues à la pente de la voie, et le calcul des émissions par évaporation Les sources surfaciques qui prennent en compte le trafic diffus des communes de Lorraine Les sources surfaciques représentent le trafic diffus des agglomérations qui n est pas pris en compte par les sources linéaires. Elles sont réparties au niveau du bâti des communes, donnée extraite de l occupation des sols Corine Land Cover (Donnée IFEN). 3

5 La méthode de calcul du trafic surfacique consiste à évaluer la distance moyenne parcourue et la totalité des déplacements motorisés qui partent ou qui arrivent dans une commune, hors axes pris en compte pour les sources linéaires, et d en déduire les émissions. A titre indicatif, les émissions linéaires représentent plus de 90% des émissions du trafic routier contre moins de 10% pour les émissions surfaciques sur la région. 2.2 L outil de calcul des émissions de polluants du transport routier Pour mettre en place ce calcul, Air Lorraine s appuie sur l outil baptisé CIRCUL AIR développé par l ASPA. CIRCUL AIR permet de calculer les consommations de carburant et les émissions annuelles des axes routiers en distinguant les parts des principaux types de véhicules (véhicules particuliers essence, diesel et GPL, véhicules utilitaires légers essence et diesel, poids lourds, motos, bus diesel et GNV et autocars). CIRCUL AIR utilise les données de Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA) qui sont désagrégés au niveau horaire à partir de clés temporelles (données SIREDO). Les vitesses horaires sont alors intégrées dans les équations de COPERT IV afin de calculer des émissions horaires, puis réagrégés afin d'obtenir un résultat annuel. Ces émissions comprennent la combustion à chaud, le démarrage à froid, la pente de la route, les évaporations, l abrasion des freins, des pneus et de la route et la remise en suspension. CIRCUL AIR intègre également des corrections dues à l âge du véhicule et à l évolution des carburants. L ensemble des calculs est fait dans une macro Excel et les résultats sont ensuite visibles sous la forme d'une base MySQL. Le principe du calcul réalisé par CIRCUL AIR est schématisé dans la figure suivante. 4

6 COPERT IV Emissions horaires Emissions annuelles 5

7 Il est à noter que les consommations de carburant sont estimées conjointement au calcul des émissions. 3 Bilan des consommations de carburants En Lorraine, la consommation énergétique annuelle tous secteurs et tous combustibles confondus s élevaient en 2006 à KTep. Cette consommation énergétique reste très marquée par le passé historique industriel et ce secteur reste le plus énergivore avec près de la moitié des consommations totales, comme le montre la graphique ci-dessous Répartition des consommation énergétique en Lorraine - Année 2006 Tertiaire 11% Transports 16% Industrie 47% Résidentiel 25% Agriculture 1% Air Lorraine - ENERG'AIR Pour leur part, les transports (routier, aérien, ferroviaire et fluviale) représentent 16% des consommations énergétiques annuelles régionales avec 1900 KTep en Le transport routier reste bien entendu le transport consommant le plus d énergie avec 1800 KTep annuel représentant 94% des consommations des transports. Si l on s intéresse plus particulièrement au transport routier, le combustible le plus consommé est le gazole avec 78% de part de consommation, contre 22% pour l essence, le GPL représentant une part inférieure à 1%. Enfin, une répartition des consommations par type de véhicule montre que près de la moitié de l énergie consommée par ce secteur provient des véhicules particuliers avec 48%. Suivent ensuite les poids lourds avec 34% et les véhicules utilitaires légers avec 16% et enfin les deux roues avec 1% des consommations. 6

8 4 Bilan des émissions de polluants à l atmosphère Le secteur du transport routier est un des secteurs prépondérants en ce qui concerne les émissions de polluants atmosphériques. Cette partie présente une description fine des émissions du secteur pour les principales substances émises à savoir les oxydes d azote NOx, le benzène, les poussières fines PM10 et PM2.5 ainsi que le CO Oxydes d azote En France et en Lorraine, les oxydes d azote représentent un enjeu majeur de la surveillance de la pollution atmosphérique. En effet, de nombreux dépassements de la valeur limite pour la protection de la santé humaine sont observés, en particulier en proximité routière. Cette problématique touche principalement les axes à fort trafic ainsi que les centres urbains où la configuration topographique des rues peut entrainer une accumulation de ce polluant. Sectorisation des émissions de NOx de la région Lorraine Agriculture 12% Transports routiers 35% Industrie 19% Transports non routiers 1% Traitement des déchets 1% Sylviculture 0% Résidentiel/tertiaire 6% Production/distribution énergie 26% Inventaire Air Lorraine - Année 2006 En Lorraine, le transport routier est le principal secteur émetteur d oxydes d azote avec tonnes émises en 2006, représentant plus d un tiers des émissions totales pour ce polluant. 7

9 Sectorisation des émissions de NOx du transport routier véhicules utilitaires légers 14% deux-roues <1% véhicules particuliers 31% poids lourds 55% Inventaire Air Lorraine - Année 2006 Parmi ces émissions, plus de la moitié est imputable au trafic poids lourds soulignant l importance des problématiques de transit et de logistique propre à la région, en particulier sur le sillon de l A31 comme le montre la carte ci-dessous, représentant les émissions de NOx par axe en La carte met ainsi en évidence l importance des émissions de l A31 ainsi que des principaux axes de circulation interurbain, représentant les axes à la plus forte circulation avec un pourcentage de poids lourds important. 8

10 4.2 Benzène Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique classé comme cancérogène. De par son utilisation pour augmenter l indice d octane de l essence, agissant ainsi comme antidétonant, Il est particulièrement lié au transport automobile. Ainsi suite au changement de réglementation sur les teneurs en plomb dans l essence, l utilisation du benzène est venue se substituer à celle du plomb pour ces propriétés, entrainant alors une augmentation des teneurs dans l atmosphère. Sectorisation des émissions de Benzène de la région Lorraine Transports non routiers 1% Transports routiers 27% Agriculture 11% Traitement des déchets 0% Résidentiel/tertiaire 14% Industrie 45% Production/distribution énergie 2% Inventaire Air Lorraine - Année 2006 En Lorraine, le transport routier est le deuxième secteur le plus émetteur après l industrie. Il représente plus d un quart des émissions soit environ 600 tonnes en Comme présenté précédemment, ces émissions ont pour origine les véhicules particuliers essence circulant principalement à basse vitesse, ce qui explique donc les dépassements de l objectif de qualité observés en proximité trafic dans les centres urbains. La carte ci-après présente les émissions de benzène par axe pour l année 2006, mettant en évidence cette problématique dans les centres urbains de Nancy et Metz. 9

11 4.3 Les poussières fines PM10 et PM2.5 Les poussières fines sont une des problématiques majeures identifiées pour la surveillance de la pollution atmosphérique. En effet, de nombreux dépassements des valeurs limites pour la protection de la santé humaine sont observés à grande échelle géographique. Sectorisation des émissions de particules en Lorraine en % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Transports routiers Transports non routiers Traitement des déchets Résidentiel/tertiaire Production/distribution énergie Industrie Agriculture 20% 10% 0% PM10 PM2.5 Inventaire AIR Lorraine - Année 2006 Le transport routier reste un secteur fortement émetteur de poussières fines. Il est le 4 ème secteur le plus émetteur pour les PM10 avec tonnes émises représentant 15% des émissions totales et le 10

12 3 ème secteur émetteur de PM2.5 avec tonnes émises soit 20% des émissions totales, le tout pour l année Répartition des émissions de poussières fines du transport routier en Lorraine 100% 90% 80% véhicules utilitaires légers 70% véhicules particuliers 60% poids lourds 50% usure pneus et plaquettes de freins 40% deux-roues 30% abrasion de la route 20% 10% 0% PM10 PM2.5 Inventaire AIR Lorraine - Année 2006 Si l on s intéresse aux différents contributeurs à ces émissions du transport routier, on voit apparaitre que la principale origine de ces poussières fines est l abrasion de la route (incluant la remise en suspension des poussières déposées sur la chaussée) avec respectivement 40% et 28% des émissions de PM10 et PM2.5. Ensuite on retrouve les véhicules particuliers (19% des PM10 et 25% des PM2.5), les véhicules utilitaires légers (14% des PM10 et 19% des PM2.5) et enfin les poids lourds (13% des PM10 et 18% des PM2.5). Enfin en ce qui concerne les émissions liées aux carburants utilisés, malgré l apparition des filtres à particules, les véhicules diesels restent les plus émetteurs avec respectivement 97% et 95% des émissions de PM10 et PM2.5 liées aux motorisations. Les cartes ci-dessous présentent les émissions de poussières fines par axes en 2006 et mettent à nouveau en évidence l importance du sillon A31 et des axes interurbains aux trafics les plus forts. 11

13 12

14 4.4 Dioxyde de carbone Le changement climatique est une thématique majeure en termes d environnement à l échelle planétaire. Le CO 2 est le polluant ayant le plus d impact sur le changement climatique en raison de l importance de la consommation d énergies fossiles. Transports non routiers <1% Sectorisation des émissions de CO2 en Lorraine Transports routiers 14% Agriculture 1% Traitement des déchets 2% Industrie 39% Production/distribution énergie 27% Résidentiel/tertiaire 17% Inventaire Air Lorraine - Année 2006 Le transport routier, fortement consommateur de carburants d origine fossiles est donc un secteur émetteur important avec un total de 5.6 millions de tonnes émises en Lorraine en 2006, correspondant à 14% des émissions totales. Essence 21% Répartition des émissions de CO2 du transport routier par carburant Gaz de pétrole liquéfié (GPL) 0% Gazole 79% Répartition des émissions de CO2 du transport routier par type de véhicule véhicules utilitaires légers 16% deux-roues 1% poids lourds 35% véhicules particuliers 48% Inventaire Air Lorraine - Année 2006 Inventaire Air Lorraine - Année 2006 Les émissions de CO 2 du transport routier proviennent en majeur partie des véhicules particuliers qui représentent environ la moitié des émissions contre 35% pour les poids lourds et 16% pour les véhicules utilitaires. En ce qui concernent les carburants, de par son utilisation majeure, la combustion du gazole reste prépondérante avec près de 80% des émissions de CO 2 du secteur. Enfin, d un point de vue géographique, la carte ci-après représente les émissions de CO 2 par axe routier en Les émissions de CO 2 étant directement proportionnelles aux consommations de carburants, on voit nettement apparaitre les routes les plus fréquentées comme l A31 et les axes interurbains. 13

15 14