d établir des propositions d optimisation du dispositif actuel de surveillance de la qualité de l air sur la zone de l Ardoise ;

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1 ZONE INDUSTRIELLE DE L ARDOISE (30) Environnement de FERROPEM Etudes préalables à la redéfinition du dispositif de surveillance de la qualité de l air I - CONTEXTE En 1997, les sociétés Ugine et FERROPEM 1, implantées dans la zone industrielle de l Ardoise, ont adhéré à AIR LR 2 et ont confié à l association la surveillance permanente dans leur environnement des particules en suspension inférieures à 10 µm (PM 10) et des poussières sédimentables (PSED). Le dispositif permanent de surveillance de la qualité de l air est actuellement constitué : d un réseau de surveillance des particules en suspension de diamètre inférieur à 10 µm (PM 10 3 ) mis en place en 1998 et constitué de deux stations (appelées Garnor01 et Garnor02 situées respectivement dans le hameau de l Ardoise et sur la commune de Saint Génièes de Comolas) qui mesurent en continu et en temps réel des concentrations massiques de PM 10 4 sans la fraction volatile 5. réseau de surveillance des retombées de poussières sédimentables (PSED) 6 mis en place en 1997 et composé de 14 points de mesures (voir carte en annexe 1). La redéfinition de ce dispositif est rendu nécessaire en raison de : l'évolution des techniques de surveillance (en particulier, le développement récent des outils de modélisation qui permet de compléter avantageusement les mesures faites sur le terrain), l'évolution de la réglementation et notamment la nécessité de tenir compte de la fraction volatile des particules en suspension PM 10, l évolution du site industriel de l Ardoise : la fermeture d UGINE s est traduite par une diminution de l empoussièrement générale de la zone (se reporter au résumé «Environnement de l Ardoise Bilan 2008 des mesures permanentes de poussières dans l air ambiant» disponible sur le site internet d AIR LR ; le souhait récent (juin 09) de la mairie de Saint Géniès de Comolas de récupérer le terrain sur lequel est implantée la station permanente GarNor02. 1 Le site de FERROPEM produit du ferrosilicium de haute pureté et spécial pour la sidérurgie, du silicium pour les alliages d aluminium dans l automobile, de la microsilice pour l élaboration de bétons haute performance et de fibrociments. Il conçoit et produit des alliages de traitement (inoculants) pour la fonderie de fonte. 2 Depuis l arrêt de son activité en juin 2004, UGINE n est plus adhérente d AIR LR. 3 Les particules en suspension de diamètre inférieur à 10 µm (soit 1 million de fois plus petit que le mètre) ont de nombreuses origines, tant naturelles qu humaines. Elles proviennent principalement de la combustion incomplète des combustibles fossiles, du transport automobile et d activités industrielles (sidérurgie, cimenterie, incinération ) et agricoles. Elles ont une très grande variété de formes et de composition. Elles sont souvent associées à d autres polluants (métaux, HAP ). 4 Les résultats des mesures de PM 10 effectuées de façon automatique et permanente sont disponibles en temps réel sur le site internet d AIR LR ( dans la rubrique «dispositif permanent». 5 Afin de prendre en compte cette fraction volatile, les mesures de PM 10 sont provisoirement corrigées à partir du site de référence de Nîmes Sud. 6 Les poussières sédimentables (PSED) se différencient des particules en suspension PM 10 par leur taille (de l ordre de la centaine de micromètres). D origine naturelle (volcans, érosion ) ou humaine (carrière, cimenteries, sidérurgie, travaux agricoles ), les poussières sédimentables sont émises dans l atmosphère essentiellement par des actions mécaniques et tombent sous l effet de leur poids. AIR Languedoc Roussillon, les Echelles de la Ville, Antigone, 3 place Paul bec, Montpellier Tél Fax /10/09 P1/6

2 II - OBJECTIFS Des études préalables (mesures dans l air ambiant à Saint-Laurent des Arbres et modélisation de la dispersion des émissions de poussières de FERROPEM) ont été réalisées afin : d établir des propositions d optimisation du dispositif actuel de surveillance de la qualité de l air sur la zone de l Ardoise ; de déterminer, lorsque les émissions de poussières ne sont pas filtrées, la contribution théorique de FERROPEM sur les concentrations de poussières PM 10 dans l'air ambiant à 1,5 mètre du sol et les dépôts secs de poussières PM 10 au niveau du sol et d étudier la décroissance de l influence de ces émissions sur son environnement ; de réaliser à Saint Laurent des Arbres, qui est le 1 er village au Sud de FERROPEM sous les vents dominants (Mistral), un état des lieux concernant les particules en suspension PM 10, les oxydes d azote et les métaux; de comparer les résultats des mesures aux seuils réglementaires et aux concentrations mesurées sur le site permanent de GarNor02, situé au Nord de Saint Géniès de Comolas. III - MOYENS MIS EN OEUVRE Modélisation de la dispersion des émissions canalisées et non filtrées de poussières de FERROPEM Le site de FERROPEM comporte 3 fours nommés Four 16, Four 24 et Four 39 qui ne fonctionnent pas durant l'hiver (arrêt variable entre 2 et 5 mois selon les années). Les rejets de poussières de ces fours sont captés par des filtres à manches. En raison de la forte température des émissions, il arrive que les émissions soient rejetées directement (c est-à-dire sans passage par les filtres à manches) par des cheminées d'évacuation, afin de ne pas endommager les filtres. La fréquence de ces rejets directs canalisés est connue : ils sont peu fréquents et se sont produits entre 7 et 122 heures selon les fours en Les scenarii étudiés dans les modélisations sont les suivants : rejets directs simultanés des 3 fours de FERROPEM (cas peu probable), rejets directs du four 16, rejets directs du four 24, rejets directs du four 39 Chaque scénario est décliné pour 2 situations météorologiques : la plus fréquente : vent de secteur Nord avec une vitesse moyenne de 2,1 m/s (50% du temps) ; la plus défavorable vis-à-vis de la dispersion des rejets : vent de secteur Nord avec une vitesse de 5 m/s, atmosphère légèrement instable (moins de 1% du temps) Mesures dans l air ambiant de Saint Laurent des Arbres station mobile d AIR LR installée sur le parking des services techniques de la ville de Saint Laurent des Arbres, situé à 3900 mètres au Sud de FERROPEM (voir carte page suivante) ; mesure en continu du 10 mars au 3 juin 2009 des PM 10 7 et des oxydes d azote (résolution temporelle de la mesure : quart d heure) mesure du 11 mars au 27 mai des métaux (arsenic, cadmium, chrome, nickel, plomb et zinc) : prélèvement hebdomadaire sur filtre des PM 10 8 présentes dans l air ambiant puis analyse à posteriori des métaux en laboratoire. 7 L analyseur de PM 10 utilisé est celui de la station GarNor01 ; les mesures de PM 10 ont donc été provisoirement suspendues sur cette station. Elles ont repris à la fin de l étude à Saint Laurent des Arbres. 8 Conformément aux réglementations européenne et française, les métaux dans l air ambiant sont recherchés dans les particules en suspension PM 10. AIR Languedoc Roussillon P2/6

3 Implantation de la station mobile à Saint Laurent des Arbres Rose des vents Nord FerroPEM Ouest Est Source : AIR LR Sud Saint Laurent des Arbres 3900 m IV - RESULTATS PM Modélisation de la dispersion des émissions canalisées et non filtrées de poussières de FERROPEM Rappel : le rejet direct des poussières (c est-à-dire sans passage par les filtres) ne se produit que quelques heures par an. situation météorologique la plus fréquente (50% du de l année) : - pour des émissions simultanées des 3 fours (cas peu probable), la contribution maximale théorique de PM 10 dans l air ambiant est de 1,5 µg/m 3 en moyenne horaire soit moins de 10% du niveau de fond régional (de l ordre de 15 à 20 µg/m 3 en moyenne annuelle) et environ 1% de la valeur maximale horaire enregistrée en 2008 à proximité du trafic routier nîmois (129 µg/m 3 ). - dans le cas des émissions d un seul four, cette contribution maximale ne dépasse pas 1 µg/m 3 en moyenne horaire. situation météorologique défavorable à la dispersion des émissions (moins de 1% du temps de l année) : - pour des émissions simultanées des 3 fours (cas peu probable), la contribution maximale théorique de PM 10 dans l air ambiant est de 4,4 µg/m 3 en moyenne horaire soit environ 25% du niveau de fond régional (de l ordre de 15 à 20 µg/m 3 en moyenne annuelle) et environ 3% de la valeur maximale horaire enregistrée en 2008 à proximité du trafic routier nîmois (129 µg/m 3 ). - dans le cas des émissions d un seul four, cette contribution maximale ne dépasse pas 2,4 µg/m 3. les contributions maximales de PM 10 se situent dans le 1 er kilomètre au Sud de FERROPEM. AIR Languedoc Roussillon P3/6

4 ces contributions diminuent très rapidement avec la distance : ainsi, les émissions directes de poussières de FERROPEM ont, d après les modélisations, très peu d influence sur la village Saint-Laurent des Arbres, situé à plus de 3 km au Sud de FERROPEM (les contributions horaires de PM 10 modélisées sont inférieures à 0,2 µg/m 3 sur le site de l école de Saint Laurent des Arbres où ont été réalisées les mesures dans l air ambiant voir paragraphe suivant). A titre d exemple, les annexes 3 et 4 présentent, sous forme de cartographie, les contributions des émissions directes du four 39 de FERROPEM sur les concentrations de PM 10 dans l air ambiant pour la situation météorologique la plus fréquente et celle la plus défavorable Mesures des PM 10 dans l air ambiant de Saint Laurent des Arbres Tableau de résultats GRANDEUR CARACTERISTIQUE PM 10 11/03 au 02/06/09 Site de Saint Laurent des Arbres Saint Géniès de Comolas (GarNor 02) REGLEMENTATION (Art R211-1 du Code de l Environnement) Type de norme Valeur Réglementaire 30 µg/m 3 Objectif de qualité en moyenne annuelle Moyenne en µg/m µg/m 3 Valeur limite en moyenne annuelle Nombre de moyennes journalières supérieures à 50 µg/m Valeur limite Pas plus de 35 dépassements par an Nombre de moyennes journalières supérieures à 80 µg/m Nombre de moyennes journalières supérieures à 125 µg/m Comparaison aux seuils réglementaires Seuils définis dans la circulaire ministérielle du 12 octobre 2007 à partir desquels le dispositif d information des populations peut être déclenché par le Préfet Compte tenu des niveaux observés, il n existe pas de risque de dépasser les seuils réglementaires. Comparaison avec les mesures permanentes réalisées à Saint Géniès de Comolas Saint Laurent des Arbres PM 10 en µg/m 3 mesurées entre le 11 mars et le 2 juin 2009 Comparaison des concentrations moyennes journalières Concentration journalière à Saint Laurent des Arbres supérieure à celles de Saint Géniès de Comolas Dépassement de la valeur limite journalière sur les 2 sites les 21, 22 et 23 mai valeur limite journalière Y = X Saint Géniès de Comolas Remarque sur le dépassement de la valeur limite journalière : les valeurs les plus élevées sur les 2 sites de mesures sont observées les 21, 22 et 23 mai. Cette hausse des concentrations de PM 10 n est pas spécifique au site de l Ardoise ; elle est la conséquence du transport et de l accumulation de particules sur une grande échelle géographique. AIR Languedoc Roussillon P4/6

5 dans la majorité des cas, les concentrations obtenues sur les 2 sites sont équivalentes ; les concentrations journalières à Saint Laurent des Arbres sont parfois supérieures à celles de Saint Génies de Comolas ; la réciproque n est pas vraie. ces concentrations plus élevées (qui restent néanmoins nettement inférieures à la valeur limite journalière) sont observées les jours avec un vent fort de secteur Nord ou Nord-Est. Compte tenu des résultats des modélisations, il semble peu probable que l activité de l usine FERROPEM soit à l origine de ces valeurs parfois plus élevées Il pourrait s agir : - du ré-envol de poussières d un ou plusieurs champs à proximité ; - du ré-envol de poussières des zones de travaux localisées au Nord/Nord-Est de la station de Saint Laurent des Arbres : nouvelle zone commerciale, plate-forme logistique, carrefour d accès à la plate forme logistique V - RESULTATS NO 2 NO 2 dans l air ambiant PERIODE DU 11/03 AU 02/06/09 Moyenne en µg/m 3 Maximum horaire µg/m 3 Saint Laurent des Arbres Nîmes Sud (site urbain) Nîmes Trafic (site de proximité trafic routier) Réglementation (Art R211-1 du Code de l Environnement) Valeur limite : 42 µg/m 3 en moyenne annuelle Les concentrations mesurées à Saint Laurent des Arbres sont : Seuil d information : 200 µg/m 3 en moyenne horaire - nettement plus faibles que celles enregistrées à Nîmes, tant en milieu urbain (station Nîmes Sud) qu à proximité du trafic routier (station Nîmes Trafic). Par exemple, la valeur moyenne à Saint Laurent des Arbres est presque 4 fois plus faible que celle obtenue à proximité du trafic routier. - typiques de sites périurbains, voire ruraux. L influence de FERROPEM sur les concentrations de NO 2 à Saint Laurent des Arbres est négligeable. VI - RESULTATS METAUX Métaux en ng/m 3 Saint Laurent des Arbres Valeurs réglementaires en Printemps 2009 moyenne annuelle (a) Moyenne des 10 semaines de mesures Arsenic 0,5 6 Cadmium 0,2 5 Chrome 1,8 - Nickel 2,1 20 Plomb 4,0 500 Zinc 17,6 - (a) article R211-1 du Code de l Environnement Compte tenu des concentrations mesurées, il n existe pas de risque de dépasser les seuils réglementaires. Les concentrations moyennes de métaux mesurées pendant 10 semaines à Saint Laurent des Arbres sont dans la gamme de celles généralement mesurées en France. L influence de FERROPEM sur les concentrations de métaux dans l air ambiant de Saint Laurent des Arbres est négligeable. AIR Languedoc Roussillon P5/6

6 VII - PROPOSITIONS DE REDEFINITION DU DISPOSITIF DE SURVEILLANCE Mesures des PSED Points de mesures supprimés : - plaquettes 1, 12, 9, 8, 7 et 10 implantées dans l environnement immédiat d UGINE dont l activité est arrêtée ; - plaquettes 5C, 5 qui, initialement, devaient servir de référence mais dont les résultats montrent qu elles sont influencées par une ou plusieurs sources locales de poussières. Points de mesures conservés : - plaquettes 11, 13, 3B, 3, 2 et 4 localisées dans l environnement de FERROPEM ; - plaquette 6 qui sert de référence au réseau depuis 1997 à défaut de résultats cohérents sur les plaquettes 5 et 5C Point de mesure ajouté : plaquette 14 au Sud de FERROPEM, entre les plaquettes 2 et 4, afin de mieux documenter la décroissance des retombées de poussières sédimentables sous le vent dominant. La carte en annexe 2 présente l évolution du dispositif de surveillance des poussières sédimentables Mesures des PM 10 dans l air ambiant Les stations GarNor01 et GarNor02, initialement implantées en 1998 pour évaluer l impact de FERROPEM et d UGINE, ne seront plus conformes en 2013 aux contraintes réglementaires sur la mesure des PM 10. Une seule station de mesures des PM 10 9 équipée d un mât météorologique et mise en conformité pourrait être conservée pour suivre les éventuels impacts de FERROPEM sur son environnement. Elle serait alors implantée à Saint Laurent des Arbres, c est-à-dire le 1 er village sous le vent dominant de FERROPEM. En complément des PM 10, des mesures permanentes de PM 2,5 et d oxydes d azote pourraient aussi être réalisées sur cette station, afin de disposer d un point de mesure en milieu périurbain peu influencé et ainsi compléter le dispositif régional permettant de répondre aux exigences de la directive européenne du 21 mai Cette nouvelle station serait intégrée au dispositif de surveillance de la qualité de l air - en cours de redéfinition - de la Zone Administrative de Surveillance (ZAS) «rurale régionale» du futur Programme de Surveillance de la Qualité de l Air (PSQA) 10 de la région Languedoc-Roussillon. Concrètement, en application de la directive européenne du 21 mai 2008, le dispositif régional PM 10 + PM 2,5 doit être constitué d au minimum de 15 points, dont 6 pour la ZAS «rurale régionale» 11 dont fait partie la zone de l Ardoise. Ces propositions seront présentées aux différents partenaires locaux. Elles supposent, pour être mises en application, un investissement compris entre et euros selon la configuration du dispositif co-finançables par les différents partenaires. 9 Avec prise en compte de la fraction volatile, conformément aux nouvelles obligations. 10 En application de l arrêté ministériel du 17 mai 2003, un PSQA avait été réalisé en 2004 dans chaque région pour la période Un nouveau PSQA est en cours de réalisation pour la période Il y a 2 autres ZAS en Languedoc-Roussillon : une ZAS «Montpellier» et une ZAS «urbanisée régionale» qui comprend les agglomérations de Nîmes, Perpignan, Alès, Sète, Béziers et Narbonne. AIR Languedoc Roussillon P6/6

7 ANNEXE 1 ENVIRONNEMENT DU SITE INDUSTRIEL DE L ARDOISE Dispositif actuel de surveillance des PM 10 et de PSED Le vent est majoritairement de secteur Nord (Mistral) La station de GarNor 02 est située à 2500 mètres au Sud-Est de FERROPEM. Elle est sous le vent de cette dernière environ 20% du temps. AIR Languedoc Roussillon, annexe 1

8 ANNEXE 2 ENVIRONNEMENT DU SITE INDUSTRIEL DE L ARDOISE Proposition de réorganisation du dispositif de surveillance des PM 10 et de PSED AIR Languedoc Roussillon, annexe 2

9 ANNEXE 3 Modélisation de la contribution des émissions directes du four 39 sur les concentrations de PM 10 dans l'air ambiant pour la situation météorologique la plus fréquente Cas le plus fréquent (quelques heures par an) $ Site FERROPEM Four 39 ( - $ Mètres Concentrations horaires de PS en µg/m3 $ Station de mesure de la qualité de l'air AIR LR ( Source d'émission! Site : FERROPEM - L'Ardoise - Laudun (Gard) - Localisation des retombées maximales pour ce scenario Contribution aux concentrations horaires de poussières lors des rejets directs du Four 39, dans l'air ambiant (à 1,5 mètres du sol), pour la situation météorologique la plus fréquente : - vitesse du vent : 2,1/ms (vent moyen en 2008) - atmosphère neutre (cette situation est la plus fréquente dans la journée et dans l'année). AIR LR / Réseau L'Ardoise

10 ANNEXE 4 Modélisation de la contribution des émissions directes du four 39 sur les concentrations de PM 10 dans l'air ambiant pour la situation météorologique la plus défavorable à la dispersion des polluants (moins de 1% du temps de l'année) $ Site FERROPEM ( - Four 39 $ Mètres 1 000! Site : FERROPEM - L'Ardoise - Laudun (Gard) Concentrations horaires de PS en µg/m $ Station de mesure de la qualité de l'air ( Source d'émission Contribution aux concentrations horaires de poussières lors des rejets directs du Four 39, dans l'air ambiant (à 1,5 mètres du sol), pour une situation météorologique défavorable : - vitesse du vent : 5/ms (vent moyen en 2008) - atmosphère légèrement instable (cette situation se rencontre l'été ou dans la journée, des courants ascendants chauds montent du sol et créent de la turbulence au sein de la basse atmosphère). - Localisation des retombées maximales pour ce scenario AIR LR / Réseau L'Ardoise