CARTOGRAPHIE FINE DES NIVEAUX DE DIOXYDE D AZOTE DANS LE COEUR DENSE DE L AGGLOMÉRATION PARISIENNE. Janvier 2012

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1 CARTOGRAPHIE FINE DES NIVEAUX DE DIOXYDE D AZOTE DANS LE COEUR DENSE DE L AGGLOMÉRATION PARISIENNE Janvier 2012

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3 AIRPARIF Surveillance de la Qualité de l Air en Ile-de-France Cartographie fine des niveaux de dioxyde d azote dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 Et ude 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!» Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012

4 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 1

5 REMERCIEMENTS Airparif remercie les Maires des 54 communes ayant accueilli des moyens de mesure sur leur commune et facilité l accès à ces derniers par les équipes d Airparif : Sarcelles ; Aulnay-Sous-Bois ; Chelles ; Chennevières-sur-Marne ; Sucy-en-Brie ; Paray-Vieille- Poste ; Vélizy-Villacoublay ; Bougival ; Le Mesnil-le-Roi ; Epinay-sur-Seine ; Stains ; Le Blanc- Mesnil ; Fontenay-sous-Bois ; Champigny-sur-Marne ; Choisy-le-Roi ; Vitry-sur-Seine ; L Hay-les- Roses ; Saint-Cloud ; Nanterre ; Argenteuil ; Gennevilliers ; Drancy ; Bagnolet ; Vincennes ; Maisons-Alfort ; Ivry-sur-Seine ; Chatillon ; Paris (IV VI VII VIII IX X XI XIV XV XVI XVII XVIII XIX XX) ; Saint-Denis ; Aubervilliers ; Pantin ; Neuilly-sur-Seine ; Bois-Colombes ; Asnières-sur-Seine ; Clichy ; Saint-Ouen ; Levallois-Perret ; Joinville-le-Pont ; Villejuif ; Boulogne- Billancourt ; Chatenay-Malabry. Airparif remercie également les Conseils Généraux franciliens. L étude a ainsi pu se dérouler dans de bonnes conditions. Cette étude n aurait par ailleurs pu être réalisée sans le concours financier de l ADEME Ile-de- France, du Conseil Général de la Seine-Saint-Denis et Conseil Régional d Ile de France. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 2

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7 SOMMAIRE I INTRODUCTION ET CONTEXTE DE L ETUDE II PROGRAMME DE MESURE ET MOYENS MIS EN OEUVRE II.1 Les deux échelles géographiques d étude II.1.1 En situation de fond, dans le cœur dense de l agglomération II.1.2 Au voisinage des grands axes routiers II.2 Moyens de mesure II.2.1 Les échantillonneurs passifs II.2.2 Qualité de la mesure II.3 Période de mesure III LES CONDITONS METEOROLOGIQUES DURANT LA CAMPAGNE DE MESURE III.1 Des vents conformes à la situation annuelle III.2 Des températures conformes aux normales IV RESULTATS DE MESURE IV.1 Analyse en situation de fond IV.1.1 Les résultats de la campagne de mesure IV.1.2 Analyse statistique IV.1.3 Influence des conditions météorologiques sur les niveaux mesurés IV.2 Analyse au voisinage des grands axes de circulation IV.2.1 Analyse statistique IV.2.2 Etude de l influence de l environnement IV.2.3 Cas spécifique des sites influencés installés à proximité de stations permanentes trafic V CARTOGRAPHIE FINE A L ECHELLE ANNUELLE ET SITUATION VIS-A-VIS DES NORMES V.1 Estimation des niveaux annuels V.2 Cartographie : méthodologie V.3 Situation vis-à-vis des normes : Cas des sites de mesure V.4 Superficie et populations exposées à un dépassement V.5 Quelle évolution en termes de cartographie entre 2000 et 2010? V.5.1 Reconstruction de la cartographie des niveaux de NO2 en 2000 et V.5.2 Les importantes évolutions en termes de qualité de l air VI VALIDATION DES OUTILS DE SURVEILLANCE ET PERSPECTIVES VI.1 Validation des outils de surveillance VI.1.1 La modélisation de fond : Esméralda VI.1.2 La modélisation de proximité : Heaven Copert IV et Street VI.1.3 La modélisation en zone influencée : une décroissance validée par les observations VI.1.4 La conformité des niveaux modélisés VI.1.5 Le réseau de mesures fixes VI.1.6 Superficie de la zone dépassant la valeur limite et nombre d habitants impacté64 VI.2 Perspectives Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 4

8 ANNEXE 1 : LOCALISATION DES SITES DE MESURE ANNEXE 2 : CLASSES DE STABILITE ATMOSPHERIQUE PAR SERIE DE MESURE (SOURCE METEO- FRANCE) ANNEXE 3 : DESCRIPTION DES TRANSECTS DE L ETUDE ET EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 4 : NORMES FRANÇAISES ET EUROPEENNES DE QUALITE DE L AIR RELATIVES AU DIOXYDE D AZOTE APPLICABLE EN ANNEXE 5 : EVALUATION DES MOYENNES ANNUELLES EN NO2 ET INTERVALLE D INCERTITUDE ASSOCIE POUR CHACUN DES SITES ANNEXE 6 : DEFINITION STATISTIQUE D UNE «BOITE A MOUSTACHES» (BOX PLOT) ANNEXE 7 : CLASSEMENT ASCENDANT HIERARCHIQUE ANNEXE 8 : COMPARAISON DES PARAMETRES METEOROLOGIQUES ANNEXE 9 : EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 10 : ANNEXE I DE LA DIRECTIVE 2008/50/CE ANNEXE 11 : RESEAU DE SURVEILLANCE PERMANENTE AU Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 5

9 GLOSSAIRE Généralités : Emissions : rejets de polluants dans l atmosphère Modélisation : calcul de la pollution à partir d outils informatiques ADEME : Agence De l Environnement et de la Maîtrise de l Energie Station de fond : station de mesure située suffisamment loin des sources locales identifiées, comme les axes routiers ou les grandes sources industrielles, pour ne pas être directement influencée par ces dernières. Les stations de fond caractérisent l ambiance générale de la pollution urbaine d un secteur et représentent une référence basse des concentrations rencontrées, pour un secteur donné. Station trafic : station de mesure implantée à proximité immédiate (moins de 10 mètres) d un axe routier, de manière à caractériser les niveaux de pollution issus de l influence directe de cet axe. MEDDTL : Ministère de l'ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement Normes : Objectif de qualité : il correspond à une qualité de l air jugée acceptable que la réglementation fixe comme objectif à atteindre dans un délai de quelques années. Valeur limite : un niveau fixé sur la base des connaissances scientifiques, dans le but d éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine et/ou l environnement dans son ensemble, à atteindre dans un délai donné et à ne pas dépasser une fois atteint. Valeur cible : un niveau fixé dans le but d éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la santé humaine et/ou l environnement dans son ensemble, à atteindre dans la mesure du possible sur une période donnée. Seuil d alerte : un niveau au-delà duquel une exposition de courte durée présente un risque pour la santé humaine de l ensemble de la population et à partir duquel les Etats membres doivent immédiatement prendre des mesures. Seuil d information : un niveau au-delà duquel une exposition de courte durée présente un risque pour la santé humaine des groupes particulièrement sensibles de la population et pour lequel des informations immédiates et adéquates son nécessaires. Objectif à long terme : un niveau à atteindre à long terme, sauf lorsque cela n est pas réalisable par des mesures proportionnées, afin d assurer une protection efficace de la santé humaine et de l environnement. Polluants : NOx : Oxydes d azote NO : Monoxyde d azote NO2 : Dioxyde d azote Le dioxyde d azote (NO2) est un polluant indicateur des activités de transport, notamment le trafic routier. Il est directement émis par les sources motorisées de transport (émission directe ou «primaire»), mais il est également produit dans l atmosphère à partir des émissions des véhicules (monoxyde d azote, NO) sous l effet de leur transformation chimique en NO2 (polluant «secondaire»). Les processus de formation du NO2 sont étroitement liés à la présence d ozone dans l air (NO + O3 NO2 + O2). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 6

10 RESUME L étude a permis de faire un point approfondi en 2010 sur les niveaux en dioxyde d azote dans l agglomération parisienne. Elle intervient 10 ans après le projet Life «Résolution» qui traitait déjà de cette problématique. Le dioxyde d azote est un indicateur reconnu de la pollution des grandes métropoles, en particulier du trafic routier. En Ile-de-France, la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) est en effet dépassée dans le cœur de l agglomération parisienne, où des millions de Franciliens résident et travaillent. L étude avait plusieurs objectifs : - Améliorer les connaissances sur la problématique de la pollution urbaine du NO2, en fond ou sous l influence directe du trafic routier. - Réaliser une cartographie fine des concentrations en NO2 pour l année 2010, année à partir de laquelle plus aucune marge de dépassement n existe pour la valeur limite annuelle ; ces résultats ont été intégrés au Bilan annuel 2010 de la qualité de l air en Ile-de-France. - Evaluer la capacité du dispositif de surveillance actuel à reproduire les variations spatiales des niveaux annuels de NO2. Le dispositif est constitué d un réseau de mesures fixes, de mesures indicatives et d outils de modélisation. Il s agit également d évaluer la capacité de ce dispositif à estimer les zones de dépassement et la population exposée. Ce projet a nécessité une campagne de mesure sur une centaine de sites repartis sur une vingtaine de communes. Les sites ont été instrumentés par échantillonneurs passifs, technique de mesure simple et fiable. Les sites ont été localisés de façon plus intense dans les secteurs soumis périodiquement aux dépassements de la valeur limite de 40 µg/m 3 à l échelle annuelle. Les mesures ont porté à la fois sur l ambiance générale de l agglomération parisienne (situation de fond) et au voisinage des axes routiers. Un intérêt particulier a été porté dans la zone d influence d axes routiers plus ou moins fréquentés de la région. Les mesures issues des capteurs placés en situation de fond montrent des concentrations plus élevées dans le centre de l agglomération où les émissions sont les plus intenses, quelles que soient les conditions météorologiques. Puis les niveaux diminuent au fur et à mesure que l on s éloigne de centre de l agglomération. Une analyse statistique de l ensemble des données confirme la différence en termes de niveaux mais aussi de comportement des sites en fonction de leur emplacement géographique dans l agglomération parisienne. Les phénomènes de transport et de diffusion de polluants (conséquences de la vitesse et de la direction des vents, qui diffèrent selon les semaines de mesure) ont conduit à observer des panaches de pollution sous le vent dominant de l agglomération. L étude des niveaux de pollution au voisinage des axes de circulation, dans la zone influencée, a fait l objet d une caractérisation approfondie tant par les mesures que par les modèles urbains. Il est possible de quantifier l écart entre la pollution observée au plus près de la source et la pollution de fond du secteur et de renseigner la décroissance selon les caractéristiques de l axe (trafic, environnement, ). Pour l ensemble des axes étudiés (6 de façon complète, 6 de façon ponctuelle), le niveau relevé sur l axe routier est égal à deux voire quatre fois la pollution de fond. Le rapport entre le niveau au plus près de l axe et en situation de fond présente une variation saisonnière : il est plus important en été qu en hiver. La diminution des concentrations, témoignant de l influence décroissante du trafic routier en s éloignant de l axe, est observée sur l ensemble des transects. Elle dépend fortement de la configuration de l axe (par exemple axe surélevé), de l espace de dégagement alentour mais également des conditions de vents. Pour des configurations urbaines denses (majorité des cas étudiés), les niveaux de pollution restent systématiquement supérieurs au niveau de fond (jusqu à 25 %), jusqu à plus de 150 m de la source principale d émission. En moyenne, les niveaux ont diminué de 25 à 45 % à une distance à l axe variant de 15 à 40 m. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 7

11 Ces observations ont ainsi confirmé que les modèles urbains utilisés par Airparif pour évaluer l étendu de cette zone influencée donnaient des résultats représentatifs qui permettent une évaluation de la population exposée avec une incertitude raisonnable (moins de 30 % sur les concentrations) et acceptable selon les critères de qualité définis par la directive européenne. Elle indique toutefois que la qualité de la représentation cartographique pourrait être améliorée en augmentant le nombre de points de mesure. Ces mesures ont permis d élaborer une cartographie fine de la pollution atmosphérique, combinant pollution de fond et impact du trafic routier. Il a été estimé que 280 km² de l agglomération parisienne était concernée en 2010 par un niveau annuel en NO2 supérieur à 40 µg/m 3. 3,6 millions de Franciliens sont potentiellement exposés 1 à ce dépassement de la valeur limite. Cela concerne plus de 9 Parisiens sur 10 (soit environ 1,8 millions d habitants). La zone de l agglomération concernée par ce dépassement comprend Paris et les communes de la banlieue proche de Seine-Saint-Denis (Pantin, Saint-Denis), mais aussi les habitants situés dans le voisinage d axes routiers importants. Concernant le motif de pollution cartographié, cette étude a permis d améliorer l identification des zones de dépassement de la valeur limite annuelle au cœur de l agglomération. La position du panache de pollution a légèrement été modifiée après la prise en compte des données de la campagne de mesure, notamment au sud de la commune de Saint-Denis et dans le sud-est de Paris. Entre 2000 et 2010, les concentrations en situation de fond dans l agglomération parisienne ont diminué de l ordre de 13 %. La diminution est plus importante dans le cœur dense avec une réduction en moyenne de 17 % sur les concentrations de fond parisienne et de 15 % en élargissant aux départements de la petite couronne. Le gradient entre le cœur de l agglomération parisienne et la périphérie s atténue. La baisse des concentrations en fond est moins importante sur la seconde partie de la décennie. En proximité au trafic routier, le constat est plus sévère en raison d un dépassement franc des valeurs limites et d une stagnation des concentrations depuis 10 ans sur les axes les plus chargés. Ainsi, la contribution directe du trafic routier sur les niveaux de dioxyde d azote en proximité est de plus en plus importante. La campagne de surveillance intensive a également été l occasion d évaluer les performances du dispositif de surveillance en matière de reproduction des concentrations de fond. Concernant la pertinence du réseau permanent francilien, les résultats issus de la campagne de mesure et ceux du réseau permanent présentent une très bonne cohérence : les concentrations observées sur le réseau permanent peuvent donc être considérées comme représentatives de l ensemble des niveaux de fond de l agglomération parisienne. Ce résultat valide la position des stations du réseau de mesure, qui permettent de rendre compte avec justesse des niveaux de NO2 rencontrés dans l agglomération parisienne. C est particulièrement le cas pour les stations dépassant couramment la valeur limite annuelle de 40 µg/m 3, telles qu Aubervilliers et Paris 18 ème. Cette étude va aussi permettre l optimisation du réseau en NO2 et confirmer le renforcement de la mesure en proximité au trafic routier. Elle apporte ainsi une description fine des niveaux de NO2 qu il faudra veiller à ne pas dégrader. Concernant la modélisation, les objectifs de qualité des données pour l évaluation de la qualité de l air ambiant, décrits dans l annexe I de la directive 2008/50/CE, sont respectés. Toutefois, les variations spatiales fortes des niveaux sont plus délicates à reproduire avec le modèle régional. Ainsi, pour les niveaux de fond, les résultats de modélisation reproduisent bien les mesures en Petite Couronne à l exception de la Seine-Saint-Denis. Par contre, en Seine-Saint-Denis comme en Grande Couronne, les résultats du modèle sous-estiment les teneurs. A l inverse, les résultats de modélisation surestiment les teneurs dans Paris. A proximité immédiate du trafic routier, les niveaux modélisés sont en moyenne 5 µg/m 3 inférieurs aux 1 Exposition des personnes qui respireraient en permanence l'air extérieur au niveau de leur domicile. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 8

12 mesures, alors qu en zone influencée, ils sont supérieurs de 2 µg/m 3 aux mesures. Ces résultats seront à l avenir améliorés grâce au développement de nouveaux systèmes de modélisation de proximité au trafic et à l intégration régulière des évolutions des facteurs d émissions européens. Au vu des résultats obtenus au cours de cette campagne, l intérêt des mesures par échantillonneurs passifs, complétées par l apport de la modélisation numérique dans le suivi de la pollution atmosphérique, apparaît clairement. Ces outils continueront à être périodiquement validés et utilisés, et contribueront à l amélioration de la qualité des missions réglementaires d Airparif. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 9

13 I INTRODUCTION ET CONTEXTE DE L ETUDE L Ile-de-France et en particulier l agglomération parisienne connaît une pollution importante au dioxyde d azote. La valeur limite annuelle (40 µg/m 3 à partir du 1 er janvier 2010) n est pas respectée aussi bien en situation de proximité au trafic qu en situation de fond. Ces dépassements sont constatés depuis de nombreuses années 2. L analyse des concentrations mesurées sur le réseau fixe pour l année 2010 confirme la stabilité globale des niveaux de dioxyde d'azote dans l'agglomération parisienne, tant en fond (essentiellement sur les dernières années) qu'en proximité au trafic (concentrations en moyenne deux fois supérieures à la valeur limite annuelle). Toutefois, certains sites voient leurs niveaux continuent de progresser, c'est le cas par exemple le long du boulevard périphérique. Des dépassements de la valeur limite horaire (200 µg/m 3 ) y sont aussi constatés. Pour qualifier ces dépassements, Airparif s appuie sur deux outils complémentaires : les mesures avec le réseau fixe et la modélisation. Ces deux outils sont généralement associés pour obtenir en tout point des niveaux de pollution. L étude présentée ici a pour objectifs d évaluer et d améliorer ces outils ainsi que les cartographies pour le dioxyde d azote. Elle permet également d obtenir une description fine des niveaux de NO2 dans l agglomération parisienne. En effet, les cartographies fines actuelles basées sur les stations automatiques permanentes et la modélisation peuvent présenter des incertitudes de l ordre de quelques dizaines de km 2, qui affecteraient potentiellement un nombre important de franciliens vue la densité de population dans cette zone. L étude proposée est d une part une nouvelle campagne de mesure intensive et son exploitation pour la cartographie, et d autre part l intégration des évolutions récentes des outils de modélisation, notamment la réactualisation du cadastre des émissions. L objectif est de permettre une amélioration de l identification des zones de dépassement de la valeur limite annuelle au cœur de l agglomération, afin de caractériser finement les populations concernées. Ces améliorations visent ainsi à fournir les niveaux de pollution les plus précis possibles en tout point de l Ile-de- France, notamment en vue de l exercice réglementaire de «reporting» prévu par les directives de l Union Européenne. Au-delà de la cartographie de la pollution, cette étude a pour vocation de tirer parties des évolutions récentes des moyens et outils de surveillance d Airparif pour le dioxyde d azote en : développant la connaissance concernant la dispersion de la pollution en proximité au trafic ; permettant de calibrer, valider les systèmes de modélisation développés et utilisés à Airparif ; contrôlant la représentativité des stations de fond du réseau automatique ; validant les méthodes de couplage mesures-modèle (assimilation de données à l échelle annuelle). Les éléments présentés dans ce rapport ont été utilisés dans le Bilan de la qualité de l air en Ile-de-France en (superficie et nombre d habitant potentiellement soumis à un dépassement). Une campagne de mesure par tubes à diffusion mettant en œuvre un nombre important de sites a permis de répondre à ces besoins. Les sites de mesure ont été implantés dans l environnement proche des stations de fond où les niveaux sont les plus importants, mais également en zone influencée par des axes routiers importants et en limite des zones de dépassement évaluées les dernières années. En 2000, lors la campagne LIFE «résolution» 4, quelques 150 sites avaient été instrumentés à l aide de tubes à diffusion passive. Cette étude avait permis de cartographier la pollution de fond en NO2 au sein de l agglomération parisienne (loin du trafic), avec une résolution 2 La qualité de l air en Ile-de-France en 2010, L étude de 2000 portée aussi sur le benzène. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 10

14 spatiale fine. Elle avait permis de documenter précisément les zones et la part de population potentiellement exposée au-delà de la valeur limite annuelle. La réalisation d une nouvelle étude en 2010 permet aussi de faire un point sur l évolution des niveaux en dioxyde d azote au cours de cette décennie, en se basant notamment sur les rendus cartographiques. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 11

15 II PROGRAMME DE MESURE ET MOYENS MIS EN OEUVRE II.1 Les deux échelles géographiques d étude Afin de répondre aux différents objectifs de l étude, les mesures ont été effectuées suivant deux typologies distinctes, à savoir en situation de fond et à proximité des axes routiers. Les investigations en situation de fond permettent de mieux documenter les niveaux ambiants qui concernent une échelle géographique large (cœur de l agglomération parisienne). Celles menées en situation de proximité visent à mieux renseigner des phénomènes locaux présentant des niveaux importants et à forte variabilité spatiale. Les paragraphes suivants détaillent les objectifs poursuivis pour chacune des typologies ainsi que le plan d échantillonnage mis en œuvre pour répondre à ces objectifs. II.1.1 En situation de fond, dans le cœur dense de l agglomération Pour rappel, un site de fond est situé suffisamment loin des sources locales identifiées (axes routiers ou grandes sources industrielles), pour ne pas être directement influencé par ces dernières. Le site de fond caractérise l ambiance générale de la pollution urbaine d un secteur. L objectif de la campagne de mesure est de décrire finement les niveaux de dioxyde d azote dans le cœur dense de l agglomération parisienne pour l année Une description fine nécessite plus de précisions dans la zone dépassant fréquemment la valeur limite (40 µg/m 3 ). Ces dépassements sont généralement relevés en situation de fond dans le centre et le nord de Paris et dans une moindre mesure dans les zones limitrophes à Paris et dans les départements de la petite couronne. L étude des cartographies des années précédentes a permis ainsi d élaborer le plan d échantillonnage en visant en particulier les zones fortement habitées potentiellement concernées par des dépassements. Pour cela, le cœur dense de l agglomération parisienne a été découpé en plusieurs zones (cf. Figure 1) : 1/ la zone rouge correspond à une zone dans laquelle les concentrations de NO2 ont dépassé 40 µg/m 3 en fond pour chaque année (ceci pour les cinq années précédant la campagne). 2/ la zone violette correspond à une zone dans laquelle les concentrations de NO2 ont dépassé 40 µg/m 3 en situation de fond sur au moins une des cinq dernières années. 3/ la zone bleue délimite la zone d étude. Les limites de cette zone ont été définies à l aide du cadastre d émissions 5 de NOx pour l année La densité d émissions est très importante dans le cœur dense de l agglomération puis elle diminue au fur et à mesure que l on s en éloigne jusqu à atteindre des densités d émissions proches des densités calculées en zone rurale. Au-delà de la zone bleue, les densités d émissions sont faibles au regard de celles évaluées dans le cœur de Paris et proches des zones rurales. La densité du nombre de sites de mesure en fond est adaptée dans chaque zone en fonction de la probabilité de dépasser l objectif de qualité dans la zone considérée. 5 Un cadastre d émission est l identification et le recensement de l ensemble des émissions de polluants atmosphériques sur un territoire et une échelle géographique donnés. Les méthodologies d estimation des émissions ainsi que les résultats associés pour l inventaire réalisé par Airparif sur l ensemble de l Ile de France pour l année 2005 sont disponibles sur le site internet d Airparif dans la rubrique publication. Le rapport s intitule : «Bilan des émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre en Ile-de-France, méthodologies et résultats année 2005» Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 12

16 La zone rouge, qui a une forte probabilité pour que la valeur limite soit dépassée en 2010, a été instrumentée de manière importante. En moyenne, un site de mesure est installé tous les deux kilomètres à l intérieur et aux environs de cette zone (cf. maillage rouge de la Figure 1). Pour la zone violette, qui se caractérise par une probabilité forte pour que les concentrations soient très proches de la valeur limite, un site de mesure est installé tous les 4 km environ (cf. maillage bleu de la Figure 1). La zone bleue est peu instrumentée puisque la probabilité pour que la valeur limite soit dépassée en situation de fond est très faible (cf. maillage vert de la Figure 1). Figure 1 : Plan d échantillonnage pour les sites de fond Au total, 54 sites de mesure en fond ont été installés pour renseigner précisément la pollution de fond dans le domaine de 192 km 2 concerné par cette étude. La Figure 1 présente l implantation des sites ainsi que le maillage servant de base théorique au plan d échantillonnage. Les possibilités d installation et le respect des critères nationaux d implantation des sites de mesure édictés par l ADEME et le Ministère de l'ecologie, de l'energie, du Développement Durable et de la Mer 6 déterminent précisément l implantation du site de mesure. L ensemble de ces sites est disposé en situation de fond en dehors de l influence directe des sources d émissions de pollution. L adresse exacte de chacun des sites de mesure est donnée en Annexe 1. Au total, 54 communes sont concernées par cette campagne de mesure. 6 «Classification et critères d implantation des stations de surveillance de la qualité de l air», document ADEME, juin Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 13

17 En complément, une étude a été menée dans l environnement proche de deux stations de mesure du réseau permanent d Airparif situées en fond. Il s agit des stations parisiennes du 6 ème et du 18 ème arrondissement. Ces stations bornent les niveaux de fond parisiens en présentant les niveaux de fond les plus faibles (Paris 6 ème ) et les plus importants (Paris 18 ème ). Les mesures aux environs de ces stations ont pour objectif de s assurer qu il s agit bien des extrêmes parisiens et que les niveaux relevés dans ces quartiers sont bien représentés par ces stations permanentes. Ainsi, trois sites de mesure ont été implantés autour de la station de mesure de Paris 6 ème, station de mesure installée dans le Jardin du Luxembourg. Un site de mesure complémentaire a été placé dans le Jardin du Luxembourg et les deux autres ont été implantés en situation de fond respectivement au nord (rue Princesse) et au nord-est (rue de Savoie) du jardin. Figure 2 : Implantation des sites de mesure autour de la station de mesure Paris 6 ème (image Google Earth). Les environs de la station Paris 18 ème ont aussi été équipés de trois sites de mesure. La station de mesure est installée sur le toit d un lycée situé au 7 rue Ferdinand Flocon. Deux sites de mesure complémentaires ont été placés au nord de la station (impasse de la grande bouteille et rue Boinod). Le troisième a été implanté au sud (rue de la bonne). Figure 3 : Implantation des sites de mesure autour de la station de mesure Paris 18 ème (image Google Earth). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 14

18 II.1.2 Au voisinage des grands axes routiers Des sites de mesures sont installés au voisinage des grands axes routiers de façon à pouvoir répondre aux objectifs suivants : - améliorer la connaissance concernant la dispersion de la pollution en proximité au trafic. - améliorer la caractérisation des zones influencées au trafic qui sont susceptibles de dépasser la valeur limite de 40 µg/m 3 et par conséquent caractériser plus finement les populations concernées Il s agit soit de sites implantés en proximité au trafic routier (à une distance inférieure à 10m de l axe 7 ), soit de sites en zone influencée du trafic (site compris entre la proximité et le fond). Puisque la zone violette (cf. Figure 1) est une zone dans laquelle il y a une «probabilité non négligeable» pour que la valeur limite soit dépassée en situation fond ou que les concentrations soient très proches de celle-ci, les teneurs en situation influencée près d axes routiers où le trafic est important devraient la dépasser. Le but est donc d instrumenter des sites en situation influencée du trafic routier dans la zone violette le long d axes routiers plus ou moins importants et dans des zones à forte densité de population. La situation influencée est renseignée en disposant plusieurs sites perpendiculairement à l axe et à distances variables de celui-ci. Ce dispositif, nommé transect, permet de renseigner la décroissance des niveaux en fonction de l éloignement aux axes routiers. Dans un premier temps, la recherche des sites s est effectuée, le long des autoroutes parisiennes pour les portions de celles-ci se situant dans la zone violette. Pour chacune d elles les critères suivants ont été examinés : - présence ou non d une forte densité de population en bordure d axes ou dans un voisinage de 200 m autour; - autoroute (ou zone) déjà investiguée dans de précédentes études ; - topographie des lieux et contraintes techniques d implantation des tubes en découlant. Dans un deuxième temps, les axes à fort trafic (type nationales) ont été étudiés suivant les mêmes critères. Au total, 25 sites sont implantés sur 6 transects. Le transect n 6 concernant la RN13 à hauteur de la commune de Neuilly-sur-Seine est décrit dans le paragraphe suivant. Les autres transects sont détaillés en annexe 7, avec notamment des vues aériennes. Le tableau suivant synthétise leur description. 7 Critères d implantation des sites fixés par l annexe 3 de la directive européenne n 2008/50/CE concernant la qualité de l air ambiant et un air pur pour l Europe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 15

19 Implantation TMJA axe Nombre de sites de mesures Distance couverte par les sites RN3 Pantin à 50 mètres A4 Joinville le Pont à 55 mètres Boulevard Périphérique Porte de Saint Ouen à 130 mètres RD7 Villejuif à 45 mètres Environnement Fortement urbanisé Dégagé, proximité de la Marne Fortement urbanisé Fortement urbanisé Situation topographique par rapport à l axe Plan Autoroute en hauteur Autoroute en hauteur Plan RD910 Boulogne Billancourt RN13 Neuilly-sur- Seine à 40 mètres à 155 mètres Fortement urbanisé Fortement urbanisé Tableau 1 : Description des transects de l étude Plan Plan Au transect n 6, la route nationale 13 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 8. Quatre sites de mesure ont été installés à des distances de 1 m, 37 m, 65 m et 155 m du même côté de la RN13 depuis la place du marché jusqu à l intersection avec la rue Ecole de Mars. L environnement est dense, avec la présence de nombreux commerces. A noter que ce transect a déjà été instrumenté de cette façon lors de la précédente campagne de mesure réalisée en par Airparif 9 et permettra des comparaisons. Figure 4 : Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine (Source Google Earth) 8 Carte des trafics moyens journaliers annuels Année 2008 Conseil Général des Hauts de Seine 9 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 16

20 Six autres sites implantés en zone influencée par le trafic complètent les points de mesure. Ces sites ont été implantés de façon privilégiée à proximité de stations trafics permanentes du réseau de mesure (9 stations) ou de sites dits échantillonnés (15 sites de mesures en discontinu sur l année). *tubes passifs en proximité au trafic routier issus du réseau de mesure discontinue d Airparif Tableau 2 : Caractéristiques des sites en situation influencée du trafic routier Au total environ 90 sites de mesure ont été installés. Le plan d échantillonnage final est illustré à la figure ci-dessous. Figure 5 : Plan d échantillonnage total Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 17

21 II.2 Moyens de mesure II.2.1 Les échantillonneurs passifs La mise en œuvre d échantillonneurs passifs 10, également appelés tubes à diffusion passive, permet la multiplication des points de mesure. En effet, ce moyen de mesure, peu encombrant et simple à mettre en place, permet d instrumenter simultanément un nombre important de sites pour renseigner précisément la répartition spatiale des niveaux de dioxyde d azote et de benzène. Pour des raisons métrologiques, la mesure des particules (PM10 et PM2.5), du monoxyde de carbone et du monoxyde d azote n est pas réalisable à ce jour à l aide de tels tubes. Pour le dioxyde d azote, l échantillonneur passif 11 se présente sous forme d un tube en polypropylène muni d une coiffe fixe et d une grille métallique imprégnée d un réactif chimique permettant le piégeage du NO2 pendant la période d exposition de deux semaines. Le tube est maintenu en position verticale au sein d un abri cylindrique de protection (cf. Figure 6-b). L abri de protection, fixé sur un support dans l environnement (poteau, lampadaire ) à environ 2 mètres du sol (cf. Figure 6-c), permet de protéger l échantillonneur de l impact direct du vent, du soleil et de la pluie, optimisant ainsi les conditions de mesure afin de fiabiliser le processus de diffusion et de piégeage des polluants. (a) Tube en (b) Echantillonneurs passifs (c) Abri cylindrique de protection polypropylène installés à l intérieur de l abri installé sur un candélabre Figure 6 : Schéma d implantation des tubes à diffusion passive de dioxyde d azote au sein de l abri de protection. Sur l ensemble des sites de mesure, les échantillonneurs passifs de NO2 sont exposés durant une semaine. Les échantillonneurs sont rebouchés hermétiquement, puis remplacés par des nouveaux à la fin de chaque mesure. Ils sont ensuite acheminés pour analyse en laboratoire suivant des protocoles spécifiques au dioxyde d azote 12. A l issue de ces analyses, une concentration moyenne en dioxyde d azote pour chaque site de mesure est établie pour la semaine d exposition. 10 Le fonctionnement métrologique des échantillonneurs passifs est fondé sur le piégeage du polluant recherché sur un support (le tube) contenant un réactif chimique spécifique au polluant, à l aide du principe de diffusion passive de l air ambiant. 11 Tubes à diffusion passive de dioxyde d azote sont fournis par le laboratoire suisse PASSAM, accrédité ISO 17025, et analysés par le laboratoire de chimie d Airparif (LASAIR). 12 Spectrophotométrie d absorption dans le visible. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 18

22 II.2.2 Qualité de la mesure Toute méthode de mesure, comme les analyseurs automatiques ou les échantillonneurs passifs, est associée à une certaine précision. Dans le domaine de la qualité de l air, des directives européennes fixent les seuils relatifs à l incertitude maximale acceptable associée à la mesure des différents polluants réglementés pour ces deux techniques. Pour les analyseurs automatiques, l incertitude acceptée pour chaque mesure horaire est de 15 % pour les oxydes d azote. Ce critère est intégré dans une démarche qualité pour laquelle Airparif a obtenu depuis 2001 l accréditation «essai» du Cofrac pour l ensemble de ses mesures horaires, et notamment celles du réseau fixe francilien. Dans le cas des échantillonneurs passifs, l incertitude de mesure peut avoir différentes origines : la fabrication, l applicabilité de la théorie de la diffusion passive selon les conditions météorologiques ou encore l analyse en laboratoire. Selon les directives européennes en vigueur, l incertitude globale associée, égale à la combinaison des incertitudes provenant de chacune des sources individuelles d erreur, est limitée à 25 % de la mesure pour le dioxyde d azote 13. Ces critères de qualité ont été vérifiés pour le dioxyde d azote à l aide d un protocole d évaluation de l incertitude 14, notamment dans le cadre de l étude au voisinage de l échangeur autoroutier de la Porte de Bagnolet 15. II.3 Période de mesure De la même façon qu un plan d échantillonnage «géographique» est réalisé, il est important d établir un plan d échantillonnage «temporel». Il permet de définir le nombre de mesures à réaliser sur l ensemble d une année pour obtenir une estimation de la moyenne annuelle avec un intervalle de confiance (généralement ± 10 %). Les données à l échelle hebdomadaire (période de mesure des tubes passifs) ainsi que l utilisation du comportement saisonnier des composés suivis sont utilisés, afin d estimer au mieux les concentrations annuelles potentiellement observées si les mesures avaient duré toute l année. Pour le NO2, il existe une différence entre l hiver (01/01-31/03 et 01/10-31/12) et l été (01/04 30/09), notamment en termes de variabilité 16. Il est par conséquent préférable de stratifier les mesures en fonction de ces deux périodes. La détermination du nombre de semaine à instrumenter a été réalisée à partir des moyennes annuelles des stations permanentes du réseau de mesure. Il a ainsi été validé que 8 semaines de mesure étaient nécessaires sur les deux périodes définies précédemment (4 semaines de mesure en hiver et 4 en été). Les semaines de mesure, tirées aléatoirement dans le calendrier, sont précisées dans le tableau suivant. 13 Directive 2008/50/CE du 21 mai 2008 concernant la qualité de l air ambiant et un air pur en Europe. 14 NF ISO : «Evaluation de l incertitude d une méthode de mesurage sur site en utilisant une seconde méthode comme référence», «Caractérisation de la qualité de l air au voisinage d un échangeur autoroutier urbain. L échangeur entre le Boulevard Périphérique et l autoroute A3 au niveau de la Porte de Bagnolet», AIRPARIF, décembre Le cycle annuel moyen du NO2 met en évidence des niveaux plus élevés en hiver qu en période estivale. Ces variations sont induites par la conjugaison de deux phénomènes : des émissions plus importantes en hiver avec le fonctionnement des sources fixes liées à la production d énergie et des sources diffuses (chauffage résidentiel tertiaire), et les conditions dispersives de l atmosphère moins favorables en période hivernale. De plus, du fait de son caractère secondaire, le NO2 a un cycle moins dynamique que son précurseur, le NO. La baisse des émissions estivales de l ensemble des oxydes d azote est, dans le cas de NO2, compensée par une production accrue de ce composé secondaire par voie photochimique conduisant ainsi à une baisse d environ 30 % en été par rapport aux niveaux relevés en hiver. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 19

23 Numéro de la série Période de mesure Saison 1 26 janvier au 2 février 2010 Hiver Semaine au 9 février 2010 Hiver Semaine mai au 1 er juin 2010 Eté Semaine er au 8 juin 2010 Eté Semaine juin au 6 juillet 2010 Eté Semaine au 13 juillet 2010 Eté Semaine au 19 octobre 2010 Hiver Semaine au 26 octobre 2010 Semaine 42 Hiver Tableau 3 : Périodes de mesure Il a été réalisé à chaque fois 2 séries consécutives de mesure (deux périodes d une semaine) dans un souci de réduction des coûts de déplacements associés (le début d une série coïncidant avec la fin d une autre). Chaque tube à diffusion a été installé sur le site le premier jour et retiré le dernier jour de chaque série afin d harmoniser la période d exposition sur le domaine d étude. Ainsi, après une analyse en laboratoire des tubes à diffusion, une concentration moyenne de dioxyde d azote est obtenue sur la période d exposition, soit une semaine. Par ailleurs, il est nécessaire d estimer les niveaux annuels de dioxyde d azote qui auraient été observés à l aide d une surveillance continue pour les situer au regard de la réglementation. L année de référence considérée est l année civile Cela facilite la comparaison des résultats aux normes définies à l échelle année (civile). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 20

24 III LES CONDITONS METEOROLOGIQUES DURANT LA CAMPAGNE DE MESURE Les commentaires suivants s appuient sur les observations de la station Météo-France située à Montsouris (Paris 14 ème ). Les conditions météorologiques jouent un rôle très important dans les processus d accumulation ou de dispersion des polluants : plus les conditions sont dispersives et plus les niveaux observés sont faibles. Ces conditions de stabilité ou de dispersion peuvent être définies par un ou plusieurs paramètres météorologiques, comme notamment la hauteur de la couche de mélange 17, les inversions de température ou la vitesse de vent. Les deux premiers définissent la façon dont les polluants vont se mélanger sur la verticale. Par exemple, en cas de forte inversion de température et de faible hauteur de couche limite, les polluants s accumulent dans les basses couches de l atmosphère. La vitesse de vent peut être considérée comme représentative de la dispersion météorologique. Ainsi, les conditions les plus favorables à la dispersion de la pollution atmosphérique se rencontrent lorsque les vitesses de vent sont moyennes ou élevées : pour information, la vitesse moyenne observée en Ile-de-France est généralement voisine de 3 m/s. En conséquence, les niveaux de pollution diminuent lorsque les conditions de dispersion s améliorent et sont donc de plus en plus favorables au brassage de l air. A contrario, lors de période de vent nul ou faible les concentrations sont plus importantes du fait de la stabilité de l atmosphère, ce qui se traduit par une accumulation de la pollution primaire. Les conditions météorologiques enregistrées ont été plutôt conformes à la situation annuelle, avec toutefois un déficit de précipitations (en période hivernale) et d insolation. L année 2010 était «dans la moyenne», à l exception de certains mois (aout, janvier et décembre), pendant lesquels aucune mesure n a été effectuée. Pour caractériser au mieux la dispersion des polluants atmosphériques, Météo-France a développé à l aide des relations statistiques un indicateur régional journalier qui dépend non seulement des vitesses de vent mais également d autres paramètres comme des variations thermiques suivant l altitude ainsi que la température minimale de la journée. Cet indicateur de la stabilité atmosphérique varie généralement de -7 à 7. Plus il est fort, plus les phénomènes de stabilité et d accumulation sont forts et donc la dispersion des polluants est faible. Pendant la campagne de mesure, l indicateur a varié entre -4 (16.10) et 3.1 (21.10). La Figure 7 compare les indices de dispersion pendant la campagne avec l historique et l année D une manière générale, la répartition des indicateurs est proche entre la campagne, l année 2010 et l historique. Cela confirme que le plan d échantillonnage temporel est cohérent et représentatif de l année. 17 La couche de mélange est la région de l atmosphère située à proximité du sol et dans laquelle les polluants se dispersent. De faibles valeurs de hauteur de couche de mélange indiquent que les émissions polluantes sont diluées dans un volume d air plus petit. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 21

25 Figure 7 : Comparaison de l indice de stabilité pendant la campagne de mesure de 2010 avec la moyenne année 2010 et l historique III.1 Des vents conformes à la situation annuelle La Figure 8 représente, pour la campagne de mesure, la fréquence des régimes de vent ainsi que les vitesses de vent : les secteurs en rouge indiquent les vents les plus faibles (vitesses de vent inférieures à 2 m/s), en orangé les vents dont la vitesse est comprise entre 2 et 4 m/s et en jaune les régimes de vent les plus dispersifs (vitesses de vent supérieures ou égales à 4 m/s). Campagne de mesure Année 2010 Historique Figure 8 : Fréquence (en %) des vents observée à Montsouris pendant les 8 séries de mesure, ainsi qu à l échelle annuelle et sur l historique [source : Météo-France]. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 22

26 Toutes les directions de vent sont observées lors de la campagne de mesure. Les vents de sud-ouest sont dominants, ils représentent 35 % des vents rencontrés durant la campagne. Les vents de secteur nord-est et nord-ouest ont ensuite été observés 26 % du temps. Enfin, les vents de secteur sud-est sont moins présents durant la campagne de mesure (15 % du temps). Les prédominances observées correspondent à la situation annuelle de 2010, année qui a connu la prédominance des secteurs ouest à sud-ouest. Rappelons que les deux secteurs de vents dominants en Ile-de-France sont le sud-ouest en régime océanique perturbé et le nord-est (à est) lors des périodes anticycloniques. Concernant les vitesses de vent durant la campagne, elles sont en majorité modérées, avec 53 % des vents totaux dont la vitesse est comprise entre 2 et 4 m/s. La proportion de vents faibles (< 2 m/s) atteint 30 %, les vents soutenus (> 4 m/s) ne concerne que 18 % des vents totaux. La vitesse moyenne relevée durant la campagne de mesure est de 2.9 m/s, pour une vitesse moyenne observée en Ile-de-France généralement voisine de 3 m/s. L étude spécifique de certaines conditions de vents (selon les semaines de mesure) permettra d apporter un éclairage particulier de la dispersion de la pollution, par exemple en termes d impact du trafic routier. III.2 Des températures conformes aux normales Les températures relevées durant la campagne sont relativement proches des valeurs mensuelles enregistrées en 2010 normales (cf. Figure 9). La différence entre la température moyenne des séries 1 (janvier), 2 (février) et 4 (juin) et la température mensuelle des mois associés est inférieure à 1 C. Les séries 3 (mai), 5 et 6 (juillet) ont par contre connu des températures plus élevées que les relevés mensuels. A l inverse, les deux dernières séries (octobre) ont connu des températures inférieures à la moyenne mensuelle. En moyenne, sur toute la campagne de mesure, la température est supérieure de 1.2 C aux normales saisonnières (moyenne mensuelle). Figure 9 : Situation de la moyenne des températures pour les séries de mesure (résultats hebdomadaires) au regard de l année 2010 (résultats mensuels) et des normales mensuelles En conclusion, les conditions météorologiques ont été conformes aux dernières années, voire même un peu plus souvent favorables à des niveaux peu élevés de pollution. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 23

27 IV RESULTATS DE MESURE Ce présent chapitre regroupe les principaux enseignements en terme de qualité de l air à partir des mesures spécifiques, mais également issus du réseau permanent de surveillance. Un rappel de l emplacement des stations est présenté à l annexe 11. Par ailleurs, des informations plus générales pour l année 2010 sont consultables via le bilan de la qualité de l air 2010 ( IV.1 Analyse en situation de fond IV.1.1 Les résultats de la campagne de mesure Les résultats présentés dans ce paragraphe concernent les concentrations en NO2 obtenues sur l ensemble de la campagne de mesure. Les huit semaines de mesure sont prises en compte et les résultats obtenus sont moyennés pour chacun des sites de mesure afin d obtenir un résultat sur l ensemble de la campagne. Figure 10 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées sur l ensemble de la campagne de mesure (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure permanent d AIRPARIF). Le cœur dense de l agglomération et en particulier Paris correspond à la zone relevant les plus fortes concentrations en NO2 durant la campagne. Ce constat est lié à la densité importante d émissions sur cette zone résultante du trafic routier, des sources industrielles et des sources diffuses comme le chauffage résidentiel. Les niveaux les plus élevés durant la campagne sont constatés plus précisément dans la moitié Nord de Paris et le département de Seine-Saint-Denis. Les concentrations diminuent ensuite au fur et à mesure que l on s éloigne du cœur dense de l agglomération et que l on se rapproche des zones rurales moins densément peuplées. IV.1.2 Analyse statistique Le motif des concentrations en fond à l échelle de l agglomération est confirmé par une analyse statistique des résultats de mesure. Il s agit d un CAH (Classement Ascendant Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 24

28 Hiérarchique) (cf. annexe 7). Cela permet de regrouper les sites de mesure en fonction des similitudes en termes d évolution temporelle et de niveaux entre les sites de mesure. En situation de fond, quatre groupes de sites de mesure ayant un comportement voisin ont pu être définis. Leur descriptif est présenté dans le Tableau suivant. Les stations permanentes de cette typologie (fond) ont également été introduites dans ce classement. Certains sites de mesure, ne disposant pas de l ensemble des résultats de mesure (7 ou 8 séries), ne peuvent être étudiés dans ce paragraphe. Groupe Groupe A : Limite agglomération parisienne Particularités Melun* Garches* Mantes-la-Jolie* Cergy-Pontoise* Groupe B : Grande Couronne et banlieue proche sud-est Evry* Villemomble* Lognes* Montgeron* Champigny-sur- Marne* Issy-les-Moulineaux* Versailles* Gonesse* Argenteuil* Tremblay-en-France* Groupe C : Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est Paris 6 ème * Bobigny* Saint-Denis* La Défense* Neuilly-sur-Seine* Cachan Paris 12 ème * Aubervilliers* Bagnolet* Paris 13 ème * Vitry-sur-Seine* Nogent-sur-Marne* Ivry-sur-Seine* Groupe D : Parisiens et seguanodionysiens Paris 7 ème * Paris 18 ème * Site 1 ; site 4 ; site 5 ; site 9 Site 3 ; site 7 ; site 10 ; site 14 ; site 15 ; site 16 ; site 17 ; site 19 ; site 22 ; site 43 ; site 45 ; site 55 ; site 85 Site 6 ; site 11 ; site 12 ; site 13 ; site 23 ; site 24 ; site 25 ; site 28 ; site 29 ; site 37 ; site 39 ; site 41 ; site 47 ; site 48 ; site 51 Site 32 ; site 38 ; site 40 ; site 49 ; site 52 ; site 53 ; site 54 ; site 56 ; site 59 ; site 76 Tableau 4 : Descriptif des groupes de sites de mesure en situation de fond obtenus par classement ascendant hiérarchique. * : station fixe Figure 11 : Localisation géographique des sites de mesure en situation de fond en fonction du Groupe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 25

29 Figure 12 : Evolution des concentrations en NO2 en situation de fond par série en fonction des groupes et variabilité au sein de chaque groupe. La comparaison des moyennes par groupes montre que la hiérarchisation des groupes est identique à chaque série temporelle, avec des teneurs plus faibles pour le groupe A «limite agglomération parisienne», et des niveaux qui augmentent jusqu au Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens» (niveaux maxima). La variabilité moyenne au sein de chaque groupe est comparable (environ 60 % entre le site le plus faible et le plus fort) pour les groupes A «limite agglomération parisienne», B «Grande Couronne et banlieue proche sud-est» et C «Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est». Elle est moindre pour le Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens» (35 %). La localisation géographique des sites de mesure par Groupe est présentée à la Figure 11. La répartition des sites suit la logique des niveaux moyens par groupe. D une manière générale, les sites de mesure disposés en limite de l agglomération parisienne se retrouvent dans un seul groupe (A «limite agglomération parisienne»). Les niveaux sont les plus faibles mais peuvent présenter des écarts importants. Ces écarts proviennent des conditions météorologiques qui gouvernent l emplacement et l intensité de la zone d impact du cœur dense de l agglomération parisienne. Le groupe B «Grande Couronne et banlieue proche sud-est» regroupe les sites de la proche banlieue du sud-ouest, ainsi que les zones limitrophes : Petite Couronne et Grande Couronne du nord-ouest et de l est (Argenteuil, Champigny-sur-Marne, Lognes). Le Groupe C «Paris et nord de la Petite Couronne (93) proche banlieue est» présente des sites au nord de Paris et de la Petite Couronne en proche banlieue est et sud (jusqu à Paray- Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 26

30 Vieille-Poste). Enfin, les niveaux les plus élevés (Groupe D «Parisiens et seguano-dionysiens») sont associés à des sites dans Paris et ponctuellement à Saint-Denis (site 49 et32). IV.1.3 Influence des conditions météorologiques sur les niveaux mesurés Une fine compréhension de la répartition des concentrations de polluants au sein de la zone d étude nécessite de considérer la météorologie, en particulier la direction et la vitesse des vents observés durant les périodes de mesure. Des cartographies des concentrations de fond observées dans l agglomération parisienne ont été effectuées par semaine de mesure. L influence des conditions météorologiques apparaît déterminante sur la répartition spatiale des niveaux relevés. Certaines séries de mesure ont été caractérisées par des vents ne provenant que d un seul secteur : c est le cas de la semaine du 12 au 19 octobre (série 7) où les vents étaient de secteur nord ou encore de la semaine du 6 au 13 juillet (série 6) où les vents étaient de secteur sud. Les autres séries de mesure ont vu des vents de direction plus hétérogènes. Les figures 13 et 14 mettent en évidence l influence des secteurs de vent sur les répartitions des concentrations pour deux séries de mesure. Lors de la première série de mesure (cf. Figure 13), les masses d air arrivant par les secteurs ouest et sud-ouest se chargent en polluants pour atteindre les niveaux les plus forts dans le cœur dense de l agglomération où les émissions sont les plus intenses. Ces masses d air sont déplacées vers nord-est et l est. Cela conduit à observer des panaches de pollution sous le vent du cœur dense de l agglomération. Le vent soufflant de manière modéré, des niveaux forts sont retrouvés assez loin de Paris, dans l extrémité nord-est de la Seine-Saint-Denis. Au cours de la sixième série de mesure (du 6 au 13 juillet, cf. Figure 14), les vents sont de secteur sud, les niveaux les plus forts sont observés dans le nord de Paris et dans sud de la Seine-Saint-Denis situé sous le vent. De plus, les vents, de plus faibles vitesses, conduisent à un impact limité géographiquement. A contrario les niveaux les plus faibles se retrouvent dans le sud du cœur de l agglomération. Figure 13 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées pour la semaine du 26 janvier au 2 février (série 1) (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure d AIRPARIF) Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 27

31 Figure 14 : Répartition des concentrations moyennes de NO2 mesurées pour la semaine du 6 au 13 juillet (série 6) (les correspondent aux sites de mesure spécialement équipés pour l étude, les *correspondent aux stations de fond du réseau de mesure d AIRPARIF) IV.2 Analyse au voisinage des grands axes de circulation L étude à l échelle locale permet de quantifier les variations de concentrations, depuis la bordure immédiate des voies de circulation jusqu à une situation non directement influencée par axe. D une manière générale, plus on s éloigne du trafic routier et plus les niveaux de pollution diminuent. Comme précisé dans le paragraphe sur le plan d échantillonnage, plusieurs sites ont été instrumentés à proximité immédiate de certains axes routiers et dans son environnement proche. Les différents transects ont volontairement été instrumentés dans différentes localisations de la zone d étude, à proximité d axes de différentes typologies (boulevard périphérique parisien, autoroute, route nationale, ) et dans des environnements différents (axe en hauteur, dégagé, dans un environnement fortement urbanisé, ). A ces sites s ajoutent également des points de mesure «influencés» par des axes suivis en continu via le réseau permanent d Airparif. Ce paragraphe présente les résultats de ces mesures. Les niveaux en NO2 mesurés à proximité immédiate (< 10 m) des axes de circulation sont comparés à ceux relevés en situation influencée, c est-à-dire à quelques dizaines de mètres de l axe et restant impacté par celui-ci. Une comparaison avec le niveau de fond du secteur sera également réalisée. Le détail par série de chaque transect est présenté à l annexe 3. IV.2.1 Analyse statistique Une analyse statistique des résultats à proximité des axes routiers et influencés par ceux-ci a été réalisée, comme pour les mesures en situation de fond. Les stations permanentes de typologie trafic ont également été introduites dans ce classement, permettant un rapprochement entre sites temporaires et stations permanentes. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 28

32 Trois groupes de sites de mesure ayant un comportement voisin ont pu être définis. Leur descriptif est présenté dans le tableau suivant. Certains sites de mesure, ne disposant pas de l ensemble des résultats de mesure (7 ou 8 séries), ne peuvent être étudiés dans ce paragraphe selon cette méthode statistique. Groupe Groupe 1 : Sites influencés «éloignés» par des axes importants ou à proximité d axes à trafic modéré Groupe 2 : Sites à proximité d axes à trafic modéré ou influencés «proches» par des axes ou places importantes Groupe 3 : Sites à proximité d axes ou de places à très fort trafic Particularités - Transect RN3 Pantin : Sites 60 et 63 - Transect A4 Joinville : Sites 64, 67, 68 - Transect RN7 Villejuif : Sites 73 et 75 - Transect RN10 Boulogne : Sites 77,79, 80 - Transect RN13 Neuilly : Sites 82, 83, 84 RN6 Melun (station fixe) Site 91 (influencé par Rue de la Convention) Site 92 (influencé par Pl. de la Bastille) Site 88 (influencé par BP Pl. V. Basch) Site 90 (influencé par Cours de Vincennes) - Transect RN3 Pantin : Site 62 - Transect RN7 Villejuif : Site 74 - Transect RN10 Boulogne : Site 78 - Transect BP Porte St Ouen : Sites 69, 70, 72, 93 Rue Bonaparte (station fixe) + site 89 (influencé) Quai des Célestins (station fixe) Site 87 (influencé par BP Porte d Auteuil) Transect RN13 Neuilly site 81 Autoroute A1 (station fixe) BP Porte Auteuil (station fixe) Place V. Basch (station fixe) Tableau 5 : Descriptif des groupes de sites de mesure à proximité du trafic routier obtenus par classement ascendant hiérarchique. Figure 15 : Evolution des concentrations en NO2 à proximité du trafic par série en fonction des groupes et variabilité au sein de chaque groupe. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 29

33 La plupart des sites (90 %) se trouvent dans les groupes 1 et 2. A l inverse du Groupe 3, les moyennes ont été stables selon les semaines de mesure : les variations sont de 20 % pour le Groupe 1 et 15 % pour le Groupe 2 (contre plus de 40 % pour le Groupe 3). La répartition des sites de mesure selon les groupes s explique par les concentrations en NO2 enregistrées. Les sites présentant une concentration en NO2 plus faible se trouvent dans le Groupe 1 «Sites influencés «éloignés» par des axes importants ou à proximité d axes à trafic modéré» : il s agit en effet des sites les plus éloignés des axes pour les transects de Pantin, Villejuif, Boulogne-Billancourt et Neuilly-sur-Seine. Tous les sites du transect de l Autoroute A4, à Joinville-le-Pont, se trouvent également dans le Groupe 1, certainement de part la configuration de ce transect (axe en hauteur, environnement dégagé). La plupart des sites influencés font également partie de ce groupe : les axes Cours de Vincennes, rue de la Convention, Place de la Bastille et Place V. Basch sont concernés. S ajoute enfin la station trafic permanente de Melun (RN6). Les sites présentant des teneurs intermédiaires en NO2, concrètement les sites à proximité des axes des transects, se retrouvent dans le Groupe 2 «Sites à proximité d axes à trafic modéré ou influencés «proches» par des axes ou places importantes». L analyse des résultats par groupe montre que le Groupe 3 «Sites à proximité d axes ou de places à très fort trafic» présente des niveaux moyens en NO2 largement supérieurs (plus du double) aux autres groupes, avec une moyenne de 110 µg/m 3 pendant la campagne de mesure, contre respectivement 55 et 74 µg/m 3 pour les groupes 1 et 2. Ce groupe est essentiellement composé de stations trafics permanentes du réseau d Airparif, plus précisément les trois stations enregistrant les concentrations en NO2 les plus fortes (Autoroute A1, Boulevard Périphérique Porte Auteuil et Place V. Basch). S ajoute le site le plus proche de la RN13 à Neuilly-sur-Seine (mesures à 1 m de l axe à véhicules par jour 18 ). Une certaine stabilité des niveaux est enregistrée pour chaque période de mesure, la plus importante ayant été enregistrée lors de la série 7 (du 12 au 19 octobre), associée aux niveaux les plus faibles pour ce groupe. IV.2.2 Etude de l influence de l environnement Pour chaque site implanté dans l influence d un axe routier, sa concentration est comparée à celle du niveau de fond du secteur afin de caractériser le gradient de concentration aux abords des voies de circulation. Le paragraphe suivant traite de façon spécifique certains axes. L ensemble des résultats est présenté à l annexe 3. Les résultats sont présentés sous la forme d un graphique présentant l évolution du rapport entre la concentration au site de mesure et celle de la pollution de fond en fonction de la distance de l axe. Un rapport 1 signifie que la concentration observée au site est égale à la concentration de fond. L orientation des vents dominant suivant l axe est aussi présentée. Les transects retenus pour une analyse approfondie sont les suivants : - Transect 2 de l Autouroute A4, de part son environnement dégagé et la particularité de l autoroute qui se trouve en hauteur, - Transect 3 du Boulevard Périphérique à la Porte Saint-Ouen, avec comme pour le transect 2 un axe très fréquenté en hauteur, mais avec un axe au sol également fortement emprunté côté Paris. - Transect 6 de la RN13 à Neuilly-sur-Seine, axe très chargé dans un environnement urbain dense. Ce transect avait déjà fait l objet de mesures lors de la précédente campagne fine du NO2 dans l agglomération parisienne en Dans un environnement dégagé ou propice à une bonne dispersion des polluants, les niveaux de pollution, maximum à proximité immédiate d un axe routier, diminuent lorsqu on s éloigne de l axe, jusqu à atteindre les teneurs de fond. En installant des sites de mesure à différentes distances d un axe, Airparif cherche à quantifier la décroissance des niveaux au 18 Source CG92, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 30

34 fur et à mesure qu on s éloigne d un axe. Toutefois, il existe des différences de comportement selon l environnement du secteur et les particularités de l axe. Un cas «simple» est illustré à la figure suivante. 39 % vents sudouest (a) (b) Figure 16 : exemple du Transect de la RN13 à Neuilly-sur-Seine - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation cas de la semaine du 26 janvier au 2 février (série 1) ; (b) Localisation des sites. Sur l exemple présenté à la Figure 16, l évolution des niveaux dépend du secteur de vent. Lors de la première série, lorsque les sites se trouvent sous le vent de l avenue Charles de Gaulle (39% des vents sont de secteur sud-ouest), les niveaux diminuent au fur à mesure que l on s éloigne de cet axe pour atteindre un niveau encore supérieur de 25% au niveau de fond à environ 150 m de l axe. A proximité d un axe en hauteur fortement fréquenté Le transect de l A4, à Joinville-le-Pont, a permis de suivre les concentrations en NO2 à proximité de cette autoroute qui se trouve en hauteur et dans l environnement dégagé (zone pavillonnaire, lit de la Marne à moins de 200m). Ainsi les sites de mesure les plus proches de l axe (respectivement 5 et 10 m) se trouvent en réalité en dessous de l autoroute, d où des niveaux à proximité de l axe modérés pour un axe avec plus de véhicules/ jour, en comparaison à d autres sites trafics de la région. En effet, à l échelle annuelle pour 2010, la concentration maximale au bord de l autoroute A4 à Joinville-le-Pont est estimée à 56 µg/m 3, contre 114 µg/m 3 au Boulevard Périphérique Porte d Auteuil (plus de véhicules/jour) et 96 µg/m 3 à côté de l autoroute A1 à Saint-Denis ( véhicules/jour). Au maximum, les niveaux atteignent 3 fois la concentration de fond du secteur (série 3). Cette configuration spécifique, ajoutée à l environnement dégagé du transect, se traduit par des teneurs généralement homogènes dans les 50 m de part et d autre de l axe : pour la moitié des séries (1, 2, 3 et 8, correspondant aux mesures de janvier, février, mai et octobre). Notons que l écart entre les sites reste inférieur à l incertitude de mesure (25 %). A l inverse, les séries 5, 7 et 8 (mesures de juillet et octobre) présentent des niveaux à 50 m de l axe impacté par l A4 lorsque le site se trouve sous le vent (secteur nord-ouest) de l axe. La différence des sites sous le vent par rapport à ceux au vent varie de 15 à 40 % selon la semaine de mesure. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 31

35 49 % vents nord-ouest 20 % vents sud-est (a) (b) Figure 17 : Transect de l A4 à Joinville-le-Pont - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (série 2 : 2 au 9 février ; série 6 : 6 au 13 juillet) ; (b) Localisation des sites. Toutefois, des situations proches en termes de provenance de vents ne se traduisent pas de façon comparable en termes de niveaux. Une différence de comportement selon la saison est enregistrée, avec un rapport entre des teneurs aux sites et le niveau de fond qui varie de 1 à 1.5 en hiver, alors qu il varie entre 1 et 3 en été (exception faite pour la série 4 début juin). Tous ces résultats confirment la situation complexe de certains axes routiers, qui de part leurs configurations (en hauteur, mur antibruit, etc.), induisent une décroissance particulière des teneurs au niveau du sol. Un autre transect d un axe fréquenté en hauteur a été étudié. Il s agit du Bd Périphérique, Porte Saint-Ouen, à Paris, où l environnement est dégagé mais des sources existent également sur la voirie où sont installés les sites de mesure (avenue de la Porte de Saint-Ouen à Paris). Tout d abord, les niveaux enregistrés sur l ensemble des sites de mesure dépassent largement la teneur de fond du secteur. Cela s explique par le nombre très élevé de véhicules circulant dans ce secteur, aussi bien sur le Boulevard Périphérique que sur l avenue de la Porte de Saint-Ouen. Les préconisations de l ADEME en matière d implantation de sites de fond stipulent d être à plus de 200 m d un axe fortement fréquenté (TMJA > véhicules/jour). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 32

36 Cela est confirmé par les mesures à 140 m du Boulevard Périphérique, toujours influencées par cet axe. Des sites se trouvant sous le vent du boulevard Périphérique sont impactés lorsque le vent vient du sud-ouest, c est-à-dire lorsque les émissions des véhicules du boulevard Périphérique s ajoutent à celles de l avenue de la Porte de Saint-Ouen (et de Paris d une manière plus générale). La différence des sites sous le vent par rapport à ceux au vent est d environ 25 %. A l inverse, par vent de secteur nord-est, les niveaux sont plus homogènes de part et d autre du boulevard Périphérique. 53 % vents sud-ouest (a) (b) Figure 18 : Transect du Boulevard Périphérique Porte de Saint-Ouen à Paris - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (série 2 : 2 au 9 février ; série 6 : 6 au 13 juillet) ; (b) Localisation des sites. Les teneurs annuelles estimées sur ce transect varient de 68 à 79 µg/m 3. Ces niveaux sont logiquement inférieurs à la moyenne annuelle enregistrée au droit du boulevard Périphérique à la Porte d Auteuil (114 µg/m 3 ), mais comparables au site du réseau discontinu en proximité installé Porte de Clignancourt, au boulevard des Maréchaux (74 µg/m 3 ). Dans un environnement complexe, le transect de la RN13 (avenue Charles de Gaulle) à Neuilly-sur-Seine a été installé dans les mêmes conditions qu en lors de la précédente campagne de mesure du NO2 dans l agglomération parisienne en Ce Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 33

37 transect permet d étudier le comportement de la pollution dans un environnement comprenant à la fois l espace dégagé que représente la largeur de la chaussée ainsi que la Place du Marché et l encaissement de la rue Madeleine Michelis. La Figure 19 met en avant des niveaux qui diminuent graduellement (pendant les séries hivernales) depuis la bordure de l avenue Charles de Gaulle, où les concentrations sont les plus élevées, pour atteindre des niveaux qui restent néanmoins supérieurs à la pollution de fond du secteur. A 150 m de l avenue Charles de Gaulle, les teneurs dépassent encore de 10 à 200 % le niveau de fond. Les émissions du trafic local et le micro-environnement spécifique de la rue Madeleine Michelis pourraient expliquer le fait que l on n atteigne pas le niveau de fond, même loin de la source principale. Les niveaux les plus élevés de dioxyde d azote par rapport au niveau de fond ont été relevés sur la chaussée de l avenue Charles de Gaulle, essentiellement lors des séries estivales. Sur la même période, les sites de la rue Michelis, entre 50 et 150m de la RN13, ont présenté un rapport stable, autour de 1.5 voire 2 par rapport au niveau de fond. Il n y a toutefois pas de lien direct avec la provenance du vent (un vent de secteur nord plaçant les sites sous le vent de la rue Madeleine Michelis aurait pu expliquer ces résultats). Il est observé que sur l ensemble des séries de mesure, les niveaux, qui diminuent progressivement à travers de la Place du Marché en s éloignant de la chaussée, se stabilisent au début de la rue Madeleine Michelis (c est-à-dire sur les deux derniers sites, n 83 et 84), et ceci quels que soient les régimes de vents. 39 % vents sud-ouest hiver 37 % vents sud-ouest hiver 39 % vents sud-ouest été été Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 34

38 24 % vents sud-ouest été 53 % vents sud-ouest été 18 % vents sud-ouest hiver 44 % vents sud-ouest hiver Figure 19 : Transect de l avenue Charles de Gaulle à Neuilly-sur-Seine - évolution du rapport de concentrations (influencée/de fond) en NO2 en fonction de la distance à l axe de circulation et de la direction de vent (rappel des dates des séries : Tableau 3). Ces résultats sont cohérents avec les mesures de l année , présentés à l annexe 8. Cette précédente campagne avait permis l instrumentalisation d un site supplémentaire à 20m de l axe (sur la place du marché, proche de l avenue Charles de Gaulle). On notera qu entre 2001 et 2009, le trafic moyen journalier sur l avenue Charles de Gaulle a diminué de 6 % 19. Les rapports (concentrations mesurées au site par rapport au niveau de fond) du site installé au droit de l axe sont plus élevés lors des relevés de 2010 (variant de 2 à 4.5, contre 1.75 à 2.5 lors des mesures en ). Même si les conditions météorologiques ont un rôle, ce résultat (augmentation du rapport entre les deux types de pollution) est la conséquence de deux phénomènes observés sur les stations permanentes du réseau entre 2000 et 2010 : les niveaux en fond ont diminué, alors qu à proximité du trafic routier, les niveaux stagnent. Cela s explique par les émissions en NO2 du trafic routier, aussi bien primaires que secondaires. Par exemple, les véhicules diesel sont des sources primaires de NO2. Si les filtres à particules catalysés, qui équipent aujourd'hui la grande majorité des nouveaux véhicules diesel, contribuent à une diminution des émissions de particules, ils conduisent en revanche à une augmentation sensible des émissions de NO2. Il est aujourd'hui confirmé que la part du NO2 dans les émissions de NOx est en régulière augmentation, comme en témoignent les observations faites sur les stations de proximité au trafic en Ile-de-France. Ce phénomène pourrait expliquer pourquoi les niveaux de NO2 de fond ne diminuent plus sur la seconde partie de la décennie Les autres transects sont été instrumentés en proche banlieue (Pantin, Boulogne-Billancourt et Villejuif), sur les petites rues croisant des nationales (respectivement le RN3, RN10 et RN7). L ensemble des figures illustrant les résultats (rapports des concentrations à chaque site et niveau de fond) est présenté à l annexe 3. Les principaux enseignements sont les suivants : 19 Source CG92 : TMJA en 2001 : véhicules/jour ; TMJA en 2009 : véhicules/jour. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 35

39 - Transect 1, RN3 Pantin : les niveaux en proximité de l axe dépassent de 25 à 90 % les concentrations de fond du secteur. La décroissance des niveaux est observée de façon identique de part et d autre de l axe : à 50m, les niveaux dépassent de 5 à 60 % les teneurs de fond, selon le vent enregistré. Les minima à 50m de l axe sont obtenus lorsque le rapport entre les teneurs en proximité de la RN3 et le niveau de fond est le plus faible, et inversement pour les maxima. Cela confirme le caractère «influencé» des sites de mesure à 50m de l axe, dont les concentrations sont impactées par les émissions de la RN3. On rappellera toutefois que l incertitude de mesure est d environ 25 %. Par ailleurs, la distance minimale d installation d un site de fond par rapport à un axe présentant un TMJA compris entre et est de 40m, ce que confirment ces mesures. Par ailleurs, les niveaux annuels estimés au droit de la RN3 (64 µg/m 3 ) sont cohérents avec ceux mesurés à la station permanente d Airparif en proximité de la RN2. Les principales caractéristiques de ces deux axes (environnement urbain, niveau de fond, trafic 20 ) sont similaires. - Transect 4, RN7 Villejuif : Les niveaux à proximité immédiate de la RN7 (3 et 5m) sont systématiquement les plus élevés, dépassant de 15 à 250 % le niveau de fond du secteur. On constate que les concentrations aux sites 73 et 74, situés à l ouest de l axe, sont toujours les plus élevées : elles sont supérieures en termes d impact de 10 à 70 % aux teneurs des sites à l est. Cela s explique essentiellement par le vent qui était de secteur ouest pendant 7 des 8 séries. Toutefois, le résultat reste le même lors de la série 4 (du 1 er au 8 juin), où 28 % des vents étaient de secteur est. D autres explications peuvent expliquer ce phénomène : le trafic est plus important Rue Dauphin que Rue Thibert (les travaux dans la zone ont peut-être même pu conduire à une interdiction de circuler sur cette rue certains jours de la campagne de mesure). Par ailleurs, la Rue Dauphin est en pente, ce qui peut engendrer des émissions supplémentaires des véhicules circulant sur cet axe, d où des teneurs plus élevées. - Transect 5, RN10 Boulogne-Billancourt : L ensemble des sites de mesure sont impactés par la RN10, que ce soit à 10m ou 40m. Le site le plus éloigné de l axe présente des rapports qui dépassent au minimum 50 % le niveau de fond. Ce n est d ailleurs pas ce site qui présente les plus faibles niveaux : l emplacement n 80, à 30m, a enregistré des concentrations équivalentes au fond, lors des deux dernières séries (octobre), et presque toujours les teneurs les moins élevées. A 10m de l axe, ce rapport varie entre 1.6 et 3, le maximum étant systématiquement observé sur le site n 77, au sud de l axe, ceci quelque soit la provenance du vent. Il est par conséquent envisageable qu une source ponctuelle locale influence les niveaux en NO2 à sud de l axe. On notera toutefois les résultats comparables de part et d autre de l axe lors de la série 6 (du 6 au 13 juillet), lorsque la même proportion de vent (37 %) place alternativement les sites du nord ou au sud de l axe sous l influence de celui-ci. Le caractère «influencé» des sites de mesure à 30 ou 40m confirme la distance d impact des axes avec un trafic moyen journalier compris entre et de 100 m. Sur l ensemble des transects, les gradients de concentrations témoignent de l influence décroissante du trafic routier au fur et à mesure que l on s en éloigne. Toutefois, sur les cas étudiés lors de cette campagne, les niveaux atteignent difficilement ceux du fond, d une part à cause de la distance à l axe choisie (trop proche), et d autre part du fait des configurations complexes et denses de bâti dans les transects choisis. Ces spécificités ne permettent pas aux niveaux de diminuer, d où des concentrations influencées (et donc supérieurs au niveau de fond) même loin de la source principale. 20 TMJA RN2 : ; TMJA RN3 : véhicules par jour ; source CG93, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 36

40 IV.2.3 Cas spécifique des sites influencés installés à proximité de stations permanentes trafic Comme précisé précédemment, les sites temporaires supplémentaires ont été installés sous l influence d axes routiers fréquentés, surveillés par des stations permanentes, à proximité du trafic lorsque cela était possible. Les niveaux enregistrés aux sites influencés et à la station permanente lorsqu elle existe sont présentés dans ce paragraphe. A proximité du Boulevard Périphérique Un site influencé par le boulevard Périphérique (40 m) a été instrumenté dans le secteur de la Porte d Asnières (à l ouest de l axe), afin d étudier la décroissance des niveaux à proximité de cet axe fortement fréquenté de la région parisienne. Les données ont été comparées à celles de la station automatique de la Porte d Auteuil (Paris 16 ème ), certes à environ 5.8 km au sud, mais avec un trafic moyen proche de la Porte d Auteuil % (a) (b) (c) Figure 20 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 40m du Bd Périphérique (Porte d Asnières), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de la Porte d Auteuil ; (b) Différence des niveaux en proximité du trafic et en influencé, lien avec le pourcentage de vents de secteur sud et est, pour les séries hivernales ; (c) Localisation des sites. La Figure 20 montre une décroissance des niveaux entre le bord de l axe et 40m, de l ordre de 30 % à 60 % selon la série de mesure. On constate sur les séries hivernales que plus le vent est en provenance des secteurs sud et est (plaçant ainsi le site influencé sous les émissions du boulevard périphérique), plus l écart entre les concentrations en proximité et en influencé est faible, ce qui signifie que le site est d autant plus influencé qu il est soumis aux émissions de 21 TMJA Bd Périphérique Porte d Asnières : ; TMJA Bd Périphérique Porte d Auteuil : , source Mairie de Paris, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 37

41 l axe considéré. A l échelle annuelle pour 2010, le niveau atteint 114 µg/m 3 en NO2 au droit du boulevard périphérique, contre 61 µg/m 3 en influencé à la Porte d Asnières. A proximité d une place fréquentée Un site influencé par la place V. Basch a été instrumenté à proximité (25 m) de la station permanente de V. Basch (Paris 14 ème ), place fortement fréquentée de Paris (14 ème ). Les deux sites sont distants de 150m. On notera que les axes routiers du secteur sont fortement fréquentés, notamment l avenue de Général Leclerc, à 10m du site 88 22, avec véhicules/jour. La décroissance des niveaux entre la station permanente et le site influencé, présentée à la Figure 21, est observée sur l ensemble des séries. La différence de niveaux varie, comme pour le boulevard périphérique, de 25 % à 60 % selon la série de mesure, l écart étant plus important lors des séries estivales. Il n est pas possible d étudier l impact de la provenance du vent, le site influencé étant sous le vent de l avenue du Général Leclerc pour l ensemble des séries. A l échelle annuelle pour 2010, le niveau atteint 95 µg/m 3 en NO2 place V. Basch, contre 57 µg/m 3 estimé en influencé au site % (a) Figure 21 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 25m de la Place V. Basch (site 88), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de Basch ; (b) Localisation des sites. De la même manière, un site influencé a été instrumenté place de la Bastille (n 92), à 40m du site trafic temporairement instrumenté par Airparif Place de la Bastille 23. La Figure 22 montre que les résultats du site influencé (n 92) sont cohérents selon les séries. La comparaison avec le site Place de la Bastille a été possible uniquement pour les 4 dernières séries de mesure (mesures en juillet et octobre ; pas de donnée disponibles au site trafic temporaire faute de mesure). Les niveaux diminuent d environ 25 % entre les mesures à proximité immédiate de l axe et celles à 40m. ll est difficile de mettre en avant un impact de la provenance du vent, l écart entre les deux sites de mesure n étant pas systématiquement réduit par vent de secteur sud-est (mettant le site n 92 sous l influence de la place). A l échelle annuelle, pour 2010, une moyenne annuelle a été estimée à 70 µg/m 3 Place de la Bastille, contre 55 µg/m 3 au site influencé. (b) 22 TMJA côté sud de la place V. Bach (à proximité de la station permanente : véhicules/ jour ; Trafic identique à la sortie de la place côté avenue du Général Leclerc d après des chiffres de la Mairie de Paris, année TMJA à , source Mairie de Paris, année 2004, proche du TMJA de la Place V. Basch. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 38

42 -24 % (a) Figure 22 : (a) Localisation des sites ; (b) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 25m de la Place de la Bastille (site 92), comparées aux valeurs relevées à la station temporaire de Bastille. (b) A proximité d une rue canyon A proximité (15 m) de la station permanente de la Rue Bonaparte (Paris 6 ème ) a été instrumenté le site n 89, qui se trouve à environ 10 m du bord de la Rue Bonaparte. Cet axe est encaissé (type canyon) et voit passer moins de véhicules/jour 24. La Figure 23 présente les niveaux enregistrés aux deux emplacements précités. Comme pour les deux précédents cas étudiés, il existe une décroissance des niveaux entre la station permanente et le site influencé. Toutefois, cette différence est réduite, variant de 3 à 20 %, et pour certaines séries, des teneurs plus élevées ont été enregistrées sur le site influencé. Cela s explique d une part par le trafic limité de l axe étudié (< véhicules/jour), d où un impact limité de cet axe, et d autre part par la configuration en canyon, qui se traduit par une dispersion complexe de la pollution dans la rue. Aussi la provenance du vent n a que très peu d impact sur les niveaux à proximité de l axe (zone fortement urbanisée). A l échelle annuelle pour 2010, la différence de niveaux entre les deux axes n est que de 10 % (moyenne annuelle 2010 à 64 µg/m 3 Rue Bonaparte et 58 µg/m 3 au site 89), ce qui est inférieure à l incertitude de mesure (25 %). -6 % (a) Figure 23 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 15m de la rue Bonaparte (site 89), comparées aux valeurs relevées à la station permanente de Bonaparte ; (b) Localisation des sites. (b) 24 Source Mairie de Paris, campagne ponctuelle de mesure en mai Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 39

43 Un site de typologie influencé (n 91) a été installé à proximité de la rue de Vaugirard 25 (distance de 60 m entre les deux sites, site n 91 à 10 m de la rue de Vaugirard), où des mesures par tubes passifs sont périodiquement effectuées. Une diminution moyenne de 30 % a été observée pendant les 4 dernières séries (mesures en juillet et octobre) entre les niveaux au droit de l axe et celles à 10m. Ce résultat est proche de celui observé Place de la Bastille. A l échelle annuelle, les niveaux estimés pour l année 2010 rue de Vaugirard sont de 67 µg/m 3 et 48 µg/m 3 au site influencé n % (a) Figure 24 : (a) Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées à 12 m de la rue Vaugirard (site 91), comparées aux valeurs relevées à la station temporaire des rues Convention / Vaugirard ; (b) Localisation des sites. (b) Afin d être complet et de représenter au mieux les axes parisiens, des mesures en influencé ont été installés Cours de Vincennes, un axe intermédiaire à ceux précédemment cités en terme de trafic avec environ véhicules/jour. La Figure 25 compare les résultats de ce site (carré noir) par rapport aux autres sites de la même typologie, qui ont précédemment pu être comparés aux mesures en proximité du trafic routier. On constate une bonne homogénéité des mesures, malgré des axes différents étudiés (trafic, environnement, orientation différente par rapport aux vents dominants). Cela permet de constater que pour le Cours de Vincennes, le dégagement de l axe favorise la dispersion des polluants, d où des concentrations à 20 m de l axe généralement parmi les plus faibles en situation influencée, alors que le trafic est important. Sans surprise, les niveaux annuels estimés en situation influencée sont compris entre 50 et 60 µg/m 3, ils dépassent par conséquent la valeur limite annuelle fixée à 40 µg/m 3. Figure 25 : Concentrations en NO2 (µg/m 3 ) mesurées aux 5 sites influencés pour chacune des séries de mesure et résultats estimés à l échelle annuelle. 25 TMJA à , source Mairie de Paris, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 40

44 En conclusion, les mesures réalisées dans l environnement proche de certains axes routiers sans être considérés comme des sites trafic (à moins de 10 m d un axe où le trafic doit être supérieur à véhicules/jour) présentent des niveaux forts. Ces derniers restent toutefois inférieurs aux niveaux au droit de l axe. Selon l environnement essentiellement, la décroissance s effectue plus ou moins rapidement : les niveaux ont diminué de l axe à une distance variant de 15 à 40m, de 25 à 45 % en moyenne. Le cas spécifique d une rue canyon montre une décroissance plus faible des concentrations dans l environnement de l axe. D une manière générale, ces observations (paragraphe IV.2.2 et IV.2.3) montrent que la décroissance est moins importante dans des environnements denses. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 41

45 V CARTOGRAPHIE FINE A L ECHELLE ANNUELLE ET SITUATION VIS-A- VIS DES NORMES La campagne de mesure menée lors des huit semaines a permis de renseigner les teneurs en polluants rencontrées dans le centre de l agglomération parisienne. Les observations réalisées pendant les séries de mesure permettent de positionner les concentrations relevées par rapport aux normes de la qualité de l air en estimant les concentrations à l échelle annuelle. Ces dernières complètent les informations issues du réseau permanent d Airparif. Pour rappel, selon la réglementation française et européenne en matière de pollution atmosphérique (présentée en Annexe 4), il existe des normes relatives aux concentrations horaires et annuelles pour le dioxyde d azote. Cette distinction permet de prendre en considération deux types de situations critiques vis-à-vis des effets sur la santé pour ce polluant : d une part la pollution atmosphérique chronique à l échelle annuelle, et d autre part, les épisodes de courte durée, à l échelle d une ou plusieurs heures. Seule la situation visà-vis de l échelle annuelle sera étudiée dans la présente étude étant donné le type de mesure réalisée en complément au réseau de mesures fixes (pas de temps hebdomadaire). La réglementation fixe la valeur limite en NO2 à 40 µg/m 3 en moyenne annuelle à partir du 1 er janvier V.1 Estimation des niveaux annuels Les conditions météorologiques observées lors des semaines de mesure ne sont que partiellement représentatives des situations météorologiques à l échelle de l année. Par conséquent, l évaluation de la concentration annuelle ne peut se faire que par l application d une fonction de transfert. Cette fonction prend en compte la différence des conditions météorologiques et des autres facteurs environnementaux qui influent ponctuellement sur les niveaux observés lors des séries de mesure. Pour estimer les niveaux annuels, une station permanente du réseau Airparif, associée à chaque site de mesure selon une méthode statistique (même comportement vis-à-vis des teneurs enregistrées), est utilisée. La méthode d estimation de la concentration moyenne annuelle fournit également un intervalle de confiance, correspondant à l incertitude entachant la concentration estimée. Cette incertitude provient notamment de l erreur de mesure associée aux aspects métrologiques de chaque série de mesure ainsi que l erreur associée à la fonction de transfert qui permet de déduire la moyenne annuelle à partir des campagnes de mesure. Ainsi, le niveau annuel évalué représente l estimation la plus probable de la concentration annuelle du site de mesure qui aurait été obtenue si l on avait pu surveiller tout au long de l année au lieu d une campagne de mesure de 8 semaines. Le niveau moyen annuel ainsi déterminé et l intervalle de confiance pour chacun des sites de mesure de la pollution de fond sont présentés sous forme numérique en annexe 5. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 42

46 V.2 Cartographie : méthodologie Les moyennes annuelles estimées en chaque point de mesure, ainsi que les résultats aux stations permanentes du réseau d Airparif sont utilisées pour réaliser une cartographie fine sur l agglomération. Afin de disposer des concentrations en tout point du domaine, les informations issues des points de mesure sont couplées aux niveaux annuels déterminés par la plateforme de modélisation interrégionale Esméralda 26 (pollution de fond). Des méthodes géostatistiques permettent d associer ces deux types d informations (mesure et modélisation) et de conjuguer leurs avantages (incertitude plus faible pour la mesure, couverture spatiale pour la modélisation). A la cartographie des niveaux annuels en situation de fond est ajoutée la pollution de proximité engendrée par la circulation automobile. Pour ce faire, l utilisation du réseau trafic régional est nécessaire. Il est fourni par la DRIEA 27 Ile-de-France (réseau 2007) puis calé géographiquement sur les fonds de cartes IGN. Les émissions du trafic routier sont ensuite estimées via la base de données européenne COPERT IV. Les concentrations en proximité du trafic routier sont estimées par modélisation numérique, via le logiciel STREET : le logiciel évalue les teneurs annuelles au droit des axes routiers selon les caractéristiques du trafic et de l'environnement proche de chaque portion d axe considérée, ainsi que des conditions météorologiques. La cartographie résultante montre le motif complet de la pollution, à savoir les niveaux en situation de fond, augmentés des teneurs au voisinage des axes routiers. Les zones d influence directe des axes et la décroissance des concentrations en s éloignant de ces derniers sont également prises en compte. Cette décroissance est estimée grâce aux mesures effectuées sur les sites influencés par le trafic routier. 26 La plate-forme de modélisation inter-régionale ESMERALDA (EtudeS Multi RégionALes De l Atmosphère) permet de cartographier et de prévoir de la qualité de l air en situation de fond sur la partie nord de la France pour le NO2, l O3 et les particules. Elle constitue un ensemble complexe d outils numériques et de base de données au centre duquel se situe le modèle de qualité de l air piloté par de nombreuses données d entrée parmi lesquelles les données météorologiques, les inventaires des émissions et les données aux limites du domaine étudié DRIEA : Direction Régionale et Interdépartementale de l Équipement et de l Aménagement Ile-de-France. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 43

47 µg/m 3 Valeur limite depuis µg/m 3 Figure 26 : Zoom sur la concentration moyenne annuelle de dioxyde d azote (NO2) en fond et proximité au trafic routier, sur l agglomération parisienne, la petite couronne parisienne et Paris (2010). La Figure 26 montre que les concentrations les plus importantes sont relevées dans l'agglomération au voisinage des grands axes de circulation (autoroutes, routes nationales et importantes voiries départementales) et dans le nord du cœur dense de l agglomération parisienne. Dans Paris, la rive droite de la Seine est globalement plus polluée que la rive gauche, le réseau routier y étant plus dense et constitué d axes de plus grande importance. V.3 Situation vis-à-vis des normes : Cas des sites de mesure En situation de fond, la valeur limite établie en moyenne annuelle (40 µg/m 3 ) est dépassée en 2010 dans le cœur de l agglomération parisienne. Trois stations urbaines situées dans Paris sont concernées par une teneur égale ou supérieure au seuil. Il s agit des stations de Paris 12 ème (40 µg/m 3 ), Paris 18 ème et 7 ème (44 µg/m 3 ). A ces stations s ajoutent 8 sites temporaires instrumentés pendant la campagne de mesure, situés dans des arrondissements de Paris (rive droite), à savoir les 8 ème, 18 ème et 19 ème ou sur des communes limitrophes de Seine-Saint-Denis (Saint Denis et Pantin) 28. Les résultats annuels en NO2 pour l année 2010 en situation de fond sont illustrés à la Figure 27. D autres sites ou d autres stations permanentes sont très proches du seuil de la valeur limite. Ils sont localisés dans la même zone, à savoir dans Paris, ou en petite couronne, à quelques kilomètres du boulevard périphérique parisien : Aubervilliers, Saint-Ouen, Bagnolet. Les stations urbaines, dont la moyenne annuelle est proche de la valeur limite, sont Neuilly-sur- Seine et Bagnolet (39 µg/m 3 ), ainsi qu Aubervilliers et Ivry-sur-Seine (38 µg/m 3 ). 28 Il s agit respectivement des sites n 53 et 57, 56 et 59, 50 et en dehors de Paris les sites n 32 et 49, 34. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 44

48 Figure 27 : concentration moyenne annuelle de dioxyde d azote (NO2) pour l ensemble des stations de mesure en situation de fond en Ile-de-France en 2010 (stations permanentes, sites de la campagne) mesures automatiques en continu toute l année sites de mesure spécifiques de la campagne En proximité au trafic routier En complément des mesures en continu avec des appareils de mesure automatiques, AIRPARIF réalise depuis 2007 des mesures discontinues de dioxyde d azote sur 15 sites trafic répartis sur l ensemble de l agglomération. Tous sont caractérisés par une fréquentation piétonne ou par la présence d habitations riveraines au voisinage immédiat de l axe. Les mesures sont effectuées au moyen de tubes à diffusion durant 14 semaines non continues. Par conséquent, une incertitude existe aussi sur la moyenne annuelle 2010 estimée sur ces sites. La Figure 28 donne le classement des 14 sites discontinus, des 9 stations de mesure du NO2 en continu toute l année, ainsi que les moyennes estimées sur les sites influencés et de proximité de la campagne de mesure spécifique à 2010, accompagnées de la borne d incertitude. Figure 28 : concentration moyenne annuelle de dioxyde d azote (NO2) pour l ensemble des stations de mesure de proximité au trafic en Ile-de-France en 2010 (stations permanentes, mesures discontinues, sites de la campagne). mesures automatiques en continu toute l année mesures discontinues par tubes à diffusion sites de mesure spécifiques de la campagne (en proximité du trafic routier ou influencé) Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 45

49 Ces résultats montrent un large éventail de concentrations rencontrées en bordure des principaux axes routiers, quelque soit le type de mesure (stations permanentes, mesures discontinues ou sites temporaires pour la campagne). Ils traduisent les différences de conditions de circulation (vitesse, composition du parc roulant), de topographie (qui conditionne la capacité à disperser plus ou moins facilement les polluants émis), mais aussi des différences de niveaux de fond. Ils montrent, par ailleurs, que les stations mesurant le NO2 en automatique et en continu reflètent bien la variété de situations rencontrées en Ile-de- France. La valeur limite annuelle est largement dépassée sur la totalité des sites étudiés (aussi bien sur les sites temporaires que les stations trafic franciliennes mesurant en continu ou encore les sites de mesure discontinus (le site RD14 à Saint-Ouen-L aumône ne dépasse passe). Pour les sites temporaires, les niveaux sont pour 70 % des points de mesure compris entre 40 et 60 µg/m 3, contre 25 % entre 60 et 80 µg/m 3. Le seuil est dépassé de plus d'un facteur 2 essentiellement sur des sites à mesure discontinu, même si le site à proximité de la RN13 à Neuilly-sur-Seine est également concerné. Ce groupe concerne des sites à fort trafic comme les autoroutes, les rocades et le boulevard périphérique, mais aussi des sites du centre de Paris où la circulation est à la fois dense et les conditions locales de dispersion moins favorables du fait de l encaissement des rues. La Place de l Opéra, très fréquentée par le public, relève un niveau supérieur proche de 100 µg/m 3. Notons qu un site de mesure automatique en continu est instrumenté sur cette place depuis février Les outils de modélisation permettent d'estimer les concentrations annuelles pour environ kilomètres de réseau routier francilien comportant notamment les principaux axes régionaux. La valeur limite est dépassée en 2010 sur environ 2100 km de voiries, soit 20 % du réseau francilien modélisé (Figure 29). Dans l agglomération, plus de 30 % du réseau routier modélisé dépasse la valeur limite. Dans Paris, 674 km sont concernés, soit environ 90 % du réseau parisien modélisé. Nombre de kilomètres de voiries Figure 29 : évolution du kilométrage cumulé de voiries dépassant la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) en dioxyde d'azote (NO2) en Ile-de-France de 2007 à 2010 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 46

50 V.4 Superficie et populations exposées à un dépassement Les concentrations modélisées sur la région peuvent ensuite être recoupées avec des données de population à haute résolution (maille de 50 m de côté), ce qui permet d'estimer le nombre de personnes habitant dans une zone où les normes de qualité de l air sont dépassées. Les calculs pour l année 2010 sont basés sur les données de population du recensement INSEE de 2006, retravaillées par l IAURIF pour disposer de données à haute résolution. En intégrant l'ensemble des situations cartographiées par la Figure 26 (fond et influence des axes routiers), la superficie régionale et le nombre d'habitants potentiellement concernés par le dépassement de la valeur limite annuelle applicable depuis 2010 (40 µg/m 3 ) peut être estimé sur l'ensemble de la région. Le dépassement de la valeur limite annuelle en Ile-de-France pour 2010 représente une superficie d'environ 280 km 2 (Figure 30) Superficie en km Figure 30 : évolution de la superficie cumulée concernée par un dépassement de la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) en dioxyde d'azote (NO2) en Ile-de-France de 2007 à 2010 La Figure 31 indique qu environ 3,6 millions de Franciliens, résidant exclusivement dans l agglomération parisienne, sont potentiellement exposés 29 à un air dépassant la valeur limite annuelle. Cela comprend plus de 9 Parisiens sur 10 (soit environ 1,8 millions d habitants). Nombre d'habitants en millions Figure 31 : évolution du nombre d habitants concernés par un dépassement de la valeur limite annuelle (40 µg/m 3 ) en dioxyde d'azote (NO2) en Ile-de-France de 2007 à 2010 Ces résultats sont inclus au Bilan régional de la qualité de l air pour l année Exposition des personnes qui respireraient en permanence l'air extérieur au niveau de leur domicile. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 47

51 V.5 Quelle évolution en termes de cartographie entre 2000 et 2010? La réalisation de deux études portant sur la caractérisation fine des niveaux de dioxyde d azote au début 30 et à la fin (ici présenté) des années 2000 permet de renseigner les évolutions en dioxyde d azote lors de la dernière décennie. Ces constats, basés essentiellement sur la cartographie (documentation sur l ensemble du territoire à partir des observations et de la modélisation), renforcent les éléments d évolution basés essentiellement sur les observations et figurant déjà dans les bilans annuels de la qualité de l air. Les concentrations de polluants pour une année donnée sont dépendantes des conditions météorologiques rencontrées pour cette période. Or, les conditions météorologiques peuvent varier suivant les années, voire même être singulières comme par exemple lors de l année 2003 avec les épisodes caniculaires. Pour estimer au mieux les évolutions en termes de concentration, il faut s affranchir des variations météorologiques interannuelles, qui rendent l analyse d'une tendance structurelle délicate. Pour cela, l élaboration d une tendance basée sur des moyennes sur 3 années permet de réduire considérablement l'impact des variations météorologiques. La comparaison des conditions météorologiques pour les deux périodes ( et ) est disponible en Annexe 8. Cette comparaison montre que les paramètres météorologiques sont tout-à-fait comparables sur les deux périodes précitées (roses de vents, pourcentage de vents faibles et provenance du vent). V.5.1 Reconstruction de la cartographie des niveaux de NO2 en 2000 et 2001 Cette étude fait suite à l étude Life, entreprise en 2000, qui portait comme en 2010 sur la caractérisation fine des niveaux annuels en dioxyde d azote. Cette première étude avait permis une cartographie fine des niveaux de NO2 en situation de fond. Des mesures en proximité du trafic routier avaient également été réalisées mais aucune carte présentant la pollution globale (fond et trafic routier) n était alors réalisable. Depuis, la surveillance en proximité au trafic routier, notamment via les progrès de la modélisation, a été renforcée et les concentrations annuelles en dioxyde d azote sur le réseau routier francilien peuvent être maintenant documentées. Les données de base (trafic, émission) utilisées pour ce calcul sont disponibles à partir de 2002 et des cartographies fines à l échelle annuelle combinant fond et proximité ont été produites à partir de cette année. Ainsi, la construction d une carte globale de pollution moyennée sur les années 2000, 2001 et 2002 a nécessité pour les années 2000 et 2001 un travail de reconstruction. Une reconstitution des niveaux a été opérée en se basant sur les concentrations en fond spécifiques à chacune des années et en y ajoutant la contribution directe du trafic de l année La Figure 32 présente les cartographies des années «2000» et «2001» obtenues par cette méthodologie Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 48

52 µg/m 3 valeur limite depuis µg/m 3 Figure 32 : Concentrations annuelles en NO2 en 2000 et en 2001 sur l Ile-de-France avec un zoom sur la petite couronne Pour rappel, les concentrations annuelles en fond sont obtenues en combinant les observations (respectivement 2000 et 2001) et le cadastre des émissions L utilisation de cette seconde variable permet de mieux cartographier les niveaux au-delà des stations de mesure, mais ce sont bien les observations annuelles qui gouvernent l ampleur des niveaux régionaux. La carte moyenne de la qualité de l air pour les années 2000, 2001 et 2002 est présentée en Figure 33. Y est également présentée la carte globale pour les années 2008, 2009 et A partir de 2010, et rétroactivement depuis 2007, les concentrations annuelles en fond sur l ensemble de la région sont obtenues en combinant, pour chaque année, les observations aux sorties de modélisation de la plateforme ESMERALDA. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 49

53 V.5.2 Les importantes évolutions en termes de qualité de l air Les concentrations moyennes sur les périodes de 3 ans intégrant les deux études sur le NO2 donc été calculées de 2000 à 2002 et de 2008 à Elles sont présentées sous forme de cartographie en zoomant sur l agglomération parisienne et par conséquent sur le domaine d étude (cf. Figure 33) µg/m 3 a) Concentration moyenne de 2000 à 2002 b) concentration moyenne de Figure 33 : Concentration moyenne en NO2 pour la période (a) et pour la période (b) sur la zone agglomérée (ZAS-ZAG ). Pour étudier les évolutions, les situations de fond (éloignées des sources et représentant l ambiance générale) et les situations de proximité au trafic sont distinguées. Durant la décennie, les concentrations en situation de fond dans l agglomération parisienne ont diminué de l ordre de 13 %. La diminution est plus importante dans le cœur dense avec une réduction en moyenne de 17 % des concentrations de fond parisienne et de 15 % en élargissant aux départements de la petite couronne (cf. Figure 34). Le gradient entre le cœur de l agglomération parisienne et la périphérie s atténue. Les mesures réalisées lors des deux études (moyennes annuelles évaluées à partir des campagnes de mesure et 2010) traduisent les mêmes tendances avec une diminution de 17 %, relevée en moyenne sur les 16 sites identiques de fond de la Petite Couronne, et de 21 % sur les trois sites parisiens. Les paramètres météorologiques sur les deux périodes (2000 et 2001, puis 2010), présentés à l annexe 8, montrent des conditions comparables, d où une évolution en termes de concentration qui s explique essentiellement par une diminution des émissions. A titre de comparaison, l évolution renseignée sur la base d un échantillon constant de six stations urbaines de fond entre les périodes et est de 18 % 32. Cette baisse s atténue sur la seconde partie de la décennie et cela rend la situation actuelle toujours insatisfaisante : la valeur limite (40 µg/m 3 ) est toujours dépassée en situation de fond comme en témoigne les dépassements répétés sur les stations du nord de Paris et dans les zones limitrophes de la petite couronne (cf. bilans de la qualité de l air 2008, 2009 et 2010). 31 ZAS-ZAG : Zones Administratives de Surveillance ou Zone Agglomération dites «ZAS» ou «ZAG». 32 Voir la Figure 5 du bilan de la qualité de l air 2010 sur (moyenne : 49 µg/m 3 et moyenne : 40µg/m 3 ). Les stations de l échantillon constant sont : Paris 12 ème, Paris 13 ème, Paris 18 ème, Neuilly-sur-Seine, Aubervilliers, Vitry-sur-Seine. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 50

54 Figure 34 : Evolution des concentrations moyennes en NO2 en situation de fond entre les périodes et sur Paris, Paris-Petite Couronne et la zone agglomérée (* : ZAS-ZAG 2010). En proximité au trafic routier, le constat est encore plus défavorable en raison d un dépassement franc des valeurs limites et d une stagnation des concentrations depuis 10 ans sur les axes les plus chargés. Les concentrations dépassent toujours de manière importante les valeurs limites. Les niveaux relevés sur les axes routiers les plus importants sont plus de deux fois supérieurs à la valeur limite. Les concentrations les plus élevées en dioxyde d azote sont relevées sur les voiries autoroutières et les rocades, pour lesquelles à la fois le nombre élevé de véhicules et la vitesse de circulation engendrent de fortes émissions d'oxydes d'azote. La Figure 35 présente l évolution de la distribution des concentrations en proximité en dioxyde d azote sur le réseau routier à Paris, dans Paris et la petite couronne et enfin dans l agglomération parisienne. Cette distribution est segmentée en trois classes. La première représente le nombre de kilomètres de voirie où la concentration est supérieure à 40 µg/m 3, la seconde la voirie supérieure à 60 µg/m 3 et la troisième à 80 µg/m 3. a) Sur le réseau routier parisien b) sur le réseau routier de la petite couronne et de Paris c) Sur le réseau routier de l agglomération Figure 35 : Evolution entre les périodes et de la distribution des concentrations en proximité au trafic routier en NO2 suivant trois classes ( 40 µg/m 3, 60 µg/m 3 et 80 µg/m 3 ) pour Paris Paris-Petite Couronne et l agglomération parisienne. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 51

55 Le nombre de kilomètre de voirie supérieure à 40 µg/m 3 évolue à la baisse entre les périodes et , profitant de la baisse significative des niveaux de fond. Ces niveaux de fond contribuent de manière importante aux concentrations relevées en proximité des axes les moins chargés. Cette baisse est bien moins marquée sur Paris, en raison notamment de niveaux de fond déjà voisins des 40 µg/m 3. Sur Paris, la diminution des niveaux de fond semblent se faire ressentir en proximité essentiellement sur la seconde classe regroupant les kilomètres de voirie avec des concentrations supérieures à 60 µg/m 3. En revanche, les axes les plus chargés montrent une tendance à la stagnation. Le kilométrage de voirie présentant des concentrations supérieures à 80 µg/m 3, soit deux fois la valeur limite, n évolue guère entre les périodes et Ce constat est partagé par les trois zones géographiques (Paris, Paris et Petite Couronne et l agglomération parisienne). Cette tendance à la stagnation pour les axes les plus chargés est confirmée par les observations des stations permanentes présentant les plus fortes concentrations comme les stations du Boulevard Périphérique à la Porte d Auteuil, de la Place Victor Basch ou encore de l Autoroute A1 à Saint Denis (cf. bilan de la qualité de l air 2010). La contribution directe du trafic routier sur les niveaux de dioxyde d azote en proximité est de plus en plus importante et la diminution des niveaux en situation de fond devient moins marquée. Pour ces raisons, l évolution future des concentrations en dioxyde d azote sur l agglomération parisienne aussi bien en fond qu en proximité est un enjeu majeur. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 52

56 VI VALIDATION DES OUTILS DE SURVEILLANCE ET PERSPECTIVES Cette étude a permis de consolider les évolutions récentes des moyens et outils de surveillance d AIRPARIF, pour le NO2 en : développant la connaissance concernant la dispersion de la pollution en proximité au trafic, permettant de calibrer et valider les systèmes de modélisation développés et utilisés par AIRPARIF, contrôlant la représentativité des stations de fond du réseau automatique, validant les méthodes de couplage mesures-modèle (assimilation de données). VI.1 Validation des outils de surveillance VI.1.1 La modélisation de fond : Esméralda Les concentrations relevées sur les sites en situation de fond sont comparées aux niveaux modélisés par la plateforme Esméralda. Pour rappel, Esméralda évalue la pollution de fond à l échelle régionale. Sur les 85 sites instrumentés, 33 sites sont des mesures permanentes fixes et 52 des mesures échantillonnées temporaires (classifiées mesures indicatives). La Figure 36 présente les écarts entre les moyennes annuelles observées et celles renseignées par Esméralda via des «boîtes à moustache» départementaux (cf. annexe 6). Cela permet de documenter les variations géographiques des écarts entre les niveaux observés et modélisés. Observées Modélisées Figure 36 : Concentrations annuelles en 2010 par département sur les sites de fond obtenus soit par observation soit via la plateforme de modélisation Esméralda. (75 (Paris) : 22 sites, 77 (Seine-et-Marne) : 4 sites, 78 (Yvelines) : 6 sites, 91 (Essonne) : 3 sites, 92 (Hauts-de-Seine) : 13 sites, 93 (Seine-Saint-Denis) : 18 sites, 94 (Val-de-Marne) : 14 sites, 95 (Val d Oise) : 5 sites). La comparaison des concentrations observées et celles modélisées amènent aux constations suivantes : - Sur Paris, le modèle (Esméralda) tend à surestimer les niveaux, avec une différence moyenne de 2.5 µg/m 3. Il est aussi difficile de reproduire avec Esméralda les variations importantes observées sur Paris en situation de fond. - Sur la Petite Couronne, à savoir les départements limitrophes de Paris (92, 93 et 94), les niveaux sont mieux reproduits par la modélisation, notamment pour le 92 et le 94. En Seine-Saint-Denis, une légère sous estimation des niveaux peut être relevée. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 53

57 - Cette sous estimation est encore plus importante sur les départements de Grande Couronne (77, 78,91 et 95). Ces différences sont essentiellement dues à la résolution du système de modélisation ESMERALDA, qui représente les concentrations sur des mailles de 3km * 3 km, pas forcément représentatives stricto-sensu des stations de fond utilisées. VI.1.2 La modélisation de proximité : Heaven Copert IV et Street Les concentrations renseignées au droit des axes routiers sont issues d une chaîne de modélisation couplant la connaissance du trafic routier (Heaven), des émissions (Heaven couplé à la base Copert IV), puis le calcul des concentrations via Street. En sortie de l outil Street, on dispose de concentrations en NOx. Ces dernières sont transformées en NO2 en appliquant un coefficient NO2/NOX établi à partir des stations de mesure de proximité du réseau. (a) Figure 37 : Concentrations observées et concentrations modélisées en proximité au trafic sur les 32 sites instrumentés en 2010 (a), Boîte à moustache des écarts (b). (b) La comparaison entre les niveaux observés en proximité et ceux modélisés montre une sousestimation de ceux reproduits par la modélisation. L étude des écarts montre un biais négatif de 5 µg/m 3. Cependant, les écarts restent acceptables, avec plus des 80% des couples observations/modélisation possédant un écart compris entre -25% et +25% (cf. VI.1.4). Le biais observé a été clairement amélioré avec l utilisation des facteurs d émissions plus récents (Copert IV au lieu de Copert III) et d un nouveau réseau trafic, comme le montre la Figure 38 reproduisant les écarts pour les années 2007 à 2009 avec les deux bases de données «Copert». Il s agit de facteurs d émissions européens qui distinguent les véhicules selon leur appartenance à l une des catégories de véhicules (particuliers, véhicules utilitaires légers, poids lourds, bus ou cars, deux-roues). De plus, au sein d une même grande catégorie, les facteurs d émissions COPERT diffèrent en fonction de la norme technologique du véhicule considéré. L actualisation du réseau trafic permet d actualiser les données concernant la répartition en grandes catégories de véhicules (parc roulant) sur chaque brin du réseau routier considéré, en fonction de l heure, ainsi que la composition technologique de celui-ci. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 54

58 Figure 38 : Distribution des écarts observations/modélisations pour les années 2007 à 2009 avec Copert III et Copert IV. VI.1.3 La modélisation en zone influencée : une décroissance validée par les observations La zone influencée est la zone comprise entre la proximité au trafic routier (distance à l axe au maximum de 10 mètres) et la situation de fond. Cette dernière a fait l objet d une caractérisation détaillée dans le cadre de cette étude (cf. IV.2). Suivant l importance de l axe et sa configuration, elle peut s étendre sur une zone d au moins 10 mètres de large et persister jusqu à 200 mètres. La réglementation n impose pas de mesures fixes dans cette zone intermédiaire. Pourtant, de nombreux franciliens habitent dans cette zone et la valeur limite d exposition y est souvent dépassée. A titre d exemple, 35% des franciliens résident à moins de 200 mètres d un axe avec un trafic modélisé à plus de véhicules/jour. Les mesures instrumentées dans le cadre de cette étude permettent de juger de la bonne reconstitution de ces niveaux par la modélisation. Il s agit d une modélisation empirique, à savoir une décroissance linaire des niveaux de proximité vers les teneurs en fond, avec des distances d influence variant en fonction de l urbanisme. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 55

59 Figure 39 : Concentrations observées et concentrations modélisées en zone influencée sur les 21 sites instrumentés en 2010 (a), Boite à moustaches des écarts (b). Les niveaux observés sont reproduits par la modélisation avec une légère sur estimation. L étude des écarts montre un biais positif de 2 µg/m 3. Cependant, les écarts restent acceptables avec plus des 85% des couples observation/modélisation possédant un écart compris entre -25% et +25%. VI.1.4 La conformité des niveaux modélisés. L annexe I de la directive 2008/50/CE (cf. Annexe 10) renseigne les objectifs de qualité des données pour l évaluation de la qualité de l air ambiant. Pour le dioxyde d azote, l incertitude demandée pour la modélisation est de 30%. Précisions que cette incertitude est définie comme l écart maximal entre les niveaux mesurés et modélisés sur 90% des points de surveillance (mesures fixes). La comparaison entre les concentrations mesurées et modélisées doit se faire dans la plage de la valeur limite. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 56

60 Le tableau suivant présente l étude de conformité des niveaux modélisés (suivant les différentes typologies) et cartographiés (intégration et projection sur une grille de 50mx50m des niveaux modélisés avec des niveaux de fond assimilés 33 ). Notons qu il n existe pas de mesures fixes en zone influencée. L hypothèse est prise d une plage de valeur limite correspondant aux concentrations supérieures à 34 µg/m 3. Les niveaux sélectionnés sont ceux dont la modélisation et/ou l observation appartient à la plage de la valeur limite. La comparaison est aussi réalisée avec les mesures indicatives pour une meilleure description des écarts entre mesure et modèle. Mesures Fixes nb couple Modélisé/Observé Ecart Max par rapport à Observé Ecart Max sur 90% couple Modélisé/Observé Conformité Fond Esméralda non assimilé 18 30% 25% OK Influencée (Impact Trafic + Fond Esméralda assimilé) Proximité (Impact Trafic + Fond assimilé) 9-24% -24% OK Niveaux Cartographiés 29 81% 24% OK nb couple Modélisé/Observé Mesures Indicatives Ecart Max par rapport à Observé Ecart Max sur 90% couple Modélisé/Observé Fond Esméralda non assimilé 36-27% 21% Influencée (Impact Trafic + Fond Esméralda assimilé) Proximité (Impact Trafic + Fond assimilé) 21 35% 27% 21-51% -36% Niveaux Cartographiés 79-51% 30% nb couple Modélisé/Observé Total Ecart Max par rapport à Observé Ecart Max sur 90% couple Modélisé/Observé Fond Esméralda non assimilé 54 30% 21% Influencée (Impact Trafic + Fond Esméralda assimilé) Proximité (Impact Trafic + Fond assimilé) 21 35% 27% 0-51% 31% Niveaux Cartographiés % 27% Tableau 6 : Conformité des niveaux modélisés La conformité, comme décrite dans la directive 2008/50/CE, est atteinte. 33 : On entend par «niveaux assimilés» les concentrations issues du couplage des observations et des niveaux modélisés. Dans notre cas, le couplage est réalisé par krigeage des observations. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 57

61 VI.1.5 Le réseau de mesures fixes Les mesures du réseau permanent et ceux de la campagne présentent une très bonne cohérence. Il en est de même pour les mesures réalisées pendant la campagne sur des sites proches. A titre d exemple, la Figure 40 représente les concentrations de NO2 en trois points situés au nord de Paris 34, à proximité de la station permanente de Paris 18 ème. Figure 40 : Positions et concentrations des sites 57, 59 et de la station de Paris 18 ème. A l inverse, les mesures effectuées autour de la station permanente de Paris 6 ème, aux sites 38, 39 et 40, montrent une différence de niveaux dans le secteur (cf. Figure 41). Outre les sites 38 et 40 influencés par le trafic, les résultats de la station permanente de Paris 6 ème sont faibles comparés à ceux du site 39. Ces derniers ont été utilisés à la place des concentrations mesurées de la station permanente pour le rendu final cartographique. Figure 41 : Positions et concentrations des sites 38,39 et 40, ainsi que la station de Paris 6 ème. 34 Site 57 : impasse de la grosse bouteille ; site 59 : square rue Boinod/Poissoniers/Amiraux ; station de Paris 18 ème : 7 rue Ferdinand Flocon. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 58

62 Résultats de cartographie Les sorties du modèle Esméralda et les concentrations mesurées sont couplées à partir d une méthode géostatistique afin d obtenir une simulation de la pollution en tout point de l Ile-de- France. Deux cartes sont ainsi réalisées dans cette étude. La première carte (Figure 42 a) est obtenue à partir du couplage entre les concentrations mesurées sur les stations permanentes du réseau et les sorties Esméralda. La deuxième carte (Figure 42 b) est obtenue de façon similaire mais en plus des mesures du réseau, les concentrations de fond mesurées pendant la campagne sont également prises en compte. Une comparaison entre ces deux cartes des concentrations de fond permet d estimer la qualité du réseau de mesure actuellement en place à Airparif et de juger de la justesse des positions des stations de mesure actuelles. Ainsi, la pollution de fond au NO2 peut être mieux appréhendée. a) b) Figure 42 : Concentrations moyennes annuelles en dioxyde d azote (NO2) dans l agglomération parisienne en situation de fond (a) cartographiées à partir des données Réseau (b) cartographiées à partir des données réseau et de la campagne de mesure. Les cartes 42a et 42b présentent un aspect général similaire : les concentrations les plus importantes sont relevées dans le centre de l'agglomération parisienne avec un panache globalement situé au nord de Paris. Ce résultat valide la position des stations du réseau de mesure, qui permettent de rendre compte avec justesse des niveaux de pollution rencontrés dans l agglomération parisienne. C est particulièrement le cas pour les stations dépassant couramment la valeur limité annuelle de 40 µg/m 3, telles qu Aubervilliers, Paris 18 ème. La nuance relevée consiste en un léger décalage des niveaux les plus élevés du sud-ouest de Paris vers le nord-est. Néanmoins plusieurs différences sont notables. En effet, la position du panache de pollution est légèrement modifiée après prise en compte des données de la campagne de mesure : la pollution au NO2 au sud de la commune de Saint-Denis est plus importante avec la carte modifiée (Figure 42 b). Il en est de même dans le sud-est de Paris qui présente des concentrations de NO2 moins importantes lorsque seules les données du réseau permanent sont prises en compte. La Figure 43 présente une comparaison générale entre les données observées et les concentrations cartographiées en utilisant comme données uniquement les concentrations réseau dans un cas ( ) et les données réseau additionnées des données de campagne dans l autre cas ( ). Au total, la comparaison a été réalisée sur 87 points de mesure (sites temporaires pour la campagne et stations permanentes). Le coefficient de corrélation entre les valeurs observées et les valeurs simulées est ainsi augmenté de 0.85 à 0.95 en utilisant les mesures additionnelles fournies par la campagne de mesure. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 59

63 Toutefois, la cartographie mise au point en s appuyant uniquement sur les données réseau permet de simuler les concentrations mesurées pendant la campagne de mesure avec une gamme d erreur sur les valeurs satisfaisante (R 2 =0.85). Ceci permet de conclure que le réseau de mesure de NO2 actuel rend bien compte du niveau des concentrations en Ile-de-France, mais que réduire le nombre de points de mesure permanents entraineraient une baisse sensible de la corrélation entre mesures réelles et mesures cartographiées. Figure 43 : Comparaison entre les moyennes annuelles 2010 observées et les concentrations simulées en utilisant les données de réseau ( ) et en utilisant les données de réseau et des résultats de la campagne de mesure ( ) pour réaliser la cartographie. Ce point est confirmé par le graphique de la Figure 44. Ce graphique représente, sous forme de boîte à moustache (cf. annexe 6), la répartition des concentrations sur l ensemble du domaine d étude, lorsque les teneurs sont simulées à partir d outils de cartographie qui ne prennent en compte que les données du réseau d un coté, et d un autre coté lorsque les concentrations simulées prennent en compte les données du réseau permanent et les données de la campagne de mesure. Pour rappel, la partie centrale correspondant à une «boîte» représentant 50 % des données. Les traits répartis de chaque côté de la boite représentent généralement près de 25 % des données. Le trait horizontal au milieu de la boîte représente la médiane tandis que la croix représente la moyenne de l ensemble des données. Cette représentation en boîte à moustaches permet de comparer statistiquement la distribution des données. Elle permet de déduire ici que les résultats de simulation des deux modes de calcul (à partir des données du réseau permanent uniquement et à partir des données réseau complétées de la campagne) sont très similaires. Les médianes sont équivalente mais les moyennes légèrement différentes, ce qui indique que les concentrations simulées à partir des données de réseau permanent complétées de la campagne de mesure sont globalement plus faibles que lorsqu elles sont estimées uniquement à partir des données du réseau. Néanmoins, la distribution des données, de part et d autre de la médiane, est similaire, et les concentrations minimales et maximales observées sont très proches dans les deux cas. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 60

64 Modélisation du fond+ données du réseau permanent + Campagne Modélisation du fond + réseau permanent Figure 44 : Boîte à moustache Distribution des concentrations de NO2 simulées sur l ensemble du domaine d étude à partir des données réseau et à partir des données réseau complétées des données de campagne. Sites pour lesquels les concentrations observées ou simulées dépassent la valeur limite Nous nous intéressons maintenant aux stations et aux sites de mesure temporaires en situation de fond pour lesquelles les concentrations observées ou estimées dépassent la valeur limite de 40 µg/m 3. La carte (a) présente, pour chaque emplacement où la concentration annuelle observée est supérieure (ou égale) à la valeur limite, l histogramme de comparaison entre les concentrations observées et celles simulées. La carte (b) regroupe les sites où la concentration annuelle observée est inférieure à la valeur limite. Ces résultats concernent aussi bien les stations permanentes du réseau ( la campagne de mesure ( ) que les sites de ). Ces sites sont majoritairement situés dans le nord de Paris. Les mesures indicatives réalisées montrent des variations spatiales importantes du niveau de fond au centre de l agglomération parisienne. L étendue de ces variations est reproduite par le réseau de mesure permanent de mesures fixes avec des maxima aux stations comme Paris 18 ème et Paris 7 ème et des minima aux stations comme Garches et Melun (cf. paragraphe IV.2.1). Les mesures réalisées au voisinage des stations de mesure confirment bien que les niveaux maximum sont atteints dans le quartier de Paris 18 ème (sites 57 et 59). Il s agit avec Paris 7 ème des deux stations de fond qui sont au delà de la valeur limite (la station de Paris 12 ème atteignant 40 µg/m 3 également). Dans certains cas, un dépassement de la valeur limite est observé (valeur en bleue dans l histogramme) mais non simulé (en vert ou orange) et vice et versa. Concernant les sites où la valeur limite annuelle est atteinte voire dépassée (12 sites ou stations permanentes concernées, figure (a)), les résultats simulés uniquement à partir des stations permanentes permettent de détecter un dépassement sur 9 sites. Ce chiffre est amélioré en utilisant en plus les données de l ensemble des observations (+ 3 sites), mais à l inverse le dépassement à la station permanente de Paris 7 ème n est plus détecté. Pour les 6 autres sites (non observation d un dépassement), l utilisation de l ensemble des observations améliore le résultat simulé pour 66% Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 61

65 (a) Cas des sites avec dépassement (observé) Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 62

66 (b) Cas des sites sans dépassement (observé) Figure 45 : Stations permanentes du réseau (Nom de la station) et sites de la campagne de mesure (numéro de sites) pour lesquels les concentrations observées ou estimées dépassent la valeur limite (40 µg/m 3 ). A chaque emplacement, histogramme de comparaison entre les concentrations observées et simulées dans les cas de dépassement de la valeur limite observé ou simulé. Ainsi, pour l ensemble des sites de la campagne de mesure, le dépassement ou le non dépassement de la valeur limite est bien simulé lorsque les cartes ont intégré l ensemble des observations. Ceci n est pas toujours le cas pour la carte qui ne prend en compte que les données du réseau. Les concentrations sur le réseau de mesure sont dans certains cas (Paris 1 er, 7 ème et Aubervilliers) légèrement moins bien simulées lorsque les cartes prennent en compte les données de campagne. Ce phénomène peut s expliquer par le nombre plus important de stations prises en compte. L ajout de nombreuses stations présentant une variabilité, même faible, peut parfois impacter négativement la qualité de la cartographie. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 63

67 VI.1.6 Superficie de la zone dépassant la valeur limite et nombre d habitants impacté L utilisation ou non des résultats de la campagne de mesure (cf. paragraphe V.5) confirme le nombre d habitants concernés par le dépassement de la valeur limite, d où la validation de la méthodologie utilisée et la validation des estimations réalisées pour les précédentes années. VI.2 Perspectives Les mesures complémentaires réalisées montrent que les variations spatiales des niveaux de fond à une petite échelle (cf. niveaux parisiens, niveaux aux environs de la station de Saint- Denis et de la station de Vitry-sur-Seine) sont difficiles à décrire finement par le dispositif de surveillance actuel, couplé aux outils de modélisation disponibles. Ce manque peut être comblé par un travail de modélisation supplémentaire de type descente d échelle, qui permet une spatialisation plus fine des concentrations de fond. Concernant toujours la modélisation, un travail important est à mener sur la modélisation de proximité en généralisant l utilisation de modèles déterministes sur le réseau routier francilien. Ces outils, plus complexes que celui utilisé actuellement, nécessitent des développements importants pour être mis en place, en raison de l importance de la voirie francilienne. Ils permettront de mieux prendre en compte les conditions météorologiques dans la dispersion des émissions du trafic routier et aussi l influence entre les axes routiers. L optimisation du réseau de mesure en dioxyde d azote passe par des fermetures en situation de fond et des ouvertures en proximité au trafic routier, comme décrit dans le programme de surveillance de la qualité de l air L étude menée permet de disposer d un jeu de données important pour mener au mieux cette optimisation. Elle montre aussi que pour la cartographie des concentrations annuelles, les fermetures de mesures fixes peuvent être compensées par la mise en place de mesures indicatives type «tubes passifs». Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 64

68 ANNEXES SOMMAIRE ANNEXE 1 : LOCALISATION DES SITES DE MESURE ANNEXE 2 : CLASSES DE STABILITE ATMOSPHERIQUE PAR SERIE DE MESURE (SOURCE METEO- FRANCE) ANNEXE 3 : DESCRIPTION DES TRANSECTS DE L ETUDE ET EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 4 : NORMES FRANÇAISES ET EUROPEENNES DE QUALITE DE L AIR RELATIVES AU DIOXYDE D AZOTE APPLICABLE EN ANNEXE 5 : EVALUATION DES MOYENNES ANNUELLES EN NO2 ET INTERVALLE D INCERTITUDE ASSOCIE POUR CHACUN DES SITES ANNEXE 6 : DEFINITION STATISTIQUE D UNE «BOITE A MOUSTACHES» (BOX PLOT) ANNEXE 7 : CLASSEMENT ASCENDANT HIERARCHIQUE ANNEXE 8 : COMPARAISON DES PARAMETRES METEOROLOGIQUES ANNEXE 9 : EVOLUTION DU RAPPORT DE CONCENTRATIONS (INFLUENCEE/FOND) EN NO2 EN FONCTION DE LA DISTANCE ANNEXE 10 : ANNEXE I DE LA DIRECTIVE 2008/50/CE ANNEXE 11 : RESEAU DE SURVEILLANCE PERMANENTE AU Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 65

69 Annexe 1 : Localisation des sites de mesure Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 66

70 Localisation des sites de mesure (suite) Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 67

71 Annexe 2 : Classes de stabilité atmosphérique par série de mesure (source Météo-France) Séries 1 et 2 : du 26 janvier au 9 février 2010 Séries 3 et 4 : du 25 mai au 8 juin 2010 Séries 5 et 6 : du 29 juin au 13 juillet 2010 Séries 7 et 8 : du 12 au 26 octobre 2010 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 68

72 Annexe 3 : Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 1 RN3 Pantin Transect n 1 RN3 Pantin (Source Google Earth) Le premier transect concerne la RN3 qui traverse la commune de Pantin. La RN3 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 35. Quatre sites de mesure ont été implantés depuis le bord de cet axe jusqu à une distance de 50 m de l axe de part et d autre de la RN3. Deux points se trouvent dans la rue Etienne Marcel alors que les deux autres se trouvent rue de Moscou. L environnement proche du transect est très urbain. 35 Source : Carte 2009 des comptages de véhicules sur les rue départementales Conseil Général de Seine Saint Denis Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 69

73 Transect n 1 RN3 Pantin 29 % vents nord 37 % vents nord et 37 % vents sud 31 % vents sud Données non disponibles 37 % vents nord 63 % vents sud 69 % vents nord 38 % vents sud % de vents de secteur nord % de vents de secteur sud Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 70

74 Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 2 A4 Joinville-le-Pont Transect n 2 A4 Joinville le Pont (Source Google Earth) Le second transect concerne l autoroute A4 au niveau de Joinville le Pont. L autoroute présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 36. Quatre sites de mesure ont été implantés au niveau du Boulevard Polangis de part et d autre de l autoroute jusqu à une distance de 55 m de cet axe. A noter que le Boulevard Polangis est situé en contre bas de l autoroute, les deux premiers sites sont situés entre 5 et 10 m du pont de l autoroute, les deux suivants sont à une distance de 45 à 55 m de l axe. L environnement est dégagé avec notamment la proximité de la Marne, le site le plus proche étant à 100m de celle-ci. 36 Source Trafic routier en Val de Marne édition Juin 2010 Conseil Général du Val de Marne Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 71

75 Transect n 2 A4 Joinville-le-Pont % de vents de secteur nord-ouest % de vents de secteur sud-est 18 % vents nord-ouest 20 % vents sud-est 34 % vents nord-ouest 28 % vents sud-est 49 % vents nord-ouest 25 % vents sud-est 20 % vents nord-ouest 30 % vents nord-ouest Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 72

76 Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 3 Boulevard Périphérique Paris Porte de Saint Ouen Transect n 3 Boulevard Périphérique Paris Porte de Saint Ouen (Source Google Earth) Le troisième transect concerne le boulevard périphérique au niveau de la porte de Saint Ouen. Le boulevard périphérique présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 37. Cinq sites de mesure ont été installés de part et d autre du boulevard périphérique : trois sur la commune de Saint Ouen à des distances de 25m, 65m et 130m de l axe et deux sur la commune de Paris à 30m et 110 m du boulevard périphérique. Les sites de mesure sont installés en contre bas du boulevard périphérique sur un terre plein central situées sur l avenue de la Porte de Saint Ouen dont le trafic routier est de l ordre de véhicules par jour. A proximité du terre plein se trouve un dépôt de bus. L environnement est dégagé aux abords immédiats du boulevard périphérique. De plus, le trafic moyen sur l Avenue Gabriel Péri à Saint-Ouen est d environ véhicules par jour Source : Circulation Automobile Comptages 2005 Mairie de Paris 38 Source : Conseil Général Saint-Saint-Denis, année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 73

77 Transect n 3 Boulevard Périphérique Paris Porte de Saint Ouen % de vents de secteur nord-est % de vents de secteur sud-ouest 39 % vents sud-ouest 42 % vents nord-est 39 % vents sud-ouest 34 % vents nord-est 24 % vents sud-ouest 53 % vents sud-ouest 61 % vents nord-est 44 % vents sud-ouest Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 74

78 Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 4 - RN7 Villejuif Transect n 4- RN7 Villejuif (Source Google Earth) Le quatrième transect concerne la route départementale 7 (ex RN7) à hauteur de la commune de Villejuif. La route nationale 7 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 39. Quatre sites de mesure ont été installés de part et d autre de la RN7 à des distances de 3m à 45m de cet axe. L environnement est fortement urbanisé et dense avec la présence de travaux pendant la campagne de mesure (construction de plusieurs immeuble de bureaux). 39 Source Trafic routier en Val de Marne édition Juin 2010 Conseil Général du Val de Marne Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 75

79 Transect n 4 - RN7 Villejuif % de vents de secteur est % de vents de secteur ouest 54 % vents ouest 17 % vents ouest 32 % vents ouest 28 % vents est 32 % vents ouest 17 % vents ouest 26 % vents ouest 35 % vents ouest Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 76

80 Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 5 - RN10 Boulogne-Billancourt Transect n 5- RN10 Boulogne Billancourt (Source Google Earth) Le cinquième transect concerne la route départementale 910 (ex RN10) à hauteur de la commune de Boulogne Billancourt. La route nationale 10 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 40. Quatre sites de mesure ont été installés de part et d autre de la RN10 à des distances de 3m, 10m et 40m de cet axe. L environnement est fortement urbanisé. 40 Carte des trafics moyens journaliers annuels Année 2008 Conseil Général des Hauts de Seine Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 77

81 Transect n 5 - RN10 Boulogne-Billancourt % de vents de secteur nord % de vents de secteur sud 29 % vents nord 37 % vents nord et 37 % vents sud 31 % vents sud 31 % vents sud 37 % vents nord 63 % vents sud 69 % vents nord 38 % vents sud Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 78

82 Description des transects de l étude et évolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine(Source Google Earth) Le sixième transect concerne la route nationale 13 à hauteur de la commune de Neuilly sur Seine. La route nationale 13 présente un trafic routier de l ordre de véhicules par jour 41. Quatre sites de mesure ont été installés à des distances de 1m, 37m, 65m et 155m du même coté de la RN13 depuis la place du marché jusqu à l intersection avec la rue Ecole de Mars. L environnement est dense, avec la présence de nombreux commerces. A noter que ce transect a déjà été instrumenté de cette façon lors de la précédente campagne de mesure réalisée en 2001 par Airparif Carte des trafics moyens journaliers annuels Année 2008 Conseil Général des Hauts de Seine 42 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 79

83 Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine % de vents de secteur sud-ouest 39 % vents sud-ouest 37 % vents sud-ouest 39 % vents sud-ouest 29 % vents sud-ouest 24 % vents sud-ouest 53 % vents sud-ouest 18 % vents sud-ouest 44 % vents sud-ouest Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 80

84 Annexe 4 : Normes françaises et européennes de qualité de l air relatives au dioxyde d azote applicable en 2010 Polluant Dioxyde d'azote (NO 2 ) Seuil d'information Seuils d'alerte Valeurs limites F6, F7, F9, F13, F15 : 200 µg/m3 moyenne horaire F7, F9, F13, F15 : 400 µg/m3 moyenne horaire (200 µg/m3 à J si dépassement J-1 et risque J+1) E1, E5, F15 : 400 µg/m3 moyenne horaire (3 heures consécutives) E1, E5, F15 : 200 µg/m3 moyenne horaire (18 dépassements/année civile) E1, E5, F7, F15 : 40 µg/m3 moyenne annuelle civile Objectif de qualité (F) Niveau critique F7, F15 : 40 µg/m3 moyenne année civile Année civile = du 1er janvier au 31 décembre Hiver = du 1er octobre au 31 mars Directives de l'union Européenne E1-Directive 1999/30/CE du 22 avril 1999 relative à la fixation de valeurs limites pour l'anhydride sulfureux, le dioxyde d'azote et les oxydes d'azote, les particules et le plomb dans l'air ambiant. (2) E2-Directive 2000/69/CE du 16 novembre 2000 concernant les valeurs limites pour le benzène et le monoxyde de carbone dans l'air ambiant. (2) E3-Directive 2002/3/CE du 12 février 2002 relative à l'ozone dans l'air ambiant. (2) E4-Directive 2004/107/CE du 15 décembre 2004 concernant l'arsenic, le cadmium, le mercure, le nickel et les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans l'air ambiant. E5-Directive 2008/50/CE du 21 mai 2008 concernant la qualité de l'air ambiant et un air pur pour l'europe. Réglementation française F6-Arrêté du 17 août 1998 relatif aux seuils de recommandation et aux conditions de déclenchement de la procédure d'alerte. F7-Décret n du 15 février 2002 portant transposition des directives 1999/30/CE du 22 avril 1999 et 2000/69/CE du 16 novembre 2000 et modifiant le décret n du 6 mai F8-Décret n du 12 novembre 2003 portant transposition de la directive 2002/3/CE du 12 février 2002 et modifiant le décret n du 6 mai F9-Circulaire du 18 juin 2004 relative aux procédures d'information et de recommandation et d'alerte et aux mesures d'urgence. F10-Décret n du 12 octobre 2007 relatif à la qualité de l'air et modifiant le code de l'environnement (partie réglementaire). F11-Circulaire du 12 octobre 2007 relative à l'information du public sur les particules en suspension dans l'air ambiant. F12-Arrêté du 25 octobre 2007 modifiant l'arrêté du 17 mars 2003 relatif aux modalités de surveillance de la qualité de l'air et à l'information du public (ajoutant entre autres la référence à la directive européenne 2004/107/CE concernant l'arsenic, le cadmium, le mercure, le nickel et les hydrocarbures aromatiques polycycliques, pas de correspondance aux valeurs cibles). F13-Arrêté n du 3 décembre 2007 relatif à la procédure d'information et d'alerte du public en cas de pointe de pollution atmosphérique en Ile-de-France. F14-Décret n du 7 novembre 2008 relatif à la qualité de l'air. F15-Décret du 21 octobre 2010 relatif à la qualité de l'air F16-Arrêté du 21 octobre 2010 relatif aux modalités de surveillance de la qualité de l'air et à l'information du public. (1) : Ces seuils d'information et d'alerte (pour O3 et PM10) ne sont pas encore transcrits dans l'arrêté interpréfectoral, et donc non encore appliqués. (2) : Ces 3 directives ont été abrogées à partir du 11 juin Certains points restent applicables jusqu'au 31 décembre Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 81

85 Annexe 5 : Evaluation des moyennes annuelles en NO2 et intervalle d incertitude associé pour chacun des sites Concentration en µg/m 3, nd : signifie non disponible Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 82

86 Evaluation des moyennes annuelles en NO2 et intervalle d incertitude associé pour chacun des sites Concentration en µg/m 3, nd : signifie non disponible Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 83

87 Annexe 6 : Définition statistique d une «boîte à moustaches» (box plot) Une boîte à moustaches (ou box plot) est un graphique représentant la répartition d une série statistique. Pour ce faire, l échantillon est séparé en 4 parties de même effectif, appelées quartiles. Un quartile est donc constitué de 25 % des données de l ensemble de l échantillon. Le deuxième quartile (percentile 50) est appelé plus couramment la médiane. La partie centrale correspondant à une «boîte» représente 50 % des données. Ces données se situent entre les 1 er et 3 ème quartiles. La différence entre les deux est appelé l écart inter quartiles. Les moustaches réparties de chaque côté de la boîte représentent généralement près de 25 % des données, mais n excèdent pas en termes de longueur, 1.5*I (I étant l écart interquartile, c est-à-dire la longueur de la boîte), ce qui peut amener la présence de points atypiques en dehors des moustaches. La fin de la moustache supérieure correspond donc soit à la valeur 3Q+1.5I (3 ème quartile + une fois et demi l intervalle inter quartile), soit au maximum de l échantillon s il est plus faible que cette valeur. La fin des moustaches est très proches des centiles 1 et 99, lorsque la distribution de l échantillon est gaussienne (suit une loi Normale). Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 84

88 Annexe 7 : Classement ascendant hiérarchique La classification ascendante hiérarchique (CAH) est une des méthodes de classification qui a pour objectif de regrouper des individus similaires caractérisés par différentes variables. Les classes ainsi formées doivent être les plus homogènes possibles en fonction des critères choisis. La classification ascendante hiérarchique associée à une distance et à un critère d agrégation considère chaque individu séparément avant de les regrouper pas à pas jusqu à n obtenir qu une seule classe comprenant l ensemble des individus. Pour évaluer la qualité des groupes obtenus, l inertie inter-classe est généralement utilisée. Il faut ainsi arbitrer entre le nombre de groupe interprétable (assez restreint) et la qualité des classifications, c est à dire entre interprétabilité et fiabilité de l information. Classement ascendant hiérarchique des concentrations mesurées en proximité de certains axes routiers. Classement ascendant hiérarchique des concentrations mesurées en fond. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 85

89 Annexe 8 : Comparaison des paramètres météorologiques Période et : La rose de vent sur les deux périodes précitées est comparable, avec dans les deux cas des vents majoritaires du secteur sud-ouest, correspondant à un temps anticyclonique. A l inverse, les deux périodes considérées ont également connu être 6 et 10 % du temps des vents de secteur nord-est. (a) Pour les années 2008, 2009 et 2010 (b) Pour les années 2000, 2001 et 2002 Fréquence (en %) des vents observée à Paris Montsouris en fonction de leur secteur durant les périodes et 2002 et et (a) Vitesse des vents (b) Provenance des vents Fréquence (en %) de (a) la vitesse des vents et (b) de la provenance des vents observée à Paris Montsouris par classe (faible pour vitesse comprise entre ]0-2], modérée ]2,4] et forte >=4 pour la vitesse) durant les séries de mesure ou les années de référence pour les périodes et [source : Météo-France]. En moyenne, les vitesses de vent sont de 3 m/s, avec respectivement 3.1 et 3 sur les deux périodes précitées. La figure (a) montre une part plus importante de vents faibles (vitesse inférieure à 2 m/s) en et 2010, d où une légère surestimation des niveaux possibles sur cette période. Toutefois, la part des vents modérés (vitesse comprise entre 2 et 4 m/s) et forts est moins importante, ce qui rééquilibre l impact du vent sur les niveaux de pollution. Concernant la provenance des vents, la proportion est proche sur les deux périodes considérés et confirme les apprentissages des roses de vents. 35 à 40 % des vents sont de secteur sud-ouest, suivi du nord-est pour 20 à 25 %.La différence est faible, or il s agit généralement de période propice aux épisodes de pollution. Ainsi il existe peu de différence sur les deux périodes considérées. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 86

90 Période et 2010 : Une comparaison des niveaux nécessite au préalable l évaluation des différences en termes de conditions météorologiques. Les deux campagnes de mesure destinées à être comparées ont été réalisées à des périodes de l année très proches (mesures réparties sur l année). Pour mémoire, les relevés de la campagne Life 2000 ont été réalisés aux dates suivantes : ; ; ; ; ; Les conditions météorologiques au cours de la campagne de avaient globalement été moins dispersives que l année de référence ( ), avec globalement moins de vents forts (12 % au lieu de 18 % à l échelle annuelle) et des vents plus de secteur sud au détriment de l ouest et du sud-ouest Nord 9% 6% 30 Vents forts Vents modérés Vents faibles Nord 9% 6% 30 Vents forts Vents modérés Vents faibles 60 3% 3% Ouest 0% Est Ouest 0% Est Sud Sud (a) Sur les six séries de mesure (b) Sur l ensemble de l année Fréquence (en %) des vents observée à Paris Montsouris en fonction de leur secteur durant les six séries de mesure de la campagne Life , ainsi que les résultats à l échelle annuelle ( ). La Figure suivante permet de synthétiser les vitesses et provenances des vents lors des séries de mesure et pour les années de référence des deux campagnes de mesure, et Les résultats sont proches entre les moyennes des séries et l année de référence pour les deux campagnes. La comparaison des deux échelles annuelles montre que la proportion de vents faibles (vitesse inférieure à 2 m/s) était plus importante lors de l année de référence , d où des conditions dispersives moins fréquentes que pour l année En termes de provenance de vents, 10 % des vents supplémentaires en 2010 provenaient du secteur nord-est, secteur de vents propice aux situations anticycloniques, mais un déficit de 15 % des vents en 2010 a été observé pour le secteur sud-ouest (toujours par rapport à l année ), secteur à l inverse océanique et généralement favorable à une bonne dispersion de la pollution. Par conséquent, les conditions de vents peuvent être considérées comme comparables sur les deux périodes annuelles considérées, à savoir l année et l année Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 87

91 (b) Vitesse des vents (b) Provenance des vents Fréquence (en %) de (a) la vitesse des vents et (b) de la provenance des vents observée à Paris Montsouris par classe (faible pour vitesse comprise entre ]0-2], modérée ]2,4] et forte >=4 pour la vitesse) durant les séries de mesure ou les années de référence pour les campagnes de et 2010 [source : Météo-France]. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 88

92 Annexe 9 : Evolution du rapport de concentrations (influencée/fond) en NO2 en fonction de la distance Transect n 6 RN13 Neuilly-sur-Seine, Mesures RESULTATS NON DISPONIBLES Série 1 ( ) : vents de sud à sud-ouest Série 2 ( ) : vents de sud à sud-ouest Série 3 ( ) : vents de sud à ouest Série 4 ( ) : vents de sud à sud-ouest Série 5 ( ) : vents de nord à nord-ouest Série 6 ( ) : vents de nord à nord-est Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 89

93 Annexe 10 : Annexe I de la Directive 2008/50/CE Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 90

94 Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 91

95 Annexe 11 : Réseau de surveillance permanente au Au 31 décembre 2010, il existait 43 stations de mesure en continu du NO2 dans la région francilienne, réparties de la façon suivante : 2 stations rurales, une station d observation (3 ème étage de la Tour Eiffel), 31 stations urbaines et périurbaines et enfin 9 stations à proximité du trafic routier. Ces quarante stations sont situées dans l agglomération parisienne. A celles-ci s ajoutent depuis 2007, 15 sites de mesure discontinue du NO2 par tubes passifs. Entre 2000 et 2010, ce sont 9 stations urbaines et périurbaines qui ont été ouvertes pour mieux décrire les variations spatiales des niveaux (Paris Les Halles, Bagnolet, Villemomble, Cachan, Champigny-sur-Marne, Nogent-sur-Marne, Lognes, Cergy-Pontoise et Gonesse), ainsi que 3 stations trafic (RN2 Pantin, RN6 Melun et Boulevard Haussmann). En 2011, une nouvelle station trafic a également été ouverte place de l Opéra à Paris (9 ème ). Le réseau des stations permanentes surveillant le NOx (NO et NO2) est présenté ci-dessous. Ce réseau est amené, dans le cadre du PSQA, a être réorienté vers les situations de proximité au trafic routier avec l ouverture de trois nouvelles stations de proximité d ici Ces ouvertures s ajoutent à celle déjà réalisée en 2011 (station Place de l Opéra) et en 2010 (Boulevard Haussmann). Localisation des stations de mesure du NO2 en Ile-de-France au 31/12/2010. Cartographie fine des niveaux de NO2 dans le cœur dense de l agglomération parisienne Janvier 2012 p. 92