Guide méthodologique pour l évaluation des émissions dans l air des installations de production et de transformation de l acier

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1 Guide méthodologique pour l évaluation des émissions dans l air des installations de production et de transformation de l acier Version 5 Décembre 2004

2 SOMMAIRE 1. - OBJET DU GUIDE METHODOLOGIQUE FICHES DE CALCUL PAR POLLUANT Déclaration des émissions de PCDD/F Déclaration des émissions de poussières totales (TSP) Déclaration des émissions de plomb et de ses composés (Pb) Déclaration des émissions de cadmium et de ses composés (Cd) Déclaration des émissions de PM Déclaration des émissions d oxydes d azote (NOx) Déclaration des émissions d oxydes de Soufre (SO 2 )...14 ANNEXE 1. SEUILS DE DECLARATION DES POLLUANTS DANS L AIR ANNEXE 2. FICHES METHODOLOGIQUES DE CALCUL Fiche n 1 : Tous polluants - Calcul à partir de mesures ponctuelles concentration et débit...17 Fiche n 2 : Tous polluants - Calcul à partir de facteurs d émission...19 Fiche n 3 : Tous polluants - Calcul à partir de mesures en continu de concentration et du débit de fumées...21 Fiche n 4 : Tous polluants - Calcul à partir de mesures en continu de concentration et de mesures ponctuelles du débit de fumées...23 Fiche n 5 : Calcul des émissions diffuses de procédé Aciérie électrique...24 Fiche n 6 : Calcul des émissions diffuses de procédé Aciérie de conversion...27 Fiche n 7 : Calcul des émissions diffuses de procédé Autres ateliers...31 Fiche n 8 : Calcul des émissions diffuses de plein air...32 Fiche n 9 : Calcul des émissions de PM Fiche n 10 : Calcul des émissions de NOx et SO 2 à partir de facteurs d émission liés à la consommation de matières premières...36 ANNEXE 3. - DESCRIPTION DES PROCEDES DE FABRICATION Annexe Description du procédé : agglomération...39 Annexe Description du procédé : cokérie...41 Annexe Description du procédé : haut fourneau...43 Annexe Description du procédé : aciérie de conversion...45 Annexe Description du procédé : aciérie électrique...47 Annexe Description du procédé : laminoirs et installations annexes...48 Annexe Description du procédé : installations de combustion...48 ANNEXE 4. - DESCRIPTION DES POLLUANTS ÉTUDIÉS Annexe PCDD/F...49 Annexe 4.2. Poussières totales (TSP)...53 Annexe Métaux (Plomb, cadmium)...55 Annexe Particules fines : PM Annexe Oxydes d Azote...59 Annexe Oxydes de soufre...63 ANNEXE 5. EXEMPLE DE CALCUL D INCERTITUDE... 65

3 1. - OBJET DU GUIDE METHODOLOGIQUE L arrêté ministériel du 24 décembre 2002 relatif à la déclaration annuelle des émissions polluantes achève la transposition en droit français de la Directive Européenne IPPC et impose la déclaration des rejets de polluants dans l eau et dans l air sur une base annuelle. Cet inventaire a pour objectif d estimer les émissions de toutes les sources présentes sur le territoire français. L objet de ce guide est de préciser la méthodologie à utiliser pour établir les émissions annuelles dans l air pour le secteur de la sidérurgie. L annexe 1 précise la liste des polluants à déclarer et les seuils de déclaration. Ce guide précise les méthodes de déclaration des polluants suivants : - dioxines et furanes (PCDD/F), - poussières totales (TSP) - particules de taille inférieure à 10 µm (PM10), - Plomb et ses composés (Pb) - Cadmium et ses composés (Cd) - oxydes d Azote (NO x ) - oxydes de Soufre (SO 2 ) L organisation du document est la suivante : 1. Il présente des informations sur les polluants visés par ce document, une description des procédés de fabrication utilisés en sidérurgie ; la synthèse de ces deux approches permettant d identifier les ateliers concernés par ce guide. 2. Des fiches sont établies par polluant afin de préciser l application des méthodes pour les différents ateliers concernés. Ces fiches précisent les ateliers, les types d émission et renvoient à des méthodes de calcul détaillées en annexe. L application des différentes méthodes dépend de la façon dont sont émis les polluants par les ateliers et des méthodes de quantification ou de mesures qui peuvent être utilisées. Pour chaque polluant, des valeurs guides sont données à titre indicatif. Compte tenu de l amélioration de la fiabilité des mesures et des performances des équipements, ces valeurs devront être remises à jour périodiquement. 1

4 Compte tenu de l état des lieux dressé dans les annexes, il apparaît nécessaire d établir les fiches méthodologiques suivantes : Tableau 1 : Liste des fiches de calcul Fiche n Emission Polluants Intitulé 1 canalisée Tous polluants canalisée Tous polluants 3 canalisée Tous polluants 4 canalisée Tous polluants diffuse de procédé diffuse de procédé diffuse de procédé diffuse de plein air canalisée, diffuse de procédé Poussières totales, Pb, Cd Poussières totales, Pb, Cd Poussières totales, Pb, Cd TSP PM10 10 canalisée NO x -SO 2 Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles - concentration et débit Calcul du flux à partir de facteurs d émission - concentration et débit Calcul à partir de mesure en continu - concentration et débit Calcul à partir de mesure en continue de concentration et de mesures ponctuelles de débit Calcul des émissions diffuses de procédé - aciérie électrique Calcul des émissions diffuses de procédé - aciérie à l'oxygène Calcul des émissions diffuses de procédé autres ateliers Calcul des émissions diffuses de plein air Calcul des émissions de PM10 Calcul des émissions de NO x et SO 2 à partir de facteurs d émission liés à la consommation de matières premières Les fiches méthodologiques sont présentées dans l annexe 2. Pour bien appréhender cette démarche, une présentation des grandes phases du process sidérurgique et des polluants émis au cours de ces opérations est nécessaire. L annexe 3 présente une synthèse des procédés de fabrications utilisés en sidérurgie, des émissions associées et des connaissances sur les polluants recensés dans le cadre de ce guide. L annexe 4 présente de façon plus précise les connaissances actuelles sur les polluants visés par ce guide. L annexe 5 est un exemple de calcul d incertitude réalisé pour la fiche n 1 pour 3 sites entre 1999 et

5 2. - FICHES DE CALCUL PAR POLLUANT Le paragraphe suivant présente les fiches de calcul par polluant en distinguant les différentes voies d émission. Chaque fiche est organisée de la façon suivante en décrivant : p p p le polluant ciblé et le seuil de déclaration, les ateliers concernés, les types d émission (canalisée, diffuse d atelier, diffuse de plein air), p les méthodes de calcul à utiliser qui renvoient aux fiches méthodologiques de l annexe 2, p la classe de précision de la mesure. Les ateliers concernés sont classés en 2 catégories distinguant la filière intégrée et la filière électrique. Les types d émission sont au nombre de 3 : ils sont explicités dans le paragraphe poussières de l annexe 4. Les méthodes de mesure recoupent la codification donnée dans le document guide de mise en place de l EPER : - classe M : mesuré, l émission est basée sur des mesures utilisant des méthodes normalisées ou acceptées, Cette approche concerne la plupart des émissions canalisées qui nous intéressent (PCDD/F, métaux, poussières). Les mesures sont réalisées selon des méthodes normalisées, à des fréquences différentes selon les émetteurs. - classe C : calculé, l émission est calculée à partir de corrélations ou de facteurs d émission représentatifs du secteur d émission et reconnus sur le plan national ou international, Cette approche peut être envisagée dans certains cas. En l absence de mesure ou en cas de résultat s éloignant significativement de mesures précédentes, l utilisation d un facteur d émission basé sur les mesures précédentes ou de données issues de la littérature ou d études spécifiques permet de calculer un flux représentatif pour la période considérée. - classe E : estimé, l émission est basée sur des estimations non normatives ou sur une expertise. La classe de précision des mesures est la suivante : P< 15 % : P1 15 % < P < 50 % : P2 p> 50 % : P3 Cette classification est utilisée au titre de la déclaration annuelle des rejets pour répondre aux dispositions relatives à l EPER (directive IPPC). 3

6 Pour les différents secteurs d activité des usines sidérurgiques, le tableau 2 présente les émissions à calculer par polluants selon les types d émission et les ateliers concernés. Tableau 2 : Liste des polluants à inventorier par atelier Atelier Emission canalisée Emissions diffuses de procédé Emissions diffuses de plein air Agglomération TSP, PM10 PCDD/F, Pb, Cd, SO 2, NOx TSP, PM10 Cokerie TSP, PM10 Pb, Cd, SO 2, NOx TSP, PM10 Usine Haut fourneau TSP, PM10 Pb, Cd, TSP, PM10 Intégrée Aciérie à l oxygène TSP, PM10 Pb, Cd TSP, PM10 Pb, Cd Laminoirs TSP, PM10 SO 2, NOx Installations de combustion TSP, PM10 SO 2, NOx Stockage, manutention, trafic routier TSP, PM10 Aciérie électrique TSP, PM10 PCDD/F, Pb, Cd SO 2, NOx TSP, PM10 Pb, Cd Filière Elec. Laminoirs Installations de combustion Stockage, manutention, trafic routier TSP, PM10 SO 2, NOx TSP, PM10 SO 2, NOx TSP, PM10 Cette classification découle de la description des process utilisés et des connaissances sur les émissions présentées dans les annexes 3 et 4. Plus précisément, les tableaux 3 à 5 présentent les numéros des fiches à utiliser pour calculer les émissions par type d émission et par atelier. 4

7 Tableau 3 : Fiches à utiliser pour le calcul des émissions canalisées Atelier TSP PM10 PCDD/F Pb Cd SO2 NOx Usine Intégrée Filière Elec Agglomération 1,2,3,4 9 1,2 1,2 1,2 1,2,3,4 1,2,3,4 Cokerie 1,2,3,4 9 1,2 1,2 1,2,10 1,2,10 Haut fourneau 1,2,3,4 9 1,2 1,2 1,2,10 1,2,10 Aciérie à l oxygène 1,2,3,4 9 1,2 1,2 1,2,10 1,2,10 Laminoirs 1,2 9 1,2,10 1,2,10 Installations de combustion 1,2 9 1,2,10 1,2,10 Stockage, manutention, trafic routier Aciérie électrique 1,2,3,4 9 1,2 1,2 1,2 1,2,10 1,2,10 Laminoirs 1,2 9 1,2,10 1,2,10 Installations de combustion 1,2 9 1,2,10 1,2,10 Stockage, manutention, trafic routier Tableau 4 : Fiches à utiliser pour le calcul des émissions diffuses de procédé Filière Atelier TSP PM10 PCDD/F Pb Cd SO2 NOx Usine Intégrée Filière Elec Agglomération 7 9 Cokerie 7 9 Haut fourneau 7 9 Aciérie à l oxygène Laminoirs Installations de combustion Stockage, manutention, trafic routier Aciérie électrique Laminoirs Installations de combustion Stockage, manutention, trafic routier Tableau 5 : Fiches à utiliser pour le calcul des émissions diffuses de plein air Filière Atelier TSP PM10 PCDD/F Pb Cd SO2 NOx Usine Intégrée Filière Elec Agglomération Cokerie Haut fourneau Aciérie à l oxygène Laminoirs Installations de combustion Stockage, manutention, trafic routier Aciérie électrique Laminoirs Installations de combustion Stockage, manutention, trafic routier

8 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS DE PCDD/F Seuil de déclaration : 0,001 kg/an Introduction : Les PCDD/F sont des micropolluants qui peuvent être créés dans toute combustion en présence de carbone, chlore et oxygène. L industrie sidérurgique contribue significativement aux émissions nationales de ce polluant. Toutefois, les inventaires déjà réalisés montrent que le nombre d émetteur est restreint et se limite aux émissions primaires des ateliers de fusion d acier ou de grillage des minerais. Ateliers concernés : Filière intégrée : agglomération de minerai de fer Filière électrique : four à arc Type d émission : Emissions canalisées provenant uniquement des fumées process des ateliers (se reporter à la synthèse des connaissances sur les émissions de PCDD/F annexe 4.1.) Méthode d élaboration des émissions annuelles Les émissions de PCDD/F pour un atelier sont difficilement estimables et nécessitent des mesures régulières. Les méthodes de calcul envisageables sont alors les suivantes : Emissions canalisées Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Valeurs guides : facteurs d émission canalisée Nombre Ecart Filière Atelier d installations Unité Min Max Moyenne type étudiées µg/t intégrée agglomération 3 1,3 2,8 2,0 0,7 agglo. électrique Aciérie électrique 4 µg/t acier 0,1 4,5 1,2 2,2 Commentaire Les facteurs d émission des agglomérations de minerai sont similaires, la valeur la plus basse étant obtenue pour l installation équipée d une technique d abattement par urée. Pour les aciéries électriques, les facteurs sont beaucoup plus dispersés et traduisent la variabilité des rejets sur ces ateliers liées aux process très différents des installations (paramètres de marche, types d enfournement et qualité d acier élaborée). Précision p> 50 % ou indicateur P3 6

9 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS DE POUSSIÈRES TOTALES (TSP) Seuil de déclaration : kg/an Introduction : Malgré les progrès réalisés, l industrie sidérurgique est un émetteur important de poussières. Les émissions concernent tous les ateliers des filières électriques ou intégrées et peuvent provenir de différents phénomènes : réenvols des parcs de matières premières, manutention et transport des matières premières, fusion, transvasement et opérations métallurgiques sur métal liquide. Ateliers concernés : Filière intégrée : tous les ateliers Filière électrique : tous les ateliers Type d émission : Emissions canalisées, émissions diffuses de procédé, émissions diffuses de plein air (voir synthèse des connaissances annexe 4.2.) Méthode d élaboration des émissions annuelles Les méthodes de calcul des flux annuels dépendent des types d émission. On peut recenser les méthodologies suivantes : Emissions canalisées : Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Calcul à partir de mesures en continu concentration et débit (fiche n 3) Calcul à partir de mesures en continu de concentration et de mesures ponctuelles de débit (fiche n 4) Filière intégrée électrique Atelier Valeurs guides : facteurs d émission canalisée Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type agglomération 3 g/t agglo cokerie 3 g/t coke Haut fourneau 3 g/t fonte 6,8 27,8 17,0 10,5 Aciérie O 2 3 g/t acier 2,7 16,0 7,3 7,5 Laminoir à chaud 2 g/t acier 0,2 1,5 0,9 0,9 Aciérie électrique 13 g/t acier Laminoir à chaud 7 g/t acier 1, Les émissions spécifiques sont assez variables, elles peuvent dépendre des technologies utilisées (filtres à manches, électrofiltres, ), de leur état (efficacité de dépoussiérage) et du nombre d installations annexes (broyages, traitement divers) existant dans un atelier. 7

10 Emissions diffuses d atelier : Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie électrique (fiche n 5) Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie à l oxygène (fiche n 6) Calcul des émissions diffuses de procédé autres ateliers (fiche n 7) Filière Atelier Valeurs guides : facteurs d émission diffuse Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type agglomération 3 g/t agglo intégrée cokerie 3 g/t coke Haut fourneau 3 g/t fonte Aciérie O 2 3 g/t acier électrique Aciérie électrique 10 g/t acier Les émissions spécifiques de poussières les plus importantes sont observées à l aciérie électrique. Pour la filière intégrée, c est l aciérie à l oxygène qui a les émissions spécifiques les plus importantes suivie des hauts fourneaux et de la cokerie. Emissions diffuses de plein air : fiche n 8 Deux sites intégrés déclarent des émissions diffuses de plein air : les émissions spécifiques annuelles en 2003 ont été de 270 g/t et 650 g/t d acier coulé. Précision p> 50 % ou indicateur P3 8

11 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS DE PLOMB ET DE SES COMPOSÉS (PB) Seuil de déclaration : 200 kg/an Introduction : La sidérurgie est un émetteur significatif de plomb. Comme les autres métaux lourds, le plomb et ses composés se trouvent sous forme d éléments traces dans les matières premières utilisées. Compte tenu des hautes températures pratiquées dans les réacteurs sidérurgiques, ce métal est vaporisé et se retrouve dans les fumées process des ateliers de la filière à chaud de fabrication de l acier. Ateliers concernés : Filière intégrée : cokerie, agglomérations de minerai de fer, haut fourneau, aciéries à l oxygène, métallurgie secondaire, Filière électrique : four à arc, métallurgie secondaire Type d émission : Emissions canalisées, émissions diffuses de procédé (vois synthèse des connaissances annexe 4.3.). Méthode d élaboration des émissions annuelles Les émissions de plomb pour un atelier sont difficilement estimables et nécessitent des mesures régulières. Les méthodes suivantes peuvent être utilisées : Emissions canalisées Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Filière Atelier Valeurs guides : facteurs d émission canalisée Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type agglomération 3 mg/t agglo intégrée cokerie 1 mg/t coke Haut fourneau 2 mg/t fonte 2,9 4,8 3,9 1,3 Aciérie O 2 1 mg/t acier électrique Aciérie électrique 2 mg/t acier Les émetteurs significatifs sont les agglomérations de minerai suivis des fours à arcs. Pour les autres ateliers de l usine intégrée, les émissions spécifiques de plomb après dépoussiérage sont faibles. 9

12 Emissions diffuses de procédé Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie électrique (fiche n 5) Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie à l oxygène (fiche n 6) Filière Atelier Valeurs guides : facteurs d émission diffuse Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type intégrée Aciérie O 2 1 mg/t acier électrique Aciérie électrique 4 mg/t acier Les émissions diffuses des aciéries électriques son très dispersées : cela est due aux différences d efficacité de captage des installations et aux process utilisés (matières premières enfournées). Une seule usine intégrée quantifie ses émissions diffuses de plomb à l aciérie à l oxygène (c est le site qui n est pas équipé d un captage secondaire). Précision p> 50 % ou indicateur P3 10

13 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS DE CADMIUM ET DE SES COMPOSÉS (CD) Seuil de déclaration : 10 kg/an Introduction : Comme les autres métaux lourds, le cadmium et ses composés se trouvent sous forme d éléments traces dans les matières premières utilisées (minerais, ferrailles). Compte tenu des hautes températures pratiquées dans les réacteurs sidérurgiques, ce métal est vaporisé et se retrouve dans les fumées process des ateliers de la filière à chaud de fabrication de l acier. Ateliers concernés : Filière intégrée : cokerie, agglomérations de minerai de fer, haut fourneau, aciéries à l oxygène, métallurgie secondaire, Filière électrique : four à arc, métallurgie secondaire Type d émission : Emissions canalisées, émissions diffuses de procédé (vois synthèse des connaissances annexe 4.3.). Méthode d élaboration des émissions annuelles Les émissions de cadmium pour un atelier sont difficilement estimables et nécessitent des mesures régulières. Les méthodes suivantes peuvent être utilisées : Emissions canalisées Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Filière Atelier Valeurs guides : facteurs d émission canalisée Nombre d installatio Unité Min Max Moyenne ns étudiées Ecart type agglomération 3 mg/t agglo intégrée cokerie 2 mg/t coke 14,5 14,5 14,5 0 Haut fourneau 2 mg/t fonte 0,6 2,1 1,4 1,1 électrique Aciérie électrique 2 mg/t acier 1,0 2,3 1,6 0,9 Emissions diffuses de procédé Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie électrique (fiche n 5) Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie à l oxygène (fiche n 6) Filière Atelier Valeurs guides : facteurs d émission diffuse Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées intégrée Aciérie O 2 1 mg/t acier électrique Aciérie électrique 4 mg/t acier 3, Ecart type Les remarques pour les émissions diffuses de Cd sont similaires à celles pour le plomb. Précision p> 50 % ou indicateur P3 11

14 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS DE PM 10 Seuil de déclaration : kg/an Introduction : Les émissions de PM 10 de l industrie sidérurgique sont connues de façon très imprécise. Des mesures ne sont pas demandées sur une base régulière par l administration et il n existe pas de méthode normalisée de mesure à l émission en Europe. Des mesures ponctuelles ont été réalisées sur certains émetteurs donnant de premières indications sur les émissions. Des travaux complémentaires sont encore nécessaires pour préciser les émissions de certains émetteurs Ateliers concernés : Filière intégrée : tous les ateliers Filière électrique : tous les ateliers Type d émission : Emissions canalisées, émissions diffuses de procédé, émissions diffuses de plein air (voir synthèse des connaissances annexe 4.4.) Méthode d élaboration des émissions annuelles En l absence de mesures régulières sur les installations, nous préconisons d évaluer les émissions de PM 10 à partir des émissions de poussières totales du site en utilisant : Calcul des émissions de PM 10 (fiche n 9) Précision p> 50 % ou indicateur P3 12

15 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS D OXYDES D AZOTE (NOX) Seuil de déclaration : kg/an Introduction : Les oxydes d azote se forment au cours de la combustion. On trouvera donc des oxydes d azote dans les gaz et fumées provenant de tous les procédés faisant appel à ce type de réaction rapide et à haute température (fours, chaudières). Les émissions de NOx sont principalement dues à la combustion des gaz sidérurgiques et des combustibles utilisés au cours du process. Les principaux émetteurs sont l agglomération, la cokerie, les chaudières et les fours de réchauffage. Ateliers concernés : Filière intégrée : cuisson à l agglomération de minerai de fer, cokerie, métallurgie secondaire, laminoirs Filière électrique : four à arc, métallurgie secondaire, laminoirs Type d émission : Emissions canalisées provenant uniquement des fumées process des ateliers (voir synthèse des connaissances annexe 4.5). Méthode d élaboration des émissions annuelles Les émissions de NOx pour un atelier peuvent être estimées ou nécessiter des mesures régulières. Les méthodes de calcul envisageables sont alors les suivantes : Emissions canalisées Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Calcul du flux à partir de facteurs d émission liés à la consommation de matières premières (Fiche n 10) Filière intégrée électrique Atelier Valeurs guides : facteurs d émission diffuse Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type agglomération 3 g/t agglo cokerie 3 g/t coke Haut fourneau 3 g/t fonte Aciérie O 2 3 g/t acier Laminoir à chaud 3 g/t acier Aciérie électrique 12 g/t acier Laminoir à chaud 9 g/t acier Pour la filière intégrée, l agglomération et la cokerie ont les émissions spécifiques les plus importantes. Les laminoirs à chaud de l aciérie électrique ont des émissions dispersées liées au process utilisés mais aussi à la taille des installations qui peut être très différente. Précision p> 50 % ou indicateur P3 13

16 DÉCLARATION DES ÉMISSIONS D OXYDES DE SOUFRE (SO 2 ) Seuil de déclaration : kg/an Introduction : Les émissions de SO 2 sont principalement dues à la teneur en soufre des matières premières utilisées (charbons, minerais). Les principaux émetteurs d un site sidérurgique sont, comme pour les NOx, l agglomération, la cokerie, la centrale soufflante et les fours de réchauffage des laminoirs. La filière électrique consomme peu de matières premières soufrées et est un faible émetteur de SO 2 comparé à la filière intégrée. Ateliers concernés : Filière intégrée : cuisson à l agglomération de minerai de fer, cokerie, haut fourneau, aciérie à l oxygène, métallurgie secondaire, laminoirs, centrales thermiques Filière électrique : four à arc, métallurgie secondaire Type d émission : Emissions canalisées provenant uniquement des fumées process des ateliers (voir synthèse des connaissances annexe 4.6). Méthode d élaboration des émissions annuelles Les émissions de SO 2 pour un atelier peuvent être calculées à partir de l analyse des matières premières ou mesurées. Les méthodes de calcul envisageables sont alors les suivantes : Emissions canalisées Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit (fiche n 1) Calcul du flux à partir de facteurs d émission (fiche n 2) Calcul du flux à partir de facteurs d émission liés à la consommation de matières premières (Fiche n 10) Filière intégrée électrique Atelier Valeurs guides : facteurs d émission canalisée Nombre d installations Unité Min Max Moyenne étudiées Ecart type agglomération 3 g/t agglo cokerie 3 g/t coke Haut fourneau 3 g/t fonte Aciérie O 2 3 g/t acier Laminoir à chaud 3 g/t acier Aciérie électrique 8 g/t acier Laminoir à chaud 7 g/t acier 1,2 22,9 8,8 7,1 L agglomération et la cokerie ont les émissions spécifiques les plus importantes. Les émissions des aciéries électriques peuvent être très variables selon les process et traitements réalisés dans les ateliers. Précision p> 50 % ou indicateur P3 14

17 ANNEXE 1. SEUILS DE DECLARATION DES POLLUANTS DANS L AIR 15

18 ANNEXE 2. FICHES METHODOLOGIQUES DE CALCUL Fiche n 1 : Tous polluants - Calcul du flux à partir de mesures ponctuelles concentration et débit Fiche n 2 : Tous polluants - Calcul du flux à partir de facteurs d émission Fiche n 3 : Tous polluants - Calcul à partir de mesures en continu concentration et débit Fiche n 4 : Tous polluants - Calcul à partir de mesures en continu de concentration et de mesures ponctuelles de débit Fiche n 5 : Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie électrique Fiche n 6 : Calcul des émissions diffuses de procédé aciérie à l oxygène Fiche n 7 : Calcul des émissions diffuses de procédé autres ateliers Fiche n 8 : Calcul des émissions diffuses de plein air Fiche n 9 : Calcul des émissions de PM 10 Fiche n 10 : Calcul des émissions de NOx et SO 2 à partir de facteurs d émission liés à la consommation de matières premières 16

19 FICHE N 1 : TOUS POLLUANTS - CALCUL À PARTIR DE MESURES PONCTUELLES CONCENTRATION ET DÉBIT Méthode classe M Calcul du flux annuel de polluant (kg/an) Les informations disponibles proviennent de mesures ponctuelles généralement réalisées dans le cadre de mesures réglementaires : - Qi : débit de fumée sec exprimé en Nm 3 /h sec 1 - Ci : concentration mesurée exprimée en mg/nm 3 sec 2 - Ti : nombre d heures de marche de l installation relatives à la concentration Ci et au débit Qi Lorsqu il est calculé à partir de mesures ponctuelles, le flux annuel de polluant F exprimé en kg/an peut être établi à partir de la formule suivante : F = i C i Q i T i / 10 6 Le flux évalué sera d autant plus précis que le nombre de mesures réalisées est important. Dans la pratique, l indice i peut varier de 1 (une mesure annuelle) à 12 (une mesure mensuelle). L utilisation de cette méthode dépend alors, quand le nombre de mesures est faible, de la représentativité des mesures par rapport à un cycle de fonctionnement annuel. Le flux annuel émis par le site est la somme des flux émis par toutes les cheminées. 1 Nm 3 : m 3 normalisé ramené aux conditions de pression et température standards (273 K, 1013 hpa) 2 Nm 3 : la concentration et le débit doivent être exprimés aux mêmes conditions de teneur en oxygène 17

20 Evaluation de l incertitude Il existe les incertitudes suivantes pour la méthode : - l incertitude liée à la mesure du débit - l incertitude liée à la mesure de concentration - l incertitude liée au taux de marche étant considérée comme négligeable Ces deux premières incertitudes permettent d évaluer l erreur relative sur une évaluation d un flux d émission ponctuel avec : Er mesure_flux = (Er mesure_débit 2 + Er mesure_conc 2 ) 1/2 Pour tenir compte des différentes mesures réalisées, on évalue l incertitude liée à la reproductibilité de l évaluation du flux dans l année qui suit une loi de Poisson. Les erreurs absolues et relatives sont calculées sur un certain nombre de mesures réalisées dans un atelier avec les formules ci-dessous : Erreur absolue reproductibilité = (t x écart-type)/(n 1/2 ) Où t est la valeur de Student à (n-2) degrés de liberté au seuil de confiance 95% (t = 1,86), N est le nombre de mesures. Erreur relative reproductibilité = erreur absolue/moyenne L incertitude sur un flux de polluant est calculée de la manière suivante, Er signifiant erreur relative : Er flux_annuel = (Er mesure_flux 2 + Er reproductibilité_flux 2 ) 1/2 Un exemple de calcul des incertitudes liées aux mesures (reproductibilité et prélèvement) réalisées entre 1999 et 2000 pour 3 sites est disponible en Annexe 5. 18

21 FICHE N 2 : TOUS POLLUANTS - CALCUL À PARTIR DE FACTEURS D ÉMISSION Méthode classe C Calcul du flux annuel de polluant Certains sites préfèrent calculer les émissions annuelles de polluants à partir de facteurs d émission établis à partir d un historique de mesures. L intérêt de cette méthode, par rapport à la méthode de la fiche n 1, est de permettre, quand les mesures sont rares et entachées d une forte incertitude, de lisser éventuellement les fluctuations dans le temps et d avoir des résultats plus homogènes. Cette méthode est préférable à l utilisation d un facteur d émission par défaut car elle est spécifique au site concerné. Toutefois, dans le cas où une baisse significative des émissions est attendue par les progrès réalisés (modification de process, investissement antipollution), cette méthode ne doit pas être utilisée et l utilisation de mesures récentes est préférable. Le facteur d émission Fe est déterminé à partir de mesures. Pour chaque mesure, il est calculé à partir de la production réalisée pendant la mesure : - Q : débit de fumée sec exprimé en Nm 3 /h sec 2 - C : concentration mesurée exprimée en mg/nm 3 sec 2 - T : durée de la mesure en h - P : P production réalisée pendant la mesure (tonne de production) Q * C * T Fe = P Le site peut alors calculé les émissions de deux méthodes. Fiche 2.1. : Pour chaque mesure d indice i, on conserve le facteur Fei calculé précédemment : - Fei est le facteur d émission indice i en kg/t de production relatif à la production Pi - Pi est la production de l atelier exprimé en tonne relatif au facteur d émission indice i et la production annelle P = i P i Le flux annuel de polluant est calculé de la façon suivante : F = i FePi i Le flux annuel émis par le site est la somme des flux émis par toutes les cheminées. 2 Nm 3 : m 3 normalisé ramené aux conditions de pression et température standards (273 K, 1013 hpa) 2 Nm 3 : la concentration et le débit doivent être exprimés aux mêmes conditions de teneur en oxygène 19

22 Fiche 2.2 : Les facteurs d émission paraissent trop erratiques et un facteur d émission moyen Fe est élaboré à partir des indices Fei : Fe = i Fe i n avec n : nombre de facteurs d émission pris en compte. n dépend du nombre de mesures réalisés sur la période d intégration, cette période ne devant pas dépassée 1 à 2 ans. Selon les sites et les polluants, la période d intégration peut être : - l année passée, - l année en cours. Le flux annuel de polluant est calculé de la façon suivante : F = Fe *P Avec P : production annuelle de l atelier Le flux annuel émis par le site est la somme des flux émis par toutes les cheminées. Evaluation de l incertitude Les incertitudes liées à cette méthode sont : - les incertitudes liées au calcul du facteur d émission Fei, équivalentes à celles liées à l évaluation du flux moyen à partir de mesures (voir fiche n 1), - les incertitudes liées au calcul du tonnage de production qui peuvent être négligées car très faibles comparées aux autres incertitudes. 20

23 FICHE N 3 : TOUS POLLUANTS - CALCUL À PARTIR DE MESURES EN CONTINU DE CONCENTRATION ET DU DÉBIT DE FUMÉES Méthode classe M Calcul du flux mensuel de polluant Certains ateliers, comme les agglomérations de minerai de fer ou les aciéries électriques, sont équipés d un système d autosurveillance des rejets de poussières basé sur une mesure opacimétrique étalonnée et d un dispositif de mesure ou de calcul du débit en temps réel. Dans ce cas, il est possible d évaluer les rejets de poussières en tenant compte de ces mesures qui reflètent fidèlement les variations de marche de l installation. Les informations disponibles proviennent de mesures réalisées sur un intervalle de temps dt. Dans la pratique, avec les systèmes de conduite de procédés actuels, la base de données de mesure est réalisée avec un intervalle de temps de 5 minutes. Calcul du flux Fdt exprimé en kg émis pendant l intervalle dt : - Qdt : débit moyen de fumée sec exprimé en Nm 3 /h sec 3 pendant l intervalle dt - Cdt : concentration mesurée exprimée en mg/nm 3 sec pendant l intervalle dt - dt : intervalle de temps exprimé en minutes Fdt = 60 dt * Cdt * Qdt 6 / 10 Calcul du flux mensuel Fm exprimé en kg : Fdti : flux de polluant pendant l intervalle dti en kg Pm : nombre de calculs valides de flux pour le mois en cours Nm : Nombre d heures de marche de l atelier dans le mois Nm * 60 Fm = Pm * dt Pm i= 1 Fdti Calcul du flux annuel F exprimé en kg : Fmi : flux mensuel de polluant exprimé en kg pour le mois i F = 12 i= 1 Fmi Le flux annuel émis par le site est la somme des flux émis par toutes les cheminées. 3 Nm 3 : m 3 normalisé ramené aux conditions de pression et température standards (273 K, 1013 hpa) 21

24 Evaluation de l incertitude Par rapport à la technique précédente, l erreur relative de reproductibilité disparaît puisque le phénomène est suivi en continu mais l erreur relative sur la concentration est majorée car la méthode de référence est la mesure ponctuelle gravimétrique entachée de sa propre erreur. Les erreurs liées à ce type de mesure dépendent alors de la précision à laquelle l étalonnage peut être réalisé. Il existe les incertitudes suivantes pour la méthode : - l incertitude liée à la mesure du débit, - l incertitude liée à la mesure de concentration par opacimètre, - l incertitude liée au taux de marche étant considérée comme négligeable. Ces deux premières incertitudes permettent d évaluer l erreur relative sur une évaluation d un flux d émission ponctuel avec : Er flux_annuel = (Er mesure_débit 2 + Er mesure_conc_opacité 2 ) 1/2 Et Er mesure_conc_opacité = (Er mesure_conc 2 + Er mesure_étalonnage_opacité 2 ) 1/2 22

25 FICHE N 4 : TOUS POLLUANTS - CALCUL À PARTIR DE MESURES EN CONTINU DE CONCENTRATION ET DE MESURES PONCTUELLES DU DÉBIT DE FUMÉES Méthode classe M Calcul du flux mensuel de polluant Par rapport à la fiche n 3, le polluant est mesuré en continu mais on ne dispose que de mesures ponctuelles du débit de fumées. Une mesure ou une évaluation mensuelle du débit est réalisée. Calcul du flux mensuel Fm relatif au débit de fumées Qm en kg : Cdti : concentration mesurée exprimée en mg/nm 3 sec pendant l intervalle dti dt : intervalle de temps exprimé en minutes Qm : débit moyen de fumée sec exprimé en Nm 3 /h sec 4 pendant le mois m Pm : nombre de mesures valides de concentrations pendant le mois m Nm : nombre d heures de marche de l atelier dans le mois Qm * Nm * 60 Fm = Pm * dt Pm i= 1 Cdti Calcul du flux annuel F exprimé en kg : Fmi : flux mensuel de polluant exprimé en kg pour le mois i F = 12 i= 1 Fmi Evaluation de l incertitude Par rapport à la technique précédente, l erreur sur le calcul du flux instantané peut être plus importante car on ne dispose pas de mesure de débit en temps réel. Il existe les incertitudes suivantes pour la méthode : - l incertitude liée à la mesure du débit, - l incertitude liée à la mesure de concentration par opacimètre, - l incertitude liée au taux de marche étant considérée comme négligeable. Ces deux premières incertitudes permettent d évaluer l erreur relative sur une évaluation d un flux d émission ponctuel avec : Er flux_annuel = (Er 2 mesure_débit + Er 2 mesure_conc_opacité ) 1/2 Et Er mesure_conc_opacité = (Er 2 mesure_conc + Er 2 mesure_étalonnage_opacité ) 1/2 4 Nm 3 : m 3 normalisé ramené aux conditions de pression et température standards (273 K, 1013 hpa) 23

26 FICHE N 5 : CALCUL DES ÉMISSIONS DIFFUSES DE PROCÉDÉ ACIÉRIE ÉLECTRIQUE Méthode classe C Présentation de la méthode pour évaluer les émissions de poussières totales Cette méthode est basée sur des mesures de flux de poussières aux points accessibles (dépoussiéreur et cheminée) et sur un bilan de flux matière. La démarche générale de cette méthode consiste tout d abord à décomposer le procédé en différentes phases (chargement, fusion et coulée dans le cas de l aciérie électrique). Ensuite, les sources, les différents points de captage, les sorties des poussières (canalisées ou diffuses) sont identifiés. Des paramètres, évalués le cas échéant à partir de mesures, sont alors établis afin de fixer le poids de chaque phase en terme d émissions et d efficacité de captage. Les valeurs suivantes sont connues : p la quantité de poussières rejetée à la cheminée Pa, mesurée dans le cadre de contrôles réglementaires (en unité de masse) p la quantité de poussières collectée dans les trémies du filtre Pc, obtenue par pesée (en unité de masse) p les retombées de poussières dans la halle Re (en unité de masse) p α d efficacité du captage primaire (en %) p β d efficacité du captage secondaire (en %) Evaluation des rejets diffus d aciérie électrique P2 = Captées secondaire Ff = rejets diffus R1 = rejets émis dans la halle Pa = rejets atmosphériques P = Emis par le four PF = Poussières entrée filtre Re =retombées P1 = Captées primaire Pc = poussiéres collectées Evaluation des rejets diffus d aciérie électrique pendant la fusion Rejets diffus pendant la fusion Poussières captées par le circuit secondaire Poussières à l entrée du filtre Poussières captées au primaire Rejets émis dans la halle : : Ff = R1 - P2 Re : P2 = β (R1 - Re) : PF = P1 + P2 = Pa + Pc : P1 = Pa + Pc - P2 = Pa + Pc - β (R1 - Re) 24

27 1 α 1 α R1 = ( 1 α)p = P1 = (Pa + Pc + β α α + β( 1 α) Re) De même, pour les rejets diffus d aciérie électrique, pendant le chargement des ferrailles et à la coulée, on peut faire le raisonnement suivant : Evaluation des rejets diffus d aciérie électrique au chargement des ferrailles et à la coulée α = efficacité du circuit primaire = 0 Rejets diffus pendant la fusion : Ff = R1 - P2 Re Poussières captées par le circuit primaire : P1= α P = 0 Poussières captées par le circuit secondaire : P2 = β (R1 - Re) Poussières à l entrée du filtre : PF = P2 = Pa + Pc Poussières captées par le circuit secondaire : P2 = β (R1 - Re) = β (1- α) P - β Re Rejets émis dans la halle : 1 R1 = P = (Pa + Pc β Re) β Calcul du flux annuel de poussières A titre indicatif, les valeurs des différents paramètres peuvent être les suivants : Fusion : α = 0,90 à 0,95, β = 0,85 à 0,98 Chargement et coulée : β = 0,85 à 0,90 Poussières collectées : Pc = 13 à 21 kg/t, Rejets canalisés : Pa = 0,008 à 0,12 kg/t Emission au chargement : P = 150 g/t à 400 g/t d acier Emission à la coulée : P = 50 g/t à 300 g/t d acier Les calculs des flux Ff et Fc sont effectués pour des élaborations représentatives de la production annuelle de l atelier. Le flux annuel émis exprimé en kg/an est obtenu par la formule suivante : P : production d acier liquide de l atelier en t/an Fc : Flux émis lors des chargements et de la coulée en g/t d acier Ff : Flux émis pendant l élaboration en g/t d acier (Ff F = + Fc) * P

28 Calcul du flux annuel d un polluant présent dans les poussières (Pb, Cd) Le calcul du flux annuel d un polluant présent dans les émissions diffuses de poussières nécessite de connaître la teneur de ce polluant dans les poussières émises. Le flux annuel de polluant Fp en kg est calculé selon la formule suivante : X : fraction de polluant présent dans les émissions de poussières diffuses déterminées par mesure (analyse des poussières collectées sur le filtre au cours de campagnes de mesures ou de poussières collectées dans les trémies du filtre secondaire). Fp = F * X Evaluation de l incertitude Il est difficile d estimer les erreurs de ce type de procédure de calcul. On peut cependant la classer dans les méthodes dont l erreur dépasse 50 %. 26

29 FICHE N 6 : CALCUL DES ÉMISSIONS DIFFUSES DE PROCÉDÉ ACIÉRIE DE CONVERSION Méthode classe C Présentation de la méthode pour évaluer les émissions de poussières totales La démarche générale de cette méthode d évaluation des rejets diffus consiste à : - décomposer le procédé en différentes phases (chargement, fusion, coulée), - prendre en compte les différents paramètres d influence ; Evaluation des rejets diffus lors des chargements de fonte et des ferrailles Les différents coefficients pris en compte pour la modélisation des rejets diffus lors des chargements des ferrailles et de la fonte sont présentés dans le tableau et la figure suivante. Evaluation des rejets diffus lors du chargement de la fonte et des ferrailles F = Rejets Diffus Pe = Poussières émises dans le bâtiment Pc = Poussières captage secondaire Pr = Retombées de poussières Ps = Poussières après traitement Pg= Poussières formées 27

30 Nature Dénomination Commentaire Coefficient Influence Ce coefficient caractérise le convertisseur (taille et type) convertisseur Coefficient A Ce coefficient caractérise la fonte et les ferrailles enfournées (quantité et qualité) Coefficient B Ce coefficient caractérise la mise en place de procédure lors du chargement de la fonte. Coefficient C Ce coefficient caractérise l efficacité de l inertage Coefficient a Ce coefficient caractérise l efficacité des opérations permettant de réduire les émissions à la source a = A x (1-B) x (1-C) Coefficient b Ce coefficient caractérise l efficacité du captage secondaire Coefficient g Ce coefficient caractérise le taux des retombées de poussières Valeur Pg Poussières générées lors des chargements de fonte et de ferrailles Calcul Ps Poussières émises après les opérations de traitement (inertage, procédure, convertisseur) Ps = a x Pg Calcul Pr Poussières retombées au sol Pr = g x Ps = a x g x Pg Calcul Pc Poussières captées par le captage secondaire Pc = b x (Ps Pr) Calcul Fc Rejets diffus pendant le chargement Fc = Ps Pc - Pr Evaluation des rejets diffus lors de la décarburation Les différents coefficients pris en compte pour la modélisation des rejets diffus lors de la décarburation sont présentés dans le tableau suivant. Coefficient pris en compte dans le modèle pendant la décarburation Nature Dénomination Commentaire Coefficient b Ce coefficient caractérise l efficacité du captage secondaire Coefficient g Ce coefficient caractérise le taux des retombées de poussières Calcul Ps Poussières émises lors de la décarburation Ps = Ps chargement /3 Calcul Pr Poussières retombées au sol Pr = g x Ps Calcul Pc Poussières captées par le captage secondaire Pc = b x (Ps Pr) Calcul Fd Rejets diffus pendant la décarburation Fd = Ps Pc - Pr 28

31 Evaluation des rejets diffus lors de la coulée Les différents coefficients pris en compte pour la modélisation de la coulée sont présentés dans le tableau suivant. Coefficient pris en compte dans le modèle à la coulée Nature Dénomination Commentaire Coefficient b Ce coefficient caractérise l efficacité du captage secondaire Coefficient g Ce coefficient caractérise le taux des retombées de poussières Calcul Ps Poussières émises lors de la coulée Ps = Pg chargement /5 Calcul Pr Poussières retombées au sol Pr = g x Ps Calcul Pc Poussières captées par le captage secondaire Pc = b x (Ps Pr) Calcul Fco Rejets diffus pendant la coulée Fco = Ps Pc - Pr Calcul du flux annuel de poussières Les calculs des flux Fc, Ff et Fco sont effectués pour des élaborations représentatives de la production annuelle de l atelier. Le flux annuel émis exprimé en kg/an est obtenu par la formule suivante : P : production annuelle d acier liquide de l atelier en t Fc : Flux émis aux chargement en g/t d acier Fco : Flux émis à la coulée en g/t d acier Ff : Flux émis pendant l élaboration en g/t d acier (Ff + Fc + Fco) * P F = 3 10 Le tableau page suivante présente un exemple de calcul réalisé sur différents sites quand la méthode a été élaborée. 29

32 Aciérie Site A Site B Site C Site D Site E Influence Convertisseur coefficient Qualité des ferrailles A coefficient Consignes opératoires B coefficient 40% 80% 70% 50% 70% Inertage C coefficient 50% 0% 0% 0% 0% Efficacité opération a =A*(1-B)*(1-C) 90% 40% 60% 100% 60% Efficacité captage b coefficient 70% 20% 70% 20% 20% Efficacité bâtiment g coefficient 25% 25% 25% 25% 25% Poussières générées Pg g/t.acier Rejets Diffus Chargement Fc g/t.acier Rejets diffus décarbu. Fd g/t.acier Rejets diffus Coulée Fco g/t.acier Rejets diffus total F g/t.acier Les calculs des flux Fc, Ff et Fco sont effectués pour des élaborations représentatives de la production annuelle de l atelier. Le flux annuel émis exprimé en kg/an est obtenu par la formule suivante : P : production annuelle d acier liquide de l atelier en t Fc : Flux émis aux chargement en g/t d acier Fco : Flux émis à la coulée en g/t d acier Ff : Flux émis pendant l élaboration en g/t d acier (Ff + Fc + Fco) * P F = 3 10 Calcul du flux annuel d un polluant présent dans les poussières (Pb, Cd) Le calcul du flux annuel d un polluant présent dans les émissions diffuses de poussières nécessite de connaître la teneur de ce polluant dans les émissions de poussières. Le calcul du flux annuel de polluant Fp en kg est réalisé selon la formule suivante : X : fraction de polluant présent dans les émissions de poussières diffuses déterminées par mesure (analyse des poussières collectées sur le filtre au cours de campagnes de mesures ou de poussières collectées dans les trémies du filtre secondaire). Fp = F * X Evaluation de l incertitude Comme pour l aciérie électrique, il est difficile d estimer les erreurs de cette procédure de calcul. On peut cependant la classer dans les méthodes dont l erreur dépasse 50 %. 30

33 FICHE N 7 : CALCUL DES ÉMISSIONS DIFFUSES DE PROCÉDÉ AUTRES ATELIERS Méthode classe C Présentation de la méthode pour évaluer les émissions de poussières totales Pour les sites intégrés, des émissions diffuses peuvent aussi être comptabilisées au niveau des ateliers suivants : agglomération de minerai, cokerie, haut fourneau. Ces émissions dépendent des procédés utilisés et des technologies de captage mise en œuvre : elles peuvent être différentes selon les sites. L évaluation de ces émissions est réalisée à partir de la production annuelle de l atelier et d un facteur d émission élaboré au cours d une campagne de mesure sur un atelier similaire. Pour un atelier,il peut exister plusieurs sources d émission diffuses d indice i, le flux annuel émis exprimé en kg/an est obtenu par la formule suivante : Fe i : facteur d émission de la source i (kg/t de production) P : production annuelle de l atelier considéré exprimé en tonne 5 F = i Fe P i Le flux annuel du site est ensuite évalué par la sommation réalisée sur l ensemble des émissions diffuses du site. Evaluation de l incertitude Comme pour les autres ateliers, il est difficile d estimer les erreurs de cette procédure de calcul. On peut cependant la classer dans les méthodes dont l erreur dépasse 50 %. 5 : dans la filière intégrée, certains sites ont élaboré pour tous les ateliers des facteurs d émission en tonne d acier, la production à prendre en compte est la production d acier du site. 31

34 FICHE N 8 : CALCUL DES ÉMISSIONS DIFFUSES DE PLEIN AIR Méthode classe C Description de la méthode Les sites évaluant les émissions diffuses de plein air sont les sites côtiers caractérisés par des quantités importantes de matière pulvérulente et pouvant être soumis à des épisodes de vent violent. La méthode d estimation des émissions diffuses de plein air est basée sur les formules de calcul développées par US EPA et répertoriées dans le document AP42. Ces formules évaluent les émissions diffuses pour trois catégories de sources : - le trafic routier sur routes et pistes, - la manutention, - les réenvols de plein air. Emissions fugitives provenant du trafic routier Deux types d émissions de poussières sont possibles : circulation sur routes revêtues, circulation sur pistes. Dans le cas des routes revêtues, l émission par route est une fonction de sept variables : E = f(k,s,w,distar,qté,cuveh) = k*(sl/2)^0.65*(w/3)^1.5*distar*qté/cuveh (kg/mois) avec k : coefficient de correction sans dimension s : pourcentage en masse en poussières fines (<75 µm) L : charge totale en poussière de la route en g/m² W : poids moyen des véhicules en tonnes DistAR : distance aller & retour en km parcourue par le véhicule Qté : quantité de matériaux à transporter dans le mois CuVeh : charge utile du véhicule en tonne La constante k a pour valeur (déterminé par le Midwest Research Institute). Dans le cas des pistes, l émission par piste est une fonction de : E = f(s,s,w,w,d,j,distar,qté,cuveh) E = 1.36*s/12*S/48*(W/2.7)^0.7*(w/4)^0.5*d/j*DistAR*Qté/CuVeh (kg/mois) avec s: fraction de charge en poussières fines (< 75 µm) S: vitesse moyenne des véhicules en m/s w: nombre de roues du véhicule W: poids moyen des véhicules en tonnes d: nombre de jours «secs» dans le mois j: nombre de jours dans le mois DistAR : distance aller & retour en km parcourue par le véhicule 32

35 Qté: quantité de matériau à transporter dans le mois CuVeh: charge utile du véhicule en tonnes Emissions provenant des opérations de manutention Dans le cas des opérations de manutention, l émission est une fonction de trois variables par point d émission : E = f(u,m,q) = * [U/2.2]^1.3*[M/2]^-1.4*Q (kg/mois) avec : U : vitesse moyenne du vent dans le mois (en m/s) M : humidité du produit (en %) Q : quantité de produit travaillé dans le mois (en tonne) Emissions provenant de l érosion éolienne Les quantités de matières premières stockées sur les parcs de stockage (charbons, minerais, ) représentent les émissions diffuses de plein air les plus importantes. La méthode de calcul de l'érosion éolienne proposée consiste à déterminer un potentiel d'émission tenant compte de la vitesse de frottement à la limite de l'envol u(*,t), vitesse pour laquelle la première particule s'envole. C'est une grandeur caractéristique du matériau entreposé qui dépend de sa granulométrie et de l'éventuel traitement que l'on a pu lui faire subir. Le potentiel d'émission calculé quotidiennement tient compte également : de la vitesse maximale du vent relevée quotidiennement, d'un facteur correctif entre la vitesse du vent prise à 10 m du sol et la vitesse du vent à proximité des tas pour tenir compte de la modification de l'écoulement liée à la présence du tas. E = f(m, V, U, U(*,t), S) = (58*m*(V+(U-U(*,t))²)+25*m*(U-U(*,t)))*S (tonne/mois) U(*,t) : Vitesse de frottement à la limite d envol, U(*,i) : Vitesse de frottement au jour i dont le calcul est présenté ci-dessous, m : Nombre de jours où la vitesse de frottement u(*,i) dépasse la valeur U(*,t) U : Vitesse moyenne des U(*,i) quand celles-ci dépassent la valeur de U(*,t), V : Variance des u(*,i) quand celles-ci dépassent la valeur de U(*,t) Afin de tenir compte de la géométrie des tas, des paramètres déterminants dans la quantification des envols, la vitesse de frottement se calcule de la manière suivante : lorsque le rapport entre la hauteur et la base du tas est supérieur à 0,2 : U(*,i) = 0,4*(ln(h/zo)*(Us/Ur)*(U(z,i))*(ln(z/zo)*ln(0,25/zo))^-1 lorsque le rapport entre la hauteur et la base du tas est inférieur ou égal à 0,2 : U(*,i) = 0,4*(U(z,i))/(ln(z/zo)) avec : h : hauteur du tas en mètre z : Altitude de l anémomètre en mètre prise à 10 mètres (valeur par convention) 33