Evaluation des niveaux de pollution en proximité trafic dans la vallée de la Thur ASPA ID Avril 2010

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1 Evaluation des niveaux de pollution en proximité trafic dans la vallée de la Thur ASPA1462-ID Avril 21 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 1

2 Conditions de diffusion : Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions cidessous. Toute utilisation partielle ou totale de ce document doit faire référence à l ASPA en termes de «Source d information ASPA1462-ID». Données non rediffusées en cas de modification ultérieure des données. Sur demande, l ASPA met à disposition les caractéristiques des techniques de mesures et des méthodes d exploitation des données mises en œuvre ainsi que les normes d environnement en vigueur. Les données contenues dans ce document restent la propriété de l ASPA. L ASPA peut rediffuser ce document à d autres destinataires. Intervenants : Moyens mobiles : Validation et rapport : Tiers-examen : Coordination et approbation : Bruno Elsass Eric Herber Agnès Bertrand Emmanuel Rivière 1. Cadre et objectif de l étude 3 2. Emplacement du laboratoire mobile 4 3. Périodes de mesures 5 4. Résultats de la campagne de mesures 6 5. Conclusions de la campagne de mesures 13 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 2

3 1. CADRE ET OBJECTIF DE L ETUDE Dans le cadre des orientations ministérielles relatives à l aménagement de la RN66 dans la vallée de la Thur et du contrat de plan Etat/Région 2-26, la DDE du Haut-Rhin a confié à l ASPA en 21 la mise en place d un observatoire de la qualité de l air dans la vallée de la Thur. Celui-ci avait pour objectif d appréhender les niveaux de pollution atmosphérique dans la vallée et de suivre leurs évolutions temporelles. Cette évaluation de la qualité de l air s est appuyée sur 3 phases de mesures entre 21 et 23 1 avec le constat suivant : des normes annuelles de qualité de l air sont dépassées dans la vallée de la Thur sur les sites de prélèvement situés à proximité immédiate des principales voies de circulation dans les communes de Thann, Vieux-Thann, Bitchwiller, Saint-Amarin, Fellering et Willer. De manière générale, le phénomène de couloir de pollution issu des vents parallèles à la RN66 tend à induire des niveaux de pollution relativement élevés à proximité immédiate de la RN66 (et des autres axes principaux de la vallée). La décroissance des niveaux de pollution est ensuite très rapide avec l éloignement à la RN66 et se fait sur les 1 premiers mètres sur les transects mis en place pour atteindre le niveau de fond - généralement - induit par le milieu urbain. Si les niveaux de pollution chutent très rapidement avec l éloignement des routes, la population de ces villages est concentrée le long de ces axes routiers. Ces résultats ont été repris dans différents documents (Rapport «estimation de la qualité de l air en proximité des routes nationales et des autoroutes en Alsace» 2, Programme régional de surveillance de la qualité de l air en Alsace 3, Rapport «éléments de décision pour un plan de protection de l atmosphère dans le Haut-Rhin» 4, ) et ont fortement appuyé l intérêt de réévaluer 5 ans après les dernières mesures de l observatoire, les niveaux de pollution dans cette vallée. Le rapport présenté ci-après expose les résultats de la campagne de mesures de qualité d air qui s est déroulée du 15 novembre 28 au 3 mai 29 en proximité trafic à Thann à l aide d un laboratoire mobile. 1 1 ère phase de mesure qui s est déroulée entre le 12 juin et le 4 septembre 21 et du 29 novembre 21 au 21 février 22 : rapport ASPA25171-ID ; 2 ème phase de mesure qui s est déroulée entre le 4 juillet et le 29 août 22 et du 26 novembre 22 au 21 janvier 23 : rapport ASPA36131-ID ; 3 ème phase de mesure réalisée entre le 8 juillet et le 2 septembre 23 et entre le 12 novembre 23 et le 6 janvier 24 : rapport ASPA47121-ID. 2 Rapport ASPA ID / Janvier 24 3 Rapport PSQA ID / Décembre 25 4 Rapport ASPA ID / Janvier 27 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 3

4 2. EMPLACEMENT DU LABORATOIRE MOBILE Le laboratoire mobile LM Remorque a été installé dans la commune de Thann, le long de la RD166, entre la rue du 7 août et la rue Kléber (à côté de l agence des DNA). Site de mesure Illustration 1 : emplacement de la remorque à Thann 3. SYSTEME DE PRELEVEMENT MIS EN PLACE Photo 1 Photo 2 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 4

5 LM Remorque : L utilisation d un camion laboratoire permet d appréhender l évolution horaire des niveaux de pollution atmosphérique dans l air. Le laboratoire mobile LM remorque est équipé de capteurs mesurant en continu (pas de temps de ¼ heure, les données étant agrégées en valeurs horaires) les concentrations en dioxyde de soufre (SO2), en ozone (O3), en monoxyde et dioxyde d azote (NO et NO2) et en particules (PM1). En plus de ces polluants chimiques, les paramètres météorologiques relatifs à la température, à l humidité relative, ainsi qu à la vitesse et la direction du vent sont également relevés. Les données élémentaires de pollution en SO2, NO, NO2, O3 font l objet d une accréditation COFRAC (Comité français d Accréditation) section Essais n du programme 97 basé sur la norme EN 1725, reconnaissant à l ASPA une aptitude à effectuer des analyses et des prélèvements spécifiés dans l air ambiant. Remarque : cette note se limite à l exploitation des traceurs de la circulation routière (mesurés avec le laboratoire mobile) à savoir le NO, NO2 et les PM1. Les niveaux de dioxyde de soufre sont suivis en continu à l aide de 2 stations permanentes implantées à Thann et à Vieux-Thann sous les panaches des sources industrielles et l étude des niveaux d ozone présente peu d intérêt (mesures en période hivernale). 3. PERIODES DE MESURES Le laboratoire mobile LM remorque a mesuré les niveaux de pollution atmosphérique entre le 15 novembre 28 et le 3 mai 29. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 5

6 4. RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE MESURES Conditions météorologiques Les paramètres météorologiques (vitesse et direction du vent, température) ont été relevés sur le laboratoire mobile à Thann. Les vitesses du vent sont restées relativement faibles avec des valeurs moyennes journalières comprises entre,4 m/s (soit 1km/h) et 2,5 m/s (soit 9 km/h). La moyenne sur la période est de 1,6 m/s (soit 6 km/h). Les vents dominants durant cette campagne sont orientés dans un flux de secteur SE NO (orientation de la vallée) avec une prédominance des vents issus du secteur ONO à NO. Les températures moyennes journalières ont oscillé entre -6 C et 18 C soit une moyenne sur la période de 5 C. 35 Vitesse et direction du vent relevés à Thann période du /8 au 4/5/ , Illustration 2 : rose des vents LM remorque à Thann /8-4/5/9 Vitesse du vent >,5 m/s Nord 3 DV en degrés ,5 1,5 W en m/s N-Ouest 2 N-Est direction de vent vitesse de vent 1 1/1 Ouest Est Illustration 3 : vitesse et direction du vent relevées à Thann S-Ouest S-Est 3 Température moyenne journalière et maxima horaires journaliers relevés à Thann période : du /8 au 4/5/9 moyenne journalière maxima horaires journaliers Sud Temp. ( C) /1-1 Illustration 4 : Températures relevées à Thann Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 6

7 Résultats issus du laboratoire mobile (remorque) Les mesures réalisées en proximité trafic à Thann ont été comparées aux niveaux observés sur les stations de et (toutes deux de typologie trafic) ainsi que sur 5, station urbaine fortement influencée par le trafic alentour. Ces données sont présentées en référence aux normes de qualité d air et plus particulièrement aux normes s attachant aux périodes d échantillonnage courtes (1h, 8h ou 24h) et qui concernent donc des phénomènes de pics de pollution. Une analyse des profils journaliers moyens (moyenne des concentrations horaires sur la période de mesures pour chaque heure de la journée) du camion laboratoire et des stations fixes précitées doit également permettre de caractériser la typologie du site de Thann. Les oxydes d azote Evolution des moyennes journalières et des maxima horaires journaliers Les concentrations moyennes journalières en NO observées à Thann ont varié entre 1 et 144 µg/m 3 soit en moyenne 49 µg/m 3 sur la période de mesures. Celles en NO2 ont été plus faibles, comprises entre 13 et 71 µg/m 3 soit en moyenne 41 µg/m 3. Concentrations moyennes journalières en oxydes d'azote relevées à Thann période : du /8 au 4/5/ NO NO /1 Illustration 5 : moyenne journalière en NO et NO2 à Thann 5 Strasbourg Clemenceau : boulevard Clemenceau à Strasbourg ; Strasbourg A35 : Rue Abbé Lemire à Strasbourg ; : rue Lefèvre à Mulhouse. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 7

8 Moyenne journalière - Comparaison aux stations fixes du réseau ASPA (illustrations 6 et 7) Concentrations moyennes journalières en dioxyde d'azote période : du /8 au 4/5/9 NO2 Thann NO2 Clem NO2 A35 NO2 MUL Nord Concentrations moyennes journalières en monoxyde d'azote période : du /8 au 4/5/9 NO Thann NO Clem NO A35 NO MUL Nord /1 1/1 Illustration 6 Illustration 7 Les maxima horaires journaliers relevés à Thann en NO ont fluctué entre 21 et 362 µg/m 3 et ceux de NO2 entre 23 et 155 µg/m 3. Maxima horaires journaliers - Comparaison aux stations fixes du réseau ASPA (illustrations 8 et 9) Maxima horaires journaliers en dioxyde d'azote période : du /8 au 4/5/ Maxima horaires journaliers en monoxyde d'azote période : du /8 au 4/5/ /1 1/1 Illustration 8 Illustration 9 Au regard des niveaux journaliers et maxima horaires journaliers en oxydes d azote enregistrés, les concentrations relevées à Thann peuvent être qualifiées : - pour le NO2, comme équivalentes à celles observées en milieu urbain () mais inférieures à celles constatées en proximité trafic sur Strasbourg (, ) ; - pour le NO, comme supérieures à celles observées en milieu urbain à, se rapprochant de celles observées en proximité trafic sur. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 8

9 L emplacement de la remorque à Thann présente donc les caractéristiques d un site influencé par le trafic routier : les niveaux de concentrations de NO mesuré à Thann (en moyenne et en maxima horaires) s apparentent à ceux observés en proximité trafic alors que ceux de NO2 sont plus proches des niveaux de fond urbains. Rappelons que le monoxyde d azote (NO) est indicateur d une pollution automobile de proximité alors que le dioxyde d azote (NO2) - produit de la transformation de NO quand celui-ci entre dans l atmosphère - est d avantage lié à une pollution de fond et donc sujet à un transport dans l atmosphère. Rapport NO/NO2 Autre indicateur, le rapport NO/NO2 est également indicateur de la typologie du site étudié. La source de pollution routière est communément caractérisée par le rapport de la concentration de monoxyde d azote sur la concentration de dioxyde d azote (NO/NO2). Le monoxyde d azote a une durée de vie très courte dans l atmosphère et se transforme rapidement en dioxyde d azote. En conséquence, plus le rapport NO/NO2 est faible, plus la source routière est éloignée du point de mesure. Rapport NO/NO 2 STG A35 STG Clemenceau MUL Nord station trafic station trafic station urbaine Thann LM Remorque Max. 2,43 2,61 1,47 2,3 Moy. 1,23 1,12,63 1,2 Tableau 1 Le fait que ce rapport sur le site de Thann soit proche de celui des sites trafics confirme que cet emplacement présente les caractéristiques se rapprochant d une typologie trafic (tableau 1). Les rapports relevés sur la station urbaine sont bien distincts et correspondent à une typologie urbaine. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 9

10 Profils horaires journaliers moyens sur la période d étude Les profils horaires journaliers moyens confirment la présence (au point de mesure) de concentrations importantes en NO (illustration 11), supérieures aux niveaux de fond de et proches des niveaux rencontrés en proximité trafic sur Strasbourg (, ) µg/m 3 Profils journaliers moyens en dioxyde d'azote période : du /8 au 4/5/ µg/m 3 Profils journaliers moyens en monoxyde d'azote période : du /8 au 4/5/ Heures TU Heures TU Illustration 1 Illustration 11 Référence aux normes Les maxima horaires compris entre 23 et 155 µg/m 3 sont restés inférieurs aux niveaux de recommandation et d alerte (respectivement 2 et 4 µg/m 3 sur une heure) sur Thann (mesures LM remorque) illustration 12. A noter que durant cette période de mesures, les stations trafics A35 et Clemenceau ont dépassé à plusieurs reprises le niveau de recommandation (illustration 13). Maxima horaires journaliers en dioxyde d'azote relevées à Thann période : du /8 au 4/5/9 Maxima horaires journaliers en dioxyde d'azote relevés en proximité trafic sur Strasbourg période : du /8 au 4/5/ niveau d alerte niveau d alerte 25 2 niveau de recommandation 25 2 niveau de recommandation /1 1/1 Illustration 12 Illustration 13 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 1

11 Les particules PM1 Evolution des moyennes journalières et des maxima horaires journaliers Les concentrations moyennes journalières en particules PM1 relevées à Thann (illustration 14) ont varié entre 9 et 98 µg/m 3 soit en moyenne 37 µg/m 3 sur la période de mesures. Les maxima horaires journaliers ont fluctué entre 16 et 266 µg/m 3. L analyse des courbes d évolution des moyennes journalières PM1 illustre une qualification du site de Thann comme site de fond (variations et teneurs similaires aux relevés de la station MUL Nord) : les variations journalières à Thann sont peu corrélées aux variations parfois fortes des stations trafics strasbourgeoises. Le relevé des maxima horaires journaliers présente un tout autre bilan : les maxima relevés sur le site de Thann sont globalement plus proches (voire ponctuellement plus élevés) des maxima perçus en proximité trafic à Strasbourg qu en fond urbain à Mulhouse. Le site de Thann présente un fond de pollution équivalent aux niveaux de fond urbain, qui ponctuellement au cours de la journée peut s élever fortement pour approcher voire dépasser les maxima relevés en proximité d axes de circulation strasbourgeois importants tels que sur le boulevard Clemenceau ou le long de l A35. Concentrations moyennes journalières en particules PM1 relevées à Thann période : du /8 au 4/5/9 Maxima horaires journaliers en particules PM1 période : du /8 au 4/5/ MUL Nord /1 1/1 Illustration 14 Illustration 15 Profils horaires journaliers moyens sur la période d étude L évolution horaire des niveaux de particules PM1 sur les stations, et MUL Nord fait apparaître deux pics qui correspondent aux heures d intensification du trafic routier ainsi que de la stratification atmosphérique qui est plus importante en fin de nuit. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 11

12 Le profil horaire journalier moyen à Thann présente quant à lui une seule élévation, avec des niveaux de concentrations qui restent stables entre 1h et 18h et la baisse des concentrations qui se produit en fin de journée. De 19h le soir à 9h le lendemain matin, les concentrations de particules mesurées le long de la RD166 sont proches du fond urbain de Mulhouse voire légèrement inférieur. Le reste du temps les teneurs mesurées à Thann sont du même ordre de grandeur que sur un site trafic, sans présence du double pic représentatif du trafic pendulaire du matin et du soir. 6 Profils journaliers moyens en particules PM1 période : du /8 au 4/5/ Heures TU Illustration 16 Référence aux normes Les niveaux de particules ont pu être importants à Thann. Les concentrations moyennes sur 24 heures glissantes sont comprises entre 12 et 14 µg/m 3 (illustration 17). Dix dépassements du niveau de recommandation (8 µg/m 3 en moyenne glissante sur 24 heures) ont été relevés à Thann. Ces pics de particules observés le long de la RD166 à Thann sont dans la plupart du temps corrélés avec une élévation de la pollution particulaire sur la région (perçue sur Mulhouse en fond urbain et sur Strasbourg en proximité trafic), en lien avec des conditions climatiques défavorables à la dispersion des particules sur toute la plaine d Alsace. Maxima journaliers des moyennes glissantes en particules PM1 période : du /8 au 4/5/ Niveau d alerte 1 75 Niveau de recommandation /1 Illustration 17 Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 12

13 5. CONCLUSIONS DE LA CAMPAGNE DE MESURES Cette note présente une synthèse des résultats issus de la campagne de mesures réalisée en proximité trafic à Thann dans le cadre d une réévaluation des niveaux de pollution 5 ans après les dernières mesures de l observatoire dans la vallée de la Thur. Les mesures se sont déroulées entre le 15 novembre 28 et le 3 mai 29 à l aide du laboratoire mobile LM remorque et ont permis de mettre en évidence : des niveaux de concentrations en oxydes d azote à ceux d un site de fond urbain voire sur certaines plages horaires de trafic. En dehors de cette plage, les niveaux de pollution redescendent à des niveaux de fond comme rencontrés sur l agglomération mulhousienne. les concentrations marquées en monoxyde d azote relevées sur le site de Thann viennent confirmer l influence du trafic de la RD166 sur les niveaux de pollution mesurés. des niveaux de particules proches de ceux constatés en proximité routière à Strasbourg, en milieu urbain dense (boulevard Clemenceau) ou à proximité immédiate d un axe autoroutier présentant un trafic très intense (A35). Ces constats confirment l intérêt d un suivi régulier des niveaux de particules et d oxydes d azote en proximité routière dans la vallée de la Thur au niveau de Thann et de Vieux-Thann. Contrat 6-8 : Evaluation de la qualité de l air en proximité trafic sur Thann 13