Parcs automobiles, Diesel et émissions de polluants

Parcs automobiles, Diesel et émissions de polluants Conférence GEP-AFTP Diesel et Environnement 27 novembre 2013, Paris Michel ANDRÉ Laboratoire Transports et Environnement 1

Introduction, contexte Dans un contexte d attention accrue à la pollution de l air et à ses impacts dans les agglomérations Ø sévérisation des réglementations, Ø contentieux européen sur la pollution de l air dans les agglomérations, de forte responsabilité du trafic Ø Et impacts sanitaires de certains polluants Diesel Interrogations quant à la place du Diesel, sa contribution à la pollution locale, l évolution de ces pollutions Ø Point sur les impacts sanitaires Ø Éléments d évolution, observations (en Île de France) Ø Technologies (motorisations, dépollutions) Ø Parcs automobiles 2

Parcs automobiles français et pollution de l air Pourquoi? Influence prépondérante des «catégories» de véhicules sur les émissions : motorisation (essence, Diesel), technologies de dépollution, réglementation émission Exemples : Voitures, 2010, en urbain Questions: Ø quelle est l inertie du parc? Ø Quelle est la dynamique de renouvellement «mobilisable» 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 g/km Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 Diesel 2,4 Petrol CO NOx PM 3 pass. car

Parcs automobiles français et pollution de l air Pourquoi? Influence du parc supérieure à celle des conditions de circulation et autres paramètres d utilisation, compte tenu des variations potentielles emission (g/km) 6 5 4 3 UK - émissions du trafic en 2005 (10% camions) NOx PM10 x 10 CO NMHC CO2 CO2 (g/km) 600 500 400 300 2 1 200 100 4 0 0 20 40 60 80 100 120 Average speed (km/h) 0

Introduction, contexte Compte tenu de la forte variabilité des émissions de polluants selon les catégories de véhicules, les motorisations, les réglementations pollution et l âge des véhicules la connaissance des parcs automobiles français devient un enjeu de «pollution de l air» Ø Pour la quantification des émissions de polluants des transports, Ø Pour l aide à la décision et l évaluation environnementale de politiques de transport, gestion du trafic, mesures locales (PDU) et de type restriction (sélective) de circulation Ø Et parce que le renouvellement du parc (nouvelles motorisations, nouvelles réglementations, incitations, etc.) est l un des leviers de maîtrise de la pollution de l air liée au trafic Mots clés: connaissance des parcs, dynamique, prospective, variabilité et incertitudes, le Diesel dans le parc, incidence en termes d émissions, points de discussion 5

Sommaire 1. Éléments de connaissance des parcs automobiles 2. Parc automobile français (véhicules légers) 1. Le parc aujourd hui et les véhicules Diesel 2. Dynamique du parc et prospective 1. Diésélisation 2. Réglementation émission 3. Filtre à particules Diesel 3. Variabilité spatiale du parc, parcs locaux 3. Que nous disent les modèles de calcul d émissions de polluants 4. Conclusion, points de «discussion» 6

Parcs automobiles français et pollution de l air Problématiques particulières de la connaissance du parc Nécessité d une connaissance détaillée des parcs Ø Par catégories, technologies, normes EURO ou âge Ø Parcs «en circulation» (composition pondérée par l utilisation) Difficulté de l évaluation prospective Ø Forte influence liée à l évolution naturelle du parc qui rend difficile l évaluation d une mesure particulière Ø Les motorisations alternatives (électrique, hybride, etc.) et les innovations technologiques (dépollution) s inscrivent dans la «démographie» du parc Évaluation de mesures de gestion du trafic / des transports Ø On peut avoir des spécificités locales de parcs Mesures de restriction s appliquant à des véhicules «polluants» Ø En fait, s appliquent aux véhicules selon leur âge et leur motorisation Ø Spécificités locales du parc (urbain), Ø Distorsion spatiale de composition induite par la restriction 7

Parcs automobiles français : comment sont-ils élaborés Il n existe pas actuellement de dispositif d «observation» du parc automobile qui permettrait une description satisfaisant les exigences du calcul d émission Ø Mais enquêtes mobilité - parcs, EMD, et nombreuses statistiques peuvent contribuer à cette description (modélisation) Ø Système SIDIV et croisement avec informations du contrôle technique (SOeS) permettra d avoir une image du parc en circulation d ici quelques années (déjà Bus, en cours VUL, ) Moyens d observation des parcs Ø Observation vidéo Ø Enquêtes auprès des ménages, des entreprises de transports, etc. Modélisation du parc français : Plusieurs descriptions (Citépa, Emisia, Ifsttar) qui présentent des écarts 8

Parcs automobiles français : comment sont-ils élaborés Construction «artisanale» d une composition de parc Ø Données d immatriculations annuelles, par catégories (très) détaillées Ø Équipements (Filtre à particule, climatisation, SCR, EGR, etc.) Ø Entrée en vigueur des réglementations d émission Ø Hypothèses / probabilités de survie des véhicules ** (selon catégories et technologies de véhicules) Parc de véhicules Ø Hypothèses d utilisation ** (km annuel = f (âge, etc.)) Parc «en circulation» (pondéré par son utilisation) Ø Hypothèses «prospectives» ** (équipement en véhicules, mobilité, trafic, technologies, conditions diverses, etc.) ** données très sensibles 9

Parcs automobiles français : comment sont-ils élaborés Immatriculations annuelles - années 19 (40-70) 2012 - par catégorie, motorisation, cylindrée Parc statique, année N - par catégories détaillées, années (Euro) Parc en circulation, année N (volume de trafic) - Par catégorie, motorisation, cylindrée, années (Euro), urbain / rural / autoroute 10 Projections Tendances - Immatriculations - Utilisations - Motorisations / énergies Coefficients de survie des véhicules - selon catégories détaillées Utilisation : - kilométrage annuel - % urbain / rural / autoroute - selon catégories détaillées

Différentes descriptions des parcs français Plusieurs descriptions (pour calcul d émissions) coexistent Ø Parc annuel CITEPA pour inventaire national d émission puis parc prospectif (2011-2030) Ø Travaux INRETS/IFSTTAR-LTE Parcs France 1970-2025, puis 1980-2030, données depuis 1940 Ø Données européennes / France FLEET - "European Database of Vehicle Stock for the Calculation and Forecast of Pollutant and Greenhouse Gases Emissions with TREMOVE and COPERT» Parcs France jusqu à 2008 EMISIA / Agence Européenne Environnement Parcs France 2000-2030 Autres sources / dispositifs d observation avec d autres objectifs Ø CCFA Ø SOeS Ø IFSTTAR-DEST 11

Plusieurs descriptions du parc français, avec des écarts Parcs CITEPA, EMISIA (travaux EC sur la France), IFSTTAR Écarts sur la répartition Diesel / Essence (en %, VP en 2015) 12

Plusieurs descriptions du parc français, avec des écarts Parcs CITEPA, EMISIA (travaux EC sur la France), IFSTTAR Écarts sur les prévisions de véhicules récents (Euro5, Euro6) En conclusion: des écarts, qui doivent conduire à des écarts significatifs des estimations d émissions de polluants 13

Quelques spécificités de l approche IFSTTAR Immatriculations depuis 1940-50, puis détaillées de 2001 à 2012 (source AAA data) Ø (2004-2012 pour les cyclomoteurs) Ø Permet une description très détaillée des véhicules immatriculés Ø Analyse et prise en compte de l évolution des cylindrées (VP, 2-roues), des catégories M, N1-I, -II, -II (VUL), PTAC (camions, tracteurs) Ø Déclinaison bus standard, midi et articulés (idem. pour autocars) et évolution Ø Introduction des technologies alternatives (même hors catégories HBEFA, Copert): hybrides (essence, ou diesel), électrique, hybride rechargeable, GPL, GNV, E85, scooters et cyclomoteurs électriques Ø En cours: caractéristiques techniques complémentaires : Filtre à particules, SCR, EGR climatisation 14

Quelques spécificités de l approche IFSTTAR Compilation de statistiques de référence (parc, âge, kilométrage annuels), globales et par catégories, selon multiples sources Processus de bouclage pour ajuster les survies et utilisations Introduction des réglementations Euros: par pallier (coexistence de réglementation des véhicules neufs) Documentation explicite des hypothèses Outils d élaboration très souples Ø Programme Fortran permettant une grande diversité d analyses Ø Paramétrage des hypothèses prospectives (approche scénario) Groupe de travail français autour des Parcs, pour assurer une cohérence aux approches, et enrichir les hypothèses 15

Parc national le parc aujourd hui Le Diesel est toujours très demandé en France (Parc France : travaux Ifsttar, données AAA-data) Immatriculations 2012 Voitures particulières Petits véhicules utilitaires Ensemble Diesel 73 % 98 77 % Essence 25 % 1 21 % Hybrides, électriques, autres 2 % 1 2 % 16

Parc national le parc aujourd hui Avec un taux d immatriculations Diesel très élevé (73% des voitures en 2012, 98% des petits véhicules utilitaires), le Diesel est très majoritaire dans le parc de véhicules légers (Parc France, travaux Ifsttar) 2013 Voitures particulières VP + VUL En nombre En trafic En nombre En trafic Diesel 63 % 74 68 79 Essence 37 % 25 31 21 Hybrides, électriques, autres 0,4 % 1 0,5 0,4 17

Dynamique du parc et prospective Hypothèses prospectives : Ø Travaux Ademe constructeurs (Vision Ademe 2020-2030, technologies / carburants pour les véhicules particuliers neufs) Ø Transposition pour VUL Immatriculations des voitures particulières En 2030 Taux de croissance annuel lissé (2013-2030) En 2020 Diesel 16 % -7,7% 57 % Essence 15 % -2,3 % 32 % Electriques 10 % + 25% 2 % Hybrides Diesel 9 % + 19 % 3 % Hybrides Essence 27 % + 24 % 6 % Hybrides rechargeables 22 % + 109% 1% en 2025 18

Dynamique du parc et prospective Malgré des hypothèses prospectives fortes, la composition du parc évolue lentement 4,0E+07% 3,0E+07% 2,0E+07% 2020 2025 2030 Diesel 65 % 58 % 44 % Essence 31 % 32 1,0E+07% % 29 % Autres 4 % 10 % 27 % Nombre de véhicules Essence Diesel i/pc%not% specified/1% h/pc%phev%petrol% g/pc%bev% f/hybrid%petrol% e/hybrid%diesel% d/pc%e85% c/pc%lpg% b/petrol% (Parc France, 19 Ifsttar) 0,0E+00% 1980% 1985% 1990% 1995% 2000% 2005% 2010% 2015% 2020% 2025% 2030% a/diesel%

Dynamique du parc et prospective L évolution de la composition du trafic (parc pondéré par son utilisation) est un peu accélérée (utilisation plus forte des véhicules récents) 5,0E+08% 4,0E+08% Trafic (en milliers de véh. x km) i.pc%not% specified.1% h.pc%phev%petrol% g.pc%bev% 3,0E+08% Essence f.hybrid%petrol% 2020 2025 2,0E+08% 2030 Diesel 74 % 66 % 49 % Essence 22 % 22 % 19 % 1,0E+08% Autres 4 % 12 % 32 % 0,0E+00% Diesel e.hybrid%diesel% d.pc%e85% c.pc%lpg% b.petrol% a.diesel% (Parc France, 20 Ifsttar) 1980% 1985% 1990% 1995% 2000% 2005% 2010% 2015% 2020% 2025% 2030%

Dynamique du parc et réglementation pollution La composition du parc / trafic évolue plus rapidement avec les réglementations pollution % des veh x km Diesel Diesel 2013 2020 2025 2030 Pre Euro4 34 % 8 % 2 % 1 % Euro 4 38 % 18 % 8 % 3 % Euro 5-6 28 % 74 % 90 % 96 % % des veh x km Diesel 1,0# 0,8# 0,6# 0,4# 0,2# Pre-Euro 1980# 1985# 1990# 1995# 2000# 2005# 0,0# Euro 6 2010# 2015# 2020# 2025# 2030# Euro Euro Euro Euro Euro Euro a0pr (Parc France, 21 Ifsttar)

Dynamique du parc et technologies L introduction du Filtre à particules Diesel (poussée par la réglementation) devrait être rapide en#%# 100" 80" 60" 40" 20" Immatriculations : % des véhicules Diesel avec FAP sta-s-ques" de"vente" Tendance" 0" 1995" 2000" 2005" 2010" 2015" 2020" Dans le parc : % des veh Diesel avec FAP Diesel 2013 2020 2025 2030 Non équipés 61 % 25 % 10 % 4 % - En millions 12 5,3 2,0 0,6 Équipés 39 % 75 % 90 % 96 % - dont type PSA 14 % 26 % 31 % 34 % 22

Variabilité spatiale du parc de voitures particulières La variabilité spatiale du parc est importante D après l EGT 2010 (enquête globale transport, Île de France) Ø Diésélisation Ile-de-France inférieure aux estimations nationales Ø Des écarts absolus entre départements de 13% (écarts relatifs de 25 à 35%) Écarts amplifiés par les kilométrages annuels (16%) Ø Parc jeune en Hauts-de-Seine, plus ancien à Paris et Seine-Saint-Denis (écarts absolus de 11% - soit 30% en relatif) En nombre de véhicules IFSTTAR 2010 Ile-de- France Paris (75) Hauts de Seine (92) Seine-Saint- Denis (93) Diesel 58% 50 38 43 51 Essence 42% 49 61 55 48 Autres 0,1% 0,8 0,6 1,3 0,7 Pre-Euro 4 66 % 66 68 63 74 Euro4-5 34 % 34 32 37 26 23

Variabilité spatiale du parc de voitures particulières La variabilité spatiale du parc est confirmée par des Observations vidéos (9 sites en Île de France, printemps 2013, 600,000 observations) Ø Diésélisation inférieure aux estimations nationales Ø Les écarts absolus entre départements sont importants (13%) On n observe pas une faible diésélisation sur les sites parisiens Ø Parc jeune en Hauts-de-Seine, plus ancien (Paris et surtout Seine-Saint- Denis (écarts absolus de 14-20%) En % du trafic (véhicules observés) Ifsttar IdFrance Paris Hauts de seine Seine-St-Denis 2012 9 sites Intra (4-5) Périphérique (6) Intra (7-8) Global (9) Intra (1-2) Global (3) Diesel 73% 63 66 66 60 57 64 70 Euro 4 + 5 56% 57 56 63 68 58 47 44 24

Que nous disent les modèles de calcul d émission 1 Millions de véh x km en urbain, 31 km/h Voitures particulières seulement (parc Ifsttar) Émissions: HBEFA 3.2 * Ø Stagnation jusqu à 2015, puis forte décroissance NOx * HBEFA: Handbook of Emission Factors Émissions moteur chaud seulement 25 Emission'de'NOx' (tonnes)' 0,60# 0,50# 0,40# 0,30# 0,20# 0,10# 0,00# 2010# Diesel# Autres#Diesel# Petrol# Autres#/#Petrol# BEV# TOTAL# 2015# Émissions de NOx (tonnes) Autres Essence 2020# Diesel 2025# 2030#

Que nous disent les modèles de calcul d émission 1 Millions de véh x km en urbain, 27 km/h Voitures particulières seulement (parc Ifsttar) Émissions: HBEFA 3.2 * Ø Stagnation jusqu à 2015, puis forte décroissance NOx Emission'de'NOx' (tonnes)' 0,70# 0,60# 0,50# Diesel# Émissions de NOx (tonnes) 0,40# Autres#Diesel# * HBEFA: Handbook of Emission Factors 0,30# 0,20# Petrol# Autres#/#Petrol# BEV# Diesel Émissions moteur chaud seulement 26 0,10# 0,00# 2010# TOTAL# 2015# Essence 2020# 2025# Autres 2030#

Que nous disent les modèles de calcul d émission 1 Millions de véh x km en urbain, 27 km/h Voitures particulières seulement (parc Ifsttar) Émissions PM: HBEFA 3.2 * Ø décroissance continue Émissions de Particules totales (tonnes) * HBEFA: Handbook of Emission Factors Diesel Émissions moteur chaud seulement, échappement Essence Autres 27

Que nous disent les modèles de calcul d émission 1 Millions de véh x km en urbain, 27 km/h Voitures particulières seulement (parc Ifsttar) Émissions PN: HBEFA 3.2 * Ø décroissance continue 7,0E+13% 6,0E+13% 5,0E+13% Emission'de' par-cules'en' nombre'(x'1000)' Émissions de Particules (nombre) Diesel% Autres%Diesel% Petrol% 4,0E+13% Autres%/%Petrol% * HBEFA: Handbook of Emission Factors 3,0E+13% 2,0E+13% Diesel BEV% TOTAL% Émissions moteur chaud et échappement seulement 28 1,0E+13% 0,0E+00% 2010% Essence 2015% Autres 2020% 2025% 2030%

Discussion, conclusion L analyse des parcs automobiles est un élément important de la problématique de pollution de l air des transports et du Diesel Ø Cependant la description des parcs est difficile et incertaine La composition du parc évolue lentement en qui concerne les motorisations Essence / Diesel / alternatives mais beaucoup plus rapidement en terme de réglementation pollution, et d équipement en filtres à particules Diesel Les parcs présentent une grande variabilité géographique Ø Attention aux mesures «locales» (PDU, LEZ, etc.) Compte tenu de l évolution des parcs, les modèles d émission prévoient une diminution forte des polluants Diesel (NOx, particules) 29

Points de discussion et d incertitude (non spécifique Diesel) Émissions non considérées : démarrage à froid, évaporation, surémissions liées aux auxiliaires, à la charge, non-échappement (abrasion, usure, etc.), autres catégories de véhicules (camions, bus, véhicules utilitaires légers, 2-roues) Insuffisances des modèles d émission : polluants particulaires, NO 2 et nombreux autres polluants non règlementés à impact sanitaire Méconnaissance : Nano-particules, particules secondaires (formées après émission) et remise en suspension Technologies avancées (agro-carburants, SCR/DeNOx, ) et polluants émergents La pollution de l air n est pas uniquement liée à l émission du trafic (autres secteurs, apports régionaux, dilution des «pollutions») Ø Complexité de l évaluation Impacts (sanitaires) observés et dynamique d évolution du parc Merci de votre attention, 30