. Evaluation de la Qualité de l air ambiant à Toul en contexte de proximité trafic en 2015 Mars 2016 Air Lorraine assure la surveillance de la qualité de l air pour la région Lorraine. Grâce à une quarantaine de stations fixes installées sur le territoire d agrément de l association, la concentration des principaux polluants atmosphériques réglementés est suivie en continu. Pour les zones non couvertes de façon permanente par les sites fixes, des campagnes de mesures temporaires sont effectuées régulièrement afin d élargir notre connaissance du territoire. Dans ce cadre, une campagne de mesures de la qualité de l air a été mise en œuvre au niveau de l Avenue Pechot à Toul au cours de l année 2015, en contexte de proximtié trafic. Ce dossier dresse le bilan des campagnes réalisées. Laboratoire mobile Contexte et objectif Dans le cadre de son Plan de Surveillance de la Qualité de l Air (PSQA) 2011-2015, Air Lorraine s est fixé des axes prioritaires d investigation comprenant les unités urbaines de plus de 15 000 habitants. Parmi celles-ci, le pôle urbain de Toul se compose d environ 16 270 habitants (recensement INSEE 2012). L objectif de cette étude est d élargir nos connaissances sur la qualité de l air en contexte de proximité trafic, à partir de campagnes de mesures réalisées avec un moyen mobile et des tubes passifs. Ces résultats seront ensuite comparés aux seuils réglementaires actuellement en vigueur, et en fonction des résultats disponibles, ils seront également comparés à ceux des campagnes précédentes réalisées à Toul entre 2005 et 2012. Moyens mis en œuvre Différentes méthodes de mesures ont été utilisées : Une remorque, équipée d analyseurs automatiques en continu permettant le suivi des teneurs en : -Dioxyde d azote (NO 2) Norme EN 14 211, -Poussières PM 10 (diamètre aérodynamique inférieur ou égal à 10 microns) Norme EN 12 341. Les données des mesures sont acquises sur un pas de temps de quinze minutes et font ensuite l objet d une validation technique et environnementale. Les appareils sont étalonnés et contrôlés périodiquement par l intermédiaire d étalons de référence raccordés au dispositif national d étalonnage. Des tubes à diffusion passive, permettant de mesurer les teneurs en composés organiques volatils (COV) présents dans l air ambiant, et plus précisément le benzène, toluène, ethylbenzène, m+p-xylène et o-xylène. Ces tubes cylindriques contiennent un réactif permettant de piéger les COV. Après exposition, ils sont collectés et analysés en laboratoire. La concentration en COV correspond à une valeur moyennée sur la durée d exposition du tube. Tube COV avec abri E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 1
Périodes de mesures Afin de pouvoir calculer des moyennes annuelles pour l ensemble des polluants suivis, la stratégie d échantillonnage doit répondre à certains objectifs de qualité définis dans la Directive 2008/50/CE 1 : à savoir une période minimale de mesures sur 14 % de l année, ou huit semaines, réparties sur toute l année pour être représentatives des diverses conditions de climat. Concernant le laboratoire mobile, celui-ci a été implanté sur toute l année 2015, pouvant ainsi mesurer les divers polluants en continu, à partir du 3 février 2015, hormis quelques périodes où les mesures sont indisponibles (travaux d assainissement réalisés du 17 août au 9 septembre nécessitant le retrait du moyen mobile / opérations de maintenance des appareils ). 254 jours de mesures ont été réalisées en 2015, soit environ 70 % de l année. Concernant les tubes passifs mesurant les COV, ces derniers ont été mis en place au niveau du moyen mobile aux dates suivantes: - du 25 février au 01 avril 2015, - du 23 juin au 23 juillet 2015 - du 13 au 27 octobre 2015 - du 3 au 29 décembre 2015. Localisation du point de mesure L objectif de l étude a été de se placer sur un site où les concentrations peuvent être considérées comme globalement représentatives des niveaux de pollution pouvant être rencontrés en contexte de proximité trafic à Toul. En concertation avec la mairie, et en fonction des contraintes techniques liées à l implantation du moyen mobile, le dispositif de mesure a été installée au 446 avenue Pechot. Carte de localisation du point de mesures sur la commune de Toul (source : Google Maps) : Remorque et tubes passifs 100 m Remorque laboratoire Conditions météorologiques observables sur les périodes de réalisation des mesures Le tableau ci-après présente les valeurs des différents paramètres météorologiques issus du laboratoire mobile (température, direction et vitesse du vent), et de la station fixe de Nancy-Ouest, localisée à 19 kilomètres à l est de Toul (précipitations). Dans le cadre de cette étude, le laboratoire mobile a été placé dans un secteur globalement bien dégagé et ventilé. Le régime des vent enregistré est donc considéré comme représentatif de la zone d étude. 1 Annexe 1 de la Directive 2008/50/CE du Parlement Européen et du Conseil du 21 mai 2008 concernant la qualité de l air ambiant et un air pur pour l Europe. E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 2
Comme la remorque mesure en continu la qualité de l air depuis début février 2015, et que des tubes passifs ont été mis en place en parallèle sur quatre périodes distinctes réparties durant l année, nous présentons ci-après les résultats des paramètres climatiques sur ces quatre périodes de mesures. Les conditions météorologiques témoignent de périodes contrastées, représentatives des différentes saisons (source : Météo France et stations fixes d Air Lorraine). La première campagne de mesures avec les tubes passifs débute par un temps perturbé accompagné de précipitations mais sans excès jusque vers le 4 mars, puis un temps sec et ensoleillé prédomine ensuite, tout au long du mois (légère dégradation en fin de mois). Les pluies sont globalement déficitaires par rapport aux normales de saison, les températures sont quant à elles proches des normales et l ensoleillement est excédentaire. En fonction des données disponibles, des périodes d air stables défavorables à une bonne dispersion des polluants sont observées près de 15 % du temps. La seconde campagne est caractérisée par un temps particulièrement bien ensoleillé, sec, et de plus en plus chaud, jusqu à devenir caniculaire (31 C atteint à Toul et 36 C à Nancy-ouest le 4 juillet). Les températures et l ensoleillement sont excédentaires par rapport aux normales saisonnières. Les pluies sont quant à elles déficitaires. En fonction des données disponibles, la présence d air stable est observée 5% du temps. Lors de la troisième campagne de mesures, le temps est majoritairement nuageux avec parfois quelques précipitations et du brouillard, les températures étant froides courant octobre, et douces à la fin du mois. L ensoleillement est globalement conforme aux normales de saison. De mauvaises conditions de dispersion des polluants sont constatées 15 % du temps lors de cette campagne, en fonction des données disponibles. La dernière campagne s est déroulée avec un temps hors normes, c est-à-dire très majoritairement agréable, sec et anormalement doux en cette période. Les pluies sont nettement déficitaires (de -70% à -85% sur les trois-quart de la région). L ensoleillement et la température sont quant à eux très nettement excédentaires par rapport aux normales saisonnières (+35% minimum pour l insolation, et les températures supérieures aux normales de 4 C à 6 C). Des conditions défavorables à une bonne dispersion des masses d air et des polluants (inversions thermiques) sont observées près de 18% du temps, en fonction des données disponibles. Les roses des vents obtenues à Toul lors des deux premières campagnes de mesures (C1 et C2) mettent en évidence des vents faibles provenant du quart nord-ouest (près de 45% pour la première campagne et 77% pour la seconde) et également du quart sud-est pour la première campagne (30% du temps), permettant ainsi une dispersion plutôt satisfaisante des polluants. Les vitesses les plus élevées (maximum de 9,6 m/s en quarthoraire le 31 mars) sont observées par vents provenant de l ouest-nord-ouest. Globalement, les conditions météorologiques observées lors des campagnes de mesures présentent des alternances de périodes plutôt favorables à une bonne qualité de l air (présence de vent, de précipitations, notamment fin février-début mars, courant octobre ) et de périodes défavorables à une bonne dispersion des polluants (air stable/inversions thermiques, comme par exemple courant mars et décembre), mais ces dernières restent plutôt minoritaires sur l ensemble des campagnes de mesures mises en œuvre. E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 3
Données météorologiques lors des campagnes réalisées à Toul en 2015 : Dates des campagnes tubes (C1 à C4) Température en C (données horaires) Minimun Maximun Vitesse et direction des vents dominants Précipitations cumulées en mm à Nancy-ouest Vents majoritairement faibles à modérés ouest à ouest-nordouest, et est à est-sud-est. C1 : 25/02/15 au 01/04/15 6,5-2,8 18,7 70,4 Vents essentiellement faibles de quart nord-ouest C2 : 23/06/15 au 23/07/15 21,4 7 30,4 11,6 Vents faibles des quarts nord-est et sud-ouest essentiellement C3 : 13/10/15 au 27/10/15 7,9 0,4 17 2,6 Vents faibles à modérés essentiellement sud-ouest C4 : 03/12/15 au 29/12/15 / / / 10,8 / : pas de mesures Données provenant du site fixe de Nancy-ouest pour les campagnes C3 et C4 car pas de résultats disponibles à Toul. E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 4
Inventaire régional des émissions Air Lorraine réalise un inventaire des émissions de polluants à l échelle régionale. Le graphique ci-après présente les émissions recensées sur la ville de Toul. Les secteurs prépondérants en termes d émissions polluantes sont le transport routier et le résidentiel/tertiaire. Les émissions d oxydes d azote proviennent majoritairement du transport routier (71 %) et dans une moindre mesure du secteur résidentiel/tertiaire (15 %). Concernant les émissions de PM 10, ces dernières proviennent essentiellement et à parts quasi égales du secteur résidentiel et du transport routier (près de 30 %), suivi par l industrie (18%) et dans une moindre mesure par les activités agricoles (12%). Le benzène (COV réglementé) est quant à lui majoritairement émis par le secteur résidentiel/tertiaire (près de 60%), suivi par le transport routier (35%). Sectorisation des émissions sur la commune de Toul (inventaire régional des émissions en 2012 - version 2014) 100% 9% 2% 29% 5% 58% 34% 1% Extraction, transformation et distribution d'énergie Industrie manufacturière, traitement des déchets, construction Tertiaire, commercial et institutionnel 50% 0% 6% 71% 28% 21% 2% 2% 12% 35% 33% 1% 18% 4% 6% 7% 2% 1% 8% 1% 2% NOx PM10 Benzène COVNM Agriculture, sylviculture et aquaculture hors UTCF Transport routier Modes de transports autres que routier Résidentiel Résultats des campagnes de mesures s annuelles Mesures avec le laboratoire mobile : Le tableau ci-après présente les moyennes annuelles calculées pour les différents polluants à partir des mesures avec le moyen mobile, et les valeurs réglementaires associées pour la protection de la santé humaine (Directive 2008/50/CE et Article R221-1 modifié par le décret n 2010-1250 du 21 octobre 2010). Résultats des polluants mesurés à Toul en 2015 avec le laboratoire mobile : Polluants Seuils pour la protection de la santé humaine Valeurs de référence en 2015 en µg/m 3 Dépassements Valeurs moyennes obtenues sur l année 2015 en µg/m 3 Dioxyde d azote (NO 2) Valeur limite annuelle 40 Non 21 Poussières (PM 10) Valeur limite annuelle 40 Non 24 Pour le NO 2 et les PM 10, les concentrations moyennes annuelles obtenues au niveau du laboratoire mobile sont inférieures aux valeurs réglementaires annuelles définies pour la protection de la santé humaine. Pour les PM 10, la valeur limite pour la protection de la santé fixée à 50 µg/m 3 en moyenne journalière et à ne pas dépasser plus de 35 fois par an a été respectée sur la période des mesures (14 jours de dépassements). E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 5
Une étude de représentativité des niveaux en dioxyde d azote NO 2 et en PM 10 mesurés à Toul a été réalisée afin de s affranchir d un risque de sous-évaluation ou de surévaluation des teneurs mesurées avec le laboratoire mobile. Les résultats indiquent une bonne cohérence des résultats obtenus à Toul en NO 2 et PM 10 par rapport aux mesures des sites fixes et ce, quelle que soit sa typologie (écart allant de 0,5% à 2%, tout polluant confondu). Le tableau ci-dessous compare les moyennes annuelles calculées à partir des mesures réalisées à Toul à celles de sites fixes de typologie différente. s mesurées à Toul en 2015 et sur divers sites fixes d Air Lorraine (en µg/m 3 ) : Toul 2015 Villers-A33 2015 Metz Pont 2015 Sites trafic 2015 Sites urbains NO2 21 60 33 36 20 PM10 24 19 24 22 20 Pour le NO 2 : La valeur moyenne calculée à Toul est proche de celles calculées sur l ensemble des stations fixes urbaines de Lorraine sur les mêmes périodes de mesures, et également par rapport à la valeur moyenne annuelle 2015. Par rapport à l ensemble des sites de typologie trafic, elle est inférieure d environ 40 % en moyenne. A titre indicatif, les sites de typologie trafic localisés à Belleville sur Meuse et Lunéville, villes de taille modérée (nombre d habitants compris respectivement entre 3000 et 20000 habitants) indiquent des niveaux moyens de 25 µg/m 3. L emplacement du moyen mobile à Toul, en retrait d environ 6 mètres de la route, dans un secteur plutôt bien ventilé, sans obstacle majeur, et combiné à un trafic automobile modéré (de l ordre de 3500 à 4000 véhicules par jour) permet d obtenir des niveaux plutôt satisfaisants en dioxyde d azote. Pour les PM 10 : La concentration moyenne à Toul est du même ordre de grandeur que celles provenant des points fixes lorrains de typologie trafic, que ce soit sur la période de la campagne que sur la totalité de l année 2015. Mesures avec les tubes passifs : Concernant les mesures de COV réalisées avec les tubes passifs, on obtient une valeur moyenne annuelle en benzène de 0,9 µg/m 3, respectant ainsi l objectif de qualité fixé à 2 µg/m 3 sur un an et, de ce fait, la valeur limite annuelle de 5 µg/m 3. 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 µg/m 3 Valeur moyenne 2015 en benzène Campagne Toul Objectif qualité (2µg/m 3 ) Valeur limite (5µg/m 3 ) 0.9 Les autres COV (toluène, éthylbenzène, m+p-xylènes et o-xylène), non réglementés, les valeurs moyennes annuelles sont comprises entre 0,2 µg/m 3 et 1,2 µg/m 3 en fonction du composé. E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 6
Au regard des différents résultats faisant suite à la campagne de mesures réalisée à Toul en contexte de proximtié trafic, il n existe pas actuellement de risques de dépassement des valeurs limites moyennes annuelles pour les polluants considérés. Comparaison des résultats obtenus en 2015 à ceux des précédentes campagnes Seules des campagnes de mesures en contexte de fond urbain ont été mises en œuvre sur la commune de Toul les années précédentes, et sur des emplacements parfois différents en fonction des années. Par ailleurs, les périodes de mesures n ont pas été identiques d une campagne à l autre. Par conséquent, il est très délicat de comparer sensu stricto les résultats obtenus à Toul en 2015 en contexte de proximité trafic, avec ceux des anciennes campagnes. Cependant, à titre purement indicatif, les précédentes campagnes ont montré les tendances suivantes : la première campagne a eu lieu en août 2005 au niveau de la rue République, la remorque laboratoire ayant été placée dans la cour de l école du Châtelet, la seconde campagne, entre novembre 2007 et mars 2008 sur la Place Maurice Grégoire et une troisième entre juin et octobre 2008 sur cette même place. une quatrième campagne en 2012, mise en oeuvre avec un moyen mobile implanté au Boulevard de Pinteville entre mars et décembre. Ces campagnes ont mis en évidence des niveaux en NO 2 et PM 10 respectant les seuils réglementaires, les teneurs moyennes obtenues étant dans des ordres de grandeur similaires à celles habituellement observées en contexte de fond urbain dans des villes de taille moyenne (Bar le Duc, Epinal ) : - les concentrations moyennes annuelles en NO 2 relevées à Toul sont comprises entre 24 et 28 µg/m 3 depuis 2007, toutes campagnes confondues, - les niveaux moyens annuels en PM 10 sont compris dans une fourchette allant de 24 et 27 µg/m 3 pour l ensemble des campagnes de mesures effectuées à partir de 2007. Résultats des campagnes de mesures Maxima journaliers Pour les périodes d étude, les dépassements vis-à-vis des seuils réglementaires en lien avec l exposition aigüe des populations ont été cherchés dans le tableau présenté ci-après. Maxima relevés à Toul en 2015 (maxima horaire pour le NO 2 et maxima journalier en PM 10) : Polluant PM 10 NO 2 Seuil Valeur de référence Dépassement a sur 24 heures calculée à 8 h et 14 h dépassée sur deux stations régionales (déclenchement de la procédure d information/alerte sur prévision à partir d août 2015). b horaire dépassée à moins de 3 heures d intervalles sur deux stations représentatives de la même zone. Aucun seuil d information et d alerte n a été atteint pour le dioxyde d azote NO 2. Maximum horaire observé pendant les campagnes (sur 24h pour les PM 10) µg/m 3 µg/m 3 Seuil d alerte a 80 Oui Seuil d information a 50 Oui 99 Seuil d alerte b 400 Non Seuil d information b 200 Non 84 En ce qui concerne les PM 10, le seuil de 50 µg/m 3 a été dépassé pendant 18 jours. Ces dépassements ont également été observés sur d autres stations fixes de la région en lien avec des conditions météorologiques favorables à l accumulation de ce polluant dans l air ambiant, donnant lieu au déclenchement de la procédure régionale d information et de recommandations. Le seuil d alerte de 80 µg/m 3 a quant à lui été dépassé 3 jours (mars), occasionnant le déclenchement de la procédure d alerte qui s y rattache (plusieurs sites en dépassement). E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 7
La valeur limite pour la protection de la santé humaine (50 µg/m 3 en PM 10 en moyenne journalière, à ne pas dépasser plus de 35 jours par an) est quant à elle respectée, avec 14 jours de dépassement sur l ensemble des périodes de mesures. Synthèse et perspectives Cette campagne de mesures s inscrit dans la stratégie de surveillance et d information d Air Lorraine définie dans le Plan de Surveillance de la Qualité de l Air (PSQA) pour la région Lorraine entre 2011 et 2015 pour lequel Air Lorraine s est fixé des axes prioritaires d investigation comprenant les agglomérations de plus de 15 000 habitants. Cette vaste campagne permet d élargir nos connaissances sur la qualité de l air en contexte de proximité trafic. Pour rappel, le Schéma Régional Climat Air Energie (SRCAE) avait permis d identifier des communes dites «sensibles» à la pollution de l air (secteurs risquant de dépasser des valeurs limites pour le NO 2) : la commune de Toul en fait partie. Ce classement est guidé par le croisement de sources importantes telles que l autoroute A31 et la Nationale 4, avec une densité importante de population. Les résultats obtenus sont les suivants : Concernant la pollution chronique, les moyennes annuelles calculées en dioxyde d azote NO 2 et poussières PM 10 sont inférieures aux différentes valeurs limites réglementaires définies pour la protection de la santé humaine. La valeur moyenne obtenue à Toul en NO 2 est globalement du même ordre de grandeur que celles calculées sur l ensemble des stations fixes urbaines de Lorraine, et inférieure d environ 40% à celles issues de l ensemble des sites de proximité trafic lorrains. Par rapport aux sites fixes de proximité automobile localisés dans des villes de taille modeste à modérée, le niveau moyen relevé à Toul est plus faible d environ 15%. L emplacement du moyen mobile à Toul en retrait de la route, dans un secteur plutôt bien ventilé, sans obstacle majeur, et combiné à un trafic automobile modéré explique ce constat. En PM 10, les concentrations moyennes sont du même ordre de grandeur que celles provenant des points fixes lorrains de typologie trafic, que ce soit sur la période de la campagne que sur la totalité de l année 2015. Quant au benzène, la valeur moyenne annuelle respecte les différents seuils réglementaires. Au regard des différents résultats faisant suite à la campagne de mesures réalisée à Toul, il n existe pas actuellement de risque de dépassement des valeurs limites annuelles pour les polluants considérés, en contexte de proximité trafic pour des points de mesures de configuration similaire. Concernant la pollution aigue, les résultats obtenus ont été comparés à la réglementation en vigueur pour les pics de pollution : aucun seuil d information et/ou d alerte n a été atteint pour le NO 2. Concernant les PM 10, 18 jours de dépassements du seuil d information (50 µg/m 3 ) ont été enregistrés. Ces dépassements ont également été constatés sur d autres points fixes de la région, donnant lieu au déclenchement de la procédure régionale d information et de recommandations. Le seuil d alerte (80 µg/m 3 ) a été dépassé 3 jours en mars lors des mesures touloises. La procédure d alerte a été déclenchée sur la région à cette période, en raison du dépassement constaté sur plusieurs stations fixes d Air Lorraine. La valeur limite pour la protection de la santé humaine (50 µg/m 3 en PM 10 en moyenne journalière, à ne pas dépasser plus de 35 jours par an) a été respectée (14 jours de dépassement comptabilisés). Air Lorraine Pôle de Metz : 20 rue Pierre Simon de Laplace 57070 Metz / Tél. : 03.87.74.56.04 Pôle de Nancy : 20 allée de Longchamp 54600 Villers-Lès-Nancy / Tél. : 03.83.44.38.89 Mail : contact@air-lorraine.org Rédacteur : Sandrine BOURDET Vérificateur : Alexandre OCKLER Approbateur : Alexandre OCKLER Le rapport de synthèse peut faire l objet de modifications ultérieures. Dans ce cas, la dernière version sera mise en ligne sur www.air-lorraine.org E v a l u a t i o n d e l a q u a l i t é d e l a i r à T o u l e n 2 0 1 5 8