Modélisation des niveaux de pollution extérieure : de l existant au futur Laurence ROUÏL Responsable du pôle Modélisation environnementale et décision laurence.rouil@ineris.fr
Le dispositif de mesure de la qualité de l air en France (26 réseaux locaux) : Polluant Nombre de stations Oxydes d azote 476 Ozone 427 Particules de diamètre < 10 µm (PM10) 375 Dioxyde de soufre 260 Particules de diamètre < 2.5 µm (PM2.5) 89 Monoxyde de carbone 74 Benzène 25 HAPs 116 Métaux lourds En cours Rapportage réglementaire Surveillance opérationnelle et analyse de tendances Détection et rapportage des dépassements de valeurs limites Caractérisation des épisodes de pollution (PM) Information du public DCO - 08/09/2004 - titre - 2 Types: rural, urbain, périurbain, trafic, industriel
La montée en puissance de la modélisation : avec des outils matures et fiables Prévision de court terme, cartographie, études de scénarios pour l évaluation de plans de gestion -Calculs haute résolution réalisés sur des systèmes informatiques de haute performance - Qualité et fiabilité accrue des modèles et de leurs données d entrée (inventaires d émission) - Cartographier : pour une information plus lisible - Prévoir : pour concevoir et calibrer des plans d action DCO - 08/09/2004 - titre - 3
Vers un système maintenant mature où mesures et modèles sont intégrés de manière équivalente dans le dispositif: évolution des pratiques des experts, de la réglementation, capacité de réduire l incertitude de la décision DCO - 08/09/2004 - titre - 4
Combiner mesures et simulations pour une meilleure représentation de la qualité de l air et de l exposition Moyenne des concentrations de PM10 22400 km 2 15,3 M hab 2007 2008 Estimation des surfaces et populations potentiellement touchées : 2009 3100 km 2 5,8 M hab DCO - 08/09/2004 - titre - 5
L archivage de ces résultats permet de réaliser des analyses de tendances Production de cartes haute résolution pour les polluants réglementés. Simulations CHIMERE avec assimilation des données des AASQA DCO - 08/09/2004 - titre - 6
Utiliser les modèles pour anticiper les événements, informer et agir www.prevair.org Plate-forme de modélisation Rhône-Alpes DCO - 08/09/2004 - titre - 7
Utiliser les modèles, la prévision et les observations pour l analyse d épisodes de pollution Exemple : Janvier2009, situation anticyclonique exceptionnelle en Europe de l Ouest avec des températures très basses et des vents faibles Polluants emprisonnés près de la surface du sol Emissions additionnelles dues à l usage de la combustion de bois de chauffage PREV AIR a bien prévu l épisode mais en sous-estimant les concentrations de PM10 et de NOx. En particulier la prise en compte des sur-émissions a pu être réalisée en combinant modèles et mesures DCO - 08/09/2004 - titre - 8
. Mettre en oeuvre les modèles pour imaginer des stratégies de gestion Scenario «trafic»: circulation alternée des véhicules DCO - 08/09/2004 - titre - 9 Scénario chauffage : Interdiction du chauffage au bois
voire des stratégies de très long terme prenant en compte l évolution du climat Présent = 1985-1990 [2070-2075] - Present Couplage du code CHIMERE avec un modèle de climat pour calculer des concentrations en PM10 Evaporation de nitrate d ammonium Augmentation de la hauteur de la couche de mélange Production d aerosols secondaires Augmentation des émissions de poussières telluriques DCO - 08/09/2004 - titre - 10
Mesures et modèles pour une meilleure compréhension des phénomènes de pollution atmosphérique Des progrès dans la représentation des impacts et leur interprétation Simulations CHIMERE Epandage d engrais Observations LIDAR DCO - 08/09/2004 - titre - 11
Episodes exceptionnels de transport de poussières : complémentarité mesure/modèles Le 24 mars 2007, des concentrations de l ordre de 150 mg/m3 sont enregistrées en France, une large partie du Nord du pays étant touchée. La veille des concentrations de 1400 mg/m3 étaient mesurées en Slovaquie! Les modèles de prévision n ont pas détecté l évènement. Les réseaux de LIDAR implantés en Europe (EARLINET et GALION) ont détecté le panache venant de l Est y compris dans les hautes couches de l atmosphère, mais la preuve de l évènement est venue de lespace!! Altitude LIDAR CALIOP Source: H. Chepfer (LMD) Latitude Ukraine DCO - 08/09/2004 - titre - 12
Analyse et interprétation Terres arables en Ukraine : sols chernozémiques Violente tempête dans cette région le 23 mars 2007 qui a soulevé un énorme nuage de poussière Re-simulation de l évènement avec CHIMERE: 23 Mars 2007 12:00 24 Mars 2007 12:00 24 Mars 2007 18:00 DCO - 08/09/2004 - titre - 13
Un contexte résolument européen et à la recherche de nouveaux moyens d évaluation Observation satellite reproduite par le modèle Observation satellite DCO - 08/09/2004 - titre - 14
Conclusions : une nouvelle génération d outils pour l évaluation et la prédiction de la qualité de l air Développement de système opérationnels de prévision et de cartographie aux échelles européenne, nationale, locales: permettent de mieux anticiper et comprendre les épisodes de pollution et d imaginer des stratégies de contrôle. Les modèles permettent de qualifier l impact de stratégies de réduction des émissions à moyen et long terme (y compris en prenant en compte l évolution du climat). Mise en œuvre de méthodes couplant modèles et mesures (assimilation de données) pour une meilleure représentation cartographique. L usage de nouveaux moyens de mesure tend à se développer (satellites) en support des modèles. En résumé : la modélisation est une composante à part entière du dispositif national de surveillance et d évaluation de la qualité de l air. C est un moyen opérationnel d aide à la décision avec une formidable marge de progrès DCO - 08/09/2004 - titre - 15