Evaluation des niveaux de pollution en proximité trafic dans

Transcription

Evaluation des niveaux de pollution
en proximité trafic dans
la vallée de la Thur
ASPA10040602-ID
Avril 2010
Contrat 06-08 : Evaluation de la qualité de l’air en proximité trafic sur Thann
1
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 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.
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 L’ASPA peut rediffuser ce document à d’autres destinataires.
Intervenants :
 Moyens mobiles :
Bruno Elsass
 Validation et rapport :
Eric Herber
 Tiers-examen :
Agnès Bertrand
 Coordination et approbation :
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
2
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 2000-2006, la DDE du Haut-Rhin a confié à
l’ASPA en 2001 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 2001 et
20031 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 100
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 Alsace3, 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 2008 au 3 mai 2009 en proximité trafic à Thann à
l’aide d’un laboratoire mobile.
1ère phase de mesure qui s’est déroulée entre le 12 juin et le 4 septembre 2001 et du 29 novembre 2001
au 21 février 2002 : rapport ASPA02051701-ID ;
1
2ème phase de mesure qui s’est déroulée entre le 4 juillet et le 29 août 2002 et du 26 novembre 2002 au
21 janvier 2003 : rapport ASPA03061301-ID ;
3ème phase de mesure réalisée entre le 8 juillet et le 2 septembre 2003 et entre le 12 novembre 2003 et le
6 janvier 2004 : rapport ASPA04071201-ID.
2
Rapport ASPA 04011202-ID / Janvier 2004
3
Rapport PSQA05122101-ID / Décembre 2005
4
Rapport ASPA-07012603-ID / Janvier 2007
3
2. EMPLACEMENT DU LABORATOIRE MOBILE
Le laboratoire mobile LM Remorque a été installé dans la commune de Thann, le long de la
RD1066, 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
4
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 (PM10).
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°1-0718 – du programme 97 basé
sur la norme EN 17025, 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 PM10. 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 2008 et le 3 mai 2009.
5
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 0,4 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.
Vitesse et direction du vent relevés à Thann
période du 15/11/08 au 04/05/09
350
3
300
2,5
250
Illustration 2 : rose des vents
1
100
Nord
30
direction de vent
N-Est
0
S-Ouest
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
0
17/12
10
Ouest
vitesse de vent
0
1/12
20
0,5
50
23/11
N-Ouest
1,5
150
15/11
LM remorque à Thann
15/11/08 - 04/05/09
Vitesse du vent > 0,5 m/s
200
Illustration 3 : vitesse et direction du vent
relevées à Thann
Est
Température moyenne journalière et maxima horaires journaliers
relevés à Thann
période : du 15/11/08 au 04/05/09
S-Est
30
moyenne journalière
maxima horaires journaliers
25
Sud
20
Temp. (°C)
15
10
5
2/5
24/4
16/4
8/4
31/3
23/3
15/3
7/3
27/2
19/2
11/2
3/2
26/1
18/1
10/1
2/1
25/12
17/12
9/12
1/12
23/11
-5
15/11
0
-10
Illustration 4 : Températures relevées à Thann
6
W en m/s
DV en degrés
2
Résultats issus du laboratoire mobile (remorque)
Les mesures réalisées en proximité trafic à Thann ont été comparées aux niveaux observés sur
les stations de STG Clemenceau et STG A35 (toutes deux de typologie trafic) ainsi que sur
Mulhouse Nord5, 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 10 et
144 µg/m3 soit en moyenne 49 µg/m3 sur la période de mesures. Celles en NO2 ont été plus
faibles, comprises entre 13 et 71 µg/m3 soit en moyenne 41 µg/m3.
Concentrations moyennes journalières
en oxydes d'azote relevées à Thann
période : du 15/11/08 au 04/05/09
160
µg/m3
NO
NO2
140
120
100
80
60
40
20
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
0
Illustration 5 : moyenne journalière en NO et
NO2 à Thann
5
Strasbourg Clemenceau : boulevard Clemenceau à Strasbourg ;
Strasbourg A35 : Rue Abbé Lemire à Strasbourg ;
Mulhouse Nord : rue Lefèvre à Mulhouse.
7
Moyenne journalière - Comparaison aux stations fixes du réseau ASPA (illustrations 6 et 7)
en dioxyde d'azote
en monoxyde d'azote
période : du 15/11/08 au 04/05/09
période : du 15/11/08 au 04/05/09
250
600
µg/m3
NO2 Clem
200
NO Thann
µg/m3
NO2 Thann
NO Clem
500
NO A35
NO2 A35
NO MUL Nord
400
NO2 MUL Nord
150
300
100
200
50
100
Illustration 6
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
15/11
0
0
Illustration 7
Les maxima horaires journaliers relevés à Thann en NO ont fluctué entre 21 et 362 µg/m3 et
ceux de NO2 entre 23 et 155 µg/m3.
Maxima horaires journaliers - Comparaison aux stations fixes du réseau ASPA (illustrations 8 et
9)
Maxima horaires journaliers en dioxyde d'azote
Maxima horaires journaliers en monoxyde d'azote
période : du 15/11/08 au 04/05/09
période : du 15/11/08 au 04/05/09
1400
400
STG A35
1200
STG A35
350
STG Clemenceau
µg/m3
STG Clemenceau
µg/m3
Mulhouse Nord
Mulhouse Nord
300
Labo mobile remorque
1000
250
800
200
600
150
400
100
200
50
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 (Mulhouse Nord) mais
inférieures à celles constatées en proximité trafic sur Strasbourg (STG Clemenceau, STG A35) ;
- pour le NO, comme supérieures à celles observées en milieu urbain à Mulhouse Nord, se
rapprochant de celles observées en proximité trafic sur STG Clemenceau.
8
2/5
24/4
16/4
8/4
31/3
23/3
15/3
7/3
27/2
19/2
11/2
3/2
26/1
18/1
10/1
2/1
25/12
17/12
9/12
1/12
23/11
15/11
2/5
24/4
16/4
8/4
31/3
23/3
15/3
7/3
27/2
19/2
11/2
3/2
26/1
18/1
10/1
2/1
25/12
17/12
9/12
1/12
23/11
0
15/11
0
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.
STG
A35
STG
Clemenceau
MUL
Nord
station trafic
station trafic
station urbaine
Max.
2,43
2,61
1,47
2,03
Moy.
1,23
1,12
0,63
1,20
Rapport
NO/NO2
Thann
LM Remorque
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 Mulhouse Nord sont bien distincts et
correspondent à une typologie urbaine.
9
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
Mulhouse Nord et proches des niveaux rencontrés en proximité trafic sur Strasbourg (STG A35,
STG Clemenceau).
Profils journaliers moyens en monoxyde d'azote
Profils journaliers moyens en dioxyde d'azote
période : du 15/11/08 au 04/05/09
période : du 15/11/08 au 04/05/09
140
140
µg/m
3
µg/m3
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
STG Clemenceau
STG A35
Mulhouse Nord
20
0
0
1
2
3
4
5 6
7
8
1
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
2
3
4
5
6
7
STG Clemenceau
STG A35
Mulhouse Nord
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Heures TU
Heures TU
Illustration 10
Illustration 11
Référence aux normes
Les maxima horaires compris entre 23 et 155 µg/m3 sont restés inférieurs aux niveaux de
recommandation et d’alerte (respectivement 200 et 400 µg/m3 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
Maxima horaires journaliers
en dioxyde d'azote relevés en proximité trafic sur Strasbourg
période : du 15/11/08 au 04/05/09
période : du 15/11/08 au 04/05/09
400
400
niveau d’alerte
niveau d’alerte
350
350
300
300
STG Clemenceau
STG A35
250
250
niveau de recommandation
niveau de recommandation
200
200
150
150
100
100
50
50
µg/m3
0
µg/m3
Illustration 13
10
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
Illustration 12
17/12
1/12
23/11
15/11
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
0
Les particules PM10
Evolution des moyennes journalières et des maxima horaires journaliers
Les concentrations moyennes journalières en particules PM10 relevées à Thann (illustration 14)
ont varié entre 9 et 98 µg/m3 soit en moyenne 37 µg/m3 sur la période de mesures. Les
maxima horaires journaliers ont fluctué entre 16 et 266 µg/m3.
L’analyse des courbes d’évolution des moyennes journalières PM10 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.
en particules PM10 relevées à Thann
Maxima horaires journaliers en particules PM10
période : du 15/11/08 au 04/05/09
période : du 15/11/08 au 04/05/09
300
200
180
µg/m3
STG Clemenceau
160
µg/m3
STG Clemenceau
250
STG A35
STG A35
140
Mulhouse Nord
200
MUL Nord
120
150
100
80
100
60
40
50
20
0
Illustration 14
Illustration 15
Profils horaires journaliers moyens sur la période d’étude
L’évolution horaire des niveaux de particules PM10 sur les stations STG A35, STG Clemenceau
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.
11
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
0
Le profil horaire journalier moyen à Thann présente quant à lui une seule élévation, avec des
niveaux de concentrations qui restent stables entre 10h 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 RD1066 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.
Profils journaliers moyens en particules PM10
période : du 15/11/08 au 04/05/09
60
µg/m3
40
20
STG Clemenceau
STG A35
Mulhouse Nord
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Illustration 16
Heures TU
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 104 µg/m3 (illustration 17).
Dix dépassements du niveau de recommandation (80 µg/m3 en moyenne glissante sur 24
heures) ont été relevés à Thann.
Ces pics de particules observés le long de la RD1066 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 PM10
période : du 15/11/08 au 04/05/09
200
µg/m3
STG Clemenceau
175
STG A35
150
Mulhouse Nord
Niveau d’alerte
125
100
Niveau de recommandation
75
50
25
2/5
24/4
8/4
16/4
31/3
23/3
7/3
15/3
27/2
19/2
3/2
11/2
26/1
18/1
2/1
10/1
25/12
9/12
17/12
1/12
23/11
15/11
0
Illustration 17
12
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 2008 et le 3 mai 2009 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 RD1066 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.
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Evaluation des niveaux de pollution en proximité trafic dans

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