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Fiche n°5
Méthode de détection préliminaire pour l’estimation des impacts
environnementaux cumulatifs
Date(s) de réalisation : décembre 2009
Type de fiche : action
Référence des documents analysés :
A preliminary Screening Method to Estimate Cumulative Environmental Impacts New Jersey Department of
Environmental Protection. December 22, 2009. 9 p.
Contacts, personnes ressources et leurs coordonnées :
New Jersey Department of Environmental Protection. Office of Environmental Justice.
401 East State Street. P.O. Box 402 Trenton NJ 08625-0402.
Tél. : (609) 292-2908. Coordinator: Riché Outlaw.
Fiche d’identité
Auteur principal et
collaborateur(s) à la
réalisation de l’étude
Porteur(s)
Eléments de financement et
financeur(s)
Nom et calendrier du projet
Localisation et
caractéristiques
géographiques de l’étude
Auteurs non cités.
Département de la Protection de l’Environnement du New Jersey (« New Jersey
Department of Environmental Protection » ou NJDEP).
A priori, financement direct du NJDEP.
A Preliminary Screening Method to Estimate Cumulative Environmental Impacts. 2009
[Source Wikipédia] L’Etat du New Jersey se situe sur côte est des Etats-Unis, entre New
York et Philadelphie. Il couvre 20 000 km2 et compte environ 8,4 millions d’habitants en
2000, ce qui fait de lui l’Etat le plus densément peuplé des Etats-Unis (440 hab./km2, soit
deux fois moindre qu’en Ile-de-France). Il ne compte pas de très grandes métropoles
(maximum 275 000 habitants à Newark et 3 autres villes de plus de 100 000 habitants)
mais est occupé par les grandes banlieues de New York et de Philadelphie. Il s’agit d’un
Etat industriel, leader en matière de production chimique et pharmaceutique, comptant
également des activités de raffinage de pétrole et de métallurgie ainsi qu’un réseau très
important de PME liées aux très nombreuses universités. Malgré la proximité de l’Océan,
le climat est de type assez continental avec des étés chaud et des hivers froids et une
pluviométrie annuelle de 1000 à 1300 mm répartie de manière relativement homogène sur
l’année.
Présentation générale
Type de démarche
Contexte
Démarche analytique avec utilisation d’un SIG.
En février 2009, un décret était signé par le Gouverneur du New Jersey pour la promotion
de la qualité de l’environnement des communautés pauvres et issues de minorités. Ce
décret rétablissait entre autre le Conseil Consultatif de Justice Environnementale dans son
rôle de produire des recommandations à l’adresse du Directeur du NJDEP sur la gestion
des problèmes de justice environnementale. Plus spécifiquement, le décret enjoignait le
NJDEP de prendre en compte les conclusions du rapport du Conseil Consultatif intitulé
« Stratégie pour la gestion des impacts cumulatifs dans les communautés cibles de la
justice environnementale » En conséquence, le Directeur du NJDEP a demandé la
collaboration des membres du Conseil Consultatif pour le développement d’un premier
outil de détection basé sur un SIG intégrant les données environnementales critiques et les
caractéristiques ethniques et socioéconomiques des populations. Dans ce but, le NJDEP a
réalisé une revue des travaux d’évaluation en matière de justice environnementales
conduits au niveau fédéral (US-EPA), et local (notamment les travaux californiens).
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Objectifs initiaux
Etat actuel du projet
Elaborer un premier outil permettant de sélectionner sur une base géographique les
communautés soumises à des niveaux préoccupant d’impacts environnementaux
cumulatifs.
Etude terminée, outil préliminaire élaboré.
Données environnementales
Type et
milieu
Sources
d’émission
et/ou sites
de mesure
Particules diesel, benzène et tous polluants émis par les activités industrielles réglementées,
les transports routiers, les sites contaminés, les ateliers de nettoyage à sec et les dépotoirs
(« junkyard »).
Milieux : air principalement, sols et eaux dans une moindre mesure.
D’après les auteurs, les données retenues devaient être facilement disponibles, sous une
forme précise et cohérente, sur l’ensemble de l’Etat du New Jersey, incorporable dans un
SIG et spatialement analysables, et cohérentes entre elles du point de vue temporel.
-
Risques cumulés de cancer en 10-6 (par secteur de recensement)
Concentrations moyennes annuelles de particules diesel en µg/m3 (moyenne
annuelle par secteur de recensement)
Concentrations moyennes annuelles de benzène en µg/m3 (grille 100x100 m)
Trafic annuel tous véhicules routiers (zone de 300 m de part et d’autres des axes)
Trafic annuel poids lourds (zone de 300 m de part et d’autres des axes)
Densité des sites polluants réglementés en Nbre/acre (grille 100x100 m)
Densité de sites contaminés connus en Nbre/acre (grille 100x100 m)
Densité des ateliers de nettoyage à sec en Nbre/acre (grille 100x100 m)
Densité des dépotoirs en Nbre/acre (grille 100x100 m)
-
Résultats de l’évaluation nationale des toxiques atmosphériques (NATA 1999, USEPA). Le NATA – National Air Toxic Assessment – est un dispositif national
d’évaluation des concentrations moyennes annuelles des polluants dans l’air. Il est
basé sur les émissions atmosphériques des sources fixées inventoriées par le TRI et
d’autres bases de données, et les émissions de sources mobiles (transports et autres
activités). Le NATA prend en compte les émissions diesel et 177 autres substances
toxiques sur les 187 citées par les « Clean Air Act Amendements» de 1990. Les
concentrations moyennes annuelles sont estimées par modélisation de dispersion
atmosphérique, puis les concentrations d’exposition sont estimées à l’aide du
modèle HAPEM (« Hazardous Air Pollutant Exposure Model »), qui prend en
compte les relations entre les concentrations ambiantes et intérieures et les
activités des populations reconstituant ainsi les schémas conceptuels et scénarios
d’exposition représentatifs des zones étudiées. Les résultats sont disponibles à
l’échelle des secteurs de recensement (« census tracts »).
A partir des concentrations d’exposition fournies par le NATA, les auteurs
calculent pour chaque secteur, sur l’ensemble des substances cancérigène et/ou non
cancérigènes pour lesquelles l’US-EPA fournit des valeurs toxicologiques de
référence pour l’inhalation, 2 indices cumulés de risque sanitaire :
1. la somme des Excès de Risque Individuels (∑ERI) de cancer par inhalation
pour la durée de vie entière (produits des concentrations par les Excès de
Risque Unitaires ou « Inhalation Unit Risk » de l’US-EPA) et
2. la somme des Quotients de Danger (∑QD) par inhalation (rapport entre la
concentration d’exposition et la Concentration de Référence – « Reference
Concentration » de l’US-EPA).
-
Système de gestion de la circulation routière pour les comptages routiers
-
Département de la Protection de l’Environnement du New Jersey (« New Jersey
Department of Environmental Protection » ou NJDEP) de l’Etat du New Jersey
pour les concentrations de benzènes et densité des sites (installations polluantes et
Agents
chimiques
Origine des
données
3
Type et
milieu
Agents
physiques
Sources
d’émission
et/ou sites
de mesure
Origine des
données
Autres agents considérés
sites pollués).
Aucun agent physique n’est mentionné. Il est cependant probable que les niveaux de bruits
soient associés aux pollutions issues de la circulation routière et, dans une moindre mesure,
des activités industrielles. La corrélation entre odeurs et certaines activités industrielles et
des dépotoirs est également possible.
Cf. agents chimiques
Cf. agents chimiques
Aucun
Données de population et de santé
Populations concernées
Variables
socioéconomiques
Variables
sanitaires
Perception
Type
Origine des
données
Population générale de l’Etat du New Jersey (NJ)
- % population issue de minorités (populations ni blanches ni hispaniques)
- % population pauvre (vivant sous le seuil de pauvreté)
Recensement général de 2000 (US Census 2000), relatant l’état de la population en 1999.
Type
Aucune
Origine des
données
Type
Origine des
données
Aucune
Analyse des données
Pour les données environnementale, l’échelle d’analyse est la maille de 100x100 m d’une
grille couvrant l’ensemble du territoire de l’Etat, soient environ 2 millions de mailles.
Echelle d’analyse
Traitement des données
Pour les données socioéconomiques et la confrontation de celles-ci aux données
environnementales, l’échelle retenue est le groupement d’îlots de recensement (« census
block group »), qui est la plus petite partie du territoire pour lesquels l’ensemble des
données environnementales et socioéconomiques retenues sont disponibles et exploitables
dans un SIG sur la totalité de l’Etat. Il faut noter que le New Jersey compte 6 521
groupements d’îlots de recensement, d’une superficie moyenne d’environ 80 acres, soient
324 ha ou 3,2 km2.
Les 9 données environnementales sont calculées et/ou reportées pour chaque maille de
100x100m de la grille aux dimensions du NJ. La grille est générée avec l’outil « Create
Fishnet » d’ArcGIS, puis l’analyse de la grille est réalisée grâce aux outils d’analyse
spatiale d’ArcGIS. Les données n’étant pas toutes cohérentes du point de vue des unités,
elles ont été normalisées au moyen de leur « Z-score », c’est-à-dire la « distance »,
exprimée en quantité d’écart-types dont elles s’éloignent de la moyenne de leur distribution
centrée (en considérant cette distribution comme normale). En d’autres mots, le Z-sore et
défini par : Z-score = (valeur de la donnée – moyenne de toutes les valeurs)/écart-type.
Dans un but de simplification, la valeur 3 a été attribuée aux Z-scores supérieurs à 3, ce cas
étant relativement rare.
Pour chaque maille, deux scores d’impact cumulatifs sont calculés respectivement par :
- la somme des Z-scores des 9 données, à l’aide de l’outil « Raster Calculator »,
cette somme étant inférieure ou égale à 9x3 = 27
- le nombre de données pour lesquelles le Z-score est supérieur à 1, ce nombre étant
donc inférieur ou égal à 9.
Les scores d’impact cumulatif ont été ensuite extrapolés aux groupements d’îlots de
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recensement (superficie supérieure aux mailles) grâce à la fonction « Zonal Statistics » de
l’outil « Raster Calculator ». Il a ainsi été attribué à chaque groupement d’îlots les 4 indices
de risque cumulatif suivants calculés sur l’ensemble des mailles recouvertes par le
groupement :
- (i) la moyenne et (ii) la valeur maximale des sommes de Z-scores
- (iii) la moyenne et (iv) la valeur maximale des nombres de données avec un Zscore supérieur 1.
Des histogrammes ont été élaborés avec :
- en abscisses, les caractéristiques socioéconomiques classées par tranches :
intervalles de 10%, de 0 à > 90 % pour la proportion de populations à la fois non
blanches et non hispaniques, et intervalles de 2,5 %, de 0 à > 25% pour les
proportions de populations pauvres
- en ordonnées, les scores d’impacts cumulés (4 types).
Modèles numériques et
logiciels employés
ArcGIS 9.2 (ESRI).
Méthodologie spécifique à la problématique « points noirs »
Identification des points noirs
Elaboration d’indices multisources/multi-exposition
Les distributions des 4 types de scores d’impact cumulé décrits ci-dessous peuvent être
utilisées pour identifier les points noirs environnementaux, tout au moins pour le risque
chimique, à l’échelle des mailles 100x100 m où de zones plus étendues.
Les 4 types de scores d’impact cumulé décrits ci-dessous constituent des indices multisources (industries, transports, déchets) et multi-exposition pour l’exposition par inhalation
(benzène, particules diesel, solvants et autres substances cancérigènes).
Mise en pratique
Résultats
Communication
Perception par la population
Les histogrammes montrent une tendance à l’augmentation des taux de populations non
blanches et de population pauvres avec l’augmentation des scores d’impact cumulés, quelle
que soit la méthode de calcul (somme ou nombre). Cette tendance apparaît visuellement
mais aucune analyse statistique n’a été conduite pour confirmer et/ou étayer l’éventuelle
association entre les deux facteurs.
Cette publication ne semble pas avoir été l’objet de campagne de communication
particulière étant donnée le caractère très préliminaire du présent travail
Non mentionnée
Perspectives
Suite du travail
Applications concrètes
Ce travail se doit d’être continuellement mis à jour en fonction de l’actualisation des
données utilisées (par exemple, base de données NATA et inventaire des sites contaminés).
Il sera également complété par l’incorporation de nouvelles données telles que :
- la qualité des eaux de boisson
- la pollution des sols et des nappes souterraines
- les concentrations d’ozone et de PM2,5
L’outil décrit ci-avant de classement des zones selon l’impact cumulatif sera développé de
manière à ce qu’il soit disponible et utilisable par tous les utilisateurs pertinents.
Evaluation de la méthodologie et des résultats
Par les auteurs
Intérêt
Limites
Commentaires
dans le cadre de
la
problématique
« points noirs »
Intérêt
Limites
Outils basé sur des données disponibles avec une résolution fine sur l’ensemble de l’Etat et
manipulables à l’aide d’un SIG.
Démarche préliminaire nécessitant d’être complétée.
Méthode simple d’identification de points noirs environnementaux (basé sur les Z-scores).
Outil actualisable et perfectible au cours du temps, résolution très fine, prise en compte les
sources de pollution fixes et mobiles.
Le New Jersey présente une superficie double de celle de l’Ile-de-France mais une
population 33% inférieure).
Nécessite une cartographie préliminaire des données environnementales. Les données
socioéconomiques sont limitées et les données sanitaires absentes. Absence de prise en
compte des facteurs physiques.