Surveillance de la Qualité de l`Air : les faits marquants de l

. Survei l lance
de la Qua l i té
de l ’A i r :
les faits
marquants
de l ’a nnée
31
Episodes de pollution : deux temps forts
Deux épisodes majeurs de pollution ont marqué l'année 1998. Le premier épisode, hivernal, concernait le dioxyde
d'azote, en février. Le second, estival, concernait l'ozone et dans une moindre mesure le dioxyde d'azote, en août.
Un mois de février sous le signe de la pollution
L'épisode a duré deux semaines, du 3 au 15 février,
avec deux périodes de forte pollution, du 3 au 6
février et du 10 au 15 février. La seconde période a
connu les deux journées les plus polluées pour le
dioxyde d'azote, les 13 et 14 février, le 13 avec le
déclenchement du niveau 2 (niveau d'information
du public de 300 µg/m3 en moyenne horaire) et le
14 avec un déclenchement de niveau 2 conduisant
à des valeurs proches du niveau 3 (alerte
proprement dite à partir de 400 µg/m3 en moyenne
horaire). Ce jour là il est vrai, le trafic dans le centre
de l'agglomération déjà particulièrement dense à la
suite d'une manifestation d'une exceptionnelle
Evolution de l’indice ATMO en agglomération parisienne de 2 au 16 février 98
ampleur (2 500 bus, 25 000 voitures), a été aggravé
par les départs en vacances d'hiver. A la demande
du Préfet de Police, contrôles antipollution des
véhicules et limitations de vitesse étaient de mise.
La circulation alternée n'a toutefois pas été nécessaire, le niveau 3 n'ayant pas été atteint. Par le
passé, jamais de tels niveaux de dioxyde d'azote
n'avaient été relevés lors d'un week-end de plein
hiver.
Pendant toute cette période de dégradation de la
qualité de l'air, la région Ile-de-France bénéficiait
d'une clémence printanière avec des records
centenaires de température (on frôlait les 18°C).
Les données météorologiques fournies par MétéoFrance indiquaient une situation très classique
Niveaux horaires de NO2 du 12 au 15 février 1998.
d'épisodes de pollution : un caractère très
anticyclonique, surtout du 10 au 15 février où
l'anticyclone était centré sur le Nord de la France, des vents très faibles (0 à 2 m/s) et des différences de température
supérieures à 8°C entre 0 et 300 mètres d'altitude (à l'origine d'un effet de couvercle d'air chaud au-dessus de
l'agglomération) qui ont persisté une bonne partie de la journée. Les conditions météorologiques ont expliqué la forte
accumulation de la pollution les 13 et 14 février. Alors que le vendredi 13 février, l'ensemble de l'agglomération et plus
particulièrement sa partie Nord-Ouest était concernée par la pointe, samedi les valeurs maximales ont été relevées
dans Paris même ou en très proche banlieue. L'anticyclone, dont les effets débordaient largement le Bassin Parisien,
a été également le révélateur de la pollution par le dioxyde de soufre dans la région lyonnaise où il était émis
essentiellement par les activités industrielles du "couloir de la chimie" au Sud de Lyon. Le niveau 2 de la procédure a
été atteint le samedi 14 février, soit 350 µg/m3 en SO2 en moyenne sur une heure. En Ile-de-France, les 13 et 14
février, l'indice de qualité de l'air marquait 8 (mauvais). Cela tenait à la quasi absence de dispersion et à la
généralisation de l'épisode à l'ensemble de l'agglomération.
La fin de la période hivernale (jusqu'au 31 mars 1998) a bénéficié de conditions météorologiques globalement
favorables à la dispersion des polluants (ciel couvert et vent). Les objectifs de qualité de l'air ont été à nouveau
respectés.
32
Un épisode d'ozone particulièrement éprouvant du 6 au 11 août 1998
Malgré une circulation moindre (baisse de plus de
20 %), relativement typique d'un mois d'août
parisien, les émissions, issues en grande partie du
trafic routier, combinées à une forte chaleur, un
ensoleillement intense et une quasi absence de
vent ont été à l'origine de niveaux d'ozone élevés.
Les concentrations mesurées ont été de plus en
plus élevées au fil des jours, jusqu'à atteindre des
niveaux records le 11 août sur plusieurs stations de
mesure en Ile-de-France .
Cet épisode du 6 au 11 août 1998 n'a pas touché
que la région parisienne mais de nombreuses
agglomérations françaises ont déclenché le niveau
Evolution de l’indice ATMO en agglomération parisienne de 2 au 16 août 98
d'information du public (Strasbourg-Mulhouse, Lille,
Grenoble,
Rouen-Le-Havre,
Aix-en-Provence,
Bordeaux, etc). En Ile-de-France, le niveau
d'information du public (niveau 2 : 180 µg/m3 en
moyenne horaire) de la procédure d'alerte a été
dépassé pour la première fois pendant 4 jours
consécutifs (record de longévité) avec un bon nombre de stations qui ont présenté des niveaux horaires
d'ozone "inédit", jamais atteints jusqu'alors. Le
début de l'épisode avait commencé les 6 et 7 août
(indice 6, qualité de l'air médiocre) par des
dépassements du seuil de vigilance (niveau 1 :
130 µg/m3 en moyenne horaire).
Toutes les conditions météorologiques étaient
réunies pour favoriser d'une part l'accumulation des
Niveaux horaires de O3 du 6 au 12 août 1998.
polluants (vent très faible de Nord-Est, phénomène
matinal de couvercle thermique sur l'agglomération)
et d'autre part la formation d'ozone : 12 à 14 heures d'ensoleillement par jour, températures élevées, 28°C le 6 août,
atteignant 37°C les 10 et 11 août, point culminant de l'épisode au cours duquel toutes les stations du réseau AIRPARIF
(urbaines ou rurales) ont largement dépassé le niveau d'information du public. Trois sites ont dépassé 300 µg/m3 en
moyenne horaire : Le Raincy (station en phase de validation), l'aéroport de Roissy et enfin Tremblay en France qui a
battu le record régional avec 340 µg/m3 et qui n'était plus qu'à 20 µg/m3 du seuil d'alerte de l'ozone (360 µg/m3 en
moyenne horaire), seuil qui n'a jamais historiquement été atteint en Ile-de-France. Le dioxyde d'azote a par ailleurs
comptabilisé deux déclenchements de niveau 1 (200 µg/m3 en moyenne horaire) en fin de période (les 10 et 11 août)
en plein paroxysme de pollution par l'ozone. Le 12 août, le régime de vent a changé pour passer à des directions de
vent de secteurs Ouest à Nord-Ouest avec des vitesses plus importantes, ce qui a favorisé un temps moins chaud, plus
nuageux et venté atténuant de ce fait la formation d'ozone. L'Ile-de-France comme le reste du pays reprenait son
souffle…
Au total, l'année 1998 comptabilise vingt sept journées de niveau 1, sept de niveau 2 et aucune de niveau 3, soient
34 jours où la procédure d'alerte a été enclenchée. C'est presque le double de 1996 qui représente une année peu
polluée. C'est, en revanche, l'équivalent de l'année 1994 (37 jours) , 1995 (41 jours) ou 1997 (38 jours).
33
L’indice de qualité de l’air :
une valeur sûre qui fait des petits
AIRPARIF utilise un indicateur, l'indice national ATMO, à
Figure 1
l'intention du grand public qui caractérise schématiquement la qualité globale de l'air d'une journée pour
l'agglomération parisienne. Cet indice est calculé,
conformément aux règles précisées par le ministère de
l’aménagement du territoire et de l’environnement, à
partir des niveaux de pollution relevés sur 34 stations de
mesure du réseau AIRPARIF qui représentent l'agglomération. Ceux-ci sont comparés aux différentes normes de
qualité de l'air existantes. Quatre polluants sont pris en
compte (dioxyde de soufre, dioxyde d'azote, ozone, poussières). Ils représentent d'une part la pollution
industrielle et les chauffages, et d'autre part la pollution
automobile.
L'indice du jour, constitué d’un chiffre variant de 1 à 10,
Répartition des indices pour l'année 1998
est associé à un qualificatif (ex : 1 = excellent , 10 = exécrable). L'indice estimé du jour, disponible sur le Minitel,
Figure 2
est annoncé chaque soir à la fin du journal régional de
FRANCE 3 Ile-de-France, dans le quotidien national " Le
Figaro ", sur FRANCE 2 Télétexte et dans le quotidien
national " Libération " où ne figure que les adjectifs
qualifiant l'air. L'indice est repris par de nombreuses
radios qui émettent en Ile-de-France (Skyrock, BFM,...). et
sur les 170 panneaux d'information de la Ville de Paris.
AIRPARIF dispose de l'indice de qualité de l'air depuis
1992. Aussi est-il possible de calculer la répartition en
pourcentage des indices ATMO suivant les dix classes et
sur 7 années (92-98). C'est ainsi que sur cette longue
période (figure 2), on note qu'un jour sur deux (174 jours
Répartition de l'indice de qualité de l'air Atmo en agglomération parisienne
de 1992 à 1998
par an sur 365) correspond à un indice excellent à bon
(1 à 3) et un peu moins de 41 % des jours de l'année à
un indice assez bon à moyen (4 à 5). L'indice 6 (médiocre) qui correspond à la limite supérieure des objectifs de qualité
des Directives Européennes et de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), a été atteint ou dépassé plus de 40 jours
par an en moyenne soit 11,2 % de l’année.
ATMO prend en compte les différentes sources de polluants atmosphériques.
Dans son calcul interviennent : le dioxyde de soufre (d'origine industrielle), les poussières (d'origines industrielle et
automobile), le dioxyde d'azote (d'origine essentiellement automobile) et l'ozone (polluant secondaire résultant de la
transformation des oxydes d’azote). Pour chacun de ces polluants un sous indice est calculé, et l'indice global, retenu
pour la journée, est le plus mauvais de ces quatre sous indices. Un indice du jour (calculé jusqu'à 16 H) est disponible
à 17h et l'indice définitif est connu le lendemain à 9h30.
Nombre et % de jours dans l’année 1998 où l’indice ATMO est dû au polluant
dioxyde d’azote
232j
64 %
ozone
206j
56 %
particules
20j
5%
dioxyde de soufre
5j
1%
Le total est supérieur à 365, plusieurs polluants pouvant donner leur valeur à l'indice final le même jour.
34
TOTAL
463j
On observe suivant la saison (été-hiver) une responsabilité différente des quatre polluants. Les graphiques ci-dessous
montrent qu'en été deux polluants sont presque exclusivement impliqués dans l'indice global : le dioxyde d'azote et
l'ozone. En revanche, l'hiver est caractérisé par la prédominance du dioxyde d'azote.
Cependant, en période hivernale, le dioxyde de soufre est plus présent qu'en été, ce qui s'explique par son origine pour
beaucoup industrielle ou liée au chauffage urbain.
En 1998, la répartition des polluants est assez semblable à celle des années précédentes pour ce qui concerne l'hiver
(hiver 98/99), en particulier pour le dioxyde d'azote qui prédomine largement (89 %), l'ozone prenant une part non
négligeable (32 %) au lieu des 16 % enregistrés pendant cette saison depuis 1992. En revanche pendant la période
estivale 1998 l'indice de qualité de l'air a été essentiellement (à 84 %) déterminé par l'ozone, contrairement aux étés
précédents pour lesquels le dioxyde d'azote et l'ozone avaient un poids aussi important (62 et 63 %).
Responsabilité des quatre polluants de l'indice ATMO dans l'indice global de l'agglomération
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ATMO en pleine gestation
ATMO fournit une information globale à l'échelle de l'agglomération parisienne. Cependant, même si le caractère
globalement homogène des phénomènes de pollution atmosphérique est avéré à l'échelle de l'agglomération, un
indice Atmo trop unique masque des comportements distincts et contrastés des différents secteurs de l'Ile-de-France
en matière de qualité de l'air et fournit de fait une information parfois réductrice, en particulier certains jours au
moment de phénomènes ponctuels de pollution atmosphérique.
Lorsque en 1992, l'indice de qualité de l'air est né en Ile-de-France, le public d'une façon générale n'avait pas encore
identifié l'importance de la surveillance de la qualité de l'air, a contrario de la qualité de l'eau.
Depuis, de l'air est passé sous les ponts !
Avec la prise de conscience des liens entre qualité de l'air et santé, ce thème est devenu prioritaire dans les
préoccupations environnementales de la population.
Conséquence naturelle : le public plus exigeant demande plus d'information. ATMO, bien accueilli et médiatisé, ne
suffit plus toujours à la demande entre autres d'informations ciblées géographiquement.
Pour Atmo arrivé à maturité, il était temps de faire des petits.
Renforcer l'information délivrée conduit donc à offrir au public non plus l'unique valeur de l'indice Atmo mais plusieurs,
caractérisant chacune l'état quotidien de la qualité de l'air pour différents secteurs représentatifs de la région.
Les douze travaux d’Atmo : un objectif ciblé
Une telle sectorisation ne s'avérait possible que dans la
mesure où une couverture adaptée en terme de
surveillance permettait de caractériser pour l'ensemble
des polluants concernés les niveaux observés sur la
région. La modernisation et l'extension progressive du
réseau d'Airparif au cours de ces dernières années
permettent désormais d'envisager la mise en œuvre
d'une telle sectorisation.
Au delà de la disponibilité suffisante et permanente des
mesures de pollution, il convenait de mener une
réflexion approfondie concernant en particulier l'identification des secteurs de la région présentant une
signature commune en matière de qualité de l'air.
Chaque secteur devait de plus disposer d'une extension
géographique suffisante pour légitimer la diffusion d'une
information sous forme d'indice.
Cette étude, basée notamment sur l'exploitation des
Les douzes secteurs de l’indice ATMO
données acquises par Airparif, a conduit à définir douze
secteurs principaux pour l'Ile-de-France pouvant faire
l'objet d'une telle information :
- huit secteurs centraux concentriques, concernant globalement l'ensemble de l'agglomération parisienne ;
- quatre secteurs périphériques intéressant les zones rurales de la région.
L’indice se met en carte pour les Franciliens
Dès février 99, chacun de ces secteurs fera l'objet d'une information quotidienne diffusée sur le site internet
d'AIRPARIF sous forme d'un indice, similaire dans son principe à Atmo, variant de 1 à 10, accompagné de plus de la
mention du polluant principalement identifié dans le secteur (une première carte sera disponible à partir de 17h, la
carte définitive sera disponible le lendemain matin à 9h30).
Bien évidemment, la publication de l'indice Atmo, caractéristique de la seule agglomération dans son ensemble, sera
poursuivie et complétera cette information géographiquement affinée.Ces nouveaux principes développés par
AIRPARIF et ce renforcement des outils d'information utilisés quotidiennement permettront d'accéder à une description
plus précise de la qualité de l'air à l'échelle de l'ensemble de la région Ile-de-France.
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Au delà, cette nouvelle approche permettra une meilleure compréhension des phénomènes de pollution
atmosphérique pour le public en soulignant :
- l'homogénéité globale de la qualité de l'air à l'échelle de l'agglomération, chaque secteur obtenant des indices
globalement proches ;
- la mise en évidence éventuelle de contrastes d'un secteur à l'autre significatifs de phénomènes ponctuels (voir les
cartes illustrant quelques épisodes de pollution récents);
- la saisonnalité des phénomènes de pollution atmosphérique (été/hiver) et la spécificité des zones extérieures à
l'agglomération (secteurs ruraux).
Carte de l’indice sectorisé le 14 février 1998
Carte de l’indice sectorisé le 7 août 1998
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Inf luence de la hauteur des têtes de prélèvement sur
la mesure des polluants - Complément statistique Il était important de montrer en quelle proportion la hauteur de prélèvement influe sur la concentration mesurée dans
différents sites de mesure.
L'étude 1996 "Pollution atmosphérique : Influence de la prise d'échantillon sur les teneurs mesurées", conduite dans
le cadre du programme national de recherches PRIMEQUAL, a répondu en partie à cette question (voir le Rapport
d'Activités d'AIRPARIF de 1997). Une étude statistique détaillée menée sur les données de mesure de cette
expérimentation à permis d’ppronfondir les conclusions de l’étude.
L'objectif est de mesurer le dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d'azote (NO et NO2), l'oxyde de carbone (CO), l'ozone
(O3) et les fumées noires (FN) à différentes hauteurs (0,6 m, 2,5 m, 5 m, 10 m) pour quantifier l'écart de mesure.
Les mesures sont effectuées sur différentes topologies de sites (site de fond, de proximité et d'observation) pour
quantifier également l’influence de la nature du site de mesure.
Toutes les précautions d’expérimentation sont prises pour assurer une comparaison raisonnable des différentes
séries de mesure (longueur de ligne identique pour toutes les hauteurs, température ambiante égale pour l'ensemble
des analyseurs dans des locaux climatisés, méthodes de mesure normées...).
La démarche statistique adoptée pour l’analyse est la suivante :
- analyse descriptive des données : représentation temporelle des observations et statistiques descriptives ;
- analyse Exploratoire des Données (EDA) : EDA est une méthode graphique de l'analyse de données qui aide à
déterminer si les données satisfont aux hypothèses des méthodes classiques en statistique ;
- outils statistiques : sous certaines hypothèses, on peut utiliser des outils classiques de comparaison d'échantillons :
tests de comparaison de moyenne et de variance, analyse de variance, régression...
Les résultats obtenus sont les suivants :
- pour les stations de proximité, l'effet de la hauteur des têtes de prélèvement est significatif pour les polluants NO,
NO2, FN et CO et non significatif pour le polluant SO2 ;
- pour les stations de fond, l'effet de la hauteur des têtes de prélèvement est significatif pour le polluant FN et non
significatif pour les polluants NO, NO2 et SO2 ;
- pour les stations d'observation, l'effet de la hauteur des têtes de prélèvement est significatif pour le polluant O3 et
non significatif pour les polluants NO et NO2.
Développement du suivi des polluants spécifiques
Au cours de l'année 1998, le développement de la surveillance des polluants spécifiques s'est poursuivi. Le choix des
polluants spécifiques mesurés par AIRPARIF résulte du cadre réglementaire (notamment de la directive cadre
européenne du 27 septembre 1996), du caractère toxicologique marqué du polluant atmosphérique ou encore de
l'intérêt particulier présenté par le polluant dans le cadre de la compréhension globale de la chimie atmosphérique et
du programme de modèlisation d’AIRPARIF.
Outre les polluants spécifiques visés par la directive (benzène, HAP, plomb, cadmium, arsenic, nickel et mercure),
AIRPARIF travaille à la caractérisation des teneurs dans l'environnement de plus de 40 composés organiques volatils
et s’attache à la description de la composition chimique et de la granulométrie des particules urbaines. Ces différents
travaux sont effectués en liaison avec le Laboratoire d'Hygiène de la Ville de Paris, le Laboratoire Central de la
Préfecture de Police, certains laboratoires universitaires dans le cadre de travaux de 3ème cycle (DESS, thèse…) ou
ponctuellement avec la participation d'autres organismes.
Pour ces polluants spécifiques, la stratégie de mesure mise en œuvre s'appuie sur une surveillance ponctuelle
concernant des sites de typologies contrastées, au moyen de mesures automatiques ou manuelles en fonction de l'état
des technologies disponibles. Le choix des sites tient compte soit de l'objectif de caractérisation de l'exposition globale
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de la population lorsque les polluants sont surveillés pour leur toxicité intrinsèque (cas des métaux, benzène, HAP,
aldéhydes, particules), soit de l'objectif d'amélioration des connaissances en physico-chimie de l'atmosphère lorsque
les polluants sont surveillés pour leur réactivité photochimique (cas des COV). Ce suivi ponctuel permet à travers
notamment des études statistiques adaptées rapprochant les niveaux mesurés de ceux des traceurs atmosphériques
" classiques " complètement documentés une description pertinente de la problématique associée à ces polluants.
Selon les cas, le suivi peut être permanent ou accompli dans le cadre de campagnes de mesures particulières.
Dès à présent, le suivi permanent (tous les jours ou une fois par semaine) des composés aromatiques monocycliques
(HAM) et des composés aromatiques polycycliques (HAP) est réalisé sur différents sites de fond et de proximité du
réseau (9 sites pour les HAM et 4 sites pour les HAP). 40 composés organiques volatils contenant 2 à 10 atomes de
carbone sont également suivis en continu (1 analyse par heure) au cours de deux campagnes de mesure de 6
semaines (une l'été et une l'hiver) sur un site de fond parisien.
Courant 1998, la mise au point des techniques de prélèvement et d'analyse des aldéhydes (formaldéhyde,
acétaldéhyde) et des métaux lourds (plomb, arsenic, cadmium, nickel) s'est poursuivie au sein du LCPP. Trois sites du
réseau sont maintenant pourvus de mesure de métaux et un site de mesure d'aldéhydes. Une étude réalisée en 1998
dans le cadre d'un DESS a permis de constater l'intérêt de l'utilisation de préleveurs haut volume dans la surveillance
des métaux lourds.
Par ailleurs, des campagnes exploratoires ont également été menées avec d'autres partenaires (INERIS, LHVP) afin de
caractériser la composition chimique des particules urbaines (PM10 et PM2,5) sur un site de très forte proximité
automobile (station de la porte d'Auteuil) et sur un site de pollution urbaine de fond (station de Créteil). Un descriptif
précis de l'état du réseau fin 1998 vis-à-vis des composés spécifiques est fourni ci-dessous.
sites de
prélèvements
début des
mesures
laboratoire
HAM
Georges Eastman
place Victor Basch
rue de Dantzig
Saint Denis
Montreuil
Issy les Moulineaux
Tour Saint Jacques
janvier 95
janvier 94
janvier 94
décembre 90
septembre 96
décembre 90
décembre 90
LHVP
LCPP
LCPP
LHVP(DRASS)
LHVP(DRASS)
LHVP(DRASS)
LHVP(DRASS)
HAP
Gennevilliers
Georges Eastman
janvier 96
janvier 96
LHVP
LHVP
Porte d’Auteuil
janvier 96
LHVP
Neuilly sur seine
1990
LHVP
une fois par semaine 24h
entre octobre et mars
Georges Eastman
1996
LHVP
deux campagnes de
2 mois par an
composés
COV
fréquence
prélèvements
échantillonnage
tous les jours
tous les jours
tous les jours
tous les mardis
tous les mardis
tous les mardis
tous les mardis
24h
24h
24h
24h
24h
24h
24h
tous les mardis
tous les mardis
et tous les 6 jours
tous les mardis
24h
24h
24h
75 mn jusqu’en
03/98
15 mn depuis
aldéhydes
rue de Dantzig
janvier 96
LCPP
tous les 6 jours + 2
campagnes par an
24h
plomb
Champs-Elyséess
Victor Basch
rue de Dantzig
février 91
janvier 91
juin 98
LCPP
LCPP
LCPP
tous les jours
tous les jours
tous les jours
24h
24h
24h
cadmium
rue de Dantzig
Victor Basch
juin 96
juillet 98
LCPP
LCPP
tous les jours
tous les jours
24h
24h
arsenic
rue de Dantzig
Victor Basch
juin 96
juillet 98
LCPP
LCPP
tous les jours
tous les jours
24h
24h
nickel
rue de Dantzig
Victor Basch
juin 96
juillet 98
LCPP
LCPP
tous les jours
tous les jours
24h
24h
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Les dioxines
dans l ’air ambiant : premières études exploratoires
AIRPARIF a mené, fin 1997, une campagne exploratoire de mesures, la première en France, des 17 dioxines présentant
un coefficient de toxicité, afin d'évaluer leurs concentrations dans l'air ambiant de l'agglomération parisienne. Cette
étude, dont les résultats ont été produits début 98, a également permis de comparer ces teneurs à celles enregistrées
dans d'autres villes européennes ou américaines. Ces analyses sont différentes des mesures plus classiques réalisées
sur les émissions des principales sources et sur certains maillons de la chaîne alimentaire (lait, viande).
Cette campagne s'est déroulée sur quatre sites de mesure d'AIRPARIF : les stations de Gennevilliers (92), Vitry-surSeine (94), Paris 4ème (Tour St Jacques) et Paris 13ème (LHVP). Les analyses des prélèvements effectués par l'INERIS
sur chacun de ces sites ont été confiées au Centre d'Analyse et de Recherche sur les Substances Organiques (CARSO)
à Lyon, un des seuls laboratoires français équipés des matériels nécessaires à la mesure de ces composés
spécifiques. Les résultats obtenus en 1998 sur les différents sites sont homogènes : concentration moyenne de l'ordre
de 147 fg/m3 TEQ (exprimée en équivalent toxique, le femtogramme fg correspond au millionième de milliardième de
gramme), ce qui est comparable aux valeurs déterminées dans les études connues de certaines agglomérations
occidentales (Londres, Manchester, Cardiff, Dortmund, Toronto…).
La nature des différentes espèces de dioxines observées est homogène d'un site de prélèvement à l'autre de
l'agglomération parisienne, et présente des variétés qui ne conduisent pas à une identification de source émettrice
majoritaire. Les résultats sont en faveur de sources d'émissions variées et diffuses. Les principales sources de
"dioxines" identifiées par l'ADEME sont : l'incinération, la combustion résidentielle et industrielle (bois, charbon, fuel),
la métallurgie, ...etc. L'identification éventuelle de ces sources ainsi que la description de l'évolution des
concentrations rencontrées nécessitera la mise en place d'investigations complémentaires.
Etude de la pollution photooxydante à l’échelle du
Bassin Parisien : vers la notion de “ bassins d 'air ” ?
La mission Bassin Parisien a confié à l'ADEME la réalisation d'une étude relative aux épisodes de pollution photochimique à l'échelle du Bassin Parisien qui comprend trois parties. La première a pour objet de dresser l'inventaire des
moyens de mesure de l'ozone et des polluants photochimiques dans le Bassin Parisien. La seconde concerne l'étude
d'épisodes de pollution par l'ozone et enfin, la troisième partie définit une stratégie commune et concertée de la
surveillance sur le Bassin Parisien.
A la demande de l'ADEME, AIRPARIF a réalisé la seconde partie.
Celle-ci concerne l'analyse d'épisodes de pollution photochimique par l'ozone à l'échelle du Bassin Parisien. Ceux-ci ont
été choisis en concertation avec l'ensemble des réseaux de surveillance de la qualité de l'air implantés dans le Bassin
Parisien.
La sélection des épisodes s'est effectuée sur la base de critères statistiques (maximums horaires, dépassements de
valeurs normées, …), spatiaux (le plus grand nombre de réseaux concernés par l'épisode), et météorologiques (différents régimes de vent). Trois périodes ont été retenues : du 4 au 7 mai 1995, les 5 et 6 juin 1996 et du 19 au 21 août
1997. Pour ces périodes, chaque réseau nous a fourni les données horaires d'ozone de leurs stations et lorsqu'elles
en étaient pourvues les données d'oxydes d'azote.
Par ailleurs, pour la dernière période, METEO-FRANCE et le Laboratoire de Touraine (Ville de Tours) nous ont chacun
transmis des données d'ozone issues de campagnes de mesures ponctuelles qu'ils avaient organisées.
La typologie de chaque site de mesure a été vérifiée en regard des critères nationaux sur la base d'informations
communiquées par les réseaux. Une requalification a été effectuée si nécessaire.
40
Maxima horaires d’ozone pour le 21 août 1997.
Rétrotrajectoires du 21 août 1997 sur le bassin parisien.
41
Ainsi, nous avons pu disposer de données d'ozone sur 48 stations, la moitié en zone urbaine et environ un tiers en
zone rurale. Le reste est constitué de sites d'observation.
Les résultats météorologiques (vent, température, rayonnement, …) de 19 stations dont 13 synoptiques et 6 à
représentativité locale ont été utilisés. Des rétrotrajectoires ont été commandées auprès de METEO-FRANCE pour les
cas les plus intéressants, afin de déterminer le déplacement des masses d'air arrivant en un point du Bassin Parisien.
Pour chaque épisode, un commentaire général présente les conditions météorologiques et les résultats d'ozone
obtenus. De plus, chaque journée a fait l'objet d'un commentaire spécifique. Toutes les données d'ozone et les
informations météorologiques ont été présentées sous forme de tableaux journaliers.
Par ailleurs, les éléments météorologiques principaux, les valeurs maximales d'ozone et les rétrotrajectoires ont été
reportés sur des cartes, pour chaque jour des épisodes retenus.
L'épisode de juin 1996 a permis de montrer l'influence d'une zone du Bassin Parisien sur une autre (influence intra
Bassin Parisien). Lors de cet épisode, les émissions de l'agglomération parisienne ont conduit à générer une
surproduction d'ozone à l'Ouest du Bassin Parisien (5 juin) ou au Nord-Est de Paris (6 juin). La contribution de
l'agglomération parisienne vient s'ajouter à la production locale d'ozone.
L'influence des émissions de précurseurs d'ozone localisées dans le Bassin Parisien sur les zones hors du Bassin
Parisien est possible mais n'a pas pu être mise en évidence dans l'étude de ces trois cas.
Les épisodes de mai 1995 et août 1997 ont mis en évidence des phénomènes de pollution généralisés à l'ensemble
du Bassin Parisien, avec notamment des effets de persistance. On a pu également supposer la contribution des
émissions polluantes de l'extérieur du Bassin Parisien. Lors de ces deux épisodes, les zones émettrices seraient en
Angleterre (mai 1995) et au Benelux (août 1997).
Ces influences font intervenir les concepts de déplacement non dispersif de masses d'air à grande échelle et viennent
s'ajouter à la production locale d'ozone.
Cette étude de cas a également attesté que lors des épisodes de pollution, les niveaux de pointe ne sont pas
systématiquement relevés en zone rurale. En effet, lors des trois périodes traitées, les niveaux horaires maximums ont
été atteints indépendamment de la typologie des sites. Par contre, cela n'est pas le cas pour des périodes d'exposition
plus longues. Ainsi, les moyennes sur 8 heures et les moyennes journalières sont généralement supérieures sur les
sites ruraux.
Des sites de mesure
qui répondent à une typologie bien précise
Au c o e u r de la surveillance : le réseau automatique
AIRPARIF dispose au 31 décembre 1998 de 72 stations permettant de mesurer en continu l'état de la qualité de l'air
regroupant 174 analyseurs (au 1er avril 1999 : 61 stations, 150 analyseurs après la fermeture de stations mesurant
exclusivement le dioxyde de soufre, sur les recommandations de l'Audit international de 1997). Ce dispositif permet de
surveiller et de suivre l'évolution de la qualité de l'air en couvrant l'Ile-de-France (environ 100 km autour de Paris).
Les stations de mesure sont localisées selon une stratégie intégrant de nombreux paramètres dont l’importance du
trafic automobile, l'intensité locale des émissions globales, et les préoccupations de santé publique.
La classification des sites a été modifiée à AIRPARIF au cours de l'année 1998 et tient compte des résultats d'un
groupe de travail national.
L'ADEME et le Ministère de l'Environnement ont mis en place en 1997 un groupe de travail national regroupant des
représentants des réseaux de mesure français. L'objectif du groupe a été de rédiger un document sur les critères de
choix des sites de surveillance de la qualité de l'air et leur classification en groupes.
Dans une première phase, l'Ecole des Mines de Douai a assuré le secrétariat et la coordination du travail. L'ADEME a
finalisé le document en décembre 1998. Les conséquences pour les réseaux sont importantes.
Les stations de mesure sont dorénavant choisies sur la base de critères précis et chiffrés. Une liste de critères permet
de classer une station de mesure parmi 7 types : urbaine, périurbaine, rurale régionale, rurale nationale, industrielle,
trafic, observation.
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Les critères principaux intervenant dans la classification sont les suivants :
- distance aux voies de circulation en fonction du débit de trafic;
- connaissance du rapport des concentrations NO/NO2, afin d'apprécier l'influence d'une voirie sur le point de mesure;
- densité de population minimum pour les stations urbaines;
- critères généraux sur l'environnement des sites (absence d'obstacles, espace dégagé,…), pouvant varier selon le
polluant mesuré (particules), hauteur de prélèvement;
- classification des stations en fonction de leur positionnement géographique dans la zone surveillée (critère de zonage
INSEE : pole urbain, couronne périurbaine, zone rurale).
Cette nouvelle classification est très proche des classifications à l'étude au niveau européen, Les différents critères
retenus sont pour la plupart similaires à ceux utilisés par ailleurs aux USA et pressentis dans les projets européens.
Les stations urbaines et périurbaines
Il s'agit des stations de fond situées soit dans l'agglomération (stations urbaines) soit en périphérie de celle-ci (stations
périurbaines).
Les stations urbaines doivent répondre à un
critère de densité de population minimum, qui est
de 4000 habitants/km2, dans un rayon de 1
kilomètre autour de la station.
Les critères habituels d'éloignement aux axes de
circulation sont applicables, ainsi que le respect
de valeurs maximales de rapport NO/NO2.
Les stations périurbaines, dont la vocation
première est la surveillance de la pollution
photochimique (O3, NOx), ne nécessitent pas de
dépasser un seuil de densité de population
minimum. Cependant, elles doivent être placées
dans des zones habitées, et on doit justifier que
leur emplacement représente les plus fortes
Inauguration de la station de Mantes-la-Jolie.
densités de population des zones périurbaines.
Autrement dit, on tente toujours de coupler risque maximum d'exposition avec nombre de cibles importantes.
Les stations périurbaines sont situées dans l'agglomération, dans des communes limitrophes avec la couronne
périurbaine telle que définie par l'INSEE.
Les stations rurales :
Elles sont de deux types.
Les stations rurales régionales, sont proches des
grandes agglomérations, et sont susceptibles
d'être influencées par la pollution émise par
celles-ci. Il s'agit donc de stations pouvant être
situées sous le panache des villes, et pouvant
relever de forts niveaux d'ozone lors d'épisodes
régionaux. Compte tenu de la taille de l'Ile-deFrance, l'ensemble des stations rurales du réseau
AIRPARIF sont " régionales ".
Les stations rurales nationales sont situées loin
des grandes villes, hors influence directe de
celles-ci. Ces stations éloignées répondent à un
besoin de connaissance des niveaux de fond
d'ozone à grande échelle ou à la caractérisation
d'épisodes de pollution continentaux.
Les stations rurales doivent respecter les critères
Station rurale de Prunay-le Temple.
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classiques d'éloignement aux sources de pollution. Elles sont situées dans des zones de faible densité de population
(< 500 habitants/km2). Elles sont situées dans des communes de type rural selon les critères INSEE.
Les stations trafic :
Elles doivent être très proches des voies de circulation (moins de 5 mètres) et caractériser des voies à fort débit
(> 10.000 véhicules par jour, deux sens cumulés), ou de type rue canyon comportant un risque d'accumulation de la
pollution. Le rapport NO/NO2 doit être supérieur à un seuil minimum. Les axes à fort débit et avec un fort risque
d'exposition d'une population sont prioritairement surveillés.
Les stations anciennement appelées " proximité automobile " correspondent aux stations trafic.
Les stations industrielles
Le caractère " industriel " d'une station de mesure est secondaire. Si une station est classable urbaine et proche d'une
zone industrielle, la station est classée urbaine, car le caractère cible est prioritaire. Les stations industrielles
correspondent essentiellement aux zones industrielles hors des agglomérations. Les stations de surveillance des
centrales EDF de grande couronne sont classées industrielles.
Les stations d’observation :
Ce sont toutes les stations qui ne sont pas classables dans les autres typologies. Elles peuvent être maintenues soit
pour des raisons d'historique, de recherche, de connaissance de l'exposition de la population dans des situations
spécifiques, ou pour tout besoin d'étude local.
Station trafic de la porte d’Auteuil
Des stations urbaines qui voient loin
AIRPARIF dispose également d'un système de mesure optique sur trajet ouvert qui équipe l'une des stations d'études
du réseau.
La méthode DOAS (Spectrométrie d'Absorption Optique Différentielle) est une technique récente de mesure de la
pollution atmosphérique. Elle permet, avec un seul instrument, de mesurer plusieurs polluants en moyenne sur
plusieurs centaines de mètres sans effectuer de prélèvements. Un rayon lumineux est transmis entre un émetteur et
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un récepteur. La lumière transmise est analysée par un spectromètre. Les différents polluants contenus dans l'air
absorbent spécifiquement certaines portions du spectre lumineux, ce qui permet de les identifier et d'en connaître la
concentration. Un premier dispositif émetteur-récepteur est installé au centre de Paris, entre le sommet de la Tour
St-Jacques et le toit du bâtiment AIRPARIF (quartier de l'Arsenal), un second entre le sommet du bâtiment Morland et
AIRPARIF. Les rayons lumineux sont situés en moyenne entre 20 et 30 mètres du sol, au-dessus des habitations, afin
de ne pas se heurter à des obstacles. Ce système donne une information intégrée sur l'ensemble du trajet optique,
assez représentative de la pollution de fond du centre de Paris. Cependant, ce dispositif est placé à une altitude trop
élevée par rapport aux nouvelles règles de classification des stations et se place dans la catégorie des stations
d'observation. Il est prévu de le déplacer afin de le comptabiliser dans les stations ubaines. Un second dispositif,
propriété de la ville de Poissy est exploité par AIRPARIF dans cette commune. Pour les mêmes raisons que précédemment cette station est classée dans les sites d'observation.
Un deuxième camion laboratoire AIRPARIF : petit et performant
Les camions-laboratoires sont de véritables stations de mesure autonomes, qui constituent un précieux complément
pour le dispositif de surveillance de la qualité de l'air composé de 72 stations fixes. AIRPARIF a été doté de son premier
camion-laboratoire en 1990. Après quelques améliorations successives, destinées à compléter la gamme des
polluants surveillés, il mesure aujourd'hui : les oxydes d'azote (NO et NO2), le dioxyde de soufre (SO2), le monoxyde de
carbone (CO), l'ozone (O3), les poussières fines (PM 10) et certains hydrocarbures comme le benzène, le toluène, le
xylène. Sur le toit, en plus du champignon métallique caractéristique de la tête de prélèvement se dressent des
capteurs météorologiques (température, vitesse et direction du vent), car qualité de l'air et conditions climatiques vont
de pair. Surchargé de campagnes de mesures, il ne suffisait plus et ne savait plus où donner de la tête de prélèvement.
Depuis janvier 1998, AIRPARIF dispose d'un second camion-laboratoire qui, bien que plus petit en taille, est équipé des
même appareils de mesure (en dehors des hydrocarbures). Il a été financé dans le cadre du Contrat de Plan EtatRégion. Plus compact, plus maniable, ce jeune camion est plus rapide à mettre en route et nécessite pour ce faire la
présence d'une seule personne au lieu de deux pour le plus ancien. Fonctionnant au GPL, il est également plus "propre"
que son aîné.
Ces deux camions permettent des mesures complémentaires périodiques là où une station permanente de mesure
n'est pas justifiée (étude d'impact d'installations ou d'industries, mesures au milieu du trafic...).
Ils donnent également la possibilité de vérifier si les stations fixes sont bien représentatives de la qualité de l'air étudié.
Ils sont un précieux outil de recherche pour mieux connaître la nature et l'intensité de la pollution régionale. Ils
permettent également de valider de futurs sites de stations fixes, par campagnes de mesure de deux à trois semaines.
Du reste, à peine sur ses roues, le petit camion a été envoyé en mission pour une campagne de mesure dans le sud
de l'agglomération, du côté de Brunoy avant de partir en Grande-Couronne passer l'été 98 en zone rurale.
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LES OBJECTIFS 1999 D ’AIRPARIF
Perspectives de surveillance
pour les polluants spécifiques
1999 verra la poursuite du développement de la
surveillance des composés spécifiques. Parmi les axes
prioritaires, on peut citer les points suivants :
- une large campagne de cartographie du b e n z èn e
par tubes passifs dans l'agglomération parisienne,
- l'optimisation des techniques de prélèvement et
d'analyse des métaux lourds dans le cadre d'une
convention AIRPARIF/ADEME,
- la mise en œuvre de canisters pour le prélèvement
des COV,
- l'étude de la faisabilité de la mesure de nouveaux
polluants spécifiques (hydrocarbures chlorés et
1,3 butadiène),
- l'étude de la composition des particules urbaines dans le
cadre d'une thèse cofinancée par AIRPARIF et l'ADEME,
- l'équipement de nouveaux sites en mesure de métaux,
aldéhydes et COV.
Perspectives d ’évolution
du réseau automatique
La diminution du nombre de sites de mesures du dioxyde
de soufre sera amorcée à partir du deuxième trimestre
1999, à la fin de l'hiver.
Ces diminutions porteront en priorité sur des stations
mesurant aujourd'hui exclusivement le dioxyde de soufre,
et sur les stations industrielles de grande couronne.
Le réseau va continuer son développement en zone rurale, avec les projets de stations de mesures à Boissy-laRivière (Sud) et à l'Abbaye de Royaumont (Nord),
complétant ainsi le dispositif de surveillance de l'ozone en
milieu rural.
Plusieurs stations de proche et g r a n d e c o u r o nne se
verront équipées d'analyseurs de particules PM10
(Tremblay-en-France, Vitry-sur-Seine, Le Raincy, Cachan,
Evry), ou d'ozone (Le Raincy, Evry, Gennevilliers).
La grande couronne périphérique bénéficiera de créations ou d'extensions de stations
(Evry, Cergy-Pontoise, Les Ulis).
Enfin, l'application par AIRPARIF de la classification nationale des sites de mesure induira plusieurs déplacements
de stations de mesures existantes et ne répondant plus
aux critères requis (Champs-sur-Marne, Créteil, Tour StJacques).
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Prévision du jour pour le lendemain :
diffuser la prévision pour l’ozone,
tester la prévision du dioxyde d’azote
Les résultats obtenus au cours de l'été en matière de
prévision des niveaux d'ozone à l'échéance " j+1 " sont
encourageants. Dès l'été 1999, cette prévision permettra
en routine la diffusion au public d'une information relative
à l'indice " Atmo " de qualité de l'air pour l'agglomération
parisienne pour le lendemain. Au delà, ce nouvel outil renforcera la capacité d'anticipation nécessaire à une mise
en œuvre pertinente des mesures légitimées par la loi sur
l'air
en
cas
d'épisode
de
pollution
atmosphérique.Parallèlement, les travaux de développement se poursuivent. Ils visent à améliorer encore la prévision d'ozone, notamment en associant les résultats
issus des travaux menés par le Laboratoire de
Météorologie Dynamique de l'Ecole Normale Supérieure
et qui permettraient d'envisager une extension de l'échéance de la prévision, ainsi qu'une meilleure prise en
compte de l'importation d'ozone à l'échelle continentale .
Des tests expérimentaux d'une prévision du jour pour le
lendemain des niveaux de dioxyde d'azote sont actuellement en cours. Ils sont particulièrement importants car ce
polluant est la cause essentielle des épisodes de forte
pollution atmosphérique en Ile-de-France (depuis la création de la procédure d'alerte en Ile-de-France, tous les
épisodes de niveau 3 ont été déclenchés par ce polluant).
La prévision du dioxyde d'azote sera opérationnelle avant
la fin de 1999.
L'objectif 2 000 est de fournir tant au public qu'aux
décideurs des données de prévision les plus précises
possibles.
Quand la modélisation rejoue
en couleur une journée particulière
La phase de validation du système de modélisation de la
qualité de l'air d'AIRPARIF, engagée avec retard à l'automne 1998, sera poursuivie. L'année 1999 devrait conduire
à la disponibilité d'un outil opérationnel et validé. Au plan
pratique, les différents points suivants seront abordés :
1.poursuite de la validation de l'outil, sur l'ensemble des
cas de base retenus
2.évaluation et exploitation comparée des codes
photochimiques UAM et AIRQUAL
3.poursuite du développement des cadastres
d'émissions. préparation d'inventaires synthétiques
4.études de scénarios particuliers, notamment celui du
30 septembre-1er octobre 1997
5.réflexions relatives à l'emboîtement de SIMPAR à un
outil de modélisation de grande échelle permettant
d'appréhender la question des conditions aux limites.
L’exposition des populations :
après le fond la proximité
La fin de l'année 1998 ne met pas de point final à l'étude
entamée dans le cadre du PRQA; le travail se poursuivra
en effet en 1999 : des croisements complémentaires sont
notamment à entreprendre essentiellement en ce qui
concerne l'ozone et le benzène (croisement des données
de répartition de la population avec la cartographie du
nombre d'heures de dépassement de l'objectif de qualité
sur l'année).
Enfin, l'étude menée en 1998 ne constitue que le premier
volet d'un plus large programme ; un second volet d'étude
axé lui sur la pollution de proximité a été entamé. Il s'agit
du même type d'exercice également réalisé en liaison
avec l'IAURIF : à partir de données d'entrée issues du
modèle de trafic DREIF concernant les différents brins du
réseau routier régional, des données de pollution
annuelles ont pu être extraites grâce au modèle de rue
CAR International pour chacun des brins répertoriés ; à
leur tour ces données vont être croisées avec la répartition de population vivant en façade des axes de
circulation.
Une ouverture vers
les métropoles européennes
La question de la comparaison des niveaux de pollution
observés pour les principaux polluants atmosphériques
réglementés, ainsi que leurs évolutions historiques, d'une
agglomération européenne à l'autre (entre agglomérations comparables), constitue une demande légitime du
public et des décideurs. Cependant, toute comparaison
ne peut s'appuyer que sur des données réellement comparables. La littérature disponible sur ce sujet est limitée,
et les statistiques portent en général sur des données
anciennes. C'est pourquoi, récemment, différents organismes internationaux dont l'Agence Européenne de
l'Environnement, développent des indicateurs agrégés
permettant d'évaluer de façon pertinente des paramètres
relatifs à la qualité de l'air (concentrations des polluants,
densité de population, émissions, caractéristiques topographiques ou météorologiques, capacités globales de
management…etc.).
Néanmoins, les comparatifs internationaux restent ponctuels, perfectibles et peu adaptés aux besoins exprimés
en particulier par des agglomérations aux problématiques
proches : Paris, Londres, Berlin, Rome, Amsterdam,
Bruxelles…etc.
AIRPARIF envisage de répondre à ce manque, en se
rapprochant des réseaux de surveillance européens.Pour
cela, il faudra évaluer les critères de classification des
sites de mesure adoptés dans chacune des agglomérations, décrire les panels de sites potentiellement utilisables aux fins de comparaisons, adopter une grille commune de définition des indicateurs agrégés, adopter un
protocole d'échange des informations….
Communication : des pistes pour 99
Le point faible de la communication d'AIRPARIF reste la
communication de proximité vers le grand public même si
un investissement au coup par coup est en hausse (voir la
liste des expositions, manifestations destinées au grand
public). L'Association ne peut être l'interlocuteur de 11
millions de Franciliens. Mais, AIRPARIF pourrait investir
dans les relais d'information, tout particulièrement vers
les associations et les collectivités locales. Cela est
d'autant plus important que la communication environnementale doit impliquer l'individu et contribuer à l'adhésion
d'un nouveau comportement. Une démarche active vers
les services Environnement ou Communication des
communes est un objectif pour 99.
Il est difficile d'ignorer le rôle fondamental du monde de
l'éducation dans la communication environnementale. Il
est évident que c'est par l'éducation que se formeront les
comportements des citoyens de demain.Le jeune public
n'est pas actuellement concerné par notre communication. Or, il est une cible privilégiée dans une stratégie
d'information à long terme. Un document simple et
attractif serait nécessaire.
D'autre part, il existe une demande croissante d'intervention en milieu scolaire. A cette demande, il serait plus à
notre " taille " d'investir dans la formation du milieu enseignant. En 98, le service communication a assuré la participation à un stage MAFPEN s'adressant à un groupe
d'enseignants du secondaire dépendant du rectorat de
Versailles (78), et à un stage IUFM (organisé à SaintGermain en Laye) s'adressant à des professeurs d'école
et des instituteurs. Cependant, quelques rares visites de
scolaires sur des stations ont été faites pour des collèges
de Montrouge et de Saint-Denis, et une intervention en
classe a été faite dans un collège parisien. Enfin , une
classe de Terminale du Lycée Professionnel Gustave Eiffel
de Gagny a été reçue au siège d'AIRPARIF. L'intérêt des
jeunes est très contrasté d'une intervention à l'autre et
dépend pour beaucoup du projet d'éducation préparé par
les enseignants. Les interventions à froid type sortie de
fin d'année sont peu profitables, en revanche si un projet
a été mené une partie de l'année en classe, les élèves
sont réceptifs.L'aménagement progressif du hall ouvert
au public va faciliter la relation avec les scolaires ou tout
autres groupes intéressés par une courte visite et la
consultation de nos données sur Minitel et Internet (cet
accueil se fera sur rendez-vous).
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