Qualité de l`air : l`impact de l`A36 mieux connu

Etude
2007/2009
NOx
PM10
Benzène
Qualité de l’air :
l’impact de l’A36 mieux connu
En matière de pollution, les autoroutes sont souvent montrées du doigt. Un a priori veut en effet que
ces axes majeurs, qui concentrent une part importante du trafic routier, rejettent dans l’air que nous
respirons une quantité forte de polluants.
Mais un a priori n’est pas une certitude. C’est pour cette
raison qu’Atmo Franche-Comté, en partenariat avec
l’ADEME et la Région, a voulu connaître, avec une précision scientifique, l’impact exact de l’autoroute A36 et de
ses 30 000 à 60 000 véhicules/jour, sur la qualité de l’air
de l’Aire Urbaine. L’étude a ainsi porté sur le tronçon qui
relie les deux agglomérations de Belfort et Montbéliard,
et qui longe au plus près les habitations d’une zone
fortement urbanisée. Cette analyse, fine et minutieuse,
portant sur une durée de plus de deux ans, se justifiait
d’autant plus que pendant cette période, des travaux
conduisant à l’élargissement de l’autoroute de quatre à
six voies de circulation ont démarré.
De 2007 à 2009, un dispositif d’analyse a donc été
installé, constitué d’une remorque laboratoire, que les
usagers ont pu apercevoir à hauteur de la caserne des
sapeurs-pompiers de Montbéliard et de plus discrets
tubes à diffusion passive répartis le long du tronçon étudié, destinés à emprisonner les polluants atmosphériques
recherchés.
> Méthodes de mesures :
Remorque, tubes passifs
et cadastre des émissions
> Les 3 polluants recherchés
Les trois principaux polluants qui ont été observés sont
bien connus comme étant émis principalement par le
trafic routier. Ils sont générés par la combustion du
carburant dans les moteurs des véhicules routiers. Il
s’agit des oxydes d’azote, du benzène et des poussières
en suspension. L’étude devant montrer si, oui ou non,
ces polluants sont présents en plus grande quantité aux
abords immédiats de l’autoroute.
Bonne nouvelle
Les résultats de cette évaluation, certes non pérenne, sont
plutôt bons. L’autoroute reste néanmoins un émetteur
important de polluants atmosphériques, mais son impact
n’est pas aussi marqué qu’on pouvait le penser dans
ses alentours proches. Le relief favorable et la bonne
exposition de cet axe aux vents y sont sans doute pour
quelque chose.
Si les oxydes d’azote sont les polluants présentant les
valeurs les plus élevées à proximité de l’axe autoroutier, leurs concentrations n’excèdent cependant pas les
moyennes enregistrées sur d’autres infrastructures de
ce type en Franche-Comté. Pour le benzène et les poussières, l’impact de la proximité de l’A36 est quantifiable
mais il se révèle limité dès que l’on s’éloigne de quelques
centaines de mètres de la voie. Les valeurs enregistrées
étant alors comparables à celles des zones urbaines de
la région.
Cette brochure vous présente l’essentiel de cette étude,
des moyens et méthodes mis en œuvre au détail des
résultats obtenus.
> Résultats
> Maintenir la veille pour
le bien-être de tous
Pour en savoir plus :
Les résultats contenus dans ce document
ont fait l’objet d’un rapport détaillé
téléchargeable sur notre site ou disponible
sur demande auprès de nos services.
[email protected]
Franche - Comté
www.atmo-franche-comte.org
Méthodes et mesures
Vous l’avez sûrement aperçue, sur le bord de
l’autoroute à hauteur du centre de secours
principal du Pays de Montbéliard, dans le
sens Mulhouse-Beaune, durant les 26 mois
de l’étude. La remorque laboratoire d’Atmo
Franche-Comté est une sorte de “poste avancé” de l’observation de la qualité de l’air.
Installée parfois sur de très longues périodes
dans les endroits soumis à une étude, elle est
équipée d’appareils capables de mesurer les
différents polluants atmosphériques.
Pour l’étude de l’impact de l’autoroute A36
sur la qualité de l’air de l’Aire Urbaine, deux
analyseurs automatiques ont été mis en œuvre,
qui ont enregistré des valeurs tous les quarts
d’heure, du 21 août 2007 au 21 septembre
2009. Deux polluants, caractéristiques de la
pollution liée aux transports, ont été mesurés de cette façon : le dioxyde
d’azote (NO2 ) et les poussières en suspension (PM10).
L’intérêt d’une analyse sur le long terme est double : il s’agit d’une part
de reconstituer les niveaux moyens d’exposition, qui peuvent varier en
fonction des moments de la journée, des saisons, des variations d’intensité du trafic ou de la météorologie, etc,… mais aussi, d’autre part, de
surveiller les dépassements des valeurs réglementaires et les conditions
météorologiques qui les entraînent.
> Les tubes à diffusion passive…
Cette méthode complète les mesures de
la remorque laboratoire. Elle consiste
en l’installation de petits tubes sur un
nombre plus important de sites, ce qui
affine d’autant les résultats. Ces tubes,
fixés sur des poteaux et exposés durant
une semaine, vont emprisonner deux
polluants, le dioxyde d’azote et le benzène. Quatre séries de mesures en été et
quatre autres en hiver ont été réalisées,
de façon à obtenir une bonne représentativité des différentes conditions
météorologiques.
Les deux méthodes retenues offrent l’avantage
d’une observation à la fois dans le temps et dans
l’espace des concentrations de polluants recherchés.
Jusqu’à quelle distance d’une infrastructure
routière perçoit-on la pollution ?
A partir de l’analyse des prélèvements recueillis perpendiculairement
à l’axe routier, des études ont démontré que les maxima de pollution
se trouvent à proximité immédiate de l’axe et que les concentrations
décroissent rapidement au fur et à mesure que l’on s’en éloigne. Ainsi,
ces concentrations sont divisées environ par 4 à 100 mètres de l’axe,
par 8 à 200 mètres, quels que soient les polluants gazeux considérés
(dioxyde d’azote, benzène…) et le trafic. A 300 mètres de l’axe, les
concentrations de polluants représentent moins de 10 % des concentrations de l’axe et sont souvent comparables aux niveaux de fond de
la zone d’étude.
50 000 véhicules/jour
concentration (µg/m3)
> La remorque laboratoire
installée durant 26 mois à Arbouans (25)
90
CO
75
NO2
PM10
60
Benzène
45
30
15
300
0
300
distance (m)
Profil de pollution pour un trafic fluide de 50 000 véhicules/jour en 2000.
Source : dispersion de la pollution aux environs d’une route, calculs de risques sanitaires
“volet santé”, CERTU-CETE Méditerranée (février 2002).
…et 3 transects
Pour compléter les données enregistrées par la remorque laboratoire,
trois transects ont été définis, l’un
au nord à hauteur de Belfort, l’autre
au sud à hauteur de Montbéliard,
le troisième au milieu à hauteur de
Châtenois-les-Forges.
100 m
A36
300 m
Site de mesure
par tube passif
Plan schématique
des transects.
Chaque transect a été tracé perpendiculairement à l’autoroute, sur une
distance de 300 mètres de part et d’autre.
Le long de chacune de ces lignes droites, ont été installés, sur des
poteaux plantés à intervalles réguliers, huit tubes à diffusion passive
qui ont capté deux des trois polluants recherchés, le dioxyde d’azote et
le benzène. On l’a compris, l’intérêt de cette méthode est de définir, de
façon très précise, les variations de concentrations de polluants au fur et
à mesure que l’on s’éloigne de l’autoroute.
Les résultats
>6 Des concentrations de polluants
dans la moyenne franc-comtoise
A3
Au terme de deux années d’observation, les ingénieurs d’Atmo FrancheComté ont plutôt eu une bonne surprise : malgré le trafic important que
ce tronçon de l’autoroute A36 absorbe – de 30 000 à 60 000 véhicules
par jour –, les mesures ne mettent pas en
évidence des niveaux de concentration de
polluants notablement plus élevés que ceux
de l’ensemble du réseau franc-comtois.
Agglomération
de Belfort
Transect 3
Transect 3
34
33
31
34 48
33
35
Transect 2
26
25
24
Transect 2
32
39
33
> Un relief et des
vents favorables
24
27
24
Agglomération
de Montbéliard
Transect 1
Transect 1
48
28
24
37
43
36
27
40
Sites de mesure par tubes passifs.
Territoire couvert par l’étude
L’A36 a un impact important sur la qualité
de l’air et demeure un émetteur prépondérant de polluants atmosphériques au
niveau régional, comme le montre le cadastre régional des émissions atmosphériques
(2004). Mais si l’on excepte les niveaux
de dioxyde d’azote, les concentrations de
benzène et de poussières en suspension
enregistrées aux abords immédiats de
l’autoroute entre Belfort et Montbéliard
se rapprochent des résultats relevés sur les
secteurs urbains de ces deux agglomérations. Elles diffèrent peu, également, des
valeurs habituellement constatées dans
d’autres stations trafic de la région.
Moyennes de l’étude
en dioxyde d’azote
au-dessus de 50 µg/m3
entre 40 et 50 µg/m3
entre 30 et 40 µg/m3
moins de 30 µg/m3
Le relief dégagé des abords de l’autoroute entre Belfort et Montbéliard bénéficie
indéniablement à la qualité de l’air dans
sa proximité immédiate. Notamment aux
heures de pointe où les concentrations de
dioxyde d’azote par exemple, sont moins
importantes près de l’A36 que dans le
cœur des agglomérations de Belfort et
Montbéliard.
A proximité de l’A36, aucune construction,
aucun obstacle naturel ne gêne la circulation de l’air, ce qui limite d’autant les
conditions d’accumulation des polluants
lors des pointes de trafic. Le site jouit aussi,
du fait de son exposition, d’un régime de
vents favorable à une meilleure dispersion.
L’étude montre ainsi que la force et la
direction des vents est pour beaucoup dans
l’exposition aux polluants atmosphériques.
> Un polluant se démarque :
le dioxyde d’azote
Pas de dépassement ponctuel
L’analyse sur des périodes plus courtes montre que les pics de concentrations
de dioxyde d’azote correspondent – logiquement ­– aux heures de pointe
des déplacements urbains quotidiens, à savoir de 7 h à 10 h le matin et de
17 h à 19 h 30 l’après-midi (voir graphique ci-dessous). Mais tout au long
des deux années de l’étude, aucun dépassement du seuil d’information
et de recommandation de la population n’a été enregistré sur le site de
l’A36, alors que les stations de Belfort Octroi, Audincourt et Besançon
Mégevand ont relevé des dépassements.
L’étude d’Atmo Franche-Comté met en évidence un lien entre production
de dioxyde d’azote et trafic sur l’A36. Quelques chiffres pour resituer la
problématique dans son ensemble : dans l’Aire Urbaine, 71 % des émissions globales d’oxydes d’azote sont émises par le trafic routier, et de
l’ordre de 32 % par la seule autoroute A36 !
Une exposition semble marquée sur le long terme
Il est à signaler, également, que ces concentrations à long terme sont
légèrement plus élevées que celles enregistrées dans les “sites trafic” de
Besançon Palente et Besançon Mégevand. Elles sont par contre inférieures à celles relevées dans la station de Beaune en Côte d’or, située elle
aussi à proximité d’un grand axe autoroutier (A6) qui subit une exposition à un trafic plus dense.
Les enseignements des transects
La méthode de mesure par transect a permis de confirmer, avec des
données chiffrées, que l’impact de la pollution diminue rapidement (90 %
après 300 m) au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’autoroute.
Ils mettent en évidence le rôle du relief et des vents sur la dispersion des
polluants. Les concentrations de dioxyde d’azote sont beaucoup moins
élevées sur le transect interurbain de Châtenois-les-Forges que dans les
deux transects de Belfort et Montbéliard, là où les émissions urbaines
(principalement liées aux déplacements urbains et au chauffage individuel) s’ajoutent à celles de l’autoroute.
60
50
Concentrations moyennes (µg/m3)
Les données enregistrées pendant plus de deux ans par la remorque
laboratoire confirment que la proximité immédiate de l’A36 est soumise, à
une exposition sensiblement plus marquée au dioxyde d’azote que le reste
de l’agglomération. Les moyennes mensuelles ou annuelles, comparées à
celles des stations de Belfort Octroi, Montbéliard Centre ou Audincourt,
par exemple, le confirment. De surcroît, les trois moyennes annuelles
calculées sur le site d’étude au bord de l’autoroute ne respectent pas l’objectif de qualité de l’air de 40 µg/m3. Elles en sont cependant relativement
proches car elles se situent en dessous de la valeur limite de 2008 fixée
à 44 µg/m3.
40
30
20
10
0
1h
5h
Site A36
10h
Station trafic
15h
20h
24h
Station urbaine
Profil journalier en dioxyde d’azote par typologie de site.
> Poussières et benzène : dans la moyenne
Si l’étude d’Atmo Franche-Comté met en lumière le rôle actif de l’A36
dans les concentrations de dioxyde d’azote sur l’Aire Urbaine, elle ne
relève pas d’incidence particulière en ce qui concerne les particules en
suspension (PM10) et le benzène. Bien sûr, l’axe autoroutier demeure un
“producteur” important de ces deux polluants, mais les valeurs relevées
à sa proximité ne diffèrent pas, ou peu, de celles des stations urbaines.
En ce qui concerne les PM10, les moyennes annuelles enregistrées près
de l’A36, tout comme celles des autres stations de Franche-Comté,
respectent la valeur limite pour la protection de santé humaine fixée à
40 µg/m3. Ponctuellement, les concentrations peuvent augmenter ; elles
sont alors le fait de conditions météorologiques propices à l’accumulation
de poussières dans l’atmosphère.
Pour le benzène également, la moyenne annuelle enregistrée près de
l’A36 respecte l’objectif de qualité fixé à 2 µg/m3 et bien entendu la
valeur limite (5 µg/m3).
Les trois polluants recherchés
Les trois polluants auxquels l’étude s’est intéressée sont tous émis principalement par le trafic routier. Ils sont générés par la combustion du carburant dans les moteurs à explosion. A ce titre, ils sont réglementés et font l’objet de normes destinées à limiter les
quantités rejetées dans l’atmosphère.
> Les oxydes d’azote (NOx)
> Le benzène
Autres 3 %
Agriculture
et sylviculture 5 %
Industrie et
production d’énergie 10 %
Autres 1 %
Agriculture
et sylviculture 3 %
Industrie et
production d’énergie 6 %
Résidentiel / tertiaire 11 %
Résidentiel / tertiaire 21 %
Transports routiers 71 %
Transports routiers 69 %
Répartition des émissions d’oxydes d’azote sur l’Aire Urbaine par secteur d’activité
Année de référence 2004
Répartition des émissions de benzène sur l’Aire Urbaine par secteur d’activité
Année de référence 2004
Il s’agit de deux molécules de la même famille, le monoxyde d’azote (NO)
contenu dans les gaz d’échappement et le dioxyde d’azote (NO2 ), lorsque
la molécule se charge d’oxygène au contact de l’air. Les NOx, en trop
fortes concentrations, sont responsables de l’irritation des muqueuses. Ils
sont en partie responsables de la formation de l’ozone, le polluant classique de l’été, dans les basses couches de l’atmosphère. Les véhicules à
moteur à explosion sont responsables de 71 % des émissions de NOx sur
l’Aire Urbaine et de 61 % sur la Franche-Comté.
Ce solvant est contenu dans les essences automobiles, où il a un rôle antidétonant. C’est un produit toxique, cancérigène qui agit notamment sur
la circulation sanguine. D’origine routière pour 69 %, les concentrations
relevées dans l’air restent généralement faibles en Franche-Comté. Le
benzène reste très réglementé et surveillé, les normes en limitant toujours
plus l’usage.
> Les poussières en suspension (PM10)
Résidentiel / tertiaire 43 %
NOx en tonnes/km2/an
moins de 0.75
0.75 à 5
5 à 10
10 à 20
20 à 40
40 à 80
80 à 160
plus de 160
Périmètre Aire Urbaine
Répartition des émissions
de NOx sur l’Aire Urbaine
Belfort/Montbéliard
Transports routiers 26 %
Autres 1 %
Agriculture
et sylviculture 9 %
Industrie et
production d’énergie 22 %
Répartition des émissions de PM10 sur l’Aire Urbaine par secteur d’activité
Année de référence 2004
D’un diamètre inférieur à 10 microns, ces poussières ont la capacité de passer outre nos filtres naturels et de s’infiltrer profondément dans nos voies
respiratoires, où elles sont responsables d’allergies et d’irritations. Les PM10
d’origines routières sont générées par la mauvaise combustion du gasoil
dans les moteurs diesel, notamment à bas régime, mais aussi par l’usure
des freins, des pneus et de la chaussée. Les véhicules à moteur à explosion
sont responsables de 22 % des émissions sur l’Aire Urbaine et de 18 % sur
la Franche-Comté.
Belfort
Montbéliard
Le cadastre : un outil de base complémentaire
Les données
recueillies pour cette
étude ont été replacées
dans le cadre plus général du
cadastre régional des émissions
atmosphériques. Cet outil, élaboré dans
le cadre d’une collaboration interrégionale,
est représentée ci-dessus sous la forme d’une
carte permettant de visualiser la répartition des sources de pollutions d’oxydes
d’azote (NOx) sur l’Aire Urbaine Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle.
Cet outil est basé sur un inventaire complet de tous les types d’émissions polluantes, notamment celles du trafic routier et autoroutier, mais pas seulement. La pollution liée aux transports ferroviaires, aériens, fluviaux a été aussi prise en compte.
Les rejets industriels ont été évalués, de même que les émissions du secteur
tertiaire ou résidentiel, avec le chauffage notamment. L’agriculture, le traitement
des déchets ainsi que les émissions biotiques des végétaux complètent cette vaste
base de données. L’ensemble de ces émissions sont ensuite localisées géographiquement et représentées par exemple sous forme de maillage kilométrique. Le
“cadastre”, comme le nomment simplement les ingénieurs d’Atmo Franche-Comté,
offre une lecture plus fine des résultats d’une étude particulière.
Maintenir la veille
pour le bien-être de tous
Grenelle de l’Environnement, Sommet de Copenhague : au-delà des divergences
politiques ou des conflits d’intérêts géopolitiques, l’ensemble de la planète est
aujourd’hui engagée dans un combat contre la pollution. Une lutte âpre, difficile,
qui bénéficie et souffre à la fois des progrès inexorables de l’humanité.
Chacun, dans son domaine, s’implique pour un environnement plus propre. Les
constructeurs automobiles développent les motorisations hybrides et généralisent
les technologies qui limitent les rejets, comme le filtre à particules. Les pétroliers
améliorent la qualité de leurs carburants, en faisant baisser les proportions de
soufre ou de benzène. Les laboratoires des entreprises de BTP mettent au point
de nouveaux procédés, capables d’absorber et de neutraliser les oxydes d’azote,
comme le revêtement de chaussée qu’Eurovia a mis en oeuvre à Dinan en Bretagne.
De leur côté, en limitant les vitesses maximales, en imposant des normes antipollution, en favorisant les transports en commun ou le covoiturage, les pouvoirs publics
contribuent à une limitation des effets de la pollution.
Cependant, l’usage routier et autoroutier ne cesse d’augmenter. Par conséquent, ce
qui est gagné d’un côté est perdu de l’autre. D’où la nécessité d’une surveillance
fine, précise, continue de l’environnement. L’étude qu’a menée Atmo FrancheComté sur l’autoroute A 36 entre Belfort et Montbéliard participe de cette démarche. Elle fixe un “point zéro“, une balise, un repère auquel chacun pourra se référer
pour évaluer l’impact de cet axe majeur de circulation sur la qualité de l’air de l’Aire
Urbaine. Les résultats enregistrés aujourd’hui diront, dans l’avenir, si la situation
s’est améliorée ou si au contraire elle s’est dégradée. Une surveillance régulière
peut aussi influer sur des politiques publiques et aider à la prise de décision. Enfin,
maintenir la veille et la vigilance permet, le cas échéant, de lancer des signaux
d’alerte, dans le cas d’une dégradation rapide de la qualité de l’air.
Franche - Comté
www.atmo-franche-comte.org
Eurosaga 03 84 21 01 12 - Photos : Claude Nardin - Atmo Franche-Comté - Eurosaga.
Plaquette réalisée avec le concours financier de l’ADEME, Région de Franche-Comté - Papier sans chlore - Mars 2010
Les autoroutes en sont l’illustration. Ces grands axes permettent de relier entre elles
de grandes agglomérations, facilitent les échanges avec les pays voisins, désenclavent les régions éloignées, désengorgent les villes, améliorent la sécurité routière…
Mais, ils génèrent un trafic toujours plus important, responsable prédominant de la
pollution atmosphérique et des rejets de gaz à effet de serre.