synthese CG91 etudes axes routiers essonniens

Qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens
Dans le cadre de sa politique de prévention des pollutions, le Conseil Général de l’Essonne a souhaité
approfondir sa connaissance de l’impact local sur la qualité de l’air du trafic routier généré le long des
grands axes traversant son territoire. L’étude commandée à AIRPARIF visait ainsi à :
- quantifier les émissions de polluants dues au trafic routier,
- définir l’influence sur la qualité de l’air ambiant essonnien de la pollution générée par les
grands axes routiers traversant le département (zone d’impact de ces axes en général et
selon le degré d’urbanisation alentour, mais aussi en fonction des directions de vent),
- évaluer les niveaux de pollution en Essonne ainsi que le risque de dépassement des objectifs
de qualité définis par la réglementation, en 2005 comme en 2010.
Pour Airparif, ce travail qui s’inscrit dans la ligne initiée par l’étude de l’impact sur la qualité de l’air de
l’échangeur de Bagnolet permet de progresser sur le sujet stratégique de la qualité de l’air à proximité
des autoroutes urbaines. Ce document présente les principaux enseignements de cette étude.
Une démarche unique
L’étude menée par Airparif repose sur une démarche innovante faisant appel aux meilleures
techniques de surveillance actuellement disponibles et reposant sur la combinaison :
- de mesures sur le terrain :
Du 23 novembre au 21 décembre 2005 une campagne de mesure importante a été déployée
le long de la Francilienne (N104) et de l’autoroute A10 avec 40 sites de mesure
instrumentés d’échantillonneurs passifs (fournissant des concentrations moyennes sur
quinze jours pour le benzène et le dioxyde d’azote) et deux laboratoires mobiles (apportant
une information sur l’évolution horaire des niveaux d’oxydes d’azote, de particules et de
monoxyde de carbone et permettant l’analyse de ces niveaux en fonction des conditions
météorologiques). Au cours de cette campagne, des mesures ont été effectuées
perpendiculairement de part et d’autre de ces deux axes routiers (soit trois transects par axe)
pour évaluer la décroissance de la pollution en fonction du degré d’urbanisation aux alentours
de ces routes. Ces éléments ont été complétés par les résultats du réseau de stations fixes
d’Airparif dans le département (4 stations).
- avec des outils de modélisation :
Ces outils permettent d’évaluer les émissions générées par le trafic et les niveaux de pollution
tout au long des principaux axes essonniens. Ces outils sont également utilisés pour faire des
cartes de concentration et évaluer le risque de dépassement des normes françaises et
européennes de qualité de l’air en 2005 et, couplés à des hypothèses prospectives, en 2010.
Quantités de polluants atmosphériques émises par l’Essonne
et contribution du trafic routier à ces émissions
L’Essonne se caractérise par des différences de densité de population et d’activités économiques bien
marquées entre le Nord et le Sud. Cette hétérogénéité se retrouve lorsque l’on s’intéresse à la
répartition géographique des émissions départementales de polluants atmosphériques.
Emissions en
tonnes/km 2
Les émissions sont plus importantes en densité
dans le nord du département, secteur qui fait
partie de l’agglomération parisienne. Elles
décroissent ensuite au fur et à mesure que l’on
s’en éloigne. Les principaux axes routiers
traversant le territoire essonnien (A10, A6, N104,
N20 et N118) et quelques sources industrielles
très localisées ressortent également clairement
comme l’illustre la carte ci-contre des émissions
d’oxydes d’azote qui sont des traceurs de la
pollution émise par les transports.
Carte des émissions d’oxydes d’azote en tonnes/km2
sur l’Essonne
(source: cadastre des émissions AIRPARIF/DRIRE,
année de référence 2000)
SYNTHESE : Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens , mai 2006
1
De façon un peu plus marquée que pour l’Ile-de-France dans son ensemble, les émissions1 de
polluants atmosphériques de l’Essonne sont majoritairement dominées par le transport routier
qui est responsable de :
 61% des émissions d’oxydes d’azote du département (contre 52% en moyenne sur l’Ile-de-France),
 79% des émissions de monoxyde de carbone (contre 77% en Ile-de-France),
 et 42% des émissions de particules (contre 36% au niveau régional).
Si l’on s’intéresse plus en détails aux émissions de polluants provenant des quatre principales voies
de circulation de l’Essonne en 2005, on constate qu’à elles seules l’A6, l’A10, la N104 et la N20
contribuent à la moitié des émissions engendrées par le trafic routier du département pour les
particules et les oxydes d’azote et un tiers des émissions de benzène et de monoxyde de
carbone.
Cette différence entre les particules et les oxydes d’azote d’un côté, et le monoxyde de carbone et le
benzène de l’autre, peut s’expliquer par les vitesses et les conditions de circulations. Les émissions
d’oxydes d’azote et de particules sont d’autant plus importantes que la vitesse des véhicules
augmente, en particulier au-delà de 70 km/h. A l’inverse, les émissions en monoxyde de carbone et
de benzène sont très dépendantes de la fluidité du trafic. Ces polluants seront produits en plus forte
quantité en situation de congestion et lorsqu’il y a une proportion élevée de véhicules dont les moteurs
sont froids. Des axes de circulation rapide présentent donc des émissions d’oxydes d’azote et de
particules plus importantes que celles de monoxyde de carbone et de benzène.
Chacun de ces quatre axes se caractérise par un trafic et un kilométrage qui lui est propre. Pour
prendre en compte cette différence et pouvoir ainsi comparer chacune de ces voies de circulation, les
émissions calculées pour chacune d’entre elles doivent être exprimées pour un véhicule « standard2»
empruntant l’axe considéré sur un kilomètre (voir figure ci-dessous).
Emission en NOx d'un véhicule " moyen"
présent sur les dif férents axes ét udiés
1200
Emission en particules (PM 10) d'un véhicule
" moyen" présent sur les dif férents axes ét udiés
80
70
1000
60
800
50
600
40
30
400
20
200
10
0
0
A6
A10
N104
N20
A6
A10
N104
N20
Pour les oxydes d’azote et les
particules (PM10), l’autoroute A6
présente les émissions au kilomètre
parcouru les plus élevées, tout en
restant très proches de celles de la
N104 et de l’A10. Sur la nationale 20,
ces émissions sont par contre plus
faibles (d’environ 20% pour les
émissions d’oxydes d’azote et 40%
pour les émissions de particules).
Emissions au kilomètre (en mg/km) d’un véhicule « moyen »
parcourant l’A6, l’A10, la N104 et la N20 en 2005
1
Source : inventaire et cadastre régional des émissions réalisé par AIRPARIF, avec le soutien de la DRIRE,
dans le cadre du Plan de Protection de l’Atmosphère Ile-de-France et portant sur l’année 2000.
2
Véhicule « standard » ou « moyen » : véhicule représentatif des caractéristiques moyennes de l’ensemble
des véhicules empruntant l’axe considéré, telles que le type de véhicule (véhicules utilitaires légers, véhicules
particuliers, poids lourds, deux roues…) et la motorisation associée (essence, diesel, catalysé ou non).
SYNTHESE : Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens , mai 2006
2
Concernant le monoxyde de carbone
et le benzène, les émissions unitaires
de l’A6, la N104 et l’A10 sont toujours
similaires mais la N20 se distingue
cette fois par les émissions unitaires
les plus élevées : +29% pour les CO
et +80% pour le benzène par rapport
aux 3 autres axes.
Emission en CO d'un véhicule " moyen"
présent sur les diff érent s axes étudiés
Emission en benzène d'un véhicule " moyen"
présent sur les dif férents axes ét udiés
3000
30
2500
25
2000
20
1500
15
1000
10
500
5
0
0
A6
A10
N104
N20
A6
A10
N104
N20
Les conditions de trafic expliquent à nouveau ces différences entre chacune des quatre voies : les
autoroutes A6 et A10 et la Francilienne (N104) se caractérisent par des vitesses de circulation plus
élevées et un pourcentage plus fort de poids lourds entraînant des émissions unitaires d’oxydes
d’azote et de particules en quantité plus importante. A l’inverse, la nationale 20 présente une vitesse
de circulation plus faible et des conditions de circulation moins fluides (feux tricolores, passage en
ville…), ainsi qu’une proportion de véhicules dont le moteur est froid plus importante, qui expliquent
que la quantité de monoxyde de carbone et de benzène produite sur cet axe soit plus élevée.
Toutefois, il n’existe pas de correspondance simple et directe entre la quantité de polluants émis dans
l’atmosphère (estimée par un inventaire des émissions) et leur concentration dans l’air ambiant dont
dépend la qualité de l’air respiré (mesuré par des stations et évalué par des outils de modélisation). Si
la qualité de l’air dépend en grande partie de la quantité de polluants émis, les réactions chimiques
dans l’atmosphère et les conditions météorologiques (qui peuvent jouer un rôle aggravant, lors des
épisodes de pollution notamment, ou au contraire de dilution par le vent et la pluie) interviennent
également de façon importante.
Qualité de l’air en Essonne et impact du trafic
Les cartes de pollution annuelle de l’Essonne montrent que les niveaux les plus élevés sont relevés
d’une manière générale sur le Nord du département, en particulier le long des grands axes routiers du
département (A6, A10 et Francilienne), et donc dans les zones où l’urbanisation et le trafic génèrent
les densités d’émission les plus importantes comme montré précédemment. Dans le Sud du
département, l’influence de l’agglomération parisienne n’est en revanche plus perceptible et les
grands axes routiers deviennent moins visibles.
Niveaux de pollution dans l’Essonne
NO2
µg/m3
Objectif de
qualité
Lorsque l’on considère les niveaux de
pollution le long des axes routiers et la
pollution ambiante, le dioxyde d’azote
apparaît comme le polluant le plus
problématique en Essonne. C’est d’ailleurs
également le cas pour l’agglomération
parisienne en général.
Toutefois, la superficie concernée par un
dépassement de l’objectif de qualité
défini par la réglementation pour ce
polluant (40 µg/m3 en moyenne annuelle)
ne concernait que 13,5 km2, soit moins
de 1% du territoire départemental. Le
nombre d’habitants concernés par ce
dépassement est évalué à 3% de la
population essonnienne (environ 33 000
habitants).
Cartes du niveau moyen annuel de dioxyde d’azote
évalué pour l’année 2005 sur l’Essonne (en µg/m3).
SYNTHESE : Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens , mai 2006
3
D’une manière générale, les normes en matière de qualité de l’air pour les polluants traceurs
du trafic routier sont respectées sur une très large part du territoire essonnien en 2005 (ce n’est
par contre pas le cas à Paris et en proche banlieue). Seules quelques zones très proches des axes
les plus chargés, et donc impactés par ces axes, sont problématiques : aux abords de l’extrémité Nord
de l’autoroute A10, de la partie Nord de l’A6 et du tronçon de la N104 compris entre Evry et SaintGermain-lès-Corbeil.
Niveaux de pollution spécifiquement le long des axes routiers
Pour appréhender au mieux l’impact sur la qualité de l’air des principaux axes routiers essonniens,
une évaluation des concentrations a été réalisée le long de ces axes pour les polluants représentatifs
de la pollution engendrée par le trafic routier. Cette évaluation est basée sur la complémentarité des
résultats issus des outils de modélisation et de ceux obtenus par des mesures (campagne de mesure
et résultats du réseau de stations fixes d’Airparif). Pour l’ensemble des polluants, les valeurs
présentées par les cartes ci-dessous sont obtenues par modélisation et correspondent à la somme de
la pollution engendrée directement par les émissions du trafic routier de l’axe considéré et de la
pollution ambiante de la zone correspondante.
Concentrations annuelles le long des principaux axes de circulation de l’Essonne en 2005,
Les axes figurant en orange et en rouge indiquent que les objectifs de qualité réglementaires sont dépassés.
Dioxyde d’azote
Benzène
Particules PM10
Lorsque l’on ne prend en compte que la pollution le long des principaux axes routiers
essonniens, les niveaux de pollution sont supérieurs aux objectifs de qualité réglementaires :
• sur 9% (147km) du réseau routier modélisé pour le dioxyde d’azote (par comparaison,
2030 km dépassent cet objectif à Paris et en petite couronne, soit les deux tiers de leur
réseau routier),
• 2% (30km) pour le benzène,
• et 1% (14km) pour les particules.
Pour l’ensemble des polluants, les concentrations les plus importantes concernent les routes
au Nord du département et qui font donc partie de l’agglomération parisienne. Pour le dioxyde
d’azote et les particules, les niveaux les plus élevés sont généralement évalués sur les parties
d’autoroute dont le nombre journalier de véhicules est le plus important. Quant au benzène et au
monoxyde de carbone, les teneurs les plus fortes sont localisées sur des axes caractérisés par une
circulation non négligeable, mais surtout congestionnés et dont la configuration est défavorable à la
dispersion des polluants (route encaissée par exemple).
Zoom sur la francilienne et l’A10 : définition de leur zone d’impact
Des mesures ponctuelles ont été menées aux abords de l’A10 et de la Francilienne. Elles avaient pour
objectif de déterminer l’étendue de leur zone d’impact pour des environnements assez représentatifs
de l’urbanisation le long de ces deux voies de circulation en Essonne. Ces mesures indiquent que
SYNTHESE : Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens , mai 2006
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l’influence directe des axes apparaît limitée à moins de 200 mètres pour le dioxyde d’azote et
moins de 100 mètres pour le benzène. Pour le monoxyde de carbone et les particules, la zone
d’impact est encore plus réduite puisque les mesures n’ont pas mis en évidence d’impact
significatif de ces deux grandes routes au-delà d’une distance comprise entre 50 et 100 m.
La mise en place de mesures dans un environnement particulier aux abords de l’A10, caractérisé par
la présence d’un mur anti-bruit et d’une haie végétale, a montré un effet bénéfique de ces
équipements. Dans la configuration étudiée, ils réduisaient la zone d’impact identifiable de l’A10
à quelques dizaines de mètres.
En règle générale, l’étendue de la zone d’impact d’un axe routier varie en fonction du degré
d’urbanisation avoisinant. Plus l’environnement urbain à proximité de l’axe est dense et plus la
décroissance des niveaux de pollution au fur et à mesure que l’on s’éloigne de cet axe sera lente et la
zone d’impact importante. Ces observations confirment et complètent les conclusions d’études
précédentes menées par AIRPARIF (porte de Bagnolet ou Charenton par exemple).
Quelles perspectives pour 2010 ?
Dans le cadre de l’étude demandée par le conseil général de l’Essonne, Airparif a évalué l’évolution
de niveaux de pollution ambiante dus au dioxyde d’azote de 2000 à 2010. Pour l’échéance 2010, les
principales mesures réglementaires de réduction de la pollution d’ores et déjà engagées au niveau
français et européen ont été prises en compte ainsi que les mesures envisagées dans le cadre du
plan de protection de l’atmosphère francilien soumis à enquête publique en 2005. Deux cas ont été
distingués pour réaliser cette prévision, en fonction de deux types de conditions météorologiques :
- une année 2010 avec des conditions météorologiques plutôt favorables à la dispersion de la
pollution (du type de l’année 2000 ou de l’année 2002, plutôt venteuses et pluvieuses),
- une année 2010 dont les conditions météorologiques seraient plutôt défavorables (du type de
l’année 2003 avec des vents et une pluviométrie faibles et des températures plus élevées).
En l’absence d’hypothèses suffisamment robustes sur l’évolution du trafic dans le département, cette
évaluation n’a pu être faite que pour les niveaux de pollution ambiants.
Evolution attendue des niveaux de pollution annuelle ambiante en dioxyde d’azote (µg/m3)
entre 2000 et 2010
En 2000
En 2005
Les cartes ci-dessous illustrent l’évolution des niveaux
ambiants de dioxyde d’azote entre 2000 et 2005 et les
perspectives 2010 en fonctions des conditions
météorologiques. Les concentrations de dioxyde
d’azote diminuent entre 2000 et 2005. Cette tendance
se vérifie d’ailleurs à l’échelle de toute l’Ile-de-France
et provient essentiellement de l’amélioration
technique des véhicules.
Estimations pour 2010
Une même tendance à la baisse est
prévue pour 2010, notamment en cas
de
conditions
météorologiques
favorables.
En cas d’année météorologique
défavorable,
2010
devrait
être
semblable à 2005 avec une légère
hausse des niveaux de pollution à
l’extrémité Nord du département.
.
Objectif
de qualité
avec une météorologie avec une météorologie
défavorable
favorable
SYNTHESE : Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens , mai 2006
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