Réseaux de surveillance de la qualité de l'air : Rapport 2005 |
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8.2.2. Absorption bêta - Particules en suspension (PM10) 8.2.2.1. Résultats de l’année 2005 En 2005, le réseau de mesure des particules en suspension a connu un profond remaniement. Par rapport aux obligations légales, il y avait une surreprésentation sur la région de Charleroi tandis qu’il y avait un manque de mesure en zone rurale. Il a donc été décidé de déplacer les moniteurs de Lodelinsart et Châtelineau vers les stations de Sinsin et Vielsalm. Il reste donc à Charleroi, un moniteur dans la station la plus représentative du centre ville (TMCH03) et un moniteur à la station de Marchienne (TMCH01), station directement sous l’influence de la sidérurgie et qui avait déjà compté de nombreux dépassements. Il faut signaler que, si ce changement améliore la couverture de la Région wallonne, il nous manque encore 4 points de mesure pour répondre aux exigences européennes et l’achat de moniteurs devrait se faire dans un avenir assez proche. Les teneurs en particules en suspension varient en fonction du caractère industriel des stations (Tableau 70) : la station la plus polluée est la station d’Engis, station à très fort caractère industriel. Viennent ensuite les stations de Marchienne et de Jemeppe, deux stations sous l’influence directe des bassins sidérurgiques de Charleroi et Seraing. Les concentrations aux stations de Charleroi et de Saint-Nicolas sont plus faibles ; ces stations sont plus éloignées des industries et sont certainement plus caractéristiques des teneurs des villes de Charleroi et Liège. Enfin, les minima sont enregistrés aux stations rurales de Sinsin et Vielsalm. Les concentrations en particules varient peu au cours du temps, ce qui se traduit par de faibles différences entre les centiles, contrairement à un polluant comme le monoxyde d’azote. Entre 2004 et 2005, on ne constate que peu de différences entre les différents paramètres statistiques pour les stations de Charleroi et Marchienne. A Engis et à Saint-Nicolas, on observe une légère diminution tandis qu’à Jemeppe, les concentrations chutent rejoignant ainsi les niveaux de 2002 et des années antérieures. L’augmentation en 2003 et 2004 peut s’expliquer par la présence de travaux de construction d’une école dans l’environnement immédiat de la station.
(1) arrêt le 27/04/05 Tableau 70 : Particules en suspension (PM10) - Valeurs journalières - Statistiques 2004 et 2005 (valeurs brutes) 8.2.2.2. Variations saisonnières Les concentrations en particules en suspension sont généralement plus élevées en hiver, même si cette différence entre saisons est moins marquée que pour d’autres polluants (Figure 51). Ainsi, les moyennes des mois d’hiver sont à peine plus élevées que celles des mois d’été. Par contre, on rencontre de plus fortes variations en hiver qu’en été. On peut parfois observer des épisodes correspondant à une météo défavorable à la dispersion des polluants comme ce fut le cas les 11 ou 12 décembre 2005. Cet épisode a déjà été évoqué pour le dioxyde de soufre, le monoxyde d’azote ou le monoxyde de carbone.
Figure 51 : Particules en suspension (PM10) - Evolution des concentrations journalières - Stations de Charleroi (TMCH03), Jemeppe (TMSG01), Sinsin (TMNT05) et Engis (TMEG01) Dans le cas des particules en suspension, on observe également des épisodes de fortes concentrations durant les mois des saisons plus chaudes. Il est d’ailleurs bien connu que les pays méditerranéens aux climats plus arides subissent des concentrations plus élevées que les pays plus nordiques. Les niveaux dépendent, non seulement des conditions de dispersion, mais aussi d'autres facteurs, comme la force du vent (érosion, remise en suspension), la pluie (lavage de l'atmosphère et des sols) ou la couverture des sols (végétation, surface urbaine, …). Lors de la dernière décade du mois de juin, on observe pour la station rurale de Sinsin, des concentrations plus élevés au même un maximum annuel le 21 juin. Durant cette période, le temps était sec et ensoleillé. Ces conditions sont favorables à des épisodes de pollution par les particules (pas de lavage de l’atmosphère, remise en suspension des particules déposées, peu de vent et donc de dispersion) mais également favorable au développement de pics d’ozone et les dépassements en ozone pour 2005 eurent lieu durant cette période. 8.2.2.3. Normes et valeurs guides La tête de prélèvement PM10 permet un échantillonnage représentatif des fractions de poussières pouvant pénétrer dans le système respiratoire des bronches supérieures. La directive fille 1999/30/CE du 22 avril 1999, transposée dans la législation wallonne par l’arrêté du Gouvernement wallon du 23 juin 2000 (M.B. du 21 juillet 2000) et par l’arrêté du Gouvernement wallon du 5 décembre 2002 (M.B. du 10 février 2002), mentionne les valeurs limites à respecter en deux étapes (Tableau 71), valeurs limites applicables aux mesures de particules en suspension PM10. Cette directive est entrée en vigueur le 19 juillet 1999. En cas de dépassement de ces valeurs limites, il est prévu qu’un plan d’action doit être établi. Notons que la période transitoire est finie et que la marge de dépassement tolérée est maintenant nulle.
Tableau 71 : Particules en suspension (PM10) - Valeurs limites (directive 1999/30/CE) Il n’est pas inutile de mentionner ici que l’article 5 de la directive 1999/30/CE mentionne l’obligation d’installer des stations de mesure des PM2.5 et de les localiser si possible là où les PM10 sont déjà mesurées. Les paramètres statistiques suivants devront être rapportés à la Commission sur base annuelle : médiane, centile 98 et maximum des concentrations moyennes sur 24 heures. La directive prévoit que les dépassements des valeurs limites sont permis, si des évènements d’origine naturelle donnent lieu à des concentrations de fond dépassant les niveaux naturels habituellement observés. Cette exception est également valable dans le cas de poussières provenant du sablage hivernal des routes. Dans ce cas, une justification des dépassements doit être fournie à la Commission et les plans d’action pour réduire les concentrations ne sont plus obligatoires. La méthode de référence préconisée par la directive 1999/30/CE est la gravimétrie alors que la plupart des Etats Membres utilisent des méthodes de monitoring non gravimétriques qui permettent de répondre rapidement à l’obligation d’information à la population. Dans le cas de l’absorption b que nous utilisons, les mesures sont sous-estimées par rapport à la méthode de référence à cause d’une perte de composés semi-volatils lors du chauffage dans l’appareil de mesure. La perte dépend de la composition de l’aérosol et varie d’une région à l’autre et d’une saison à l’autre. Les données de nos moniteurs doivent être corrigées pour pouvoir être comparée aux valeurs limites de la norme. Une étude de la VMM (Vlaamse MilieuMaatschappij) rapporte que le facteur 1.37 est à appliquer pour les analyseurs de poussières en suspension mesurant par le principe de l’absorption de rayonnement Bêta. (Réf : ‘Vergilijkende PM10 metingen September 2002’, p.66). Cette correction est applicable à la fois à la moyenne journalière pour le comptage des dépassements et au calcul de la moyenne annuelle. Dans leur version de base, les moniteurs utilisés dans le réseau wallon ne satisfaisaient pas aux critères d’équivalence avec la méthode de référence. Le constructeur nous a proposé une amélioration du moniteur appelée kit RST et qui consiste en un contrôle des paramètres de chauffage lors de l’échantillonnage. Le chauffage est régulé en fonction de la température et de l’humidité extérieure de manière à minimiser les pertes en composés semi-volatils. La station d’Engis fut la première à être équipée de ce kit et une étude fut réalisée en deux phases (été/hiver). Les conclusions de cette étude sont doubles : tout d’abord, les critères de comparaison avec la méthode de référence sont satisfaits et ensuite, le facteur de correction est égal à 1.08. Le choix du site d’Engis pour le premier essai du moniteur modifié n’est pas innocent : il s’agit d’un site où le nombre de dépassements est trop élevé par rapport à la norme. Il était donc intéressant d’avoir des mesures en accord avec la méthode de référence et ensuite de calculer un facteur correctif plus avantageux que le facteur 1.37. En 2005 et début 2006, les autres moniteurs ont été progressivement adaptés. Nous devons ensuite mener des campagnes de comparaison avec la méthode de référence pour calculer un coefficient de correction correspondant aux réalités wallonnes. Le Tableau 72 reprend le nombre de dépassements des valeurs mesurées ou corrigées, par rapport à la valeur limite (50 µg/m³ sur 24 h). Les valeurs corrigées sont donc les valeurs mesurées multipliées par 1.37 pour toutes les stations sauf la station d’Engis où le facteur 1.08 est retenu.
Tableau 72 : Particules en suspension (PM10) - Nombre de dépassements (directive 1999/30/CE) – 2005 Les trois stations les plus industrielles, Engis, Marchienne et Jemeppe ne respectent pas les 35 dépassements permis et sont même bien au-delà de cette limite. Les stations de Charleroi et Saint-Nicolas montrent un nombre importants de dépassements mais respectent la norme tandis que les deux stations rurales n’enregistrent que rarement un dépassement. On prend aussi conscience de l’importance du facteur correctif : si lors des campagnes de comparaison, nous trouvons des facteurs correctifs inférieurs à 1.37, nous pourrons ainsi diminuer d’autant le nombre de dépassements. A la station d’Engis, même avec un coefficient correctif réel, le nombre de dépassements est trop important puisqu’un jour sur quatre est en dépassement en moyenne sur l’année et même certains mois, un jour sur trois est en dépassement. Aux stations de Charleroi et Jemeppe, le nombre de dépassements des 50 µg/m³ ont diminué de 1997 à 2000. (Figure 52). Ensuite, ce nombre a augmenté et a atteint un maximum en 2003. En 2004, la situation s’améliore à Charleroi mais empire à Jemeppe. En 2005, le nombre de dépassement augmente très légèrement à Charleroi et chute à Jemeppe suite à la fin de travaux de construction à proximité de la station. A la station de Saint-Nicolas, le nombre de dépassement diminue d’année en année sauf en 2003 qui fut une année riche en dépassement PM10 pour toutes les stations.
Figure 52 : Evolution du nombre de dépassements (valeurs corrigées) - Charleroi, av G. Michel (TMCH03), Jemeppe (TMSG01) et Saint-Nicolas (TMSG02) Si la directive se borne à limiter le nombre de dépassements, il est cependant intéressant d’examiner le niveau de ces dépassements ainsi que leur durée. Ainsi, par exemple, lors de l’épisode centré sur le 11 décembre, on a mesuré, à Marchienne, un maximum de 152 µg/m³ (soit trois fois la valeur limite) avec quatre jours consécutifs en dépassement dont trois supérieurs à 100 µg/m³. Lors du même épisode, on a compté jusqu’à 7 jours consécutifs de dépassements à Jemeppe avec un maximum de 133 µg/m³. La valeur limite applicable à la moyenne annuelle (40 µg/m³) semble moins sévère car, en appliquant le facteur correctif, seule la station de Marchienne dépasse de peu la limite, avec 41 µg/m³. Les stations d’Engis (38 µg/m³) et Jemeppe (38 µg/m³) sont juste en dessous mais respectent la limite, tandis qu’il n’y a aucun problème à Charleroi (30 µg/m³), Saint-Nicolas (28 µg/m³), Sinsin (16 µg/m³) et Vielsalm (15 µg/m³). De nouveau, on constate l’importance du facteur correctif puisque sans correction, la station de Marchienne respecterait la norme pour la moyenne. Une directive en préparation (« Proposition de directive du Parlement européen et du Conseil concernant la qualité de l’air ambiant et un air pur pour l’Europe », COM(2005)447 final, 21/09/05) fixera de nouvelles normes pour les particules PM10 et PM2.5. Au vu de la situation actuelle, le respect de ces normes sera un point critique pour la Région wallonne. En ce qui concerne, les particules PM10 et PM2.5 (« Air Quality Guidelines for Europe, Second Edition », 2000), l’Organisation Mondiale pour la Santé souligne le fait qu’il existe un manque de données pour la fraction PM2.5 qui est généralement un bien meilleur indicateur des effets sur la santé que la fraction PM10. On observe des effets à des concentrations (PM10) bien inférieures à 100 µg/m³. Des études récentes ont même montré des troubles pulmonaires à des concentrations inférieures à 30 µg/m³ en moyenne annuelle (20 µg/m³ pour PM2.5). Comme il n’existe pas de seuil en dessous duquel on n’observe pas d’effet, l’OMS ne donne aucune valeur guide à court ou long terme. Les décideurs politiques doivent donc faire appel à la gestion du risque afin de fournir des normes. 8.2.2.4. Indices de qualité Afin de donner une idée plus simple de la situation, il est possible, comme pour les dioxydes de soufre et d’azote ou l’ozone, de définir des indices de qualité pour les particules en suspension PM10 (Tableau 73). Dans le cadre de ce rapport, les indices ont été calculés par rapport aux valeurs corrigées puisque les indices sont basés sur la norme.
Tableau 73 : Particules en suspension (PM10) - Définition des indices de qualité Sur la Carte 11, nous avons reporté la répartition des jours selon l’indice de qualité. Pour les deux stations rurales, les indices les plus fréquents vont de 1 à 3 avec un maximum à 2. Pour les autres stations, la distribution se décale vers les indices plus élevés et le maximum se situe vers 3 alors que les jours d’indice égal à 1 ne constituent plus que quelques pourcents. Plus la station possède un caractère industriel et plus la distribution s’élargit. Ainsi, les stations de Jemeppe, Marchienne et Engis montrent des jours d’indices pouvant aller de 1 jusqu’à 8. A Marchienne, le 11/12/05, on a même enregistré un jour pouvant être qualifié de très mauvais (indice 9).
Carte 11 : Particules en suspension (PM10) 2005 - Indices de pollution (2.35 Mo) 8.2.2.5. Journée et semaine moyennes En zone urbaine, la variation des concentrations suivant l'heure du jour suit généralement un profil bimodal, typique des polluants liés au trafic automobile (Figure 53), même si ces profils sont bien moins marqués que pour un polluant comme le monoxyde d’azote. Le deuxième maximum est moins visible que celui du matin et tend même à disparaître. A cette composante trafic, vient s’ajouter une composante d’origine industrielle, le cas extrême étant la station d’Engis où les profils sont entièrement différents et les concentrations sont plus élevées la nuit que le jour (probablement à cause d’un effet de vallée rabattant les polluants la nuit vers la vallée). La station de Saint-Nicolas et, dans une moindre mesure, la station de Sinsin montrent également ce type de profil. Enfin, la station de Vielsalm ne montre aucune structure périodique.
Figure 53 : Particules en suspension (PM10) - Journée moyenne - Stations de Charleroi, av. G Michel (TMCH03), Jemeppe (TMSG01), Sinsin (TMNT05) et Engis (TMEG01) Les concentrations en particules en suspension sont légèrement plus faibles le week-end que les jours ouvrables, conséquence probable de la diminution des émissions liées au trafic (Figure 54). Toutefois, cette différence est très faible de l’ordre de 10 à 20 %.
Figure 54 : Particules en suspension (PM10) - Semaine moyenne - Stations de Charleroi, av G. Michel (TMCH03), Jemeppe (TMSG01), Sinsin (TMNT05) et Engis (TMEG01) |
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