Réseaux de surveillance de la qualité de l'air : Rapport 2005 |
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2.2. Dioxyde de soufre 2.2.1. Résultats de l’année 2005 Jusqu’en 2004, la mesure du dioxyde de soufre s’effectuait dans toutes les stations du réseau télémétrique. En 2005, il a été décidé de diminuer le nombre de points de mesure du dioxyde de soufre vu que la couverture du territoire wallon était amplement suffisante, que le nombre de points était largement supérieur aux exigences européennes et que les niveaux mesurés étaient très bas et bien inférieurs aux normes. Cette rationalisation en matière de mesure du dioxyde de soufre devrait nous permettre de nous concentrer sur la mesure de polluants beaucoup plus préoccupants comme les particules en suspension. L’application de ce plan aurait dû prendre cours au début de l’année 2006 mais, à la station de Sainte Ode, le moniteur subissant des pannes récurrentes, il a été décidé de stopper prématurément les mesures. Les teneurs en dioxyde de soufre apparaissent comme relativement faibles (Tableaux 2 et 3). Les stations situées en milieu urbain et/ou industriel (stations de la région de Charleroi et de Liège) enregistrent des concentrations plus élevées que les stations à caractère rural. Cependant, les différences deviennent minimes et les moyennes annuelles pour certaines stations rurales (comme Corroy) sont du même ordre que celles des stations urbaines les moins touchées. Par contre, les centiles élevés permettent encore une discrimination entre ces stations. Le comportement de la station de Mons se rapproche plus de celui d’une station rurale que d’une station urbaine, ce qui n’est plus vrai pour d’autres polluants comme les oxydes d’azote. La nouvelle station de Liège (Chéra), située dans la vallée à l’est du bassin sidérurgique et au sud de la ville enregistrent des niveaux du même ordre que la station de Saint-Nicolas située plus au sud-ouest du bassin sidérurgique et sur les hauteurs de Liège. Enfin, les centiles 98 à la station d’Eupen sont légèrement plus élevés qu’aux autres stations rurales. On y enregistre parfois de petits pics, probablement sous l’influence de la pollution venant d’Allemagne. Par rapport à 2004, les paramètres statistiques évoluent peu avec quelques variations qui ne sont pas toujours très significatives. La station d’Engis fait exception et on observe une diminution particulièrement marquée sur le centile 98, atteignant ainsi le niveau le plus bas jamais mesuré à cet endroit. Cette station se distingue par des teneurs plus élevées en SO2, en raison de l’influence des industries voisines et de la topographie particulière des lieux. Son comportement est totalement différent des autres stations et les pics de pollution qu’on y enregistre correspondent rarement aux épisodes des autres stations.
(1) arrêtée le 23/06/2005 Tableau 2 : Dioxyde de soufre - Réseau télémétrique - Valeurs semi-horaires - Statistiques 2004 et 2005
(1) arrêtée le 23/06/2005 Tableau 3 : Dioxyde de soufre - Réseau télémétrique - Valeurs journalières - Statistiques 2004 et 2005 2.2.2. Variations saisonnières Les teneurs en dioxyde de soufre varient avec les saisons, et les épisodes de fortes concentrations se rencontrent généralement durant la saison froide (Figure 1). D’une part, les conditions climatiques en hiver sont moins favorables à la dispersion des polluants et, d’autre part, les besoins énergétiques et donc les émissions sont plus importants (chauffage domestique, secteur de l’énergie).
Figure 1 : Dioxyde de soufre - Evolution des concentrations journalières - Stations de Charleroi (TMCH03), Liège (TMLG03), Vezin (TMNT03) et Engis (TMEG01) Le cas extrême d'épisode a lieu en période d’inversion de température. La température est alors plus basse au niveau du sol qu'en altitude et les polluants restent confinés au niveau du sol. Cet effet peut être renforcé par l’effet de cloche. En milieu urbain, la part du chauffage domestique peut alors devenir importante, car les émissions s’effectuent à basse altitude, alors que la plupart des installations industrielles sont équipées de cheminées suffisamment hautes pour émettre les polluants à une altitude supérieure à la hauteur de l'inversion. En 2005, les concentrations les plus hautes se rencontrèrent durant une période couvrant les mois de janvier et février et allant jusque la mi-mars. D’avril à octobre, les niveaux furent faibles pour augmenter à partir du mois de novembre. Comme c’est le cas depuis plusieurs années, on note que la différence entre la saison froide et la saison chaude est peu marquée. Comme les années précédentes, 2005 fut particulièrement douce au niveau des températures et il y eu un déficit très exceptionnel de la vitesse du vent. « En Belgique, d’après les observations à Uccle, l’année 2005 est remarquable du fait d’un déficit « très exceptionnel » de la vitesse moyenne du vent, d’un excès « exceptionnel » de la pression atmosphérique et d’un excès « très anormal » de la température moyenne annuelle… L’hiver 2005 a été globalement doux et normalement pluvieux. Au niveau des températures, l’hiver a été marqué par une alternance de périodes « chaudes » et « froides », avec une période particulièrement douce au cours des deux premières décades de janvier ainsi qu’au cours de la première moitié de février. En revanche, on a connu des conditions plus hivernales au cours de la seconde moitié de février … Globalement, le printemps fut relativement doux. Les conditions hivernales subies à la fin de l’hiver se sont prolongées au cours de la première décade de mars ; le reste du mois fut par contre particulièrement doux … L’été 2005 fut caractérisé par un excès « très anormal » de la température…. L’automne 2005 fut très exceptionnellement chaud. La première décade de septembre a été particulièrement chaude… Après deux décades plus normales, la douceur revint au cours du mois d’octobre, avec un excès qui avoisina les 3° C sur le mois. Seul le mois d’octobre 2001 fut plus chaud, avec 14.4 °C… En conclusion, l’excès de la moyenne annuelle de la pression atmosphérique et sa conséquence sur le déficit de la vitesse moyenne du vent sont les faits climatologiques les plus marquants de cette année. … La douceur quasi continue tout au long de l’année est aussi une caractéristique de 2005. » Anormal : phénomène égalé ou
dépassé en moyenne une fois tous les 6 ans. Source : IRM - Bilan climatologique de l’année 2005 (http://www.meteo.be) La clémence de la température (meilleure dispersion et besoins énergétiques amoindris) constitue un avantage pour de faibles concentrations en polluants. Ceci est particulièrement vrai quand cet excès de température moyenne a lieu durant les périodes les plus froides de l’année comme ce fut le cas lors du début du mois de janvier où les concentrations furent faibles par rapport à un mois de janvier habituel. Durant cette période, le temps fut déterminé par des courants d’origine maritime et donc moins chargés en polluants que des courants continentaux. Le mois d’octobre fut également caractérisé par un excès de température moyenne et les niveaux furent du même ordre que durant un mois d’été. Le déficit de la vitesse moyenne de vent peut apparaître comme un facteur défavorable à la dispersion des polluants. Or cet effet ne semble pas visible. D’une manière plus rigoureuse, il faudrait connaître le nombre de jours avec des vitesses de vent très faible voire nulles. En effet, en période d’inversion de température, l’atmosphère est stable et les vents sont faibles. En hiver, les conditions anticycloniques amenant des masses d’air d’origine continentale (plus chargées en polluants que les courants maritime) s’accompagne souvent d’une augmentation des polluants. Par exemple, le 25 février 2005, on observe un pic plus particulièrement visible aux stations de Charleroi : « Du 23 au 27, Nos régions furent sous l’influence d’un flux de N.E. associé à un anticyclone s’étendant de l’Islande à la Scandinavie. » (Source : IRM, Résumé climatologique de février 2005). Le 11 ou 12 décembre, on observe un pic sur la plupart des stations. Ce pic est tout particulièrement visible à Charleroi et est également associé à des conditions anticycloniques : « Du 9 au 12, le développement d’un anticyclone sur les Iles Britanniques et son déplacement vers l’Europe de l’Est sont à l’origine de courants polaires puis continentaux. » (Source : IRM, Résumé climatologique de décembre 2005). Les faibles teneurs en dioxyde de soufre sont un facteur positif pour la santé humaine et pour l’environnement. Cependant, si la diminution des concentrations dans l’air ne s’accompagne pas d’une réelle diminution des émissions, la charge en polluants que reçoit l’environnement ne diminue pas. En revanche, la façon (retombées humides ou sèches) et l’endroit où retombe cette charge change. 2.2.3. Evolution à long terme Depuis le début des mesures, les concentrations en dioxyde de soufre n’ont cessé de baisser (Figure 2). Cette diminution est à mettre directement en rapport avec la diminution des émissions liée à plusieurs facteurs : abandon progressif de combustibles riches en soufre (charbon, fuel) au profit de combustibles plus propres (gaz naturel, ...), limitation de la teneur en soufre des combustibles, augmentation de la part du nucléaire dans la production d’énergie, utilisation plus rationnelle de l’énergie, développement de l’épuration des rejets et aussi, il faut bien l’avouer, déclin de l’industrie lourde au profit du secteur tertiaire.
Figure 2 : Dioxyde de soufre - Réseau télémétrique - Evolution des paramètres statistiques - Stations de Charleroi (TMCH03), Liège (TMLG03), Vezin (TMNT03) et Engis (TMEG01) Les concentrations ont diminué plus ou moins régulièrement jusqu’à atteindre un minimum vers 1994-1995. Après une légère augmentation rencontrée en 1996 et 1997, la tendance est de nouveau à la baisse pour atteindre un minimum en 2002. Depuis, les niveaux se sont stabilisés à des niveaux très faibles. A de tels niveaux, il faut se montrer prudent sur l’interprétation d’une diminution car il est difficile de discerner l’effet de conditions météorologiques plus favorables d’une année à l’autre, d’une réelle diminution des émissions. Néanmoins, il est troublant de constater que les climats plus doux et plus pluvieux rencontrés ces dernières années coïncident avec les minima de teneurs en dioxyde de soufre. A Engis, la diminution des paramètres statistiques est remarquable entre 1985 et 1988, puis entre 1993 et 1995. Ensuite, on note une légère augmentation entre 1995 et 1998, puis une diminution pour atteindre un minimum en 2002. Depuis les paramètres statistiques ont peu varié, la moyenne ne variant pas de plus de 3 µg/m³. En 2005, la moyenne est identique à celle du minimum de 2002 ; par contre les centiles élevés (P90, P95 et P98) n’ont jamais été aussi bas. 2.2.4. Normes et dépassements Historiquement, les valeurs limites en dioxyde de soufre étaient fixées par la directive 80/779/CEE, transposée en droit belge par l’arrêté royal du 16 mars 1983. Depuis 2005 et après une période transitoire où les deux directives étaient d’application, la directive 1999/30/CE du 22 avril 1999 a remplacé définitivement la directive de 1980 et réglemente seule les teneurs en dioxyde de soufre dans l’air. Cette directive a été transposée en droit wallon par l’arrêté du Gouvernement wallon du 23 juin 2000 publié au moniteur belge du 21 juillet 2000 (Tableau 5). Lors de l’entrée en vigueur de la directive, soit le 19 juillet 1999, il fallait respecter des valeurs limites augmentées de marges de dépassements diminuant linéairement jusqu’à atteindre en 2005 la valeur limite. Actuellement, il n’y a donc plus de marge de dépassement autorisée.
Tableau 4 : Dioxyde de soufre - Valeurs limites (directive 1999/30/CE) (1) La directive (1999/30/CE) prévoit une exception et permet des dépassements des valeurs limites dans les zones proches d’une source naturelle mais, dans ce cas, il faut pouvoir prouver que le dépassement est dû à cette source naturelle. Actuellement, seule la région d’Engis montre encore des dépassements des valeurs limites pour la protection de la santé. En 2005, on a compté 3 dépassements de la limite horaire (contre 7 en 2004) et aucun dépassement de la limite journalière (contre 2 en 2004). Ces deux nombres sont largement inférieurs aux nombres de dépassements autorisés et la norme est donc respectée. Le Tableau 4 reprend les dates et valeurs des dépassements horaires tandis que la Figure 3 reprend, à titre d’exemple, l’évolution des concentrations horaires sur une période centrée sur le dépassement du 09 février. Ces trois épisodes de pollution en dioxyde de soufre ont été accompagnés d’une augmentation des particules en suspension PM10 avec parfois quelques heures de décalage. Par contre, ces épisodes sont propres à la station d’Engis et ne semble donc pas être la conséquence des conditions météorologiques défavorables couvrant toute la Wallonie mais plutôt la séquelle d’un incident local. Il faut remarquer que la directive 1999/30/CE est tout à fait muette quant à la gravité des dépassements. Si les valeurs limites sont dépassées, et quelle que soit la gravité du dépassement, les autorités sont tenues de prendre les mesures nécessaires pour remédier à cet état.
Tableau 5 : Dioxyde de soufre - Dépassements de la valeur limite horaire de protection de la santé (350 µg/m³ sur 1h) – 2005
Figure 3 : Engis - Evolution des valeurs horaires Si la station d’Engis enregistre encore des dépassements, la situation s’est nettement améliorée et le nombre de dépassements a chuté à partir de 1994 (Figure 4). Depuis, le nombre de dépassements sur une heure a systématiquement été inférieur aux 24 dépassements permis par la norme. Par contre, en 1994 et 1998, le nombre de dépassements journaliers dépassa les trois dépassements permis.
Figure 4 : Evolution du nombre de dépassements à Engis On n'atteint jamais la valeur limite de protection des écosystèmes (20 µg/m³ sur un an et en hiver), sauf à la station d’Engis mais ce seuil est applicable à la protection des écosystèmes et ne concerne donc pas une station à caractère industriel. La directive fixe un seuil d’alerte à 500 µg/m³ sur trois heures consécutives dans des lieux représentatifs d’une surface d’au moins 100 km² ou une zone ou une agglomération entière, la plus petite surface étant retenue. Le dépassement de ce seuil implique une information à la population. Aucun cas ne s’est présenté en 2005. 2.2.4.3. Autres chiffres de référence Pour information, le Tableau 6 reprend différentes valeurs de référence de pays ou régions voisines.
Tableau 6 : Dioxyde de soufre - Autres chiffres de référence (1) Dans la version de 1987, l’OMS associait ces valeurs à des teneurs de 125 µg/m³ en particules en suspension mesurées par la méthode des « fumées noires » pour la moyenne 24 h et de 50 µg/m³ pour la moyenne annuelle. Actuellement, l’OMS conserve les mêmes valeurs guides pour le SO2, mais ne les lie plus aux teneurs en particules (Guidelines for Air Quality, Genève, 1999 et Air Quality Guidelines for Europe, Second Edition, 2000). 2.2.5. Indices de qualité Afin de donner au lecteur une vue plus claire et plus simple de la situation, on peut définir des indices de la pollution (voir § introduction) relatifs au dioxyde de soufre (Tableau 7).
Tableau 7 : Dioxyde de soufre - Définition des indices de pollution Sur la Carte 1, sont reprises les répartitions par station des indices journaliers de pollution en dioxyde de soufre.
Carte 1 : Dioxyde de soufre 2005 – Indices de pollution (3.29 Mo) Pour toutes les stations à caractère rural, on retrouve un indice égal à 1 à 100 % du temps. La situation de la station d’Eupen, sous l’influence des polluants venant d’Allemagne est légèrement différente avec 2 % de jours d’indice égal à 2. Pour les stations de la région liégeoise et carolorégienne, la proportion de jours avec un indice de 1 diminue au profit de jours avec un indice égal à 2 (entre 2 et 12 %) et quelques jours avec un indice égal à 3. La situation est nettement différente à Engis, où les indices 1 et 2 ne représentent plus que 40 % et 30 %, avec 17 % de jours dont l’indice est égal à 3 et 14 % de jours appartenant à un indice supérieur ou égal à 4. Les indices sont même montés jusque 7 (pendant 2 jours). 2.2.6. Répartition géographique A titre d’exemple, la Figure 5 reprend la répartition des concentrations en dioxyde de soufre lors de l’épisode de la dernière décade du mois de février (temps influencé par des courants continentaux et froids). Au départ (23 février), les concentrations commencent à augmenter dans les deux bassins industriels (Charleroi et Liège). Le 24 février, la pollution s’étend à tout le nord de la Région. Le 25 février, les concentrations les plus élevées se retrouvent dans une zone centrée sur la région de Charleroi. On retrouve également une zone plus touchée à l’est de la région (Eupen), probablement sous l’influence d’une pollution venant d’Allemagne. Le 26, les niveaux baissent et la pollution semble s’évacuer par l’ouest de la Région. Enfin, le 27, la situation est redevenue normale avec des niveaux légèrement plus élevés le long du sillon Sambre et Meuse et à Eupen.
Figure 5 : Répartition des concentrations en dioxyde de soufre (épisode de la fin février 2005) Ces cartes sont le résultat d’une estimation, une image approximative de la réalité. La répartition des concentrations dépend tout d’abord de la méthode d’interpolation choisie (ici l’inverse de la distance à la quatrième puissance). Cette méthode donne le même poids à tous les points et l’étendue de la zone polluée dépend de l’exposant choisi. En outre, cette modélisation ne tient aucun compte de la topographie alors que la diffusion des polluants est influencée par le relief (par exemple par des effets de vallée). Le résultat dépend aussi de l’emplacement de nos points de mesure. Ainsi dans les régions de Charleroi et de Liège, le nombre de points est certainement suffisant. A l’inverse, il manque une station pour couvrir le Hainaut occidental. Ces limitations s’observent aisément quand on observe sur les cartes une zone parfaitement circulaire comme par exemple autour de la station de Mons les 24 et 25 février. |
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