2.2. Dioxyde de soufre
2.2. Réseau Télémétrique

• Résultats de l'année 1997
• Variations saisonnières
• Evolution à long terme
• Norme et catégories ISSeP
• Répartition géographique
• Journée et semaine moyennes
• Interaction avec d'autres polluants

2.2.1.1. Résultats de l'année 1997

Le dioxyde de soufre est certainement le polluant le mieux surveillé en Région wallonne; toutes les stations du Réseau Télémétrique sont équipées de moniteurs permettant la mesure du SO₂. Les résultats de ces mesures sont repris au Tableau 4 pour les valeurs semi-horaires, et au Tableau 5 pour les moyennes journalières. Les résultats de l'année 1996 sont repris pour comparaison.

Les teneurs en dioxyde de soufre apparaissent comme relativement faibles. Une station, celle d'Engis, mesure des concentrations plus élevées. La topographie particulière des lieux et l'influence des industries voisines expliquent son comportement totalement différent des autres stations.

Les paramètres statistiques pour 1997 sont inférieurs à ceux de 1996. Cette information doit être relativisée. En effet, les changements apportés lors de la modernisation du RDRC ont permis de diminuer le minimum mesurable pour le dioxyde de soufre. A l'heure actuelle, les concentrations moyennes étant très faibles, cet abaissement de limite de détection a une influence non négligeable sur les paramètres statistiques, particulièrement sur les percentiles faibles et la moyenne, et peut contribuer à une apparente diminution enregistrée par rapport à l'année précédente.

Par contre, les percentiles 98 de certaines stations, principalement des stations rurales, sont légèrement plus élevés, probablement à cause de l'épisode de pollution du début du mois de janvier. Cet épisode se traduit par une augmentation des différents paramètres statistiques mensuels pour le mois de janvier (Tableau 6).

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2.2.1.2. Variations saisonnières

Les teneurs en dioxyde de soufre varient avec les saisons, et les épisodes de fortes concentrations se rencontrent durant la saison froide (Figure 9). D'une part, les conditions climatiques en hiver sont plus défavorables à la dispersion des polluants et, d'autre part, les émissions dues aux rejets du chauffage domestique sont plus importantes.

En période d'inversion de température, les polluants sont confinés à basse altitude et cet effet peut être encore renforcé par l'effet de cloche (voir introduction). 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 grandes cheminées.

En 1997, les concentrations furent particulièrement élevées durant la première moitié du mois de janvier et la moyenne mensuelle de janvier fut de deux à trois fois plus élevée que celle de février. La raison de cet épisode peut se trouver dans les conditions météorologiques régnant durant cette période :

Le mois de janvier à Uccle fut caractérisé par un déficit très exceptionnel⁽¹⁾ des précipitations, un déficit très anormal⁽²⁾ de la vitesse moyenne du vent, un déficit des températures et un excès très anormal de l'insolation.

Du 1^er au 13 janvier, notre temps fut déterminé par des courants continentaux très froids associés à l'anticyclone de Sibérie. Par la suite, suite au déplacement de la zone de haute pression, ces courants devinrent plus doux.

(1) très exceptionnel = phénomène égalé ou dépassé en moyenne une fois tous les 100 ans.

(2) très anormal = phénomène égalé ou dépassé en moyenne une fois tous les 10 ans.

Source : " Bulletin mensuel, Observations climatologiques ", Institut Royal de Météorologie.

Durant la première quinzaine de janvier, tous les facteurs défavorables étaient réunis pour une pollution par le dioxyde de soufre : températures faibles (mauvaise dispersion et forte émission due au chauffage), vitesses de vent faibles (mauvaise dilution), peu de précipitations (pas de lavage) et courants continentaux (masse d'air pollué).

A la Figure 10, nous avons repris les différents paramètres météorologiques mesurés à la station de Charleroi. Durant la première moitié du mois, les températures sont négatives. On note également la direction du vent très constante, signe d'une grande stabilité des conditions atmosphériques.

La Figure 11 reprend l'évolution pour le mois de janvier de la différence de température entre les niveaux 114 m et 8 m du mât situé sur la colline de Cointe (Liège). On remarque nettement les inversions de température (valeurs positives sur le graphique).

Le caractère saisonnier de la pollution par le dioxyde de soufre peut également être mis en évidence en étudiant le rapport entre les concentrations mesurées durant la saison froide et les concentrations durant la saison chaude (Tableau 7). Ce rapport peut également permettre de caractériser le milieu avoisinant la station. En effet, en été, les principales sources de dioxyde de soufre sont industrielles. Par contre, en hiver, à cette part industrielle, vient s'ajouter une pollution attribuable au chauffage. Le rapport entre les concentrations moyennes en hiver et les concentrations moyennes en été sera donc d'autant plus grand que l'influence du chauffage se fait sentir sur la station et ce rapport sera logiquement plus élevé pour une station urbaine que pour une autre station.

Bien que l'environnement des différentes stations varie très fort, les rapports hiver/été ne changent guère de manière significative. Il semble donc que la part des émissions dues au chauffage n'est guère importante par rapport aux émissions d'origine industrielle et à la pollution transfrontalière et qu'aucune des stations ne soit sous l'influence d'un milieu uniquement urbain.

Le comportement de la station d'Engis est totalement différent et le rapport plus proche de 1 nous confirme que cette station est sous la forte influence d'une source industrielle plus ou moins constante.

En Belgique, l'influence de la pollution transfrontalière n'est pas à négliger. Ainsi, à Eupen, on observe régulièrement des pics, absents pour les autres stations, alors que cette station est éloignée de toute source belge. En réalité, il semble bien que le dioxyde de soufre mesuré à cette station provienne de l'Allemagne (sud-ouest) comme le montre la rose de pollution de la Figure 12.

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2.2.1.3. Evolution à long terme

Les évolutions à long terme des moyennes mensuelles sont tracées sur la Figure 13, tandis que les évolutions des paramètres statistiques (valeurs journalières) sont reprises à la Figure 14.

Depuis le début des mesures, les concentrations en dioxyde de soufre n'ont cessé de baisser. Cette diminution est à mettre directement en rapport avec la diminution des émissions qui tient à plusieurs facteurs : abandon progressif de combustibles contenant beaucoup de 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.

Même si les concentrations en 1997 furent inférieures à 1996, on a rencontré une légère augmentation des teneurs en dioxyde de soufre en 1995 et 1996. Or, les émissions sont, pour la Région wallonne, en constante diminution (Tableau 8). La situation des régions limitrophes étant identiques, on peut légitimement se demander si un apport venant de pays plus éloignés (notamment des pays de l'Est) ne pourrait pas expliquer cette augmentation.

On note également, à la Figure 14, la diminution des minima mesurés, causée par le changement des limites de détection.

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2.2.1.4. Norme et catégories ISSeP

La norme pour le SO₂ est étroitement liée aux poussières en suspension (méthode des Fumées Noires) et il existe différentes valeurs limites suivant la concentration des particules en suspension. Cette norme est respectée en 1997 pour toutes les stations.

La Figure 15 reprend l'évolution depuis 1980 des paramètres statistiques sur lesquels porte la norme. Si la tendance pour ces 15 dernières années est à la baisse, on remarque toutefois une légère augmentation des P98 à partir de 1994, signe d'une pollution occasionnelle qui serait en augmentation.

Parallèlement à la norme en vigueur, l'ISSeP a défini différentes catégories (Tableau 9). Suivant cette classification, toutes les stations appartiennent à la catégorie des valeurs faibles.

La norme actuelle étant largement respectée, il est intéressant de se pencher sur les propositions de Directive Européenne (98/C 9/05). Les futures normes ne sont plus basées en terme de percentiles, mais plutôt en terme de dépassements, et ce, d'une manière analogue à la Directive pour l'ozone (Tableau 10).

Ces futures valeurs limites sont dès à présent respectées. La seule station présentant des dépassements pour la protection de la santé est la station d'Engis (respectivement 5 et 1). La valeur pour la protection des écosystèmes n'est applicable qu'aux zones éloignées de toute source (industrie, zone urbaine ou routes), c'est-à-dire aux stations de background; elle est donc respectée pour toutes les stations en Région wallonne.

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2.2.1.5. Répartition géographique

Dans le but de distinguer les stations entre elles, nous avons repris sur la Carte 2 la répartition des valeurs journalières selon les trois catégories définies précédemment. On constate que les stations devant faire l'objet d'une attention particulière sont les stations de Charleroi (et plus particulièrement TMCH03 et TMCH05) et surtout la station d'Engis (TMEG01).

On peut également remarquer que, même pour les stations à caractère rural, il y a eu au moins un jour où les valeurs mesurées pouvaient être considérées comme élevées suivant notre classification, à cause de l'épisode du mois de janvier. Durant la même période, la station d'Eupen a enregistré 4 valeurs élevées, contre aucune en 1996. Il faut également noter la diminution (de 10 valeurs élevées en 1996 à 5 en 1997) pour la station de Marchienne-au-Pont.

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2.2.1.6. Journée et semaine moyennes

Les graphiques de la Figure 16 reprennent l'évolution d'une journée moyenne, pour l'hiver 96/97 et pour l'été 97, de deux stations typiques d'un environnement urbain (Liège, parc de la Boverie et Charleroi, av. G. Michel), ainsi qu'une station rurale (Offagne).

Les concentrations en dioxyde de soufre augmentent progressivement vers 5 - 6 heures (GMT), le matin, pour atteindre un maximum entre 8 et 10 heures et, ensuite, rejoindre le niveau initial. Cette évolution journalière résulte probablement de la reprise des activités diurnes. Ce profil ne se retrouve pas pour la station d'Offagne, où les concentrations sont plus ou moins constantes. Le décalage du profil entre les deux saisons s'explique facilement par le décalage entre l'heure d'été et l'heure d'hiver (les graphiques sont exprimés en temps universel). En général, le profil est moins marqué en hiver qu'en été.

Deux stations montrent des profils totalement différents des autres stations (Figure 17) : celle d'Engis et celle d'Eupen. Le matin, vers 7 - 8 h, les concentrations en dioxyde de soufre diminuent pour augmenter dans la soirée. Cet effet se marque plus durant l'été qu'en hiver.

Ces profils sont plus difficiles à expliciter, mais il est possible d'émettre certaines hypothèses. Ainsi, à Engis, à condition que les émissions soient plus ou moins constantes, la différence entre les concentrations diurne et nocturne peut s'expliquer par un effet de vallée. Le jour, le fond de la vallée se réchauffe moins vite que le plateau créant ainsi un courant de la vallée vers l'extérieur. La nuit, le phénomène s'inverse avec comme conséquence un rabattement des fumées vers la vallée.

Pour la station d'Eupen, la situation est moins claire car il faut tenir compte des sources situés de l'autre côté de la frontière. A titre indicatif, les roses de pollution pour la nuit et pour la journée sont reprises à la Figure 18.

Les concentrations en dioxyde de soufre varient peu en fonction du jour de la semaine (Figure 19). On note cependant une très légère diminution le week-end (plus visible en été).

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2.2.1.7. Interaction avec d'autres polluants

Les particules en suspension

La norme applicable au dioxyde de soufre associe la pollution par le dioxyde de soufre aux particules en suspension mesurées par la méthode des Fumées Noires. Cette approche, assez ancienne, trouve sa justification dans des considérations toxicologiques, l'association des deux polluants se révélant néfaste. Une autre raison est que ces deux polluants provenaient majoritairement d'une même source, la combustion du charbon. La situation a évolué, mais il semble actuellement toujours intéressant d'étudier les interactions car les particules en suspension contiennent une grande proportion de sulfates provenant directement de la condensation du dioxyde de soufre.

Le graphique de la Figure 20 reprend les évolutions parallèles de ces deux polluants, alors que le graphique de la Figure 21 tente d'établir la corrélation entre les deux. Les évolutions des deux polluants montrent des similitudes mais également des différences et les rapports SO₂/fumées ne sont pas constants, ce qui se traduit par une corrélation peu satisfaisante.

L'association entre les deux polluants est donc bien discutable car :

• la méthode des Fumées Noires ne mesure que les particules fines provenant de résidus de combustion ;

• il existe des sources de Fumées Noires qui ne sont pas nécessairement associées à des rejets important de SO₂ (moteur diesel), et réciproquement;

Cette approche ne semble plus guère d'actualité et n'est plus reprise dans les réglementations en discussion.

Figure 21 : Concentrations en dioxyde de soufre en fonction des concentrations en Fumées Noires - Hiver 96/97 - Station de Charleroi av. Général Michel

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