La pollution de l'air en Île-de-France (hors particules)

Index de la série “Pollution de l’air”

1. La pollution de l'air cause 48 000 morts par an en France (+ présentation des polluants)
2. La pollution aux particules fines
3. Les graves effets des particules sur la santé
4. La pollution de l’air dans le monde
5. La pollution de l’air en Europe I (+ les morts du charbon)
6. La pollution de l’air en Europe II
7. La pollution de l’air en France
8. Le très polluant chauffage au bois
9. Le choix erroné de la France pour le diesel (mais le diesel a évolué…)
10. Arrêtons avec les “centrales à charbon allemandes”…
11. La pollution de l’air en Île-de-France (hors particules)
12. La pollution aux particules en Île-de-France
13. L’origine des particules en Île-de-France
14. Les épisodes de pollution aux particules en Île-de-France
15. Qualité de l’air en Île-de-France et épisodes de pollution récents
16. La pollution dans le métro
17. La pollution de l’air à la maison
18. Suivi en direct de la pollution
19. Quelques suggestions…
20. Documents
21. Synthèse de la série Pollution de l’air

Bilan 2015 de la qualité de l’air en Île-de-France

L’Île-de-France est évidemment la région la plus polluée du pays ; AirParif nous renseigne sur sa qualité de l’air (bilan des émissions ici – leurs remarquables études serviront de base aux prochains billets). Voici le bilan 2015 de la qualité de l’air par polluant.

Rappelons en introduction qu’il ne faut pas confondre les émissions (quantités de polluants directement rejetées dans l’atmosphère, exprimées en tonnes par an) et les concentrations qui caractérisent la qualité de l’air que l’on respire, et qui s’expriment le plus souvent en microgrammes par mètre cube (µg/m³). Il y a évidemment une relation entre les deux, mais le lien n’est pas simple et direct ; la qualité de l’air résulte d’un équilibre complexe entre lae quantité de polluants rejetée dans l’air et toute une série de phénomènes auxquels ces polluants vont être soumis une fois dans l’atmosphère sous l’action de la météorologie : transport, dispersion sous l’action du vent et de la pluie, dépôt ou réactions chimiques des polluants entre eux ou sous l’action des rayons du soleil. Ainsi à partir d’émissions de polluants équivalentes en lieu et en intensité, les niveaux de polluants dans l’environnement peuvent varier d’un facteur cinq suivant les conditions météorologiques plus ou moins favorables à leur dispersion.

On observe une accumulation des pollutions :

• le fond régional (local et surtout importé) ;
• auquel s’ajoute le fond urbain ;
• auxquels s’ajoutent des sources locales ponctuelles, surtout le trafic routier.

Les Oxydes d’Azote (NO_x) : un polluant structurel

Émissions d’Oxydes d’Azote (NO_x)

Pour mémoire, les oxydes d'azote (NO_x) sont un polluant indicateur des activités de combustion, notamment du trafic routier et dans une moindre mesure du chauffage résidentiel.

Les émissions d'oxydes d'azote totaux (NO_x) en Île-de-France pour l'année 2012 représentent 95 kt :

On constate une diminution de 44 % des émissions de NO_x en Île-de-France sur 12 ans :

Le trafic routier est le principal contributeur aux émissions d'oxydes d'azote avec 56 % des émissions franciliennes. On observe une diminution de 48 % des émissions du trafic routier en Île-de-France entre 2000 et 2012 :

Les émissions des véhicules particuliers diesels augmentent de 43% (trafic en hausse 51 %) et les véhicules particuliers essence voient leurs émissions chuter de 93% (baisse de trafic de 55%).

Concentrations en Dioxyde d’Azote (NO₂)

Le NO₂ entraîne des symptômes bronchitiques et à des concentrations dépassant 200 μg/m³ (niveau horaire limite) sur de courtes durées, c’est un gaz toxique entraînant une inflammation importante des voies respiratoires. La norme moyenne annuelle est de 40 µg/m³. Il cause la mort d’environ 8 000 personnes par an.

La valeur limite établie en moyenne annuelle est respectée en 2015 pour la première fois en situation de fond (= loin des axes routiers).

Au voisinage des axes routiers, les niveaux sont plus de deux fois supérieurs à ceux relevés en situation de fond, et donc deux fois plus élevés que la valeur limite annuelle.

La valeur limite en NO₂ est ainsi dépassée en 2015 sur environ 1 000 km de voirie, soit environ 10 % du réseau francilien, principalement à Paris.

On voit donc que la situation est insatisfaisante mais avec un fort contraste selon l'endroit où l'on se trouve dans la région.

Environ 1,6 millions de Franciliens sont potentiellement exposés à un air dépassant la valeur limite annuelle en 2015 – essentiellement à Paris et en petite couronne :

Voici l’évolution de l’exposition de la population :

On voit que 15 % de la population est exposée, mai que la situation s’améliore assez vite.

Voici donc la synthèse pour ce polluant :

En résumé pour le dioxyde d’azote

Le dioxyde d'azote reste une problématique marquée en Île-de-France : en 2015, 1.6 millions de Franciliens situés dans le coeur dense de l’agglomération sont potentiellement exposés à un dépassement de la valeur limite annuelle. Le dioxyde d’azote reste majoritairement lié au trafic routier, les niveaux le long des grands axes de circulation pouvant être plus de deux fois supérieurs à la valeur limite.

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L’Ozone (O₃) : toujours des niveaux élevés

L'ozone n'est pas directement émis dans l'atmosphère, il s'agit d'un polluant dit secondaire. Il est principalement formé par réaction chimique entre des gaz « précurseurs », le dioxyde d'azote (NO₂) et les Composés Organiques Volatils (COV), sous l'effet du rayonnement solaire (UV). (NB. L’Ozone ne nous est bénéfique que quand elle se forme à très haute altitude et stoppe les rayonnements dangereux du soleil)

L'ozone réagit chimiquement avec le monoxyde d'azote (NO + O₃ => NO₂ + O₂), émis en grande partie par le trafic routier. Les teneurs en ozone sont donc très faibles à proximité immédiate du trafic routier. C'est pourquoi ce polluant est faiblement présent près du trafic.

La formation de l'ozone nécessite un certain temps durant lequel les masses d’air peuvent se déplacer. C'est pourquoi les niveaux moyens d’ozone sont plus soutenus en zone rurale que dans l’agglomération où leurs précurseurs ont été produits.

Concentrations en Ozone (O₃)

À des concentrations élevées, l’ozone a des effets marqués sur la santé de l’homme : problèmes respiratoires, déclenchement de crises d’asthme, diminution de la fonction pulmonaire et apparition de maladies respiratoires. Plusieurs études européennes ont signalé un accroissement de la mortalité quotidienne de +0,3 % et des maladies cardiaques de +0,4 % pour chaque augmentation de 10 μg/m³ de la concentration en ozone. La limite est de 120 µg/m³. L’Ozone entraîne environ 2 000 décès par an.

De nombreux dépassements des critères de qualité en ozone sont toujours observés l’été, les valeurs cibles demeurant cependant respectées. Comme les années précédentes, l'objectif de qualité relatif à la protection de la santé (seuil de 120 μg/m³ sur une période de 8 heures à ne pas dépasser dans l'année) est dépassé en tout point de la région.

Le nombre de jours de dépassement ne montre plus de nette tendance à la baisse et reste très supérieur à l'objectif de qualité de 0, tout en respectant depuis 2007 partout la valeur cible de 25 jours.

Si les pic de pollution sont en baisse, le niveau moyen lui a beaucoup augmenté, et s’est stabilisé depuis plusieurs années :

 

Ceci tient à la hausse globale des émissions de précurseurs de l’ozone – et paradoxalement à la diminution des niveaux d’oxydes d’azote qui détruisent chimiquement l’ozone localement dans les coeurs urbains pollués ; l'amélioration sur les niveaux de NO₂ induit donc une hausse des niveaux moyens d’ozone…

Voici donc la synthèse pour ce polluant :

En résumé pour l’ozone

Stabilisation des niveaux moyens. Les dépassements de l’objectif de qualité sont encore nombreux en 2015 en raison d'une météorologie estivale ensoleillée et chaude, sans toutefois se démarquer de la moyenne.

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Le benzène (C₆H₆) : fin d’une période de baisse

Émissions des COV

Le benzène est un Hydrocarbure Aromatique Monocyclique (HAM), faisant partie de la famille des Composés Organiques Volatils Non Méthaniques (COVNM).

Les émissions de COVNM en Île-de-France pour l'année 2012 représentent 74 kt :

On constate une diminution de 59% des émissions de COVNM en Île-de-France sur 12 ans :

Le secteur résidentiel et tertiaire est le premier contributeur aux émissions de COVNM en 2012 avec 30% des émissions régionales (à 60 % par des émissions de produits avec du solvant – peintures, solvants, produits pharmaceutiques… Le 2^e émetteur est le chauffage au bois.). En revanche le benzène est émis majoritairement par le trafic routier, plus particulièrement les véhicules à motorisation essence.

Le trafic routier est le principal contributeur aux émissions d'oxydes d'azote avec 56 % des émissions franciliennes. On observe une diminution de 48 % des émissions du trafic routier en Île-de-France entre 2000 et 2012 :

Les émissions de COVNM du trafic routier diminuent de 86% entre 2000 et 2012. Les émissions des véhicules particuliers essence voient leurs émissions chuter de 94% (baisse de trafic de 55%).

Concentrations en Benzène (C₆H₆)

Le benzène est cancérogène pour l'homme. C’est aussi un précurseur d'ozone.

La valeur limite annuelle moyenne est de 5 µg/m³. L’objectif de qualité de 2 µg/m³.

Depuis quelques années, les niveaux en benzène continuent de baisser légèrement, en particulier le long du trafic.

Grosse chute sur une station de mesure très polluée

Les concentrations sont partout inférieures à la valeur limite. L'objectif de qualité français est respecté en situation de fond (= loin des axes routiers) mais pas près de certaines zones de trafic.

 

En 2015, le dépassement potentiel de l'objectif de qualité en Île-de-France concerne approximativement 100 000 habitants, contre 2 millions en 2008 et 3,2 millions en 2,2.

Voici donc la synthèse pour ce polluant :

En résumé pour le benzène

100 000 Franciliens sont potentiellement exposés à un dépassement de l'objectif de qualité. Après une décroissance significative des teneurs observées depuis 1994 jusqu'au début des années 2000, la baisse se poursuit depuis 2007 à un rythme plus faible, depuis plusieurs années.

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Le Dioxyde de soufre (SO₂) : un problème résolu

Émissions de Dioxyde de soufre (SO₂)

Le Dioxyde de soufre est émis lors de la combustion des matières fossiles telles que le charbon, le pétrole et certains gaz, contenant des impuretés en soufre, ainsi que lors de certains procédés industriels.

Les émissions d'oxydes d'azote totaux (SO₂) en Île-de-France pour l'année 2012 représentent 14 kt :

Le principal secteur contribuant aux émissions de SO₂ en Île-de-France est le secteur de la production d'énergie avec 57 % des émissions franciliennes. Le secteur résidentiel et tertiaire contribue également de manière notable aux émissions de dioxyde de soufre franciliennes (24% des émissions régionales) via la consommation de fioul domestique.

On constate une diminution de 67 % des émissions de SO₂ en Île-de-France sur 12 ans :

Cette forte baisse s'explique par le recul de l'usage du fioul lourd dans la plupart des centrales thermiques. De plus, le taux de soufre a diminué de moitié dans le fioul domestique et de plus de 90 % dans les carburants routiers entre 2000 et 2012. Le report de l'utilisation du fioul dans le secteur résidentiel et tertiaire et dans l'industrie vers d'autres sources d'énergie, et notamment le gaz naturel, est également à l'origine de la baisse des émissions.

Concentrations en Dioxyde de soufre (SO₂)

Le SO₂ affecte le système respiratoire, le fonctionnement des poumons et il provoque des irritations oculaires. L’inflammation de l’appareil respiratoire entraîne de la toux, une production de mucus, une exacerbation de l’asthme, des bronchites chroniques et une sensibilisation aux infections respiratoires.

Les concentrations moyennes annuelles de SO₂ sont désormais inférieures à la limite de détection (5 μg/m³) ; elles sont donc largement inférieures à l'objectif de qualité (50 μg/m³).

Les valeurs limites applicables au SO₂ sont également largement respectées sur l'ensemble des stations de mesure franciliennes. En effet, aucun dépassement du seuil journalier de 125 μg/m³ ni du seuil horaire de 350 μg/m³ n'a été enregistré.

Le problème de la pollution aérienne au Dioxyde de Soufre a donc été réglé.

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Les métaux : un problème résolu

Les métaux proviennent majoritairement de la combustion des combustibles fossiles, des ordures ménagères mais aussi de certains procédés industriels.

Les métaux s'accumulent dans l'organisme. À plus ou moins long terme, et pour des expositions chroniques, les métaux provoquent des affections respiratoires (arsenic, cadmium, nickel), cardiovasculaires (arsenic), neurologiques (plomb, arsenic) et des fonctions rénales (cadmium). L'arsenic, le cadmium et le nickel sont classés cancérigènes pour l'homme

Le plomb (Pb) était principalement émis par le trafic routier jusqu’à l’interdiction totale de l’essence plombée en 2000. Les principales sources actuelles sont la combustion du bois et du fioul, l'industrie, ainsi que le trafic routier (abrasion des freins). Il a vu ses teneurs diminuer de manière très importante (-97 %) en 15 ans. La valeur limite et l'objectif de qualité sont tous deux très largement respectés, la moyenne étant 25 à 50 fois inférieure aux normes.

La formidable éradication du plomb dans l’air

L’arsenic (As) provient de la combustion de combustibles minéraux solides et du fioul lourd ainsi que de l'utilisation de certaines matières premières notamment dans la production de verre, de métaux non ferreux ou la métallurgie des ferreux. Les niveaux sont désormais 6 à 20 fois inférieurs à la valeur cible.

Le cadmium (Cd) est essentiellement émis par l’incinération de déchets, ainsi que la combustion des combustibles minéraux solides, du fioul lourd et de la biomasse. La moyenne est 50 fois inférieure à la valeur cible
européenne.

Le nickel (Ni) est émis essentiellement par la combustion du fioul lourd. Les niveaux sont désormais 5 à 50 fois inférieurs à la valeur cible.

Le problème de la pollution aérienne aux métaux a donc été réglé.

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Le Monoxyde de carbone (CO) : un problème résolu

Le monoxyde de carbone est un polluant primaire qui se forme lors des combustions incomplètes (gaz, charbon, fioul ou bois). Les sources principales de CO en milieu extérieur sont le trafic routier.

On constate une baisse constante et des niveaux de CO désormais très inférieurs à la limite de 10 000 µg/m³ sur une période de 8 heures.

 

La valeur limite pour la protection de la santé (10 000 μg/m³) est largement respectée en situation de fond (maximum en 2015 = 2500 μg/m³) ainsi qu'à proximité du trafic (maximum = 2 400 μg/m³) :

Une baisse sensible est observée sur l'historique, avec une diminution de -85 % entre 1996 et 2015 sur les sites trafic, pour les valeurs moyennes annuelles.

Les concentrations maximales sur 8 heures ont connu, comme pour les moyennes annuelles, de fortes baisses depuis 15 ans :

Les teneurs maximales sont aujourd'hui 10 fois inférieures à celles relevées il y a quinze ans, du fait des progrès technologiques importants dans les émissions des véhicules routiers.

Le problème de la pollution aérienne au Monoxyde de Carbone a donc été réglé.

 

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Le Benzo(a)pyrène et autres Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)

Les émissions d’HAP

Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques se forment lors de combustions incomplètes, en particulier celle de la biomasse. Les HAP sont ainsi majoritairement émis par le chauffage au bois, par les combustions non maîtrisées (brûlage de déchets verts, barbecues) ainsi que par le trafic routier, en particulier par les véhicules diesel.

La répartition sectorielle des émissions de HAP montre une contribution quasi exclusive du secteur résidentiel et tertiaire (45%) et du secteur transport routier (50%).

On observe une diminution de 30% des émissions de HAP en Île-de-France entre 2000 et 2012, essentiellement liée à la modernisation des équipements de chauffage au bois.

La concentration en Benzo(a)pyrène

La toxicité des HAP varie fortement d'un composé à l'autre. La plupart des HAP sont mutagènes. Le benzo(a)pyrène est cancérogène pour l'homme. D'autres HAP sont reconnus cancérogènes probables ou possibles. La limite est de 1 ng/m³.

Les limites sont très désormais très largement respectées, avec des niveaux 4 à 8 fois inférieurs au maximum :

Mais cela n’a pas toujours été le cas sur le zones à proximité du trafic : une baisse sensible a été observée (-74 %) entre 2001 et 2015 :

Le problème de la pollution aérienne au Benzo(a)pyrène a donc été réglé.

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Les émissions d’ammoniac (NH₃)

L’ammoniac ayant une nette importance dans la génération de composés secondaires, on voici les émissions pour la région :

On constate une diminution de 16% des émissions d’ammoniac en Île-de-France entre 2000 et 2012. Les émissions agricoles restent stables car les quantités d'engrais épandues sont équivalentes sur la période étudiée ; celles du trafic routier diminuent de 53% en 12 ans en lien avec le recul de l'usage de l'essence des véhicules particuliers au profit du diesel.

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Les émissions de gaz à effet de serre

Un mot sur l’émission des gaz à effet de serre – qui ne sont généralement pas des “polluants”; 95 % des émissions sont du CO_2.

Les émissions directes de gaz à effet de serre en Île-de-France pour l'année 2012 représentent 41 Mt en équivalent CO₂.

Le secteur résidentiel et le trafic routier pèsent pour 70 % des émotions.

On observe une diminution des émissions de GES de 18 % entre 2000 et 2012.

Le secteur résidentiel et tertiaire est responsable de 41 % des émissions franciliennes de gaz à effet de serre avec principalement une contribution du secteur résidentiel (25 % des émissions franciliennes) :

On observe une diminution de 14 % des émissions de gaz à effet de serre du secteur résidentiel et tertiaire entre 2000 et 2012 qui est liée directement à l'évolution de la consommation d'énergies fossiles qui a diminué de 14 % sur la même période alors que la consommation énergétique finale (électricité incluse) reste stable.

Les émissions du trafic routier représentent 32 % des émissions franciliennes de gaz à effet de serre :

On constate une diminution de 15 % des émissions franciliennes de gaz à effet de serre entre 2000 et 2012. Cette baisse s'explique par la diésélisation du parc de véhicules particuliers (les rendant moins consommateurs de carburant) et par la baisse des consommations moyennes par véhicule grâce notamment à la réduction des cylindrées moyennes du parc de véhicules particuliers et aux améliorations technologiques. On notera que le trafic routier modélisé est relativement stable à l'échelle régionale sur cette période.

Si ces résultats sont encourageants, poursuivons l’étude avec la pollution aux particules fines, qui reste le principal problème à Paris.

URL: http://www.les-crises.fr/la-pollution-de-l-air-en-ile-de-france/