Partie II : Problématique PO.V.A. (POllution des Vallées Alpines)
IV.3 Les campagnes intensives
· à 2 campagnes de mesures d’une semaine (en été et en hiver) sur chacune des vallées, · à la mise en place des suivis annuels en complément des stations du réseau,
· au développement des SIG,
· au développement et à l’adaptation des modèles de dynamique aux spécificités alpines, · au développement du code de chimie multiphasique en modèle 0D,
Cette première phase prend particulièrement en compte les objectifs 1 et 2 du programme, avec en filigrane le calendrier de réouverture du tunnel.
2. Deuxième phase (été 2002- été 2003), comprenant
· 2 périodes intensives de mesures complémentaires par vallée, avec une seconde comparaison été / hiver après réouverture du tunnel,
· la continuation des suivis annuels en vallées comme base de contrôle, · la finalisation des SIG,
· la mise en place progressive de la modélisation couplée dynamique / chimie,
IV.3 Les campagnes intensives
IV.3.1 Périodes de prélèvement
Dans le cadre de la première phase du programme, deux campagnes intensives de prélèvements ont été menées dans chacune des vallées. La première au cours de l’été 2000 et la seconde durant l’hiver 2001. Ces campagnes intensives se sont ainsi déroulées :
Campagne d’été 2000 :
• du lundi 14 août 08h00 au lundi 21 août 08h00 en vallée de Chamonix • du mardi 22 août 10h00 au mardi 30 août 08h00 en vallée de Maurienne.
Campagne d’hiver 2001 :
• du mardi 16 janvier 08h00 au mardi 23 janvier 08h00 en vallée de Chamonix • du jeudi 25 janvier 08h00 au jeudi 1er février 08h00 en Vallée de Maurienne.
Sites de prélèvement
Ensemble des sites instrumentés lors de la première phase programme
Sites instrumentés par notre équipe
Entrée tunnel
Villes et points de repère
N
S E O
IV.3.2 Sites de prélèvements (figure I.25)
Le positionnement des sites de mesures est un des éléments clefs conditionnant la réussite du projet. Dans la première phase du programme, le choix des emplacements des sites de prélèvements a répondu principalement à deux critères. Le premier était que l’atmosphère étudiée devait être représentative de l’air respiré par les habitants. Ainsi, les points de mesure ont été placés dans les quartiers résidentiels et dans/ou à proximité des écoles. Le second critère devait permettre de mieux appréhender les mécanismes dispersifs (longitudinaux et verticaux) dans les vallées. Les points de mesure ont donc été placés en entrée et sortie de vallée, et en altitude. Dans le cas de la Maurienne, vallée beaucoup plus longue et complexe en terme de géomorphologie, l’étude s’est dans un premier temps (campagne d’été), focalisée sur la portion entourant directement l’entrée du tunnel du Fréjus, entre Orelle et Sollières. Le domaine d’étude s’est, par la suite, étendu (Tigny, lors de la campagne d’hiver 2001). Cinq sites par vallée ont été instrumentés au cours de cette première phase.
Pour la seconde phase du programme, deux sites supplémentaires par vallée sont adjoints. Les Bossons (vallée de Chamonix) et St Julien Mont-Denis (vallée de la Maurienne) sont situés à proximité immédiate des voies de circulation. Le site d’Arvan en Maurienne permettra de mieux évaluer les transferts verticaux et l’influence des vallées transversales dans la dispersion des polluants. Enfin, le site d’Argentière, en amont de la vallée de Chamonix, a été ajouté afin de mieux appréhender l’influence des brises de vallée montantes et l’accumulation potentielle en fond de vallée.
Les emplacements des sites de mesures sont présentés sur les cartes de la figure I.25 et les principales caractéristiques des 5 sites instrumentés lors de la première phase du programme sont explicitées ci-dessous :
Vallée de Chamonix :
• Les Houches : (altitude 1050 m) site d’entrée de vallée, en amont du village, à 400m du fond de vallée,
• Clos de L’Ours : (altitude 1000 m) zone péri-urbaine de Chamonix, 2 km en aval du centre ville, au droit de l’entrée du tunnel du Mont-Blanc,
• Plan de l’Aiguille : site d’altitude (2430 m), replat relativement dégagé, à 300m de la station du téléphérique,
• Col des Montets : site de fond de vallée (altitude 1470 m), cabine située légèrement au-dessus du chalet du parc des Aiguilles Rouges, à 150m de la route,
Vallée de la Maurienne :
• Tigny : site d’entrée de vallée, dans un champ dégagé 150m au-dessus du fond de vallée, à 1 km de l’autoroute. 18 km en aval de St Jean de Maurienne (altitude 440 m),
• St Jean de Maurienne : site urbain de St Jean de Maurienne (altitude 550m), site fixe de l’Air-APS,
• Orelle : (altitude 950 m) dans un défilé relativement étroit à 13 km en aval de Modane, site influencé par le trafic de la vallée,
• Modane : (altitude 1050 m) zone péri-urbaine à 2 km du centre de Modane, au droit de l’entrée du tunnel du Fréjus,
• Sollières : (altitude 1340 m) site de fond de vallée 12 km après Modane, sur une zone très dégagée et plate (aérodrome de Sollières-Sardière).
Parallèlement aux mesures réalisées sur les stations au sol, des actions ponctuelles ont été menées afin de déterminer les concentrations en altitude, soit à l’aide d’un ULM, soit à l’aide du LIDAR de la COPARLY (Réseau de surveillance de la qualité de l’air de Lyon).
IV.3.3 Espèces chimiques suivies lors de la première phase
Les mesures effectuées aux stations fixes du réseau de surveillance ont été celles établies de façon continue sur ces sites (O3, NOx, PM10). L'ensemble des mesures a été mené avec un pas de temps quart horaire pendant la durée de chacune des campagnes de mesure.
La mise en œuvre des différents analyseurs s'est fait conformément au référentiel ISO 9001 version 2000 et selon le programme 97 du COFRAC (NF X 43-018/19 et ISO 13964) pour les laboratoires de mesure des polluants atmosphériques dans l'air ambiant.
Le choix des espèces chimiques mesurées sur les quatre sites supplémentaires au sol répond à plusieurs critères. Ces critères dépendent, tout d’abord, des aspects réglementaires (polluants actuellement réglementés ou en voie de réglementation). Ces choix recoupent notre premier objectif: la détermination de la pollution liée au trafic routier. Le suivi d’un certain nombre d’autres espèces chimiques est indispensable pour évaluer de façon correcte la part des différentes sources d’émission aux épisodes de pollution (objectif 2) et pour développer le volet de modélisation de la chimie de l’atmosphère (objectif 3). Ainsi, pour les 5 sites, ont été suivi :
a) Les polluants réglementés • l’ozone (O3), (Air-APS)
• les NOx (NO + NO2), (Air-APS)
• la matière particulaire PM10. (Air-APS)
b) les espèces chimiques en voie de réglementation
• les BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylènes), (GRECA) • les HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques). (LCME)
c) Les espèces chimiques résultant des transformations d’espèces primaires, ou qui permettent d’évaluer la part des émissions véhiculaires, industrielles, et naturelles
• certains autres COV (dont aldéhydes, cétones, terpènes, isoprène, alcanes et composés chlorés), (GRECA)
• la composition chimique de l’aérosols (carbone suie, carbone organique, fraction inorganique et organique soluble –LGGE-, matière organique particulaire –LCME-)
IV.3.4 Paramètres météorologiques
Le suivi cohérent de paramètres météorologiques est indispensable en vue de l’interprétation des données chimiques et du développement de la modélisation, pour la caractérisation des conditions environnementales et de la dynamique atmosphérique. Différents types de mesures ont été acquis :
• les données météorologiques de base (température, pression, humidité relative, direction et vitesse du vent) : fournies par les stations au sol du réseau Météo France,
• des données supplémentaires au sol : l’Air de l’Ain et des Pays de Savoie a fourni un mât déplaçable donnant direction et vitesse du vent, et température,
• un profileur de vent a été mis en œuvre afin de mesurer en continu les profils verticaux de la vitesse et de la direction du vent entre le sol et une altitude de quelques kilomètres.