6. Applications et évaluation de l’indicateur
6.1. Comparaison des émissions des véhicules essence et gasoil
Cet exemple vise à comparer la toxicité pour l’homme des mélanges de polluants émis d’une part par les véhicules diesel et d’autre part par les véhicules essence. Nous appliquerons l’indicateur à la simple comparaison des carburants et entre les normes Euro d’émission de polluants.
Les facteurs d’émissions sont obtenus à partir du modèle HBEFA, permettant le calcul des émissions des transports. Dans cette illustration, nous ne prendrons en compte que les émissions à chaud. Elles sont calculées pour chaque type de véhicule à partir de facteurs d’émissions bruts par catégories et d’un scénario de trafic.
Dans le cadre de cet exemple théorique, le scénario que nous suivons correspond à une situation urbaine assez rapide, avec une vitesse de 30 km/h en moyenne et un trafic composé uniquement de véhicules particuliers. La composition du parc utilisé correspond au parc roulant de 2010 et n’est pas spécifique au milieu urbain. Il s’agit de données extrapolées à partir des dernières données disponibles, c'est-à-dire celles de 2008 et 2009.
Les véhicules sont séparés en fonction de leur carburant (gazole et essence) et de la norme Euro à laquelle ils répondent (de Euro 0 à Euro IV pour cette période). La composition du parc, c'est-à-dire la part de chaque type de véhicule dans le trafic, est donnée Tableau 32. Il s’agit du parc roulant, ce qui signifie que ces valeurs prennent en compte les différences dans les distances parcourues par les différents types de véhicule, ce qui explique la forte prépondérance des véhicules diesel pour un parc de véhicules particuliers. Ce dernier point est discutable en ville mais nous l’accepterons dans cet exemple. Les véhicules essence représentent environ 26 % du parc roulant des véhicules particuliers et les véhicules diesel 74 %. Plus de 80 % du parc roulant correspond aux normes d’émission Euro III et IV (à elle seule, la norme Euro IV représente autour de 50 % du parc).
Nous disposons des facteurs d’émission unitaire de 19 substances ou catégories de substances, parmi lesquelles nous conservons les 9 ayant un effet toxique caractérisé pour l’homme. Pour chacun de ces polluants, on calcule les quantités qui seraient émises si l’ensemble des véhicules appartenaient à une catégorie définie, par exemple l’essence comme carburant, ramenées à un véhicule. Les facteurs d’émission sont fournis par carburant et par norme Euro. Les particules fines émises hors échappement sont indiquées indépendamment.
Elles ne pourront pas être prises en compte dans le calcul car aucune VTR n’est disponible pour elles. De taille et de composition différentes des particules Diesel, les facteurs de toxicité construits à partir des VTR disponibles pour celles-ci ne peuvent pas être utilisés pour les particules hors échappement. Nous appliquerons quand même ce facteur de toxicité aux particules émises à l’échappement pour les véhicules essence.
Le calcul de l’indicateur est très simplifié : les facteurs de dispersion et d’exposition sont les mêmes dans ces deux situations. On leur attribuera donc la valeur de 1. Une constante de 10-6 est en outre appliquée pour simplifier la lecture du résultat.
Nous avons calculé l’indicateur pour chaque ensemble de carburant et de norme, puis pour un parc tout diesel et pour un parc tout essence en posant l’hypothèse que la répartition des véhicules entre les normes Euro serait la même que celle observée dans le parc roulant total.
Enfin nous avons calculé l’indicateur par norme d’émission Euro, résultats qui sont disponibles Tableau 32 et Figure 14. Les données d’émission sont présentées dans les Tableau 29 et Tableau 30 et les calculs intermédiaires (émissions multipliées par le facteur de toxicité) au Tableau 31.
Tableau 29 : Emissions unitaires de différents polluants des véhicules diesel suivant de norme Euro 0 à Euro 4 et pour le parc total.
Applications et évaluation de l’indicateur
Tableau 30 : Facteurs d'émissions unitaires de différentes substances pour des véhicules essence de norme Euro 0 à Euro 4.
Le Tableau 31 présente le produit du facteur de toxicité (rapport de la gravité de l’effet sur la valeur toxicologique (VT) de la substance) et de l’émission de chaque polluant.
L’indicateur est obtenu en réalisant la somme de ces composantes.
Tableau 31 : Facteurs de toxicité et composantes de l’indicateur attribuables à chaque polluant pour 1 véhicule.km.
Tableau 32 : Composition du parc et indicateur sanitaire par carburant et par norme (tracé Figure 14).
Type véhicules Composition du parc Indicateur par véh.km
Différence / norme précédente
Diesel Euro0 0,009 331 /
Diesel Euro1 0,026 354 + 7%
Diesel Euro2 0,069 267 -‐ 25%
Diesel Euro3 0,252 128 -‐ 52%
Diesel Euro4 0,386 135 + 5%
Parc tout
Diesel 0,742 155 /
Essence Euro0 0,007 175 /
Essence Euro1 0,016 33 -‐ 81%
Essence Euro2 0,047 21 -‐ 36%
Essence Euro3 0,094 8 -‐ 62%
Essence Euro4 0,094 3 -‐ 63%
Parc tout
Essence 0,258 14 /
Total 1,000 118 /
Le mélange d’émissions des voitures à essence semble nettement moins toxique que celui des véhicules diesel. Les résultats de l’indicateur sont cohérents avec les normes de plus en plus strictes. Les différences entre les résultats de l’indicateur pour les normes diesel Euro 3 et diesel Euro 4 peuvent être considérées comme non significatives. Mais l'indicateur montre que les normes Euro 1 et Euro 4 n'ont pas eu d'impact positif sur la santé par rapport aux norme antérieures.
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Figure 14 : Comparaison de l'impact sanitaire (IISCEP) par km parcouru des véhicules particuliers essence et diesel du trafic français 2009 selon leur norme d'émission Euro 0 à Euro 4.
Applications et évaluation de l’indicateur
Figure 15 : Indicateur sanitaire par carburant et par norme d'émission et part
attribuable aux particules et aux COVNM, pour 1 km parcouru par un véhicule moyen Le résultat de l’indicateur est principalement lié aux émissions de deux substances, les particules fines et les COVNM, comme le montre la Figure 15 présentant les résultats et la part de ces substances dans ceux-ci.
Les particules fines constituent la composante principale de l’indicateur pour les véhicules diesel, alors qu’il s’agit des COVNM pour les émissions des véhicules essence. La prédominance des particules dans l’indicateur total pose la question d’un éventuel biais. En effet, ceci reflète-t-il la réalité ou s’agit-il d’un problème dans le calcul du facteur de toxicité.
Ce résultat ne semble cependant pas incohérent car les données sources montrent que les émissions de particules fines sont parmi les plus importantes en masse et la toxicité des particules se classe parmi les plus fortes (cancérogénicité et facteur de toxicité d’un ordre de grandeur de 103). Cependant, le résultat pourrait être différent si l’on disposait de données pour d’autres substances ou catégories de substances toxiques, par exemple les HAP.
La valeur de l’indicateur paraît très sensible au choix de la valeur du facteur de toxicité. En effet, nous avons obtenu des résultats très variables pour les véhicules essence (surtout Euro 0) lors d’essais sur le facteur de toxicité des COVNM. Or des hypothèses importantes ont été posées pour appliquer certains de ces facteurs (COVNM, particules fines pour les
véhicules essence…). Une évaluation de la sensibilité de l’indicateur à ce paramètre est réalisée au paragraphe 6.3.1.
Il faut s’interroger sur les incertitudes sur les données d’entrée et les conséquences en termes d’incertitude totale et de fiabilité de l’indicateur. Malheureusement, les incertitudes sont inconnues dans notre situation. On estime que les incertitudes entourant les émissions unitaires sont a minima de l’ordre de 10 à 30 % selon les substances. Pour la gravité, les catégories et les valeurs correspondantes ont été élaborées sur la base d’un consensus d’experts, mais ne reposent pas sur des informations quantitatives et l’incertitude sur ces informations est donc très importante. L’incertitude sur les VTR n’est pas négligeable non plus : il s’agit de valeurs généralement obtenues par expérimentation animale et corrigées d’un facteur de sécurité. L’incertitude sur l’indicateur doit donc être importante. Une différence de valeur de faible amplitude ne sera pas significative.
L’interprétation de l’indice pollution-population (IPP) soulève des questions identiques.
L’annexe technique à la note méthodologique (CERTU/SETRA/ADEME, 2001) indique qu’il n’est possible de conclure sur les impacts sur la santé qu’en cas de grande différente (> 20 et 30 %) entre les indicateurs de plusieurs situations. En deçà, ils considèrent que les bilans santé sont équivalents dans les différentes situations.
Poser une telle limite permet d’aider l’interprétation des résultats en prenant en compte une incertitude globale. L’ordre de grandeur de 20 à 30 % utilisé pour l’IPP n’étant pas justifié et nous paraissant élevé, nous considérerons que la différence entre les indicateurs est significative dès 5 à 10%. Cette limite peut être adaptée à l’application de l’IISCEP : elle sera plus élevée dans les situations où l’incertitude est plus forte (par exemple en comparant des villes) que dans celles où les incertitudes sont mieux connues ou plus faibles (par exemple en comparant deux motorisations). Dans tous les cas, il est impossible de conclure pour des différences inférieures à 5%.
La Figure 16 présente l’évolution des émissions de NOx, de particules fines (à l’échappement et hors échappement), d’hydrocarbures, de SO2 et de NH3, et l’évolution de l’indicateur IISCEP selon les normes d’émission. Les émissions des différents polluants ne varient pas de la même manière selon les normes. Par exemple, entre les normes Euro 2 et 3, les émissions de NOx sont quasiment identiques alors que celles des particules fines par échappement diminuent, ainsi que la valeur de l’indicateur sanitaire. L’IISCEP permet de synthétiser des informations potentiellement contradictoires en un seul score, reflet de l’évolution globale des émissions.
Applications et évaluation de l’indicateur
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Figure 16 : Comparaison de l’évolution des émissions de 6 polluants par les véhicules diesel pour les normes Euro 0 à Euro 4 et de l’évolution de l'indicateur IISCEP pour ces mêmes véhicules.
Les données d’entrée de cet exemple ne sont pas suffisamment complètes et solides pour assurer la stricte validité de cette application. Celle-ci indique que, globalement, les émissions des véhicules essence sont potentiellement moins néfastes pour la santé que les émissions des véhicules diesel. Leur toxicité supérieure est liée aux émissions de particules fines. Pour améliorer la fiabilité de ceci, il faudrait notamment que plus de polluants toxiques soient pris en compte.
Cet exemple illustre l’intérêt principal de l’indicateur : il permet d’obtenir un résultat unique faisant la synthèse d’une situation compliquée. En effet, l’indicateur reflète l’ensemble des évolutions des émissions, spécifiques à chaque polluant.