Les flux mensuels de dépôt sec des métaux

Les concentrations moyennes en métaux dans les particules en suspension mesurées lors de ce suivi annuel sont présentées dans le tableau 3.7, les vitesses de dépôt moyennes sur différents types de surfaces sont présentées dans le tableau 3.8.

Tableau 3.7: Concentrations moyennes en métaux dans les PM₁₀ (ng m^-3)

V Cr Ni Cu Zn As Cd Pb

sept-10 1,2 0,7 1,2 8,7 19,2 0,4 0,05 6,7 oct-10 1,2 0,8 1,3 22,7 24,7 0,5 0,1 12,7 nov-10 0,7 <LD 0,5 14,1 14,2 0,4 0,1 6,6 déc-10 0,8 1,2 1,1 8,9 20,4 0,6 0,1 5,9 janv-11 1,2 1,3 0,9 8,1 21,9 0,5 0,1 6,0 févr-11 1,5 1,4 1,0 8,7 22,1 0,5 0,1 6,4 mars-11 1,9 1,5 1,2 9,2 22,2 0,5 0,1 6,8 avr-11 2,2 1,5 1,3 9,8 22,4 0,6 0,1 7,1 mai-11 2,1 <LD 1,7 7,0 14,1 0,4 0,1 3,7 juin-11 1,3 <LD 1,7 4,7 6,3 0,2 0,0 2,8 juil-11 1,5 <LD 1,0 5,7 9,5 0,2 0,1 3,5 août-11 1,9 <LD 1,5 6,2 9,3 0,3 0,1 2,8

Nous avons extrapoler linéairement pour les mois manquants de février et mars 2011 les valeurs des concentrations afin de pouvoir par la suite calculer un flux de dépôt sec annuel.

Tableau 3.8: Vitesses de dépôt moyennes (m s^-1)

Herbe Bitume Verre Enduit Zinc Ardoise Tuile

sept-10 5,17E-03 2,35E-03 5,99E-05 3,01E-04 9,17E-04 7,00E-04 3,81E-04 oct-10 1,87E-03 1,07E-03 5,99E-05 6,90E-05 1,45E-04 1,20E-04 9,21E-05 nov-10 3,24E-03 2,01E-03 3,93E-05 3,91E-04 1,33E-03 2,80E-04 3,80E-04 déc-10 3,80E-03 2,18E-03 5,99E-05 1,24E-04 9,19E-04 7,55E-04 4,47E-04 janv-11 1,99E-03 2,11E-03 7,40E-05 1,95E-04 1,02E-03 7,15E-04 3,81E-04 févr-11 2,3E-03 1,9E-03 6,0E-05 2,0E-04 9,3E-04 1,1E-03 2,8E-04 mars-11 1,3E-03 1,3E-03 4,5E-05 1,6E-04 1,1E-03 1,2E-03 5,5E-04 avr-11 2,81E-03 1,92E-03 5,99E-05 2,19E-04 9,17E-04 7,00E-04 3,81E-04 mai-11 2,81E-03 1,92E-03 5,99E-05 2,19E-04 9,17E-04 7,00E-04 3,81E-04 juin-11 2,63E-03 2,44E-03 8,12E-05 2,90E-04 1,20E-03 9,55E-04 4,16E-04 juil-11 1,94E-03 1,80E-03 4,87E-05 1,35E-04 9,11E-04 7,50E-04 5,78E-04 août-11 3,86E-03 1,94E-03 7,19E-05 3,32E-04 7,22E-04 4,27E-04 2,97E-04

Comme indiqué précédemment, le flux pour chaque surface est obtenu en multipliant les concentrations moyennes (tableau 3.7) par les vitesses de dépôt moyennes ( tableau 3.8). Les graphiques présentés ici concernent les 3 métaux les plus abondants, à savoir le zinc (figure 3.27a), le cuivre (3.27b) et le plomb (3.27c).

Les flux sont extrêmement variables d’un mois à l’autre et dépendent fortement de la nature des surfaces de dépôt. Pour l’ensemble des métaux étudiés, l’herbe représente la surface pour laquelle les flux de métaux sont les plus importants. Pour le zinc le flux peut atteindre jusqu’à 258 µg m^-2 mois^-1. Le bitume représente la deuxième surface urbaine pour laquelle le flux de dépôt sec est le plus important, avec parfois des flux supérieurs (au mois de janvier 2011) à ceux obtenus sur l’herbe. Les flux sont de 120, 44 et 33 µg m^-2 mois^-1 pour le zinc, le cuivre et le plomb, respectivement. Les toitures en zinc et en ardoise sont les surfaces qui représentent des puits atmosphériques moindres avec des flux allant au maximum de 41 à 58 µg m^-2 mois^-1 pour le zinc, et au minimum de 2 à 3µg m^-2mois^-1pour le plomb. Les flux sur les tuiles restent légèrement inférieurs à ceux observés sur les toitures en ardoise et en zinc (16 µg m^-2 mois^-1 pour le cuivre). Les surfaces verticales présentent des flux beaucoup moins importants avec par exemple pour l’enduit de façade 15µg m^-2mois^-1 pour le zinc en septembre 2010. De même sur le verre, surface lisse, le flux de zinc n’est que de 4 µg m^-2mois^-1 en janvier 2011.

Au vu de ces résultats, il apparaît que la rugosité des surfaces semble être un paramètre im-portant ; en effet nous avons vu que pour les aérosols concernés le dépôt se fait dans le domaine de l’interception.

Nous voyons par ailleurs que les fluctuations inter saisons sont importantes et sont majoritai-rement dues aux variations des concentrations atmosphériques étant donné que les expérimen-tations de Roupsardet al. (2012) ont montré que les vitesses de dépôt atmosphérique variaient peu.

(a) Flux moyens de dépôt sec du zinc

(b) Flux moyens de dépôt sec du cuivre

(c) Flux moyens de dépôt sec du plomb

Figure 3.27: Flux moyens mensuels de dépôt sec de trois métaux en fonction des différentes surfaces

Tableau 3.9: Flux de dépôt sec atmosphérique calculés toutes surfaces confondues (µg m^-2mois^-1)

sept-10 oct-10 nov-10 déc-10 janv-11 févr-11

V 9 3 3 5 4 6

Cr 5 2 0 7 5 5

Ni 8 4 2 7 3 4

Cu 63 64 70 51 31 31

Zn 139 69 71 118 83 80

As 3 1 2 3 2 2

Cd 0 0 1 1 1 0

Pb 48 36 33 34 23 23

mars-11 avr-11 mai-11 juin-11 juil-11 août-11

V 5 10 10 6 5 11

Cr 4 7 0 0 0 0

Ni 3 6 8 8 4 9

Cu 24 43 32 22 20 36

Zn 57 99 64 29 34 53

As 1 3 2 1 1 2

Cd 0 0 0 0 0 0

Pb 17 31 17 13 12 16

Les flux par éléments sur chacune des surfaces pondérées ont été additionnés, les valeurs sont reprises dans le tableau 3.9.

Tableau 3.10: Comparatif des flux obtenus avec ceux de la littérature

Flux journalier de dépôt sec (mg ha^-1 j^-1) Flux annuel de dépôt sec (µg m^-2 an^-1) Cette étude Chassieu (Becouze,2010) Cette étude Los Angeles (péri-urbain)

(Sabin et al.,2005)

Zn 25 632 896 4900 - 22000

Cu 14 173 487 1800 - 4600

Ni 2 8 65 0 - 2700

Cr 1 6 35 250 - 620

Pb 8 48 304 390 - 3600

V 2 2 76

As 1 1 22

Cd 0,1 0,2 5 _

La comparaison des flux de retombée sèche atmosphérique des métaux faite dans le tableau 3.10, montre des valeurs très inférieures à celles de Chassieu (Lyon). Cela est observé notamment pour le zinc le cuivre et le plomb où nos valeurs sont largement inférieures. Il est vrai que le site de Chassieu est industriel contrairement à celui du Pin Sec qui est urbain et plutôt résidentiel.

Nos estimations de flux annuels se situent généralement dans la fourchette basse des valeurs rapportées parSabinet al.(2005), avec des flux pour le zinc et le chrome inférieurs à ces données.

Ceci n’est pas surprenant dans la mesure où les données de Sabin et al. (2005) concernent un contexte assez différent du Pin Sec. Globalement nos valeurs de flux, sont cohérentes avec les observations deLamprea(2009) qui avait montré la similitude des flux de dépôt total des métaux sur le site du Pin Sec et sur un site rural de l’ile d’Yeu. Les valeurs sur le Pin Sec correspondent au bruit de fond.

Nous avons analysé l’influence des directions et vitesses des vents (cf. figure 3.28) sur les flux de dépôt des ETM, en effet il est bien connu que la direction et la vitesse du vent ont une forte influence sur la masse de polluants présents dans l’atmosphère (Garnaudet al.,2001). Nous n’avons pas détecté de corrélation entre les directions moyennes et les vitesses moyennes de vent.

Nous voyons que sur la totalité de notre suivi les vents restent faibles à modérés compris entre 2 et 5 m s^-1. Les vents les plus forts (supérieurs à 10 m s^-1) sont enregistrés au cours des mois de novembre 2010 et mars 2011 respectivement de direction sud ouest et nord est. Globalement les directions sont majoritairement de secteur sud à sud ouest avec des tendances fortes nord est pour les mois de décembre 2010 et mars et avril 2011. Globalement nous constatons une certaine homogénéité, déjà observée par Lamprea (2009), et qui ne devrait pas influencer la variabilité des flux.

2010 2010 2010 2010

2011 2011 2011 2011

2011 2011 2011 2011

Figure 3.28: Roses des vents mensuels sur le bassin versant du Pin Sec

3.2.5.2 Les flux mensuels de dépôt sec des hydrocarbures aromatiques