Suivi et évolution de la pollution atmosphérique

Pour suivre l’évolution de la pollution atmosphérique, on est contraint d’utiliser des traceurs de pollution (ou marqueurs), en raison de la complexité du mélange formé par l’ensemble des polluants. Il s’agit de substances dont les sources d’émissions sont généralement connues. Elles servent à donner une image la plus représentative possible de l’ensemble de la pollution atmosphérique ou du moins de la pollution provenant de la (des) même(s) source(s) d’émission.

Selon ce qui est étudié, il est possible d’utiliser différentes données : les émissions totales, les émissions pour un secteur d’activité ou celles d’une source en particulier, les concentrations à proximité de la source ou encore les concentrations ambiantes d’une espèce chimique. Les substances mesurées dépendent en outre de l’étude : par exemple, les polluants

représentatifs de la pollution atmosphérique urbaine ne sont pas forcément les mêmes que ceux représentatifs de la pollution en milieu rural. Les informations obtenues en étudiant les émissions et les concentrations sont complémentaires. En effet, la diminution des émissions contribue généralement à celle des concentrations, et donc, potentiellement, à la baisse des impacts. Ces deux informations permettent notamment de fixer des priorités d’action ou d’observer le résultat d’une action menée sur une source.

3.1.2.1. Suivi des concentrations dans l’air

Le suivi des concentrations de polluants dans l’air est fortement lié aux problématiques des politiques publiques et de prise de décision dans le domaine de la santé publique notamment.

Cela suppose une surveillance de la pollution atmosphérique dans le temps et l’espace, afin de comparer les valeurs mesurées à des critères de qualité de l’air définis dans la réglementation ou conseillés pour la santé (valeurs guides de l’OMS). On effectue alors la mesure d’un nombre limité de composés (« traceurs » dans les approches plutôt environnementales). Ils sont également appelés « indicateurs » (indicateurs de pollution de l’air, indicateurs de qualité de l’air ou polluants indicateurs) dans les approches à visée plutôt sanitaire (politiques publiques, études épidémiologiques et évaluations d’impact sanitaires - méthode détaillée au paragraphe 4.2.2). Ces substances sont théoriquement sélectionnées selon trois principaux critères (Ministère de la Santé, de la Jeunesse et des Sports, 2000) :

§ elles caractérisent une source de pollution ;

§ leurs effets néfastes sont connus et quantifiés, ou elles sont indispensables à la compréhension de la chimie atmosphérique ;

§ les techniques de mesure appropriées sont disponibles et fiables.

En pratique, les traceurs comprennent notamment les composants de la pollution de l’air historiquement suivis, les plus répandus et ceux dont la toxicité avérée est la mieux connue (ceci étant aussi une conséquence de leur mesure historique). Il s’agit surtout des polluants dont la teneur dans l’air est règlementée.

Cette approche permet de relier le niveau mesuré de la pollution atmosphérique avec ses impacts. Ceux-ci représentent à la fois les effets propres du polluant traceur et ceux des polluants qui lui sont associés. Ces derniers correspondent aux substances émises dans les mêmes conditions, notamment par la ou les même(s) source(s), et dont les concentrations peuvent alors être corrélées à celle du traceur. L’utilisation d’un traceur permet de cette manière de suivre les évolutions du mélange qu’il représente (dispersion…), par exemple dans le cas de la pollution urbaine.

Dans les faits, cela se traduit par la prise en compte de certains polluants par la réglementation, dont le suivi est ainsi obligatoire pour les villes de plus de 100 000 habitants.

Il s’agit du dioxyde de soufre (SO2), des oxydes d’azote (NOx), des particules en suspension inhalables (PM10 pour les particules de diamètre inférieur à 10 µm et PM2,5 pour les

Des émissions atmosphériques des transports à leurs effets sur la santé

particules de diamètre inférieur à 2,5 µm), de l’ozone (O₃), du monoxyde de carbone (CO), du benzène, du plomb (Pb), des éléments traces (ou métaux lourds), dont le mercure (Hg), le nickel (Ni), le cadmium (Cd) et l’arsenic (As) et du benzo(a)pyrène (BaP), utilisé comme traceur du risque cancérogène lié aux HAP dans l'air ambiant (Ademe, non daté ; Article R221-1 du code de l’Environnement, 2008). Des objectifs de qualité (valeur limite ou valeur cible) sont fixés au niveau européen pour chacune de ces substances.

Les réseaux de surveillance sont gérés par les Associations agréées pour la surveillance de la qualité de l’air (Aasqa), regroupées dans la fédération ATMO (38 associations actuellement). On distingue deux types de station de mesure de la qualité de l’air : les stations de fond et les stations de proximité. Les stations de mesure de la pollution de fond sont relativement éloignées des sources d’émission les plus importantes, notamment des principales voies de circulation. Elles mesurent la qualité de l’air ambiant dans différentes conditions (urbain, semi-urbain, rural…), ce qui correspond à la pollution de fond. Les autres stations sont situées à proximité du trafic ou d’installations industrielles. Pour les substances émises par ces installations, les concentrations mesurées sur les stations de proximité seront supérieures aux niveaux de fond. Ceci représente l’exposition de la population vivant ou travaillant à proximité de ces sources polluantes. Ce type de station permet notamment de suivre la pollution liée aux transports.

Cependant, l’utilisation de ces substances repose sur la notion de représentativité de la pollution générale, qui fluctue une fois de plus dans l’espace et dans le temps. En effet, les émissions évoluent en fonction, d’une part, des nouvelles technologies et d’autre part des efforts fournis pour les diminuer. Ce dernier aspect pointe également une limite à l’utilisation des traceurs : les efforts de réduction sont menés principalement sur les substances réglementées, occasionnant ainsi une modification de la répartition des espèces composant le mélange. Par exemple, les émissions totales de SO2 ont diminué de 67% entre 1990 et 2007, avec une contribution variable selon le secteur d’activité. Cette réduction est notamment liée à la diminution de la teneur en soufre des combustibles liquides, ce qui n’influera pas sur les concentrations de l’ensemble des polluants pouvant jusque là être associées au SO2. Ainsi, ce polluant ne peut plus être considéré comme représentatif des émissions des transports.

L’utilisation du terme d’indicateurs de pollution de l’air pour désigner ces substances paraît ainsi abusive en absence de justifications et d’actualisation régulières. En effet, on ne peut pas parler d’indicateur si une substance est suivie pour son intérêt individuel. Ceci paraît pourtant être le cas dans le contexte règlementaire puisque les objectifs de qualité sont fixés pour ces substances, considérées historiquement comme les principales sources de problèmes.

C’est le cas par exemple des particules fines émises par les transports, considérées comme l’un des principaux facteurs de risque lié à la pollution urbaine (elles sont classées cancérogènes probables par le Centre international de recherche sur le cancer - CIRC), mais aussi comme indicateur des risques liés à la pollution atmosphérique dans son ensemble. Les transferts de pollution ne seront généralement pas traduits par l’évolution du traceur. Ceci

correspond notamment à la situation où les émissions du polluant indicateur sont en baisse alors que dans le même temps l’émission d’autres substances augmente du fait des mêmes actions.

Les évaluations des impacts sanitaires de la pollution atmosphérique urbaine (paragraphe 4.2.2) illustrent ce besoin de justifier les substances utilisées. Dans ces travaux, le terme d’indicateur d’exposition désigne les concentrations des substances pour lesquelles des associations avec des effets sanitaires ont pu être mises en évidence. Par ailleurs, il faut noter que seules les substances réglementées sont mesurées en routine, ce qui contribue au fait que ces substances sont le plus souvent utilisées dans les études sur la pollution de l’air. Dans tous les cas, le lien de causalité entre la substance (ou ce qu’elle représente) et les impacts considérés doit avoir été étudié expérimentalement, à la recherche d’une « plausibilité biologique ».

3.1.2.2. Suivi des émissions polluantes

L’évolution de l’émission d’un polluant renseigne principalement sur celui-ci et potentiellement sur les substances émises par la même source.

Chaque année, le Citepa dresse un inventaire des émissions nationales par secteur d’activité pour 28 substances. Ces études permettent d’observer l’évolution des quantités émises (Tableau 4) et celle de leur répartition sectorielle. Nous l’illustrons Figure 2, qui présente l’évolution des émissions sectorielles d’HAP entre 1990, 2000 et 2007.

Tableau 4: Evolutions des émissions en France entre 1990 et 2008 pour 28 polluants (d’après Citepa, 2009)

COVNM : Composés organiques volatils non méthaniques ; PFC : Perfluorocarbures ; HAP : hydrocarbures aromatiques polycycliques ; HCB : hydrochlorobenzène ; PCB : Polychlorobiphényles ; UTCF : Utilisation des terres, leurs changements et la forêt ; HFC : hydrofluorocarbures.

On notera que les émissions des traceurs de pollution qui concernent notamment le domaine sanitaire sont en réduction (par exemple baisse très forte pour les HAP ou les dioxines, et forte pour les NO_x et les PM10).

Les évolutions totales et sectorielles des émissions permettent d’observer les résultats des différentes politiques mises en œuvre sur les émissions et pourraient être comparées aux modifications éventuelles des concentrations ambiantes mesurées. En effet, les concentrations dans l’air inhalé dépendent fortement de la distance aux sources et, tout particulièrement, de la hauteur d’émission. Les gaz d’échappement des véhicules terrestres ont la particularité d’être émis en dessous du niveau des voies respiratoires et à proximité des personnes. Ceci les différencie notamment des émissions de cheminées, à grande hauteur et mieux dispersées.

Des émissions atmosphériques des transports à leurs effets sur la santé

Aussi, la part sectorielle des émissions ne correspond pas forcément à la part dans l’exposition des populations.

Evolution des émissions sectorielles en HAP entre 1990 et 2007

0 10 20 30 40 50

1990 2000 2007

Emissions en tonnes

autres transports transport routier agriculture sylviculture résidentiel tertiaire Transformation Energie Industrie

Figure 2: Emissions nationales sectorielles d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) en 1990, 2000 et 2007 (source : Citepa, 2009)

On peut voir Figure 2 que les émissions totales d’HAP ont nettement diminué entre 1990 et 2007, notamment grâce au secteur résidentiel tertiaire, tandis que les émissions liées aux transports ont augmenté. Ces deux types d’informations (émissions totales et part de chaque secteur) sont donc complémentaires pour évaluer la situation des émissions.

Par ailleurs, les évolutions des émissions des différentes substances ne sont pas systématiquement corrélées. Les deux exemples suivants permettent d’illustrer des actions de réduction d’émission. Le premier concerne l’interdiction du plomb dans les carburants qui a eu pour conséquence de rendre négligeable la part sectorielle du transport dans les émissions de plomb. Cette action a ciblé une seule substance. Au contraire, la mise en place d’un procédé de traitement de l’air à la sortie d’une installation industrielle modifierait de manière variable les émissions de nombreuses substances.

De manière générale, on peut considérer que, toutes choses étant égales par ailleurs, une modification de l’émission d’une substance devrait entraîner une modification proportionnelle de sa concentration ambiante attribuable à une source donnée. Ceci souligne une fois de plus la difficulté de fixer des indicateurs pertinents pour étudier la qualité de l’air. Les modifications des concentrations résultent des changements introduits pour chaque source d’émission et sont donc difficiles à interpréter.

3.1.3. Pollution atmosphérique liée aux transports et pollution urbaine