Recherche pour INERIS

En 1996, sous l’impulsion du Ministère chargé de l'Environnement, un dispositif appelé « chaîne nationale d’étalonnage » a été conçu et mis en place afin de garantir, sur le long terme, la cohérence des mesures réalisées dans le cadre de la surveillance de la qualité de l’air pour les principaux polluants atmosphériques gazeux réglementés. Ce dispositif a pour objectif d’assurer la traçabilité des mesures de la pollution atmosphérique en raccordant les mesures effectuées dans les stations de surveillance à des étalons de référence spécifiques par le biais d’une chaîne ininterrompue de comparaisons appelée « chaîne d’étalonnage ». Compte tenu du nombre élevé d’Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA), il était peu raisonnable d’envisager un raccordement direct de l'ensemble des analyseurs de gaz des stations de mesure aux étalons de référence nationaux, malgré les avantages métrologiques évidents de cette procédure. Pour pallier cette difficulté, il a été décidé de mettre en place des procédures de raccordement intermédiaires gérées par un nombre restreint de laboratoires d’étalonnage régionaux ou pluri-régionaux (appelés également niveaux 2) choisis parmi les acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l'air (AASQA et LCSQA-MD). Par conséquent, ces chaînes nationales d’étalonnage sont constituées de 3 niveaux : le LCSQA-LNE en tant que Niveau 1, des laboratoires d’étalonnage inter-régionaux (au nombre de 8) en tant que Niveau 2 et les stations de mesures en tant que Niveau 3. Dans le cadre de ces chaînes nationales d’étalonnage, le LCSQA-LNE raccorde tous les 3 mois les étalons de dioxyde de soufre (SO2), d’oxydes d'azote (NO/NOx), d'ozone (O3), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde d’azote (NO2) de chaque laboratoire d’étalonnage. De plus, depuis plusieurs années, le LCSQA-LNE raccorde directement les étalons de benzène, toluène, éthylbenzène et o,m,p-xylène (BTEX) de l’ensemble des AASQA, car au vu du nombre relativement faible de bouteilles de BTEX utilisées par les AASQA, il a été décidé en concertation avec le MEDDE qu’il n’était pas nécessaire de créer une chaîne d’étalonnage à 3 niveaux. Le tableau ci-après résume les étalonnages effectués depuis 2006 par le LCSQA-LNE pour les différents acteurs du dispositif de surveillance de la qualité de l’air (AASQA, LCSQA-INERIS et LCSQA-MD), tous polluants confondus (NO/NOx, NO2, SO2, O3, CO, BTEX et Air zéro).     Nombre   2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Raccordements Niveau 1/ Niveaux 2 146 180 180 180 180 180 181 180 180 Raccordements Madininair 16 24 13 25 19 13 27 14 27 Raccordements BTEX 38 42 37 40 38 33 23 25 26 Raccordements LCSQA-INERIS 12 21 18 20 36 39 32 44 36 Raccordements ORA 0 8 6 6 5 7 4 4 3 Raccordements « Air zéro » - - - - - - - 8 18   Somme totale des raccordements 212 275 254 271 278 272 257 275 290   Ce rapport fait également la synthèse des problèmes techniques rencontrés en 2014 par le LCSQA-LNE lors des raccordements des polluants gazeux, à savoir : ·         Les problèmes rencontrés sur les matériels du LCSQA-LNE, ·         Les problèmes rencontrés au niveau des raccordements, ·         Les problèmes rencontrés au niveau du transport des matériels.

Après une première partie retraçant les faits marquants de l'année 2018, le rapport d'activité présente l'ensemble des démarches mises en oeuvre et les actions réalisées en 2018 pour assurer la coordination du dispositif français de surveillance de la qualité de l'air selon les quatre principales orientations du contrat d'objectif : Assurer la qualité des données de l’observatoire et les adéquations avec les exigences européennes et les besoins de surveillance Assurer la centralisation au niveau national, l’exploitation et la mise à disposition des données produites par le dispositif de surveillance Améliorer les connaissances scientifiques et techniques du dispositif pour accompagner la mise en œuvre des plans d’action et anticiper les enjeux futurs du dispositif Assurer la coordination, l’animation et le suivi du dispositif national de surveillance Le rapport s'achève sur la présentation de l'organisation du LCSQA ainsi que des principaux chiffres clés, des indicateurs et jalons prioritaires. Parmi les principaux sujets traités par le LCSQA en 2018, on peut retenir : des travaux sur les micro-capteurs réalisés avec notamment l’organisation du premier essai national d’aptitude sur le terrain de micro-capteurs pour la mesure de gaz et de particules dans l’air ambiant. L’avancement des travaux a ensuite été présenté en fin d’année lors d’un séminaire réunissant les membres du dispositif mais également des intervenant extérieurs comme par exemple le Joint Research Centre (JRC) de la Commission Européenne et des acteurs nationaux de la santé. Un dossier technique est consacré aux travaux du LCSQA sur la thématique micro-capteurs.Télécharger le dossier technique "les micro-capteurs". Une campagne nationale de mesure des résidus de pesticides dans l'air, lancée en juin, sous la coordination du LCSQA, en collaboration avec l’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses), et le réseau des AASQA fédéré par Atmo France. L’organisation d’un séminaire réunissant les membres du dispositif national de surveillance mais également l’Anses afin de préparer collectivement la contribution française au processus de révision des directives européennes sur la qualité de l’air souhaité par la Commission. Un important travail a démarré en 2018 sous la coordination du LCSQA et en collaboration avec les AASQA, concernant la prévision de la qualité de l’air et notamment les processus de contrôle qualité et assurance qualité à harmoniser et à mettre en œuvre collectivement. Ces travaux aboutiront à la définition d’un référentiel national pour la mise en œuvre de la modélisation et de la prévision de la qualité de l’air. En 2018 le LCSQA est devenu l’organisme de référence technique pour le Gouvernement de la Nouvelle Calédonie avec lequel les trois membres du LCSQA ont signé une convention de collaboration sur la période 2018-2022 renouvelable. Les travaux du LCSQA réalisés en 2018 ont été financés par la Direction Générale de l'Énergie et du Climat (bureau de la qualité de l’air) du Ministère de la Transition Écologique et Solidaire (MTES) mais ont également bénéficié d’un financement de la part de l’Agence française pour la biodiversité dans le cadre du Plan Ecophyto 2018 et de l'Anses dans le cadre du dispositif de phytopharmacovigilance (PPV) sur les travaux concernant les pesticides.  

Ce rapport synthétise l’ensemble des actions menées dans le cadre de la plateforme PREV’AIR (www.prevair.org) pour répondre aux besoins des utilisateurs. Cela concerne les développements visant aussi bien à étendre les capacités du système de prévision qu’à rendre ses performances plus élevées. La première partie du rapport fournit une estimation du comportement général des outils via des indicateurs statistiques classiques permettant de comparer les résultats de modélisation aux observations validées de la base de données nationale GEOD’air alimentée par les AASQA (associations de surveillance de la qualité de l’air) et développée par le LCSQA. Une attention particulière est portée à l’évaluation des performances de PREV’AIR concernant la détection des épisodes de pollution. Cet exercice a pour objectif de répondre à notre souci de transparence sur les aptitudes des modèles à prévoir et à estimer la qualité de l'air. Ce rapport traite de l’ozone pour l’été 2016 et des particules pour l’ensemble de l’année 2016 et pour le début de l’hiver 2017 en France métropolitaine. Pour l’ozone, l’année 2016 a connu un unique épisode de pollution en ozone d’ampleur nationale de courte durée, entre le 24 et le 27 août 2016. Pour les particules, le mois de décembre 2016 a été marqué par un épisode extrême par son intensité et sa durée. Les concentrations ont commencé à augmenter à la fin du mois de novembre. Les conditions météorologiques stagnantes sur l’Ile de France, le Nord Est de la France et Auvergne Rhône Alpes expliquent en grande partie l’intensité des concentrations observées. Les concentrations sont restées élevées jusqu’aux environs du 22 décembre 2016, avec des variations spatiales et journalières des zones affectées par des concentrations journalières au-dessus des seuils réglementaires. Cette situation fut suivie au début de l’année 2017 d’un fort épisode hivernal couvrant tout le pays. L’évaluation de ces épisodes est effectuée dans un premier temps sur les prévisions brutes de PREV’AIR et montre une continuité avec les années passées en relation notamment à la stabilité des versions des modèles. Ensuite, elle est réalisée sur les calculs de l’adaptation statistique qui vise à corriger les biais systématiques du modèle brut par un processus d’apprentissage historique. Ainsi, les gains résident dans la capacité du modèle statistique à corriger la surestimation des concentrations lors des épisodes d’ozone et la sous-estimation des concentrations lors des épisodes de particules. Dans l’ensemble, le comportement de PREV’AIR est satisfaisant et les prévisions statistiques ont permis la plupart du temps d’anticiper l’occurrence de ces épisodes de pollution et d’identifier les zones touchées. Les performances indiquent une stabilité par rapport aux années précédentes de façon assez généralisée. A noter que cette évaluation porte sur des calculs d’ancienne génération par rapport à ceux en place sur PREV’AIR depuis avril 2017. Plusieurs évolutions du système ont été portées en 2017 pour doter PREV’AIR de nouvelles prévisions sur la France incluant haute résolution et nouveaux modèles d’adaptation statistique.

Le programme CARA, « caractérisation chimique des particules », a été mis en place en 2008, en réponse au besoin de compréhension et d'information sur l'origine des épisodes de pollution particulaire. Ce dispositif pérenne s’appuie aujourd’hui sur des prélèvements in situ pour analyses chimiques au laboratoire ainsi que sur des mesures automatiques en différents points du dispositif national de surveillance de la qualité de l’air. L’apport des outils de caractérisation chimique en temps réel ainsi que la consolidation du dispositif MERA/EMEP en sites de fond rural permet d’envisager un redimensionnement du programme CARA, afin de répondre au besoin de rationalisation de l’ensemble du dispositif tout en maintenant une réponse adaptée aux besoins d’amélioration des connaissances. La présente note vise à synthétiser les principales pistes d’évolutions envisagées en ce sens à court-terme. Ces pistes incluent notamment la consolidation du dispositif de sites multi-instrumentés en synergie avec la stratégie de surveillance du carbone suie et des particules ultrafines, ainsi que le redéploiement de sites de prélèvements urbains vers des stations de fond rural (en particulier celles du dispositif MERA/EMEP).

En France, un nombre croissant d’AASQA (Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air) réalise des campagnes de mesures ciblant les produitsphytosanitaires présents dans l’air, afin de déterminer les concentrationsauxquelles la population est exposée ainsi que leur évolution temporelle dansdifférentes situations.Ces campagnes, menées localement de façon ponctuelle, concernentgénéralement quelques dizaines de substances actives1 sélectionnées en fonction des objectifs de l’étude. Par ailleurs, pour des raisons évidentes de coût et de faisabilité, il est impossible de mener une campagne de mesure exhaustive sur l’ensemble des produitsphytosanitaires en France. La surveillance instrumentée des teneursatmosphériques en produits phytosanitaires doit s’accompagner d’un choix ciblé des substances à analyser.Entre autres critères, ce choix doit prendre en compte la présence potentielle des substances actives dans le compartiment aérien, et donc les éventuellesspécificités agricoles de la région faisant l’objet de l’étude. C’est l’objet de l’outilSPH’AIR d’établir, à partir de données physico-chimiques et d’usage desphytosanitaires, une liste hiérarchisée de ceux les plus susceptibles d’êtreretrouvés dans le compartiment aérien, et tenant compte également de leurtoxicité.Ainsi, la technique de sélection de substances présentée dans ce rapport pourraitfournir une pré-liste de produits phytopharmaceutiques à surveiller au niveau national. Le choix définitif du contenu de la liste finale est laissé à l’appréciation des acteurs locaux. L’outil SPH’AIR pourrait également servir dans le futur de méthode de sélection harmonisée des phytosanitaires à surveiller au niveau national. Ainsi chaque association de surveillance effectuerait des campagnes pouvant être comparées, et agrégées au niveau national. Ce document fait suite aux rapports LCSQA/INERIS-DRC-07-85148-08252A et LCSQA/INERIS-DRC-08-94291-16614A traitant plus en détails de la méthodologie développée pour l’outil Sph’Air. Plus en détails, l’objet de cette étude consiste à mettre à jour la liste nationale publiée en 2008.

La note synthétise les travaux récents du LCSQA en matière de modélisation géostatistique. Elle aborde des points de méthodologie et fournit des scores de performance des méthodes développées. Un modèle de cokrigeage pour la cartographie des PM10 et des PM2.5 a été ainsi mis au point. Il permet à la fois d’améliorer la précision des cartographies de PM2.5 et la cohérence entre les estimations de PM2.5 et de PM10. Un lissage a été également introduit dans le krigeage afin d’améliorer la continuité des cartes dans les zones peu contraintes par les stations de mesure. Ces travaux sont destinés à être implantés de manière opérationnelle dans le système PREV’AIR pour améliorer la qualité de la production quotidienne de cartographies de la qualité de l’air pour le jour d’avant. Ils participent donc à la démarche d’assurance qualité du système national de prévision et de cartographie de la qualité de l’air, pour une plus grande précision et une plus grande fiabilité des informations diffusées auprès du Ministère, des AASQA et du grand public. Ces travaux ont été conduits à l’initiative du LCSQA. Certains d’entre eux ont fait l’objet d’échanges techniques avec le Centre de Géosciences de l’Ecole des Mines de Paris, dans le cadre d’une convention de collaboration scientifique avec l’INERIS.

Depuis janvier 2008, le LCSQA INERIS assure en collaboration avec les AASQA le suivi d’un dispositif de prélèvement des PM10 sur quelques sites en France, appelé CARA, en vue d’effectuer une spéciation chimique des particules (anions, cations, carbone organique et élémentaire). Pour ce faire, des méthodes harmonisées tant au niveau national qu’européen ont été utilisées.   En parallèle des analyses des filtres du dispositif, une étude des blancs de filtres fournis aux AASQA pour les prélèvements a été réalisée. Les résultats obtenus ont validé le protocole de conditionnement des filtres utilisé jusqu’à présent.   De plus, les échantillons prélevés comportant une partie non négligeable d’espèces chimiques volatiles, des conditions de stockages inférieures à 0°C et de transports n’excédant pas 20°C étaient préconisées. Le LCSQA a évalué en 2009 ces préconisations.   Les essais ont portés sur l’évaluation de la conservation des filtres à -18°, 6 et 20°C durant 3 et 7 jours.   Cette étude a mis en évidence un problème de répétabilité sur l’analyse de certains anions et cations provenant probablement de la phase de minéralisation des filtres. Une étude portant sur ce sujet devra être réalisée en 2010.   Sur l’ensemble des essais réalisés, les pertes en matières inorganiques sont négligeables.   Concernant la matière carbonée, les pertes peuvent atteindre 8% lors d’une conservation à 20°C pendant 7 jours. La maîtrise de la température lors du stockage et du transport par glacière reste préconisée.   Enfin au cours de l’année 2009, l’INERIS a participé à un exercice d’intercomparaison européen sur l’analyse du carbone organique et élémentaire. Les résultats obtenus ont été satisfaisants. De plus, le LCSQA a participé aux groupes CEN 34 et CEN 35 pour la normalisation des prélèvements d’anions et cations et du carbone organique et élémentaire.

Afin de vérifier le respect des exigences de la directive européenne 2008/50/CE, le LCSQA propose annuellement aux AASQA une intercomparaison de moyens mobiles pour les polluants SO2, O3, NO, NO2 et CO à différents niveaux de concentration et tout particulièrement au voisinage des seuils horaires d’information ou d’alerte pour les polluants NOx, O3, SO2, et de la valeur limite sur 8h pour le CO. Un exercice d’intercomparaison de moyens de mesures mobiles a été réalisé en mars 2015 en collaboration avec Air Rhône-Alpes. Il a réuni huit participants (7 AASQA et le LCSQA/INERIS) et moyens mobiles, constituant un parc de 46 analyseurs. Les résultats de cette intercomparaison permettent d’évaluer la qualité de mise en œuvre des méthodes de mesures par les AASQA. On notera que depuis 2008, les résultats obtenus en matière d’incertitude de mesure sont conformes aux exigences de la Directive Européenne et confirment dans la durée la fiabilité du système de mesure national. Ces résultats positifs confirment les améliorations constatées depuis plusieurs années consécutives dans le respect des 15 % d’incertitude. Ceci est à rapprocher du fait que le parc d’analyseurs dispose d’un temps de chauffe et de stabilisation important (>2 jours), ce qui tend à réduire les écarts entre appareils en début de campagne et conditionne l’obtention d’intervalles de confiance réduits. Le traitement statistique des données, identique à celui de l’exercice classique, a isolé de nombreuses données ciblées sur certains laboratoires, confirmant les observations faites au travers des données brutes du comportement douteux de certains appareils. Dans ce cas de figure, plusieurs mesures quart-horaires ont fait l’objet d’une élimination du jeu de données sur avis d’expert. Les intervalles de confiance expérimentaux calculés sont : pour le polluant CO : 6,8 %. pour le polluant SO2 : 6,5 %. pour le polluant O3 : 6,8 % au seuil réglementaire de 180 ppb. pour le polluant NO : 7,4 % pour le polluant NO2 : 9,5 %. On note une bonne cohérence des valeurs d’incertitude entre les exercices avec et sans coiffage des têtes de prélèvement pour l’ensemble des polluants SO2. On aura toutefois pu constater, en particulier dans le cas du CO, l’impact important de quelques appareils lorsque la population est faible. Ces résultats globalement encourageant confirment les observations faites lors des tests précédents. Ils nous conduisent à confirmer en 2016 le test de ce système de dopage qui englobe toutes les incertitudes de mesures, et qui est destiné à court terme à supplanter l’exercice classique en boitiers. Ce système permettra en outre de respecter de manière plus systématique le critère de temps de résidence inférieur à 3 secondes pour les polluants O3 et NOx. La réalisation d’exercices réguliers d’intercomparaison permet au dispositif de surveillance national d’enrichir les procédures de maintenance périodique et de transfert. Dans cet objectif, une planification des exercices a été effectuée sur plusieurs années en intégrant les contraintes géographiques afin de permettre à chaque AASQA d’y participer périodiquement. Ce dispositif s’appuie désormais sur 5 sites identifiés grâce à la collaboration d’Atmo Franche-Comté, Atmo Poitou-Charentes, Air Normand, Air Rhône-Alpes et Atmo Midi-Pyrénées.   La directive européenne 2008/50/CE du 21 mai 2008 dédiée à la qualité de l’air appelle au respect de valeurs limites ou valeurs cibles, en leur associant une exigence en matière d’incertitude maximale sur la mesure. Les associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) sont tenues de participer aux essais d'intercomparaison (destinées aux organismes agréés de surveillance de la qualité de l’air) mis en place dans le cadre des missions du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air (article 9 de l’arrêté du 21 octobre 2010).

Cette note est une réflexion sur les solutions à envisager pour intégrer les données issues des micro-capteurs dans la chaîne d’acquisition des données de qualité de l’air. Cette réflexion est menée dans le cadre du groupe de travail « Micro-capteurs pour l’évaluation de la qualité de l’air ». Les questions abordées sont les suivantes : Comment les données issues des micro-capteurs peuvent-elles être récupérées (mode d’accès aux données, formats de récupération…) ? Par où peuvent-elles entrer dans la chaîne d’acquisition actuelle (au niveau des station d’acquisition, des postes centraux, …) ? La première partie de cette note fait le bilan des différentes solutions disponibles sur les systèmes de micro-capteurs pour accéder aux données mesurées et les récupérer. Ces systèmes sont hétérogènes mais certains schémas de transmission de données émergent, notamment la transmission automatique des données vers un serveur distant, lequel permet de récupérer les données manuellement ou automatiquement sous forme de fichiers. La seconde partie de la note retranscrit les différentes pistes qui permettraient l’intégration des données dans la chaîne de surveillance et donne les avantages et inconvénients des différentes solutions proposées. Le mode d’intégration est conditionné par les fonctionnalités d’export décrites dans la première partie. Les données de micro-capteurs peuvent être intégrées à différents niveaux de la chaîne (stations, postes centraux…) moyennant des développements spécifiques.