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Le LCSQA a été chargé de développer, en collaboration avec les AASQA, une approche harmonisée permettant d’estimer l’exposition des populations à des dépassements de seuils réglementaires. Afin d’orienter ce travail, un recensement préalable des méthodes de cartographie et de croisement avec la population a été réalisé auprès des AASQA. Vingt-quatre AASQA ont répondu à un questionnaire qui leur a été envoyé au début de l’année 2013. Cette note présente le bilan des réponses obtenues.

Le LCSQA assure chaque année une assistance technique et méthodologique relative au traitement statistique des données et à l’élaboration de cartographies. La présente note synthétise les actions réalisées en 2012 dans ces différents domaines pour le compte des AASQA. Ces actions sont de plusieurs natures : travail de méthode, aide ponctuelle, formation. Toutes ont pour objet le développement et la mise en oeuvre d’une approche cohérente, qui va de la collecte de données à l’analyse statistique ou géostatistique de ces dernières. Parmi les tâches réalisées en 2013, on relèvera notamment: - l’organisation d’une session supplémentaire de formation en statistique, en collaboration avec l’université de Nantes ; - une aide à l’exploitation géostatistique de campagnes d’échantillonnage et à l’élaboration de cartographies avec le logiciel R ; - un appui sur l’évaluation de la représentativité des stations à partir de cartes de krigeage.

Le LCSQA apporte son appui technique concernant la chaîne d’acquisition et de transmission de données sur la qualité de l’Air à l’ensemble des AASQA ainsi qu’au Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie.   Les travaux menés en 2013 et 2014 sur cette thématique sont les suivants :   Réalisation d’un outil de répétabilité sur site :   Cet outil découle du besoin exprimé par les AASQA, suite à la parution de nouvelles normes sur le mesurage des gaz, de pouvoir réaliser le test métrologique de répétabilitésur les sites de mesures. Ce test consiste à vérifier la stabilité du signal des analyseurs. Le logiciel réalisé permet de se connecter aux différents modèles de stations d’acquisition pour y récupérer les mesures et réaliser le test de manière automatisée. Dans le cadre de ce projet, le LCSQA a réalisé le recueil du besoin auprès des utilisateurs, l’élaboration du cahier des charges et des spécifications, le suivi et la réception des développements ainsi que la diffusion de l’outil aux AASQA et son suivi en phase opérationnelle.   Modification des postes centraux :   Les nouvelles normes sur le mesurage des gaz ont nécessité certaines modifications au sein des postes centraux et des stations d’acquisition. La principale fonctionnalité concernée a été la gestion des calibrages dont les principes ont été revus au sein de la chaine d’instrumentation. Des modifications mineures ont également été apportées aux postes centraux et aux stations d’acquisition pour permettre de paramétrer les nouveaux facteurs de conversion ou encore le traitement des mesures autour de la limite de détection. Le travail du LCSQA a consisté à spécifier les modifications nécessaires, à suivre les développements réalisés par les constructeurs et à assurer la réception des modifications réalisées.   TAM :   Suite au recensement lancé auprès des AASQA sur les outils existants et les besoins relatifs à la réalisation des tests métrologiques des analyseurs suivant les normes CEN, le logiciel TAM (Tests Automatiques Métrologie), développé par Atmo Poitou-Charentes et AIRPARIF, est apparu comme la solution de contrôle métrologique la plus répandue et la plus aboutie. Les besoins exprimés par les réseaux non équipés ou ceux souhaitant évoluer vers une solution harmonisée et suivie, ont conduit le LCSQA a proposé un pilotage national relatif au suivi et à la maintenance de TAM afin d’en faire une solution mise à disposition de toutes les AASQA qui souhaiteraient l’utiliser. Dans ce cadre le LCSQA a mené les actions suivantes : - prise en main de l’outil TAM, - rédaction de la documentation d’installation et d’utilisation, - support technique, - mise en ligne sur le site web du LCSQA de la dernière version de l’application et de la documentation utilisateur, - mise en ligne d’une plateforme de suivi des incidents et des demandes d’évolution.   Assistance aux AASQA :   A la demande des AASQA le LCSQA a été amené à étudier plusieurs problèmes de communication. Tout d’abord un problème relatif à l’intégration des fichiers de calibrage sur les postes centraux Xr ainsi que deux problématiques liées à la communication station/analyseur pour les appareils DA80 et TEOM 1405f. Le LCSQA réalisé des tests sur les différents types de postes centraux et de stations d’acquisition ainsi que sur les analyseurs concernés afin de reproduire les problèmes rencontrés et aider les fabricants à mettre en oeuvre une solution. En outre, à la demande du MEDDE, le LCSQA a travaillé sur la question de la mutualisation du poste central sur la zone Antilles Guyane. Dans ce cadre le LCSQA a contacté les AASQA concernées, les réseaux ayant déjà mutualisé leur poste central ainsi que le constructeur ISEO. Le LCSQA a ensuite rédigé une note reprenant les solutions techniques applicables aux différentes problématiques soulevées telles que le décalage horaire entre les réseaux, le poste de secours...   Problématique de la chaîne d’acquisition :   Le LCSQA a rencontré des difficultés dans les travaux liés aux nouvelles normes dues aux dérives existantes sur la chaîne d’acquisition : coexistence de plusieurs versions du langage de commande et de l’IP, différence d’interprétation du LCV3.1 entre les constructeurs… Cette situation donne lieu à une absence d’interopérabilité entre les stations et les postes centraux de différents constructeurs. Face à ce constat, la CSIA a proposé la constitution d’un GT consacré à la rénovation de la chaine d’acquisition. Ce GT a été approuvé par le CPS en Novembre 2014.

Cette note décrit les critères retenus pour la détermination des sites de suivi d’équivalence des analyseurs automatiques de PM en prévision de l’appel à candidature lancé auprès des AASQA au premier semestre 2015.

Lors de ce travail 23 hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), 27 hydrocarbures aromatiques polycycliques oxygénés (OHAP) et 32 hydrocarbures aromatiques polycycliques nitrés (NHAP) ont été mesurés simultanément sur la phase gazeuse et la phase particulaire atmosphérique (PM10) pendant une année entière (échantillonnage tous les 3 jours) à Grenoble, sur le site urbain des Frênes. Le travail présenté est le premier d’envergure au niveau français et européen sur l’étude des NHAP et OHAP dans l’air ambiant et n’a pas d’équivalent au niveau international. Les résultats obtenus ont montré que les concentrations moyennes totales (phase gazeuse + particulaire) des HAP (23HAP) et des HAP oxygénés (27OHAP) étaient du même ordre de grandeur et d’environ une dizaine de ng.m-3 tandis que celles HAP nitrés (32NHAP) étaient 50 à 100 fois moins importantes et de l’ordre de la centaine de pg.m-3. De façon générale, les concentrations des HAP, OHAP et NHAP sont de 5 à 7 plus élevées en période « froide » (octobre à mars) par rapport à la période dite « chaude » (avril à septembre). Cette variabilité peut être expliquée par l’augmentation des émissions primaires de ces composés en hiver due aux activités de chauffage. Elle peut également être expliquée par les conditions climatiques avec en hiver une stagnation des polluants entrainant leur accumulation due la formation fréquente de couches d’inversion et en été, une baisse des concentrations de ces composés due à la forte activité photochimique entrainant leur dégradation dans l’atmosphère. L’étude la partition gaz/particule des NHAP et OHAP a montré que les composés les plus lourds sont principalement associés à la phase particulaire (masse moléculaire > 225 g.mol-1) alors que les composés les plus légers sont majoritairement présents en phase gazeuse (masse moléculaire L’origine primaire ou secondaire des NHAP dans l’atmosphère a été appréhendée à l’aide de l’étude du rapport 2-NFlt/1-NP. Les résultats ont montré que Grenoble semble un cas particulier car en hiver, la stagnation des polluants (inversions thermiques) favorise certainement les processus chimiques entrainant la formation secondaire des NHAP (et probablement OHAP) alors que les études précédentes disponibles dans la littérature ont montré que la formation secondaire des NHAP est prépondérante en période estivale. L’évaluation de l’impact des HAP, NHAP et OHAP sur la santé a été réalisée en étudiant l’excès de risque cancérigène induit par leur présence dans l’atmosphère. Les HAP représentent la plus grande part du risque total cancérigène mais la contribution des OHAP et NHAP peut représenter jusqu’à 24 % alors que le nombre de composés utilisés dans ce calcul (1 OHAP et 10 NHAP) est 2 fois moins important par rapport aux HAP parents (21 HAP) et que les concentrations des NHAP sont environ 100 fois moins importantes. L’évaluation de risque présentée ici était certainement minimisée car l’aspect mutagène n’a pas été considéré alors que les OHAP et NHAP sont des composés mutagènes bien plus puissants que leurs HAP parents. Plus particulièrement, l’année 2013 a été marquée par des pics de particules pendant le mois février-mars et décembre. Ces périodes correspondent aux concentrations maximales annuelles des HAP, OHAP (décembre) et NHAP (février-mars et décembre). Les concentrations des OHAP (Σ27OHAP) étant même supérieures à celles des HAP (Σ23HAP) lors du pic de décembre. Lors de ce pic, l’impact sanitaire des particules est probablement accentué par la présence des HAP et de leurs dérivés de par leurs caractères toxiques, cancérigènes et mutagènes. Lors de ces évènements, l’accumulation des polluants a probablement favorisé les processus chimiques et la formation secondaire de composés tels que les OHAP et les NHAP. Enfin, les résultats obtenus ont permis de montrer que les périodes de fin d’hiver et début du printemps semblent être celles les plus propices à la formation secondaire de NHAP et OHAP et certainement de l’AOS issus des HAP en lien avec les conditions photo-oxydantes favorables (pics de PM explicités par la forte proportion de nitrate d’ammonium, composé secondaire inorganique), des émissions primaires de HAP parents toujours importantes (chauffage résidentiel) et une dispersion des polluants limitée.

  Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 19 avril 2017 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air.   Cette note propose une description synthétique du programme CARA (CARActérisation chimique des particules) mis en place en 2008, à l’initiative du LCSQA, pour répondre à une forte demande du ministère et des AASQA : ·         de documenter la nature des principaux épisodes de pollution particulaire d’ampleur nationale ·         d’identifier et quantifier les principales sources de PM à l’échelle (pluri-)annuelle, sur différents points du dispositif national ·         de servir de référence pour l’optimisation des modèles ·         d’assurer un transfert de compétences et de connaissances de la recherche vers l’opérationnel Ce programme est basé sur la spéciation chimique des particules selon deux approches complémentaires :   1) A partir de prélèvements sur filtres PM10 sur une quinzaine de stations (urbaines, majoritairement) du dispositif national.     Points forts : taille du dispositif, implication des AASQA, diversité des paramètres mesurés     Points faibles : lourdeur et coût des analyses, délais de réponse (2-3 jours à plusieurs mois)   2) A l’aide d’analyseurs automatiques (en cours de mise en place). Points forts : rapidité de réponse (« quasi temps réel »), variations temporelles fines des polluants, en lien avec l’évolution de leurs sources « anthropiques » Points faibles : coûts d’investissement, sélectivité des mesures Les principaux points d’amélioration de ce programme portent sur le renforcement du dispositif automatique en complément du dispositif manuel, la structuration du partage des informations dans le cadre d’un accord national collectif volontaire, et la valorisation des résultats obtenus.

Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 19 avril 2017 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air.   L’objectif de ce guide est de proposer une méthodologie d’évaluation : Standardisée afin de garantir une cohérence nationale Permettant de fournir les éléments nécessaires à l’accompagnement de l’ensemble du processus d’élaboration des plans d’actions pour en anticiper l’efficacité réelle (notamment objectifs de réduction d’émissions sur un territoire et par secteur d’activité), plutôt que de raisonner directement sur des scénarios finalisés. A deux niveaux, selon les outils disponibles dans chaque AASQA : Méthode complète pour les AASQA disposant d’un modèle régional et d’un modèle urbain Méthode simplifiée pour les AASQA ne disposant pas d’un modèle régional ou urbain 4.   Permettant de construire des indicateurs de suivi de façon homogène sur le territoire national : Indicateurs d’activité du plan Indicateurs d’objectifs Ce guide répond à la nécessité de mener les études d’évaluation en limitant le coût en temps et en ressources de la démarche, tout en assurant la qualité des informations produites. Le présent document est destiné à présenter une méthodologie nationale d’évaluation des plans d’actions cohérente répondant à ces principes, ce qui suppose de concevoir : Une approche basée sur la mise en œuvre de modèles déterministes qui permettent d’évaluer l’impact de scénarios de réduction des émissions sur les concentrations de polluants atmosphériques. Cependant de telles simulations requièrent des temps de calcul importants et elles ne peuvent être multipliées. Une approche pragmatique permettant de tester le respect des Directives de qualité de l’air à l’horizon 2015. Elle repose sur la réalisation d’un nombre limité de simulations déterministes de scénarios haute résolution et sur des hypothèses simplificatrices de linéarité que l’on s’autorise en considérant la petite échelle spatiale d’application du plan et le caractère éventuellement primaire (i.e. en négligeant les réactions chimiques) des polluants à cette échelle. Une approche permettant de cibler des mesures de gestion locales issues de la déclinaison de plans nationaux (par exemple le Plan Particules) ou additionnelles  (dans le sens où elles ne seraient associées qu’à des politiques locales) pour assurer le respect des valeurs limites qui ne peuvent être atteintes en tous points du territoire en se limitant aux mesures nationales. C’est le concept de charge critique qui correspond à la quantité d’émission que l’on s’autorise dans la logique de respect des objectifs de qualité de l’air et de plafonds d’émission. Au final, l’un des objectifs du guide est de proposer des méthodes simplifiées et/ou éventuellement plus incertaines que l’exploitation des résultats  d’un grand nombre de simulations déterministes haute résolution, mais permettant de faciliter le travail d’évaluation. Le retour d’expérience disponible à partir des travaux menés dans plusieurs villes sera le fil conducteur de cette analyse, l’idée principale étant d’éviter de reproduire des calculs longs qui aboutiraient à des résultats sensiblement identiques Il convient de noter que le guide propose une méthodologie et que les travaux déjà engagés sur la base d’une méthodologie différente ne seront pas remis en question dès lors qu’ils atteignent les objectifs présentés dans la partie 1.2 de ce guide et qu’ils reposent sur des bases scientifiquement correctes. Objectifs des PPA Les plans de protection de l’atmosphère (ou PPA) sont des outils réglementaires qui s’appliquent aux agglomérations de plus de 250 000 habitants et aux zones dans lesquelles des dépassements des valeurs limites des concentrations de polluants réglementés ont été observées (au sens de l’article R. 221-1 du code de l’environnement). Les PPA répondent aux exigences de la réglementation européenne en termes de qualité de l'air, notamment au regard du nombre maximal de 35 jours de dépassement par an de la valeur limite de 50 mg/m3 en moyenne journalière pour les PM10(applicable depuis 2005, et actuellement objet d'un contentieux avec la Commission Européenne) et de la valeur limite de 40 µg/m3 en moyenne annuelle pour le NO2(applicable depuis 2010, et certainement objet d'un futur contentieux), ainsi qu'à celles de la réglementation française et des ambitions que celles-ci portent.

Les travaux menés cette année avaient pour but de finaliser l’évolution du système de génération de particules. Pour cela, des tests devaient être réalisés sur le générateur de particules LNIndustries afin d’en tester la robustesse (fiabilité, répétabilité, …). D’autres tests devaient être menés pour confirmer l’intérêt d’employer des générations de particules par nébulisation de solutions salines et de voir si elles répondaient au cahier des charges de la génération (gamme de concentration générée, stabilité). Un problème identifié lors des travaux de suivi de l’équivalence concernant les jauges bêta MP101M-RST d’Environnement SA a nécessité la réalisation de tests complémentaires, sur la station de Creil, non prévus dans le programme initial. De ce fait, les travaux prévus en 2012 sur la finalisation du système de génération des PM concernant les particules carbonées ont du être décalés en 2013. Cependant, les travaux concernant la problématique de la jauge bêta MP101M-RST d’Environnement SA ont abouti à intégrer dans les tests prévus avec le nébuliseur la génération de sels volatils, en complément des tests avec les sels non volatils prévus au programme initial. A noter, le prêt par ECOMESURE d’une jauge bêta de type SHARP, durant une partie des essais, utilisant la même technique de mesure que la jauge bêta MP101M-RST d’Environnement SA, mais avec une ligne chauffée différente (i.e. la ligne modifiée est chauffée sur une longueur d’un mètre contre la totalité de la ligne fournie d’origine, soit deux mètres). Durant ces essais, le système de génération des aérosols volatils par nébulisation a été utilisé pour la première fois. La génération de particules par nébulisation saline est satisfaisante en termes de facilité de mise en oeuvre, de gamme de concentration de PM générée ainsi que de stabilité. Quant à la génération de particules carbonées, la durée des essais sur le générateur de particules carbonées ne permet pas de statuer sur son efficacité. Il devra donc être re-testé prochainement. Pour les travaux futurs, il sera intéressant de : • Développer un nouveau système de distribution pour augmenter le nombre d’analyseurs testés simultanément (huit contre six actuellement) afin d’améliorer la représentativité statistique des données ; • Finaliser les tests sur le générateur de particules carbonées, en termes de durée de fonctionnement ; • Étudier la faisabilité d’une génération multi-source (particules nébulisées et carbonées simultanément) afin d’avoir une matrice la plus représentative possible de l’aérosol atmosphérique.

Conformément à l'article 9 de l'arrêté du 21 octobre 2010, ce rapport présente l'ensemble des démarches mises en œuvre en 2013 pour garantir la qualité du dispositif français de surveillance de la qualité de l'air.