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Le dispositif de surveillance de la qualité de l’air en France

Environnement
Publié le 27/10/2021
La surveillance de la qualité de l’air est confiée par l’État à des Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (Aasqa), dans le cadre de la loi sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’énergie du 30 décembre 1996. La coordination technique du dispositif de surveillance est assurée par le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA).

Les acteurs

Les associations agréées de surveillance de la qualité de l’air

Les Aasqa sont des associations régies par la loi du 1er juillet 1901 (ou équivalent) relative au contrat d’association. Elles emploient plus de 550 experts de différents domaines. Leur gouvernance est quadripartite et s’appuie sur :

  • des représentants des services de l’État ;
  • des représentants de collectivités territoriales ;
  • des gestionnaires d’installations émettrices de polluants ;
  • des représentants d’associations de protection de l’environnement et de consommateurs et des personnes qualifiées.

Les Aasqa sont financées principalement par l’État et des collectivités territoriales, ainsi que par des entreprises qui émettent des substances surveillées. Ce système de gouvernance et de financement assure l’indépendance et la transparence de leur action et de l’information qu’elles fournissent.

Les Aasqa évaluent l’exposition des populations et des écosystèmes à la pollution atmosphérique. Elles valorisent et diffusent les résultats consolidés afin d’informer et de sensibiliser les autorités et le public. Elles développent, en partenariat avec les acteurs locaux, l’expertise nécessaire à l’évaluation de certains aspects des politiques locales et régionales de gestion de l’air. Enfin, elles participent à l’amélioration des connaissances.

Depuis le 1er janvier 2017, la France compte 18 Aasqa, soit une pour chacune des nouvelles régions ainsi qu’une association équivalente en Nouvelle-Calédonie.

 

Le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air

La coordination technique du dispositif de surveillance est assurée par le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA). Ce dernier est un groupement d’intérêt scientifique, constitué de l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris), du Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) et de l’École nationale supérieure Mines-Telecom Lille-Douai (IMT Nord-Europe). Le LCSQA est le référent technique au niveau national. Il est garant de la qualité et de la cohérence des données de surveillance produites sur le territoire. Il élabore des guides ou avis techniques, réalise des audits techniques des Aasqa et conduit des exercices d’intercomparaison de mesures et de modèles de dispersion avec celles-ci. Le LCSQA gère notamment la base nationale de données de qualité de l’air, Geod’air.

 

Le dispositif de surveillance

Les polluants surveillés

Les polluants surveillés sont ceux qui font l’objet d’une réglementation, au titre de la loi sur l’air ou des directives européennes : dioxyde de soufre (SO2), dioxyde d’azote (NO2), oxydes d’azote, ozone (O3), benzène, particules (de diamètre inférieur à 10 µm - PM10 et inférieur à 2,5 µm - PM2,5), monoxyde de carbone (CO), plomb, arsenic, cadmium, nickel, mercure et hydrocarbures aromatiques polycycliques.

Par ailleurs, la réglementation française définit dorénavant une liste de polluants atmosphériques d’intérêt national devant faire l’objet d’une surveillance spécifique et pérenne déterminée au niveau national (des pesticides, les particules ultrafines, le carbone suie entre autres). D’autres substances font également l’objet d’une surveillance dans des zones pouvant présenter des risques : composés odorants, polluants issus d’activités spécifiques telles que l’agriculture ou le traitement des déchets.


Les mesures sur le terrain

La surveillance de la qualité de l’air est réalisée sur le terrain par des stations de mesure, 587 en 2020. Ces stations peuvent suivre un ou plusieurs polluants, en continu de manière automatique ou par des prélèvements suivis d’analyses en laboratoire. Toutes les grandes villes sont dotées de systèmes de surveillance et un indice de qualité de l’air est calculé chaque jour dans plus d’une centaine d’agglomérations. Sur les zones dont le niveau de pollution ne justifie pas la présence de stations, ou pour procéder à des études, des campagnes de mesures ponctuelles peuvent être menées.

Il existe quatre grands types de stations :

  • stations de fond rural : stations de surveillance de l’exposition de la végétation, des écosystèmes naturels et de la population à la pollution atmosphérique de « fond », notamment photochimique, dans les zones rurales ;
  • stations de fond urbain : stations de suivi du niveau d’exposition de la majorité de la population aux phénomènes de pollution dits de « fond » dans les centres urbains et à leurs périphéries ;
  • stations situées à proximité du trafic routier : stations de mesure implantées dans des zones représentatives des niveaux de concentrations les plus élevés auxquels la population située à proximité d’une infrastructure routière est susceptible d’être exposée ;
  • stations situées à proximité d’industries : stations de mesure des concentrations dans des zones représentatives des niveaux les plus élevés auxquels la population riveraine d’une source fixe est susceptible d’être exposée, par des phénomènes de panache ou d’accumulation.

Le suivi des concentrations dans l’air de polluants peut être réalisé selon quatre méthodes : des mesures fixes, des mesures indicatives, de l’estimation objective et de la modélisation (source : LCSQA, Conception, implantation et suivi des stations françaises de surveillance de la qualité de l’air, février 2017) :

  • les mesures fixes sont des mesures réalisées dans des lieux fixes (même localisation pendant au moins une année) selon les méthodes spécifiées par les directives européennes en vigueur et respectant les objectifs de qualité applicables. Selon la couverture temporelle requise, les mesures peuvent être réalisées de manière continue ou discontinue. Les mesures fixes sont prises en compte pour vérifier le respect des seuils réglementaires ;
  • les mesures indicatives sont des mesures qui nécessitent des objectifs de qualité moins stricts que les mesures fixes mais sont néanmoins prises en compte pour vérifier le respect des seuils réglementaires. À titre d’exemple, la moyenne annuelle en NO2 est considérée comme valide pour des mesures indicatives si le pourcentage de données valides sur l'année est supérieur ou égal à 13 % et si les données sont régulièrement réparties sur l'année. Pour des mesures fixes, le pourcentage de données valides sur l'année doit être supérieur ou égal à 85 % ;
  • l’estimation objective correspond à toute méthode formalisée permettant d’estimer l’ordre de grandeur des niveaux de concentrations en polluants en un point donné ou sur une aire géographique et répondant aux objectifs de qualité fixés par les directives européennes en vigueur, ces derniers étant moins stricts que pour les mesures indicatives. Les mesures par estimation objective ne sont pas prises en compte pour les comparaisons aux seuils réglementaires. À titre d’exemple, la moyenne annuelle en NO2 est considérée comme valide pour des mesures par estimation objective si le pourcentage de données valides sur l'année est supérieur ou égal à 13 % sans critère de répartition sur l’année.
  • la modélisation est une technique mathématique qui permet d’estimer les niveaux de concentrations de polluants en tout point d’un territoire donné selon les objectifs de qualité des données fixés par les directives européennes en vigueur. La modélisation peut être utilisée en complément de mesures fixes et / ou indicatives, seule ou accompagnée d’estimations objectives selon les niveaux de concentrations. Elle peut également être mise en œuvre pour estimer des dépassements de seuils réglementaires.

Par ailleurs, « IMT Nord-Europe » assure la coordination du dispositif de mesure et d’évaluation en zone rurale de la pollution atmosphérique à longue distance (Mera). Ce dernier constitue la contribution française au dispositif européen de suivi des pollutions atmosphériques longues distances et transfrontières (European Monitoring and Evaluation Programme - Emep). Le suivi des concentrations et des dépôts des polluants atmosphériques ciblés est mis en œuvre dans des zones géographiques isolées de toute influence locale (urbaine, routière, industrielle et agricole), ceci afin d’identifier et de caractériser au mieux la part de la pollution à longue distance. En 2020, ce dispositif comptait 12 sites gérés par les Aasqa.


En complément de ces différents réseaux de mesures, le LCSQA gère avec l’appui des Aasqa le programme national de surveillance de la composition chimique des particules en milieu urbain (CARA). Ce dispositif vise notamment à comprendre le plus rapidement possible, l’origine des épisodes de pollution aux particules qui surviennent chaque année en France.

Il a également pour but de documenter sur le long terme l’origine de ces particules en fond urbain, et d’améliorer les outils de modélisation. Constitué en 2020 de18 sites gérés par les Aasqa ou des laboratoires académiques partenaires, il repose initialement sur l’analyse chimique de filtres collectés en plusieurs points du dispositif national. Ces prélèvements sont réalisés de façon quasi continue tout au long de l’année par les Aasqa volontaires, principalement en PM10 et sur des sites urbains de fond. Les filtres sont ensuite analysés en fonction de leur intérêt (« situations d’urgence » ou utilisation dans le cadre d’une étude ou d’un programme de recherche). En réponse au besoin grandissant d’information en temps quasi réel, des analyseurs automatiques dimensionnés pour la surveillance opérationnelle de la composition chimique des PM permettent aujourd’hui de compléter ce dispositif.


Les outils de modélisation

En complément des mesures de terrain, la surveillance fait de plus en plus appel à des outils numériques pour modéliser la distribution spatiale de la pollution et prévoir la qualité de l’air sur les jours à venir. Ainsi, le système national de prévision et de cartographie de la qualité de l’air, PREV’AIR, fonctionne de manière opérationnelle depuis 2004. PREV’AIR fournit quotidiennement des prévisions de la qualité de l’air à l’échelle nationale et européenne.

Afin de caractériser l’exposition des populations à une échelle plus fine, les Aasqa mettent en œuvre des modèles de prévision régionaux et des modèles adaptés au milieu urbain notamment pour caractériser la pollution à proximité des voies de circulation. Ces derniers peuvent aussi être utilisés dans le cadre de la planification réglementaire (plan de protection de l’atmosphère, plan de déplacement urbain, schémas régionaux du climat, de l’air et de l’énergie, etc.).