Bilan de fonctionnement du système de mesure des ... · analyseur de particules mesurant en continu la part volatile des particules sur le filtre de collection. Il peut donc calculer

Bilan de fonctionnement du système de mesure des particules après ajustement par module FDMS.

Année 2007

ASPA 08031103-TD

Bilan 2007- PM10 TEOM/FDMS 1 08031103-TD

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Intervenants :

Intervenants études :

- Coordination du projet : Agnès Bertrand

- Rédaction du rapport : Agnès Bertrand

- Tiers examen du rapport : Emmanuel Rivière / Cyril Pallarès

- Approbation finale : Joseph Kleinpeter

Intervenants techniques :

- Tiers examen du rapport : Gilbert Fiegel


SOMMAIRE

I. CADRE ET OBJECTIF DE L’ETUDE....................................................................................................... 4

I.1 REGLEMENTATIONS EUROPEENNE ET FRANÇAISE......................................................................................... 4 I.2 MESURES DES PARTICULES EN FRANCE...................................................................................................... 4 I.3 SUIVI DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE PARTICULAIRE EN ALSACE .............................................................. 6

II. LA MESURE DES PARTICULES PAR LE MODULE FDMS ...................................................................... 7

II.1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU TEOM/FDMS................................................................................... 7 II.2 CALCUL DU COEFFICIENT DE D’AJUSTEMENT PAR LE SYSTEME D’EXPLOITATION POL’AIR.................................. 9 II.3 VALIDATION DES DONNEES ................................................................................................................... 9 II.3.1 PRINCIPE DE VALIDATION PRECONISE AU NIVEAU NATIONAL - ADEME........................................................9 II.3.2 PRINCIPE DE VALIDATION OPERATIONNELLE A L’ASPA............................................................................ 11 II.3.3 BILAN 2007 DE FONCTIONNEMENT........................................................................................................ 13

III. BILAN ANNUEL 2007 ..................................................................................................................... 14

III.1 BILAN METEOROLOGIQUE 2007 ......................................................................................................... 14 III.2 BILAN DES CONCENTRATIONS ............................................................................................................ 15 III.3 LES GAMMES DE CONCENTRATION...................................................................................................... 17 III.4 LES DEPASSEMENTS DES NORMES......................................................................................................... 18 III.5 ZOOM SUR LES EPISODES DE DEPASSEMENT DU SEUIL D’INFORMATION ........................................................ 20

IV. LE COEFFICIENT D’AJUSTEMENT .................................................................................................. 22

V. CONCLUSION ............................................................................................................................... 23



I. Cadre et objectif de l’étude

I.1 Réglementations européenne et française

La directive 1999/30/CE du 22 avril 1999 stipule que la mesure des particules doit être réalisée en utilisant la méthode de référence décrite dans la norme EN12341. Elle consiste en un prélèvement journalier sans contrôle de température puis une pesée en laboratoire après collecte et conditionnement des échantillons. Cependant, cette méthode présente l’inconvénient de fournir des résultats décalés dans le temps. La directive prévoit donc la possibilité de recourir à d’autres méthodes de mesures, sous réserve de démontrer leur équivalence avec la méthode de référence. Des écarts ont été mis en évidence entre la méthode de mesure de référence des PM10 et les techniques automatiques mises en œuvre en France jusqu’en 2006 et dans la plupart des pays d’Europe1. Les travaux réalisés depuis en France permettent d’avoir recours à une solution technique pour rendre les résultats de mesure équivalents à la méthode de référence. La Commission européenne a suggéré d’appliquer un coefficient fixe et unique de 1,3 à tous les résultats des appareils automatiques. La plupart des Etats membres de l’Union européenne ont, par suite, défini chacun leur propre coefficient qui varie de 1 à 1,47 selon les saisons.

I.2 Mesures des particules en France

En France, les organismes agréés de surveillance de la qualité de l’air sont équipés d’appareils automatiques de mesure des PM10 (de type microbalance

1 La Commission européenne a suggéré par défaut de démonstartion d’équivalence d’appliquer, un coefficient fixe et unique de 1,3 à tous les résultats des appareils automatiques. La plupart des Etats membres de l’Union européenne ont, par suite, défini chacun leur propre coefficient qui varie de 1 à 1,47 selon les saisons.

ou jauge bêta) qui fournissent en continu les niveaux moyens horaires ou journaliers de PM10. Ces appareils automatiques sont aptes à délivrer une information dans les délais requis par la réglementation, c’est à dire avec une actualisation quotidienne comme le demande l’arrêté ministériel du 17 mars 2003.

A partir de 2002, des améliorations techniques ont été mises au point par les constructeurs des appareils automatiques. Un module adapté sur le capteur de particules - appelé FDMS pour les appareils de type TEOM et RST pour les appareils à jauge bêta - permet de compenser les difficultés liées aux espèces particulaires semi-volatiles. Ces appareils permettent de prendre en compte les particules volatiles, essentiellement constitués de nitrate d’ammonium2, composé d’origine secondaire contenu dans les particules, varie beaucoup en fonction des conditions climatiques et de l’origine des masses d’air. Or, ce composé solide se volatilise à partir de 25°C. Depuis le 1er janvier 2007 en France, la solution retenue a donc été de mettre en place sur une cinquantaine de sites de référence répartis sur le territoire national, un couple d’appareils, l’un équipé du module FDMS (voir présentation principe de mesure page 6) et l’autre non. Ces appareils permettent de calculer pour chaque heure un incrément d’ajustement (écart entre les résultats de mesure des

2 L’élevage, les épandages d’engrais organiques, minéraux et organo-minéraux constituent les principales sources agricoles d’ammoniac. Parmi les engrais les plus utilisés, notons l’urée CO(NH2)2, le sulfate d’ammoniac (NH4)2SO4, l’ammonitrate NH4NO3, les superphosphates et le chlorure de potassium. Nombre de ces engrais sont à base d’ammoniac, absorbé par les sols après leur application. Cette absorption est favorisée par une légère pluie, si elle n'est pas trop importante pour éviter le lessivage des sols. L’ammonium (NH4+) ainsi présent dans les sols est en équilibre avec l’ammoniac, et peut se volatiliser très rapidement sous l’effet de la température ou d’un pH élevé du sol. Le maximum d’émission se situe en Mars, Avril et Mai lors de l’épandage d’engrais chimique dans le profil d’émission utilisé par le modèle CMAQ aux Etats-Unis (Gilliland et al., 2006)


deux appareils) qui est appliqué aux résultats des autres sites de mesure du secteur du fait que c’est la fraction volatile est présente dans le fond de pollution régional. Ainsi, l’ASPA a sélectionné deux stations urbaines de référence par zone géographique pour l’ajustement des mesures de particules : celle de Strasbourg Nord pour le Bas–Rhin et celle de Mulhouse Nord pour le Haut Rhin : voir fiche présentation station page 5. En cours d’année 2007, un bilan de fonctionnement pour le premier trimestre a été réalisé3.

Les principales conclusions ont été :

1. malgré quelques problèmes observés sur un des deux FDMS, le bilan de fonctionnement est globalement satisfaisant : le taux de fonctionnement des appareils TEOM-FDMS pour Strasbourg Nord est de 84% et pour Mulhouse Nord est de 99,6%.

2. le bilan sur les mesures montre que le FDMS accentue globalement les écarts dans les valeurs élevées. De plus, les valeurs moyennes journalières corrigées sont supérieures au facteur moyen suggéré par la commission européenne au niveau annuel qui est de 1,3 en moyenne, on note plus de dépassements des normes notamment de la valeur limite journalière (P90,4 journalier).

L’objectif de ce présent rapport est de réaliser le bilan annuel de fonctionnement du couple TEOM/FDMS et de confirmer ou d’infirmer les conclusions émises dans le premier rapport.

3 « Mesure des particules, ce qui change en 2007 : Bilan de fonctionnement des particules après ajustement par module FDMS – période janvier à avril 2007 ». ASPA 07091301-TD

Origine des particules et santé4 : Les aérosols urbains contiennent essentiellement des particules carbonées fines et ultrafines issues des processus de combustion d’énergie fossiles (trafic automobiles, chauffage, activités industrielles). On y trouve également des particules secondaires ultrafines provenant de la condensation des précurseurs gazeux. C’est le cas des sulfates et des nitrates d’ammonium qui peuvent constituer une fraction importante des aérosols urbains. Par ailleurs, après leur émission dans l’atmosphère, les particules interagissent entre elles ainsi qu’avec les gaz, en particulier les composés organiques volatils. Elles peuvent également s’adsorber sur les pollens ou les spores de champignon en modifiant leurs propriétés de surface. Concernant leurs conséquences sur la santé, les particules fines et ultrafines peuvent se déposer et persister dans l’appareil respiratoire voire franchir les barrières biologiques.

4. Article du professeur Francelyne Marano « A-t-on raison de considérer que les particules atmoshériques fines et ultrafines sont dangereuses pour la santé Pollution atmosphériques n° 195 : Extrapol N°33 – décembre 2007


I.3 Suivi de la pollution atmosphérique particulaire en Alsace

L’ASPA mesure les particules en 9 points de son réseau (voir carte en annexe). La répartition par typologie est à dominance urbaine (Strasbourg Nord, Est, Colmar centre et Est, Mulhouse Nord et Sud II), trafic (Strasbourg Clemenceau), périrurbaine (CC3 Frontières) et rurale (Nord-Est Alsace) Dans le cadre de cette étude, deux stations urbaines de référence pour l’ajustement des mesures de particules ont été retenues : celle de Strasbourg Nord pour le Bas–Rhin et celle de Mulhouse Nord pour le Haut Rhin : voir fiche présentation station (illustrations 1 et 2).

S’agissant de la correction des données issues des moyens mobiles, l’ajustement se fait en fonction du site de campagne. Etant donné que le système d’exploitation n’a pas d’historisation du coefficient d’ajustement utilisé, celui-ci a donc été mis en place en parallèle sur tableur.

Illustration 1 : Fiche de présentation de la station de Strasbourg Nord

Illustration 2 : Fiche de présentation de la station de Mulhouse Nord

Mulhouse Nord

Localisation : rue Lefèvre 68200 MULHOUSE

Date de mise en service : 15 septembre 1989

Coordonnées géographiques : Latitude : 474525 Longitude : 0072049 Altitude : 236 m

Paramètres mesures : Dioxyde de soufre (SO2) Oxydes d’azote (NO et NO2) Particules en suspension (PM10)

Température Humidité

Typologie : Urbaine

Environnement station : Prélèvements réalisés au centre de l’agglomération mulhousienne.

La circulation au point de mesure : forte > 10 000véh/j

La circulation en zone élargie : moyenne.

Pan de localisation de la station

Source : Viamichelin

Les émissions : Pas d’influence particulière d’émissions industrielles sur la station.

Strasbourg Nord

Localisation : Rue de la papeterie Ecole de la Niederau 67000 STRASBOURG

Date de mise en service : 29 août 1996

Coordonnées géographiques : Latitude : 483437 Longitude : 0074651 Altitude : 137m

Paramètres mesures : Dioxyde de soufre (SO2) Oxydes d’azote (NO et NO2) Ozone (O3) Particules (PM10)

Typologie : Urbaine

Environnement station : Prélèvements réalisés au nord de l’agglomération strasbourgeoise. La circulation au point de mesure : Nulle La circulation en zone élargie : Légère.

Plan de localisation de la station

Source : ViaMichelin

Les émissions : La station est légèrement influencée par vent de Nord-Ouest, par des émissions industrielles (SO2).


II. La mesure des particules par le module FDMS

II.1 Principe de fonctionnement du TEOM/FDMS

Le TEOM/FDMS 8500 (photo 1) est le seul analyseur de particules mesurant en continu la part volatile des particules sur le filtre de collection. Il peut donc calculer en temps réel un facteur de correction par nature variable selon la composition chimique des aérosols, la zone géographique, la saison et les conditions climatiques. Le module FDMS est associé à sur un analyseur de particules standard du type TEOM 1400. La température du filtre de collection est alors abaissée de 50°C à 30°C. Avant d’être introduits dans le TEOM, l’air et les particules en suspension sont séchés par passage dans une colonne déshydratante du type Nafion. La vanne séquentielle du FDMS installée en amont de l’analyseur de particules TEOM dirige alternativement l’air échantillonné soit vers le filtre de collection de la microbalance TEOM pour obtention de la « concentration en poussières non volatiles », soit vers un filtre de purge refroidi à 4 °C pour obtention de la « concentration en particules volatiles ». Toutes les 12 minutes, l’analyseur effectue l’opération simple d’additionner ces deux concentrations. La nouvelle valeur de concentration, appelée « concentration FDMS », représente la valeur réelle (conforme à la méthode de référence) et instantanée de la concentration en poussières dans l’atmosphère. Le schéma de principe du FDMS est présenté page suivante (figure 1).

Avantages Les avantages de cette méthode sont : - Le TEOM est une microbalance

raccordable aux étalons internationaux.

- Le FDMS s’adapte simplement sur les

TEOM 1400 AB vendus après1996. - Le temps de réponse de la

microbalance du FDMS 8500 est très rapide.

Photo 1 : Module FDMS 8500


Figure 1 : Schéma de principe du FDMS


II.2 Calcul du coefficient de d’ajustement par le système d’exploitation POL’AIR

Les stations références (Strasbourg Nord et Mulhouse Nord) délivrent chaque quart d’heure deux valeurs de PM10 issues du TEOM et du couple TEOM/FDMS (intégration sur une heure). L’écart quart-horaire entre les deux valeurs, dit coefficient d’ajustement, est moyenné sur les 4 heures précédentes (16 quart-d’heure) par le logiciel d’exploitation POL’AIR (voir figure 2). Il est ensuite appliqué automatiquement sur le quart d’heure en cours des autres stations de la zone.

II.3 Validation des données

II.3.1 Principe de validation préconisé au niveau national - ADEME Le principe de validation préconisé au niveau national par l’Ademe est présenté dans l’organigramme page suivante (figure 3). Pour la gestion des valeurs négatives 2 options sont possibles actuellement : 1. lorsque l'écart calculé est négatif ou considéré comme aberrant, l'écart est mis à zéro manuellement.

2. l’intervention sur les écarts négatifs est effectuée uniquement dans le cas où l’on observe des données corrigées négatives Dans ce cas, lors de la validation, l'AASQA vérifie la valeur brute fournie par le TEOM et celle de l'écart.

Si la donnée TEOM est négative et que la valeur de l'écart est aussi négative, les données TEOM sont invalidées.

Autre cas : si la donnée initiale issue du TEOM est positive mais que l'écart négatif est en valeur absolue supérieure à celle du TEOM, la donnée ajustée est donc négative et une solution est de forcer l'écart à 0 (passage en mode dégradé à 0) et on se retrouve avec une donnée

corrigée égale à celle du TEOM initial.

Figure 2 : Organigramme de correction

Site référence

Autres sites

Site référence

Autres sites


Figure 3 : Organigramme de validation Ademe

Contrôle des résultats h. des PM 10 ajustées

Valeur Horaire ‘ PM 10Corrigé

<0

Données diffusables

NON

Passage en modeDégradé avec

la valeur d'ajustementégale à 0 sur l'heure

concernée

OUI

Valeur Horairedu PM 10ajusté

<0

NON

Mise à 0 des données1/4 h négatives du TEOMPM 10 50°C concerné

OUI

Validation Technique

Dysfonctionnement Du TEOM PM10

50°C

Invalidations desdonnées 1/4 h

OUI

Validations des données1/4 h NON

Acquisition des données ¼ h de Tous les TEOM PM 10 50°C

Valeurs PM10 "brutes"

Le contrôle desdonnées horaires desPM 10 ajustés seraeffectué par un seul

technicien par secteur géographique et

uniquement après lavalidation technique

complète de ce secteur


II.3.2 Principe de validation opérationnelle à l’ASPA

Le principe de validation en cours à l’ASPA est présenté sur l’organigramme page suivante (figure 4).

Soulignons que la règle de prévalidation automatique n’a pas été supprimée à l’ASPA comme le préconisait l’Ademe car elle permet de s’affranchir des problèmes de valeurs négatives.

Celle-ci correspond à :

- si la concentration ¼ horaire est comprise entre -2 et 0, alors la valeur ¼ horaire est égale à 0,

- si la concentration ¼ horaire est inférieure à -2 alors les valeurs sont invalidées.

Après la prévalidation Pol’air, et si aucun problème de fonctionnement de l’appareil n’a été détecté, les données 1/4h sont revues au cas par cas dans le cadre de la validation technique.

De plus, pour le site de référence, si malgré le filtre de la prévalidation automatique, la valeur corrigée est négative, le coefficient d’ajustement est mis automatiquement à zéro.

Concernant la validation des données brutes, les problèmes rencontrés essentiellement en cours d’année 2007 sur le FDMS et notamment sur la station de Strasbourg Nord sont :

divergence excessive du FDMS par rapport au TEOM,

signal « ref MC FDMS 5» (paramètre technique de suivi), supérieur ou égal à 10,

dysfonctionnement de la micro balance.

5 Le signal Réf est toujours négatif (oscille entre 0 et -20). S’il devient positif, la régle de validation suivante est appliquée :

- entre 0 et 5 : rien n’est fait

- Entre 5 et 10 : invalidation des données au coup par coup,

- Supérieur à 10 : invalidation systématique des données.

Les réponses apportées ont été :

un passage en mode dégradé avec mise à 0 de la valeur d’ajustement ; cela implique qu’en l'absence d'écart de la station de référence, les mesures PM10 diffusées sont des mesures NON corrigées,

un basculement sur la deuxième station de référence et recalcul des données,

une invalidation des données,

une linéarisation des valeurs fixes par rapport aux coefficients des 1/4h précédents et suivants.

Soulignons qu’au niveau du logiciel d’exploitation Pol’air, il n’y a pas d’historique du site de référence choisi (Bas-Rhin ou Haut-Rhin) pour la correction des données brutes (qui reste un problème pour le suivi de l’ajustement des données issues des moyens mobiles).

De plus, après validation, il est possible d’intervenir sur les données corrigées et le coefficient d’ajustement ce qui reste problématique.


Figure 4 : Organigramme de validation ASPA

Validation 1/4h des données brutes : - Les données modifiées par la prévalidation sont revues au cas par cas.

Validation 1/4h des données brutes : - Les données modifiées par la prévalidation sont revues au cas par cas. - Coefficient d’ajustement < 0

Passage en mode dégradé à 0.

DONNEES AJUSTEES DIFFUSABLES

Données Invalidées

NON

Dysfonctionnement TEOM ?

Dysfonctionnement du TEOM

ou FDMS ?

OUI

Prévalidation automatique

- 2 =< V < 0 0 V < -2 INVALIDATION

Acquisition des données ¼ h (FDMS + TEOM)

Valeurs Brutes

Autre site

Site de référence

NON

- Basculement vers 2ème site de référence et invalidation des données douteuses - ou passage en mode dégradé à 0

OUI


II.3.3 Bilan 2007 de fonctionnement Un problème récurrent de fonctionnement du module FDMS de la station de Strasbourg Nord sur les 6 premiers mois de mesure (88,3 % de données APOR6 contre 96,1 pour Mulhouse Nord), a contraint d’opter à partir du 17 juillet, pour le basculement de la correction sur la station de Mulhouse Nord considérée comme plus stable. Le tableau 1 présente un bilan annuel de fonctionnement. A noter qu’un bilan mensuel est également présenté sous forme de tableau en annexe.

On retiendra :

Le taux de saisie minimal indicateur du fonctionnement des appareils (directive 99/30/CE qui préconise un taux à 90%) est de 88,9% pour le FDMS de Strasbourg Nord et de 96,2% pour Mulhouse Nord,

Entre 0,4 et 10,9 % des valeurs ont été invalidées particulièrement celles issues de la station de Strasbourg Nord aux mois de janvier et de juillet notamment (tableau en annexe),

Entre 0,1 et 9,6 % des valeurs ont été reconstituées. Dans ce cas, soit la données de base a été retouchée, soit il a été appliqué un coefficient dégradé, soit les valeurs de la station référence ont été retouchées,

Le taux de diffusion (données avec code état : APOR) est supérieur à 75% avec 0,2 des valeurs issues du FDMS corrigées sur Strasbourg Nord contre 0 sur Mulhouse Nord.

Aussi pour 2007 le taux global de fonctionnement sur l’ensemble du réseau de mesure demeure satisfaisant.

6 Données avec code état APOR : A pour applicable, P pour dérive étalonnage, O pour corrigée, R pour reconstituée.

Station Mesure

Taux de saisie

minimal (APORMZC)

Taux valide (APOR)

Taux A (exploitable)

Taux O (corrigées)

Taux R (reconstitué

e)

Taux I (invalide)

STG Nord PM10 99,6 99,1 98,8 0,3 0,1 0,4

STG Nord PM10 FDMS 88,9 88,3 88,1 0,2 0 10,9

STG Nord PM10 Corrigé 99,1 99,1 90,1 0 9 0

Nord-Est Alsace PM10 corrigé 99,2 99,2 90 0 9,2 0

STG Clemenceau PM10 Corrigé 99,4 99,3 90,2 0 9,2 0

STG Est PM10 Corrigé 98,9 98,9 89,3 0 9,6 0

Mulhouse Nord PM10 99,5 99,4 99,1 0,2 0,1 0,4

Mulhouse Nord PM10 FDMS 96,2 96,1 95 0 1 1,2

Mulhouse Nord PM10 Corrigé 99,5 99,4 92,3 0 7,2 0

Colmar Est PM10 Corrigé 97,1 97,1 88,5 0 8,6 0

Colmar Centre PM10 Corrigé 99,5 99,4 91,3 0 8,2 0

Mulhouse Sud II PM10 Corrigé 98,4 98,4 90,3 0 8,1 0

C.C.3 Frontières PM10 Corrigé 99,2 99,2 90,8 0 8,4 0

Bilan de fonctionnement année 2007 (en %) - données 1/4 horaires

Tableau 1 : Taux de fonctionnement année 2007


III. Bilan annuel 2007

III.1 Bilan météorologique 2007

Ce point météorologique est extrait du bilan météorologique sur le Nord-Est de Météo- France

2007 figure parmi les années les plus chaudes mesurées dans le Nord-Est : la température moyenne observée sur la station météorologique d’Entzheim (proche de Strasbourg) est de 11,8°C soit un écart à la normal de +1,3°C (tableau 2) alors qu’au sud de département (St Louis proche de Bâle) il est de 1°C.

L’hiver 2006-2007 s’est imposé comme le plus doux jamais observé dans la région (peu neigeux avec un repli des jours de grand froid - température inférieure ou égale à -5°C), tout comme le printemps. Après un mois d’avril exceptionnellement chaud (jusqu’à 8°C d’écart par rapport à la normale climatique), l’été, malgré de généreuse pluies et un manque de soleil, a affiché des températures de saison qui n’ont pas changé la donne.

Concernant les précipitations, elles sont excédentaires pratiquement partout sans jamais être excessives. Le fort cumul de l’été l’a emporté sur l’automne très sec. Le nombre de jours de précipitations est très proche de la normale (tableau 2).

Quant aux conditions de ventilation, le vent moyen a été plutôt fort cette année, Entzheim se glisse au 3ème rang des valeurs les plus élevées pour ce paramètre. La direction dominante pour 2007 va d’un large secteur Sud à Sud-Ouest et Nord-Nord-Est (figures 5 et 6).

0

50

10 0

150

2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Rose des vents 2000-2007

0

50

10 0

150

2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Rose des vents 2007

Tableau 2 : Paramètres météorologiques 2007 observés à Entzheim et St-Louis.

Figures 5 et 6 : Roses des vents (station CRR-Reichstett)

Entzheim Saint-Louis

Précipitation en mmCumul annuel

725,0 826,8

Normale 631,9 729,5Ecart à la normale 115 1133

Température moyenne en °C 11,8 11,4

Normale 10,5 10,4Ecart à la normale 1,3 1,0

Nombre de jour avec gelée 44 63

Normale 68,7 75,2Ecart à la normale -24,7 -12,2Durée d'insolation

en h 1783 1951

Normale 1633 1724Ecart à la normale 109 113,0Nbre de J venteux Vmax intantané >=

16 m/s39 43

Normale 31,7 34,9Ecart à la normale 7,3 8,1


III.2 Bilan des concentrations

Etant donné que la correction s’est faite en majorité à partir de la valeur d’ajustement de Mulhouse Nord, celle de Strasbourg Nord est présentée dans ce chapitre à titre indicatif. Ainsi, il sera donc difficile de réaliser un bilan distinct de fonctionnement par département comme cela avait été fait dans le premier bilan (ASPA 07091301-TD).

A noter que l’analyse des résultats se fera soit en écart absolu exprimé en µg/m3 correspondant à la différence entre la valeur ajustée et la valeur brute, soit en écart relatif tenant compte de la valeur brute ((valeur ajustée - valeur brute) / valeur brute) exprimée en %.

Evolution annuelle

La figure 7 présente l’évolution sur le long terme des moyennes annuelles issues de la mesure « TEOM » et ajustée « TEOM/FDMS » pour les stations urbaines de Strasbourg Nord, Colmar Est et Mulhouse Nord, la station rurale du Nord-Est de l’Alsace, et la station péri-urbaine des 3 Frontières et la station de proximité automobile de Strasbourg Clemenceau.

Pour les particules mesurées par TEOM, une baisse est enregistrée entre 2000 et 2007 de -10% environ (toutes stations confondues). A noter que les 4 dernières années sont les plus faibles de l’historique.

Le couple TEOM/FDMS et TEOM

Concernant plus spécifiquement les deux stations de référence (Strasbourg Nord et Mulhouse Nord), le tableau 3 présente les maxima horaires, les moyennes annuelles ainsi que les valeurs d’ajustement maximales et moyennes enregistrées pour 2007.

L’écart entre les valeurs moyennes issues du TEOM et celles issues du TEOM/FDMS sont de 8 µg/m3 pour Strasbourg et 10 µg/m3 pour Mulhouse. En revanche la valeur moyenne appliquée toute l’année sur l’ensemble des stations du réseau de mesure est d’environ 10 µg/m3 (ajustement fait à partir de la seule station référence de Mulhouse Nord plus de 50% du temps).

Tableau 3 : Maxima horaire, moyenne annuelle et valeur d’ajustement

Figure 7 : Evolution des moyennes annuelles entre 2000 et 2007

Evolution des moyennes annuelles en particulesentre 2000 et 2007

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007- TEOM 2007- FDMS

µg/m3

STG Nord U STG Clemenceau T

Nord Est Alsace R COL Est U

MUL Nord U CC3 Frontières PU

Valeurs non ajustées

Station Max H.Moyenne annuelle

Strasbourg NordPM TEOM 101 18PM FDMS+TEOM 170 26PM Corrigées 134 29Valeur d'ajustement 59 8

Mulhouse NordPM TEOM 112 20PM FDMS+TEOM 170 30PM Corrigées 145 30Valeur d'ajustement 54 10

en µg/m 3


Evolution des moyennes annuelles en particulesAnnée 2007

0 5 10 15 20 25 30 35 40

STG Clemenceau -T

STG Est - U

Colmar centre - U

Mulh Nord - U

STG Nord - U

Colmar Est - U

Mulh Sud II - U

Nord-Est Alsace - R

CC3F - PU

concentrations en µg/m3

Valeur brute

Valeur ajustée

+62%

+42%

Les autres stations

La figue 8 reprend pour chaque site, l’évolution des moyennes annuelles des données brutes et ajustées (ou corrigées) classées par typologie.

Ainsi, l’écart relatif moyen entre les valeurs ajustées et valeurs brutes va de + 42% pour la station de Strasbourg Clemenceau à + 62% pour celle des 3 Frontières (CC3F).

En observant les concentrations mensuelles présentées figures 9 et 10 (pour les deux départements) et figure 11 (toutes stations confondues), on note que les profils saisonniers sont marqués avec des concentrations mensuelles plus élevées en hiver (période allant de janvier à mars ainsi que d’octobre à décembre) qu’en été (période allant d’avril à septembre). En effet, les concentrations brutes varient entre 17 et 40 µg/m3 en hiver alors qu’en été elles varient entre 14 à 23 µg/m3.

Le caractère saisonnier de la pollution particulaire est également renforcé par l’ajustement des valeurs. En effet, l’écart relatif entre les valeurs hivernales et estivales est plus important après ajustement des valeurs (40% en moyenne contre 15% pour les TEOM seul). En fait, la

fin de saison hivernale correspond à la période d’épandage des nitrates d’ammonium que l’on retrouve sous forme volatile dans la pollution particulaire.

Figure 8 : Moyennes annuelles 2007

Moyennes mensuelles en particulesBas-Rhin

0

10

20

30

40

50

janv-07 févr-07 mars-07 avr-07 mai-07 juin-07 juil-07 août-07 sept-07 oct-07 nov-07 déc-07

µg/m3

Nord-Est Alsace VB Nord-Est Alsace VCSTG Nord VB STG Nord VCSTG Clemenceau VB STG Clemenceau VCSTG Est VB STG Est VC

Moyennes mensuelles en particulesHaut-Rhin

0

10

20

30

40

50

janv-07 févr-07 mars-07 avr-07 mai-07 juin-07 juil-07 août-07 sept-07 oct-07 nov-07 déc-07

µg/m3

Colmar Est VB Colmar Est VCColmar Centre VB Colmar Centre VCMulhouse Nord VB Mulhouse Nord VCC.C.3 Frontières VB C.C.3 Frontières VCMulhouse Sud II VB Mulhouse Sud II VC

Figure 10 : Evolution des moyennes mensuelles pour le Bas-Rhin en 2007

Figure 11 : Part des particules volatiles en 2007

Moyennes mensuelles en particulesannée 2007

05

101520253035404550

janv

-07

fév r

-07

mar

s-07

avr-0

7

mai

-07

juin

-07

jui l-

07

août

-07

sept

-07

oct-0

7

nov -

07

déc-

07

µg/m3

Particules volatiles

TEOM

Figure 9 : Evolution des moyennes mensuelles pour le Haut-Rhin en 2007


III.3 Les gammes de concentration

Les tableaux 4 et 5 suivants reprennent pour chaque station les écarts absolus et les coefficients relatifs (valeur ajustée/valeur brute) présentés par gamme de concentration pour les moyennes horaires. Le même classement a été réalisé pour la valeur de correction (tableau 6)

Soulignons que ces gammes de concentration correspondent aux échelles des indices de qualité de l’air (ATMO) pour les particules.

L’écart absolu moyen est de 8,1 µg/m3

pour les concentrations comprises entre 0 et 20 µg/m3, de 15,1 µg/m3 entre 20 et 50 µg/m3, de 24,1 µg/m3 entre 50 et 80 µg/m3, de 24,9 µg/m3 entre 80 et 125 µg/m3 et de 24,6 µg/m3au delà de 125 µg/m3.

Le coefficient relatif moyen est de 1,8 entre 0 et 20 µg/m3, 1,5 entre 20 et 50 µg/m3, 1,4 entre 50 et 80 µg/m3, 1,3 entre 80 et 125 µg/m3 et 1,2 au delà de 125 µg/m3,

Ainsi, si le FDMS accentue les écarts absolus (en µg/m3) dans les valeurs élevées. Concernant, les coefficients relatifs, pour ces mêmes valeurs, ils sont moindres. La valeur d’ajustement de 1,85 est la plus importante pour les concentrations comprises entre 0 et 20 µg/m3, ce qui est supérieur au 1,3 préconisé par la commission européenne.

Tableau 4 : Ecart absolu des concentrations moyennes horaires 2007 par gamme de concentrations.

Tableau 6 : valeur d’ajustement par gamme.

Tableau 5 : coefficient relatif de concentrations moyennes horaires 2007 par gamme de concentrations.

en µg/m 3

Stations Typologie [0-20[ indice 1-2

[20-50[ indice 3-4

[50-80[ indice 5-6

[80-125[ indice 7-8

>125 indice 10

Nord-Est Alsace Rurale 8,3 15,0 25,4 17,3 13,5Strasbourg Nord Urbaine 7,7 13,7 25,3 26,6 /Strasbourg Est Urbaine 8,1 16,6 17,3 11,6 11,5STG Clemenceau Trafic 7,2 11,9 21,1 25,1 30,2Colmar Est Urbaine 8,3 15,0 28,0 32,3 34,0Colmar Centre Urbaine 9,1 17,7 26,2 33,9 34,0Mulhouse Nord Urbaine 7,9 14,1 25,5 27,1 /Mulhouse Sud II Urbaine 8,4 16,1 27,4 33,7 /C.C.3 Frontières Périurbaine 8,3 16,0 21,0 16,0 /

Ecart moyen 8,1 15,1 24,1 24,9 24,6Ecart Type 0,5 1,7 3,6 8,2 11,2

Ecart concentrations PM10 ajustées (TEOM FDMS) - PM 10 brutes (TEOM 50°C) par classes de valeurs

brutes

Stations [0-20[ indice 1-2

[20-50[ indice 3-4

[50-80[ indice 5-6

[80-125[ indice 7-8

>125 indice 10

Strasbourg Nord 5,0 11,0 29,7 33,5 /Mulhouse Nord 8,0 14,2 25,5 27,1 /

Valeur d'ajustement

Stations Typologie [0-20[ indice 1-2

[20-50[ indice 3-4

[50-80[ indice 5-6

[80-125[ indice 7-8

>125 indice 10

Nord-Est Alsace Rurale 1,9 1,6 1,4 1,2 1,2Strasbourg Nord Urbaine 1,8 1,5 1,4 1,3 /Strasbourg Est Urbaine 1,6 1,4 1,4 1,3 1,2STG Clemenceau Trafic 1,8 1,5 1,3 1,1 1,1Colmar Est Urbaine 1,8 1,5 1,5 1,3 1,2Colmar Centre Urbaine 1,8 1,5 1,4 1,4 1,2Mulhouse Nord Urbaine 1,8 1,5 1,4 1,3 /Mulhouse Sud II Urbaine 2,0 1,6 1,5 1,4 /C.C.3 Frontières Périurbaine 2,0 1,6 / / /

coefficient moyen 1,8 1,5 1,4 1,3 1,2Ecart Type 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Concentrations PM10 ajustées (TEOM FDMS) / PM 10 brutes (TEOM 50°C) par classes de valeurs brutes


III.4 Les dépassements des normes

Rappelons qu’en moyenne annuelle, l’objectif de qualité de l’air pour les particules en suspension est de 30 µg/m3. La valeur limite est fixée à 40 µg/m3 et le percentile 90,4 journalier, valeur limite à ne pas dépasser plus de 35 jours par an en 2005 s’élève à 50 µg/m3. Les niveaux de recommandation et d’alerte sont respectivement de 80 et 125 µg/m3 sur 24 heures glissantes. Après ajustement, 3 stations urbaines et une station trafic ont atteint voire dépassé l’objectif de qualité de l’air en 2007 (figure 12) alors que sans ajustement cette norme aurait été largement respectée. La valeur limite de 2005 a quant à elle été respectée sur l’ensemble des sites.

En l’absence d’ajustement, le seuil d’information est atteint sur une seule station strasbourgeoise (Strasbourg Clemenceau). Avec ajustement, toutes les stations le dépassent (figure 13). Le seuil d’alerte a même été dépassé sur la station trafic de Strasbourg Clemenceau (le 20 décembre).

Quand à la valeur limite (50 µg/m3 en moyenne journalière à ne pas dépasser plus de 35 jours par an – figures 14 et 15), les valeurs brutes ne l’atteignent pas alors que celles ajustées la dépassent sur plus de 50% du réseau (Strasbourg Nord, Est et Clemenceau ainsi que Mulhouse Nord et Colmar Centre).

Figure 12 : Moyennes annuelles brutes et ajustées en 2007.

Figure 13 : Maxima journaliers 24h glissantes en 2007

Figure 15 : Nombre de jours de dépassements de la valeur limite.

Figure 14 : P90,4 journalier : Valeur limite 2007.

Maxima journaliers 24h glissantes en PM10année 2007

0

20

40

60

80

100

120

140

160

VB VA VB VA VB VA VB VA VB VA VB VA VB VA VB VA VB VA

Nord-EstAlsace

STG Nord STG Est STGClemenceau

Colmarcentre

Colmar Est Mulh Nord Mulh Sud II CC3F

µg/m3

Seuil de recommandation

Seuil d'alerte

Percentile 90,4 journalier en PM10année 2007

0

10

20

30

40

50

60

70


Nord-EstAlsace


Colmar Est Colmarcentre

Mulh Nord Mulh Sud II CC3F

µg/m3

Valeur limite

Moyennes annuelles en Particulesannée 2007

0

5

10

15

20

25

30

35

40


Nord-EstAlsace


Colmarcentre


µg/m3

Valeur limite 2005

Ojectif de qualité de l'air

Nombre de jours de dépassements des 50 µg/m3

année 2007

3

22

3

35

6

39

10

58

7

39

6

34

3

38

2

27

0

28

05

10152025303540455055606570

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

VB

VA

Nord-EstAlsace


Colmarcentre


Nom

bre

de J


La répartition mensuelle de ces dépassements (figure 16) montre que ce sont les mois d’octobre et de décembre qui ont connus le plus grand nombre de dépassements. Les conditions météorologiques ont été particulièrement propices à la stagnation des polluants dans l’atmosphère (les vents étaient remarquablement faibles et le temps exceptionnellement sec).

Répartition mensuelle des dépassements de la valeur limite 50 µg/m 3

0

10

20

30

40

50

60

70

Col

mar

Est

Col

mar

Cen

tre

Mul

hous

eN

ord

Mul

hous

eS

ud II

C.C

.3Fr

ontiè

res

Nor

d-E

stA

lsac

e

STG

Nor

d

STG

Cle

men

ceau

STG

Est

Nbre

de

de J

décembrenovembreoctobreseptembreaoûtjuilletjuinmaiavrilmarsfevrierjanvier

Figure 16 : Répartition mensuelle des dépassements de la valeur limite


III.5 Zoom sur les épisodes de dépassement du seuil d’information

En 2007, 17 jours de dépassement du niveau de recommandation ont été enregistrés. Dans ce paragraphe, nous revenons sur les deux épisodes majeurs de dépassement du seuil d’information à la population à savoir au mois de mars (de 4 jours) et au mois de décembre (7 jours).

L’épisode de mars 2007

Du 14 au 17 mars 2007 (figure 17), des dépassements du seuil d’information à la population fixé à 80 µg/m3 ont été enregistrés sur 2 stations bas-rhinoises (Strasbourg Est et Strasbourg Clemenceau) ainsi que 5 stations haut-rhinoises (Mulhouse Nord, Mulhouse Sud II, Colmar Centre et Colmar Est et les 3 Frontières).

Le coefficient moyen d’ajustement appliqué durant ces 4 jours a été de +32 µg/m3 pour les stations bas-rhinoises (avec un coefficient maximal de 54 µg/m3) et de +41 µg/m3 pour les stations haut-rhinoises (avec le même coefficient maximal de 54 µg/m3).

Notons que la part volatile pour cet épisode représente sur certains sites (de fond et rural) jusqu’à 50% des particules par vent établi de secteur Nord à Nord-Est (figures 18 et 19).

Cet épisode est à mettre en relation avec celui observé en France sur une vaste région allant de la Bretagne au Nord, le Centre, ainsi qu'une zone s'étirant du Lyonnais au Bordelais. Des analyses chimiques ont permis de mettre en évidence la présence prépondérante du nitrate d'ammonium dans la plupart des cas, expliquant ponctuellement les larges fractions volatiles mesurées. Toutefois, ces mesures chimiques ont été réalisées sur un nombre limité d'échantillons, et les analyses montrent que l'un des épisodes est probablement lié à un vent de sable en provenance d’Ukraine. Ceci met en évidence la variabilité des origines des pics de pollution particulaire.

Figure 17 : moyennes 24h glissantes : mars 2007

Figure 18 : Moyennes journalières des moyennes 24h observées en mars 2007 sur l’ensemble du réseau

Moyennes 24h glissantes en particules période du 14 au 17 mars 2007

0

20

40

60

80

100

120

14/0

3/20

07 0

1:00

14/0

3/20

07 0

4:00

14/0

3/20

07 0

7:00

14/0

3/20

07 1

0:00

14/0

3/20

07 1

3:00

14/0

3/20

07 1

6:00

14/0

3/20

07 1

9:00

14/0

3/20

07 2

2:00

15/0

3/20

07 0

1:00

15/0

3/20

07 0

4:00

15/0

3/20

07 0

7:00

15/0

3/20

07 1

0:00

15/0

3/20

07 1

3:00

15/0

3/20

07 1

6:00

15/0

3/20

07 1

9:00

15/0

3/20

07 2

2:00

16/0

3/20

07 0

1:00

16/0

3/20

07 0

4:00

16/0

3/20

07 0

7:00

16/0

3/20

07 1

0:00

16/0

3/20

07 1

3:00

16/0

3/20

07 1

6:00

16/0

3/20

07 1

9:00

16/0

3/20

07 2

2:00

17/0

3/20

07 0

1:00

17/0

3/20

07 0

4:00

17/0

3/20

07 0

7:00

17/0

3/20

07 1

0:00

17/0

3/20

07 1

3:00

17/0

3/20

07 1

6:00

17/0

3/20

07 1

9:00

17/0

3/20

07 2

2:00

STG Est Colmar Centre Mulhouse Nord Mulhouse Sud II Colmar Est STG Clemenceau µg/m3

Seuil de recommandation

Figure 19 : Moyennes journalières des moyennes 24h glissantes observées sur la station de Colmar centre

Moyennes journalières des moyennes 24h glissantes en particules - période du 14 au 18 mars 2007

0102030405060708090

NE

Alsa

ce

S TG

No

rd

S TG

Est

STG

Cle

me

ncea

u

Co

lmar

Est

Co

lmar

cen

tre

Mul

h N

ord

Mul

h Su

d I I

CC

3F

µg/m

3

Particules volatilesPM10 TEOM

Moyennes journalières des moyennes 24h glissantes en particules - période du 13 au 18 mars 2007

Station de Colmar Centre

0102030405060708090

100

13-m

ars

14-m

ars

1 5- m

ars

1 6-m

ars

17-m

ars

18-m

ars

µg/m

3

Particules volatilesPM10 TEOM

Procédure d'information


L’épisode de décembre 2007

Du 19 au 25 décembre (figure 20), lors d’une forte inversion de température hivernale caractérisée par des vents très faibles établis de secteur Sud-Ouest, un épisode intense de dépassement de la procédure d’information à la population a été enregistré par l’ensemble du réseau de mesure. Le seuil d’alerte fixé à 125 µg/m3 a même été dépassé durant 24h sur la station de Strasbourg Clémenceau (le 20 décembre).

Le coefficient moyen d’ajustement appliqué durant ces 8 jours a été de +31 µg/m3 avec un coefficient maximal de + 41 µg/m3.

Si cet épisode est plus marqué qu’en mars, la part volatile reste cependant moindre (figures 21 et 22). En effet, elle ne représente que 30% des émissions.

Ainsi au bilan, l’épisode de mars 2007 est dû en grande partie à la fraction volatile d’origine locale voire continentale (transport de masse d’air chargée en nitrate d’ammonium), alors que celui du mois de décembre est la conséquence de conditions météorologiques locales défavorables à la dispersion des polluants (forte inversion de température observée dans le bassin rhénan).

Figure 20 : moyennes 24h glissantes : décembre 2007

Figure 21 : Moyennes journalières des moyennes 24h glissantes observées en décembre 2007.

Figure 22 : Moyennes journalières des moyennes 24h glissantes observées sur la station de Mulhouse Nord.

Moyennes 24 h glissantes du 17 au 29 décembre 2007

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 11 21 7 17 3 13 23 9 19 5 15 1 11 21 7 17 3 13 23 9 19 5 15 1 11 21 7 17 3 13 23

Heures TU

µg/m3

Nord-Est Alsace STG Nord STG ClemenceauColmar Est Colmar Centre Mulhouse NordC.C.3 Frontières Mulhouse Sud II STG Est

Seuil d'informat ion à la populat ion

Procédure d'informat ion à la populat ion

Seuil d'alerte

Moyennes journalières des moyennes horaires 24h glissantes en particules période du 17 au 26 décembre 2007

0102030405060708090

No

rd- E

st A

l sace

STG

No

rd

STG

Est

STG

Cle

me

ncea

u

Co

lmar

Est

Co

lmar

cen

tre

Mul

h N

ord

Mul

h Su

d II

CC

3F

µg/m

3

Particules volatiles

PM10 TEOM

Moyennes journalières des moyennes horaires 24h glissantes en particules - période du 16 au 26 décembre 2007

Station de Mulhouse Nord

0

20

40

60

80

100

120

16-d

éc.

17-d

éc.

18-d

éc.

19-d

éc.

20-d

éc.

21-d

éc.

22-d

éc.

23-d

éc.

24-d

éc.

25-d

éc.

26-d

éc.

µg/m

3

Particules v olatiles

PM10 TEOM

Procédure d'information


IV. Le coefficient d’ajustement

Rappelons que pour pallier les écarts mis en évidence entre la méthode de mesure de référence des PM10 et les techniques automatiques mises en œuvre en France jusqu’en 2006, la Commission européenne a suggéré d’appliquer un coefficient fixe et unique de 1,3 à tous les résultats des appareils automatiques. La plupart des Etats membres de l’Union européenne ont, par suite, défini chacun leur propre coefficient qui varie de 1 à 1,47 selon les saisons. Après un an d’ajustement, il est possible de déduire, pour l’année 2007, un coefficient d’ajustement à partir d’une régression linéaire appliquée aux données issues du TEOM et celles issues du FDMS (figures 23-24 et tableau 7), puis entre les valeurs brutes et les valeurs ajustées. Le facteur d’ajustement (a) issu de la droite de régressions varie entre 1,17 et 1,40, avec un ordonné à l’origine (b) variant entre 3,41 et 6,85 µg/m3. Le facteur moyen annuel est de 1,34 auquel il faut rajouter une concentration de 4,24 µg/m3. Si on applique une discrimination saisonnière, on note par contre qu’il existe une plus grande disparité du facteur entre les saisons. En effet, pour la période estivale, il varie entre 1,05 et 1,16 (soit un coefficient moyen de 1,12) avec un facteur b variant entre 4,42 et 5,29 µg/m3. Pour la période hivernale, il varie entre 1,30 et 1,56 (soit un coefficient moyen de 1,46) avec un facteur b variant entre 4,39 et 5,72 µg/m3. Ainsi l’application d’un facteur unique sur toute l’année reste délicate car il existe une incertitude sur la stabilité d’un tel facteur d’une année à l’autre en raison d’une variabilité des conditions météorologique. L’équation d’ajustement annuelle devra donc être confirmée dans les prochaines années pour être éventuellement appliquée sur des séries historiques.

Figure 23 : Droite de régression linéaire entre techniques de mesure pour la station de Strasbourg Nord.

Tableau 7 : Droite de régression et coefficient de corrélation ; période annuelle, hivernale et estivale.

Moyennes horaires TEOM - FDMSStrasbourg Nord

2007

y = 1,4336x - 0,5657R2 = 0,8064

020406080

100120140160180

0 20 40 60 80 100 120

Valeurs TEOM

Vale

urs

FDM

S

Moyennes horaires TEOM - FDMSMulhouse Nord

2007

y = 1,3556x + 3,7703R2 = 0,8225

020406080

100120140160180

0 20 40 60 80 100 120

Valeurs TEOM

Vale

urs

FDM

S

Figure 24 : Droite de régression linéaire entre techniques de mesure pour la station de Mulhouse Nord.

a b

Nord-Est Alsace 1,34 4,73 0,79Strasbourg Nord 1,36 3,41 0,83Strasbourg Est 1,17 6,85 0,84STG Clemenceau 1,27 3,72 0,87Colmar Est 1,39 3,93 0,84Colmar Centre 1,36 3,62 0,86Mulhouse Nord 1,35 3,97 0,84Mulhouse Sud II 1,42 4,05 0,82C.C.3 Frontières 1,40 3,88 0,8

Nord-Est Alsace 1,08 5,29 0,86Strasbourg Nord 1,10 4,82 0,84Strasbourg Est 1,05 5,46 0,9STG Clemenceau 1,10 4,44 0,87Colmar Est 1,16 4,42 0,86Colmar Centre 1,15 4,62 0,87Mulhouse Nord 1,13 4,8 0,88Mulhouse Sud II 1,15 5,06 0,84C.C.3 Frontières 1,15 5,16 0,83

Nord-Est Alsace 1,55 4,9 0,84Strasbourg Nord 1,45 4,39 0,86Strasbourg Est 1,41 5,72 0,84STG Clemenceau 1,30 5,48 0,88Colmar Est 1,45 5,45 0,87Colmar Centre 1,41 5 0,87Mulhouse Nord 1,45 4,82 0,86Mulhouse Sud II 1,52 5,17 0,85C.C.3 Frontières 1,56 4,37 0,83

Droite de régressioncoefficient de

correlation

Pério

de H

iver

nale

janv

, fe

v, m

ars,

oct

, nov

, dec

20

07Pé

riode

ann

uelle

200

7Pé

riode

est

ival

e av

ril -

sept

embr

e 20

07

Stations


V. Conclusion

Afin d’être conforme à la directive fille 99/30/CE, la France s’est engagée auprès de la Commission à rendre opérationnelle, au 1re janvier 2007, une démarche d’ajustement, obtenue à partir d’un réseau de TEOM équipés de modules FDMS permettant de compenser les écarts avec la méthode de référence.

Ainsi, l’ASPA a équipé 2 stations de référence de ce système de mesure à savoir Strasbourg Nord et Mulhouse Nord pour corriger respectivement les deux départements (Bas-Rhin et Haut-Rhin). En cours d’année, le FDMS de Strasbourg ne donnant pas satisfaction (oscillation excessive de la micro-balance, appareil plus sensible aux conditions extrêmes météorologiques (pluie et vent forts), pointe ponctuelle inexpliquée), la correction de l’ensemble des sites s’est faite à partir de la station de référence de Mulhouse nord (considérée comme plus stable même dans les basses valeurs) pour plus de 50% de l’année. Ainsi, la distinction Bas-Rhin, Haut-Rhin n’a pas pu se faire comme dans le premier bilan trimestriel.

L’exploitation des résultats annuels de 2007 corrobore les principales conclusions faites lors du premier bilan.

Le bilan technique fait apparaître :

les difficultés persistantes de métrologie du FDMS de la station de Strasbourg Nord font que le bilan de fonctionnement pour cette station n’est pas satisfaisant : le taux de saisie minimal indicateur du fonctionnement des appareils (directive 99/30/CE qui préconise un taux à 90%) n’est que de 88,9%. Pour Mulhouse Nord, le taux de saisie minimal est de 96,2%, le bilan est donc satisfaisant pour cette station,

le taux de diffusion des données validées (avec le code état APOR) est quant à lui supérieur à 75% des valeurs.

rappelons qu’en ce qui concerne la validation des données brutes, après remise en service de la règle de prévalidation automatique, la

méthodologie couramment adoptée a été :

passage en mode dégradé lorsque le coefficient de correction de la station référence est négatif,

basculement sur la deuxième station de référence lors d’un dysfonctionnement du couple TEOM-FDMS,

invalidation des données si celles-ci sont aberrantes.

En terme de temps nécessaire à la validation, au premier semestre les valideurs prenaient environ 15% de temps en plus et notamment pour la validation mensuelle (2h de plus). En fin d’année celui-ci ne représentait plus qu’une heure.

Le bilan informatique :

Il reste inchangé et fait toujours apparaître quelques faiblesses :

au niveau du logiciel d’exploitation Pol’air. En effet, à l’heure actuelle, il n’y a pas d’historique du site de référence choisi (Bas-Rhin ou Haut-Rhin) pour la correction des données brutes (qui reste un problème pour le suivi de l’ajustement des données issues des moyens mobiles). Aussi, en attendant son intégration sous Pol’air, un suivi des interventions, complémentaire à celui existant, est réalisé sous tableur externe.

il y a toujours la possibilité d’intervenir après validation, sur les données corrigées et le coefficient d’ajustement et donc de dégrader a postériori la base de données.

Le bilan des résultats :

pour les périodes communes de fonctionnement (6 premiers mois de l’année environ), la valeur d’ajustement est plus faible sur Strasbourg Nord : 8 µg/m3 contre 11 µg/m3 pour Mulhouse Nord,

l’écart relatif entre les valeurs annuelles brutes et les valeurs annuelles ajustées varie entre + 41% et + 62%. Pour les


valeurs moyennes journalières, celui-ci varie entre + 34 % et + 100 %,

de plus le FDMS accentue les écarts absolus dans les valeurs élevées, alors que les écarts relatifs sont plus importants dans les basses concentrations,

le facteur d’ajustement multiplicatif (a) déterminé à partir d’une régression linéaire entre les valeurs brutes et les valeurs ajustées est de 1,34 pour l’année 2007 auquel il faut rajouter une concentration de 4,24 µg/m3, ce qui est largement supérieur à celui suggéré par la commission européenne (1,3 en moyenne),

l’aspect saisonnier se fait ressentir au niveau des profils qui sont plus marqués en hiver qu’en été. Ceci est dû aux conditions météorologiques plus défavorables à la dispersion des polluants dans l’atmosphère mais aussi à la proportion plus importante de particules volatiles notamment les nitrates d’ammonium en fin de saison hivernale : les mois de mars et avril coïncident avec la saison d’épandage des engrais, la fraction volatile peut représenter ainsi jusqu’à 50% des concentrations,

concernant les dépassements de normes et notamment de la valeur limite (moyenne de 50 µg/m3 à ne pas dépasser plus de 35 jours par an), plus de 50% des stations après ajustement la dépassent contre 22 % sans ajustement. De même, pour le seuil d’information, après ajustement, toutes les stations l’atteint voire le dépasse (contre 22% stations sans ajustement). Pour la première fois depuis la mise en place des procédures préfectorales d’information, le seuil d’alerte a même été dépassé sur la station trafic de Strasbourg Clemenceau. Au bilan, 17 jours de dépassement de procédure d’information on été enregistrés en Alsace en 2007 contre 2 jours l’année précédente.

Même si les différences de concentrations, de météorologie s’observent entre Strasbourg et Mulhouse, pour des raisons techniques, de gestions, d’historique, etc.…, il apparaît plus pertinent de garder la station de Mulhouse Nord comme site unique de référence, tout en sachant que la question de la représentativité du site est posée.

La station de Strasbourg resterait cependant équipée pour être utilisée en cas de dysfonctionnement de Mulhouse Nord.

De plus, étant donné qu’il n’y a toujours pas la possibilité, sous le logiciel d’exploitation Pol’air, d’historiser la station référence, il serait plus aisé de réaliser l’ajustement de l’ensemble des stations et notamment des camions mobiles à partir d’un seul site de référence.


Annexes


Carte de réseau de mesure en particules (PM 10) :


Bilan mensuel de fonctionnement des analyseurs de particules

Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx ISTG Nord PM10 98,8 97,7 0,9 0,2 0,7 98,8 98,6 0,1 0 0,3 99,6 99 0,4 0,2 0 99,4 99,4 0 0 0 99,8 99,6 0,2 0,1 0 99,7 98,6 0,9 0,1 0,1STG Nord PM10 FDMS 41,1 40,4 0,6 0 57,4 98,8 98,7 0,1 0 0,7 98 97,8 0,1 0 1,3 99,2 99,2 0 0 0,6 99 98,8 0,2 0 0,8 97,3 97,1 0,2 0 2,3STG Nord PM10 Corrigé 98,8 86,3 0 12,6 0 98,8 85,8 0 12,9 0 99,6 88,2 0 11,4 0 99,4 93,4 0 6 0 99,8 83,8 0 16 0 99,7 79,4 0 20,3 0Nord-Est Alsace PM10 corrigé 97,2 86,4 0 10,9 0 100 85,8 0 14,2 0 98,9 87,6 0 11,4 0 99,8 93,1 0 6,7 0 99,3 83,4 0 15,9 0 99 78,7 0 20,3 0STG Clemenceau PM10 Corrigé 98,9 87,1 0 11,9 0 99,1 85 0 14,2 0 99,4 87,6 0 11,7 0 99,2 92,6 0 6,6 0 99,7 83,3 0 16,3 0 98,9 78,7 0 20,1 0STG Est PM10 Corrigé 99,2 85,7 0 13,5 0 99,6 85,4 0 14,2 0 98,6 87,2 0 11,4 0 99,1 92,5 0 6,6 0 99,7 83,4 0 16,4 0 97 76,2 0 20,8 0Mulhouse Nord Particules PM10 99,1 98,6 0,3 0,2 0,8 99,4 98,3 0,9 0,2 0,1 99,7 99 0,5 0,2 0,2 99,7 99,7 0 0 0,2 99,2 99,2 0 0 0,5 100 99,4 0,4 0,2 0Mulhouse Nord Partic PM10 FDMS 99,7 99,7 0 0 0,2 99,6 99,4 0,1 0,1 0 99,3 99,3 0,1 0 0,3 99,7 99,7 0 0 0,2 99,2 99,2 0 0 0,4 58,3 45,7 0 12,5 11,3Mulhouse Nord PM10 Corrigé 99 88,9 0 10,1 0 99,3 90,4 0 8,8 0 99,7 92 0 7,7 0 99,7 98,2 0 1,5 0 99,2 81,1 0 18,1 0 100 74 0 26 0Colmar Est PM10 Corrigé 97,9 85,5 0 12,4 0 98,3 88 0 10,3 0 99,4 90,4 0 9 0 76,8 74,8 0 2 0 99,7 78,9 0 20,8 0 99,4 72,5 0 26,9 0Colmar Centre PM10 Corrigé 99,7 87,9 0 11,8 0 99,6 89,5 0 10 0 99,9 91,7 0 8,2 0 99,6 97,8 0 1,8 0 99,3 80,1 0 19,2 0 99,7 73,6 0 26,1 0Mulhouse Sud II PM10 Corrigé 99,2 87,8 0 11,4 0 99,6 89,5 0 10,1 0 99,3 91 0 8,3 0 99,9 98 0 1,9 0 98,9 78,3 0 20,6 0 99,8 73,9 0 25,8 0C.C.3 Frontières PM10 Corrigé 99,6 87,9 0 11,6 0 99,7 90,1 0 9,6 0 99,1 91 0 8,1 0 99,9 97,8 0 2,1 0 99,5 77,3 0 22,2 0 99,2 73,3 0 25,9 0

Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx I Tx valid Tx A Tx O Tx R Tx ISTG Nord PM10 99,1 98,8 0,1 0,2 0,5 99,4 99,2 0,2 0 0,2 98,5 97,9 0,6 0 1,2 98,1 97,9 0,1 0 1,3 98,5 98,5 0 0 0,3 99,8 99,7 0 0 0STG Nord PM10 FDMS 61,6 61,5 0,1 0 36,9 87,1 86,8 0,3 0 11,8 96,8 96,4 0,5 0 2 87,8 87,8 0 0 12,2 96,6 96,6 0 0 2,3 98,2 98 0,1 0,1 0,9STG Nord PM10 Corrigé 99,1 83,6 0 15,5 0 99,4 97,3 0 2,1 0 98,5 94,8 0 3,8 0 98,1 97 0 1 0 98,5 94,8 0 3,8 0 99,8 96,8 0 3 0Nord-Est Alsace PM10 corrigé 99,1 83,5 0 15,6 0 98,9 95,9 0 3 0 99,2 94,6 0 4,6 0 99,9 98,7 0 1,2 0 99,6 95,8 0 3,8 0 99,8 96,8 0 3 0STG Clemenceau PM10 Corrigé 99 83,6 0 15,4 0 99,5 97,6 0 1,9 0 99,1 94,6 0 4,5 0 99,8 98,9 0 0,9 0 99,8 96 0 3,8 0 99,4 96,4 0 3,1 0STG Est PM10 Corrigé 98 80,7 0 17,3 0 98,2 94,4 0 3,8 0 99,3 94,8 0 4,5 0 99 98 0 1,1 0 99,3 96 0 3,3 0 99,8 96,8 0 3 0Mulhouse Nord Particules PM10 99 99 0 0 0,7 99,6 99,6 0 0 0,3 98,9 98,5 0,2 0,1 0,8 99,6 99,6 0 0 0,2 99,4 99,1 0,1 0,2 0,2 99,7 99,6 0,1 0 0,2Mulhouse Nord Partic PM10 FDMS 99,4 99,4 0 0 0,3 99,3 99,3 0 0 0,6 99,1 99,1 0 0 0,5 99,6 99,6 0 0 0,2 99,4 99,4 0 0 0,2 99,4 99,4 0 0 0,5Mulhouse Nord PM10 Corrigé 99 96,2 0 2,8 0 99,6 98,1 0 1,5 0 98,9 95,5 0 3,4 0 99,6 99,1 0 0,5 0 99,4 96,3 0 3,2 0 99,7 97 0 2,6 0Colmar Est PM10 Corrigé 96,4 92,3 0 4,1 0 98,8 95,9 0 2,9 0 99,1 94,1 0 4,9 0 99,6 98,3 0 1,4 0 99,3 93,8 0 5,6 0 99,9 96,3 0 3,6 0Colmar Centre PM10 Corrigé 99,3 94 0 5,3 0 99,6 97,6 0 2 0 99,4 94,5 0 5 0 97,8 96,7 0 1,1 0 99,8 96 0 3,8 0 99,7 95,5 0 4,2 0Mulhouse Sud II PM10 Corrigé 99,9 95,4 0 4,5 0 89,8 87,1 0 2,6 0 98,9 94,3 0 4,5 0 99,9 98,9 0 1 0 99,1 95 0 4,1 0 97,2 94 0 3,2 0C.C.3 Frontières PM10 Corrigé 99,7 95,6 0 4,1 0 99,9 96,1 0 3,8 0 97,6 93,9 0 3,7 0 99,7 97,9 0 1,8 0 96,5 92,7 0 3,8 0 99,5 95,7 0 3,8 0

Station Mesure Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre

Mars Avril Mai JuinStation Mesure Janvier Février


Documents

Bilan de fonctionnement du système de mesure des ... · analyseur de particules mesurant en continu la part volatile des particules sur le filtre de collection. Il peut donc calculer