Dépôts de poussières au voisinage de tunnels routiers.pdf

7/23/2019 Dpts de poussires au voisinage de tunnels routiers.pdf

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Ministrede lEquipement,

des Transportset du Logement

Directiondes routes

DEPOT DE POUSSIERES

AU VOISINAGE

DES TUNNELS ROUTIERS

M.C. GABET

Novembre 1999

Centre dEtudes des Tunnels


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SOMMAIRE

1. INTRODUCTION 3

2. PARTICULES ET TRAFIC ROUTIER 3

2.1. Evolution des missions de particules 3

2.2. Origine et nature des particules 3

2.2.1. Emission des moteurs 3

2.2.2. Usure et corrosion 3

2.3. Formation des dpts de poussires 3

3. METHODES D'EVALUATION DES DEPOTS ET D'ANALYSE DES PARTICULES 3

3.1. Recueil des poussires 3

3.2. Dtermination de la masse des dpts 3

3.3. Etude morphomtrique, granulomtrique et analyse des particules dposes 3

4. - DESCRIPTION DES EXPERIMENTATIONS 3

4.1. Tunnels tests 3

4.2. Implantation des points de mesures et masses des dpts 3

4.2.1. Tunnel de la Croix-Rousse (1re srie de mesures) 3

4.2.2. Tunnel de Fourvire (2me srie de mesures) 3

5. RESULTATS DES MESURES 3

5.1. Rsultats des mesures pondrales 3

5.2. Rsultats des tudes morphomtriques et granulomtriques 3

5.3. Rsultats de l'analyse qualitative lmentaire 3

6. - CARACTERISTIQUES DES EMPOUSSIEREMENTS 3

6.1. Masse de dpts en fonction de leur position par rapport la sortie du tunnel 3

6.2. Irrgularit des empoussirements dans le temps 3

6.3. Morphologie des particules 3


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6.4. Granulomtrie des particules 4

6.5. Composition des particules 4

7. COMPARAISON DES NIVEAUX CONSTATES AVEC D'AUTRES RESULTATS 4

7.1. Aspect rglementaire 4

7.2. Rsultats de mesures effectues sur d'autres sites 4

7.2.1. A l'intrieur des tunnels 4

7.2.2. A proximit des ttes de tunnels 4

7.2.3. Dans l'environnement 4

8. CONCLUSIONS 4

9. BIBLIOGRAPHIE 4

ANNEXE 1 Prise de clichs des chantillons 26

ANNEXE 2 Histogrammes de rpartition des particules dposes 27


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Rf. : SPMCG.GAB-MCG/HF

1. INTRODUCTION

Les aspects spcifiques de l'impact d'un tunnel routier, ont t analyss dans le document

"Environnement" du Dossier Pilote des tunnels publi par le CETU en dcembre 1990.

La qualit de l'air au voisinage des tunnels routiers est un lment de plus en plus important de la

prise en compte de cet impact sur l'environnement, particulirement en site urbanis. Les rejets

des tunnels par les portails ou les chemines de ventilation constituent des sources de pollution

ponctuelles qui s'ajoutent une pollution de fond souvent non ngligeable. Un certain nombre

d'tudes cibles, regroupes dans un thme de recherche, ont t entreprises afin de disposer

d'lments sur les diffrents aspects de la pollution. Celle qui fait l'objet du prsent rapport est

une tude exprimentale des dpts de particules au voisinage des tunnels.

Les principaux polluants qui caractrisent la pollution d'origine automobile sont le monoxyde de

carbone, les oxydes d'azote, les hydrocarbures et les particules. Une forte proportion de celles-ci

provient des missions des vhicules moteur diesel, voitures particulires, vhicules utilitaires

lgers et poids lourds et, surtout pour les plus fines, des effets nocifs ont t rvls par des

enqutes pidmiologiques. Les plus grosses particules, galement imputables au trafic,

sdimentent et constituent une pollution visible. Des enqutes effectues proximit de voies

fort trafic montrent la sensibilit des riverains cette nuisance.

Il existe peu de donnes chiffres concernant les dpts de particules lis au trafic routier. Le

CETU a donc entrepris des mesures afin d'obtenir des ordres de grandeurs des quantits de

poussires dposes proximit des rejets de tunnel et aussi de les caractriser par l'analyse de

leurs dimensions, leurs formes et leurs natures. Ces rsultats compars ceux obtenus sur d'autres

sites, ainsi qu' certains aspects rglementaires, doivent permettre de fonder une apprciation sur

"l'effet tunnel" pour ce type de pollution.

Cette dmarche peut aussi tre considre comme le prolongement d'tudes prcdentes. La

premire (1) effectue par le CETU a permis d'estimer quantitativement la masse de poussires

dpose sur les parois d'un ouvrage, partir d'analyses d'chantillons d'eaux uses prlevs au

cours de lavages de cinq tunnels de types diffrents. La seconde (2) effectue l'Institut National

de Recherches sur les Transports et la Scurit (INRETS) a consist mettre au point une

mthode pour quantifier les dpts de poussires susceptibles de salir les faades proximit devoies routires.

Les constatations sur lesquelles s'appuient le prsent document concernent le voisinage des rejets

des ttes et puits de ventilation de deux tunnels urbains de Lyon : le tunnel de la Croix-Rousse et

le tunnel de Fourvire. Dans chaque cas elles portent sur plusieurs mois de relevs.


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2. PARTICULES ET TRAFIC ROUTIER

Avant d'entrer dans la description des mesures effectues et l'analyse des rsultats, il semble

souhaitable de rappeler quelques considrations gnrales sur les particules dues au trafic routier.

2.1. Evolution des missions de particules

Les deux graphes suivants rassembls dans la figure n1 sont extraits d'une tude (3) du Centre

Interprofessionnel Technique de la Pollution Atmosphrique (CITEPA) mise jour en 1997. Ils

montrent l'volution des missions annuelles de particules dues au trafic en masse et en part par

type de vhicule. Prcisons qu'il ne s'agit ici que de particules mises par les moteurs.

Figure 1 :

Evolution des missions de particules en masse et en part pour chaque type de vhicule.(Source : CITEPA/CORALIE - Mise jour 28/05/1997)

PL : Poids Lourds ; VUL : Vhicules Utilitaires Lgers ; VP : Voitures Particulires

La croissance particulirement importante en France de la proportion de voitures particulires

moteur diesel, a pour consquence une progression rgulire des missions de particules dues au

trafic routier. Une stabilisation et mme une lgre diminution peut nanmoins tre constate en

1995.

D'autre part, on peut noter qu'il y a pratiquement galit entre la part due aux VP et celle due aux

PL, avec environ 40 % chacune ; une part plus faible, environ 20 %, est attribue aux vhicules

utilitaires lgers.


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2.2. Origine et nature des particules

Toutes les particules imputables au trafic routier ne proviennent pas des moteurs. On peut

distinguer plusieurs sources qui peuvent correspondre des tailles et des compositions

diffrentes :2.2.1. Emission des moteurs

La combustion des moteurs essence est lorigine de particules constitues en majorit de fer et

de carbone. La rgression des missions de plomb est significative et doit se poursuivre avec la

disparition du plomb dans l'essence.

Les missions dues la combustion du gazole contiennent des particules qui se prsentent sous la

forme d'agglomrats de petites particules arrondies de carbone (rsidus de combustion de taille

variant entre 0,01 et 0,8 m) sur lesquelles se trouvent adsorbs les hydrocarbures et autres

espces minrales de type sulfate, nitrate.

2.2.2. Usure et corrosion

Les autres principales sources de particules sont les dgradations des matriaux dues aux

frottements et la corrosion.

Usure de la chausse

Les particules dues l'usure de la chausse par les pneus des vhicules contiennent

principalement du silicium, du calcium, de l'aluminium, du fer, des hydrocarbures aromatiquespolycycliques (usure du bitume et des granulats plus ou moins enrobs).

Usure des pneumatiques

Elle produit des particules composes de : noir de carbone, calcium, soufre, zinc et hydrocarbures

aromatiques polycycliques.

Usure des garnitures de freins

Elle produit des particules qui contiennent du : cadmium, zinc et liants organiques.

Usure et corrosion des vhicules

Lusure et la corrosion des vhicules sont lorigine de particules de fer, chrome, nickel, cuivre.

Les processus sont acclrs en prsence de sels de dverglaage et dhumidit.

2.3. Formation des dpts de poussires

Les particules qui se dposent au voisinage de la tte d'un tunnel sont le rsultat de la pollution

due aux rejets de l'air pollu sortant du tunnel et de la pollution due au trafic aprs la sortie de

l'ouvrage.


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A l'air libre les poussires voluent de faons tout fait diffrentes suivant leurs dimensions. Les

fines particules diffusent et les plus grosses sdimentent. Les poussires qui sdimentent se fixent

diffremment suivant le type de surface ou de revtement.

Les facteurs mtorologiques : la force du vent, la pluie et lhumidit ont une influence sur

luniformit des dpts. Par temps sec, le vent peut entraner plus loin les petites particules et laproportion des plus grosses particules augmente sur les dpts proximit des rejets. Par contre la

pluie et lhumidit favorisent le colmatage des petites particules.

La temprature a une influence car la chaleur peut favoriser lincrustation des salissures grasses.

L'hiver, le salage des chausses et l'utilisation des pneus clouts augmentent la salissure.

La rpartition de cette pollution particulaire est complexe et tous les phnomnes alatoires dont

elle dpend expliquent que les dpts de poussires ne sont ni uniformes dans l'espace ni

homognes dans leur composition.


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3. METHODES D'EVALUATION DES DEPOTS ET D'ANALYSE

DES PARTICULES

3.1. Recueil des poussires

Les poussires sont recueillies sur des porte-chantillons rpartis au voisinage de la tte du tunnel

et fixs soit sur une faade soit sur un panneau de signalisation (ou mme un arbre), gnralement

une hauteur approximative de 1,50 m au dessus du sol. Les dpts de poussires sont ainsi

protgs de toutes les perturbations, des tourbillonnements de lair et des dpts accidentels de

grosses particules.

Figure n2 :

Plaque fixe sur un porte-chantillons

3.2. Dtermination de la masse des dpts

Des plaques d'aluminium anodis places 30 40 jours sur un mme porte-chantillons sont

peses avant et aprs exposition et la masse des poussires dposes est exprime en :

g / m2 / 30 jours

Ce procd s'inspire de la mthode normalise encore utilise par certains rseaux de surveillance

pour estimer linfluence dune industrie sur son environnement.

3.3. Etude morphomtrique, granulomtrique et analyse des particules dposes

Les mesures de laboratoire ont t effectues par l'Institut Pasteur de Lyon.

Les poussires tudier doivent tre recueillies par sdimentation sur des plaques-supports de

Microscopie Electronique Balayage (MEB).


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Figure n3 :

Plaque mtallique CETU

et plaque-support pour le microscope lectronique

On peut alors envisager divers niveaux d'observation et d'tude.

- Une prise de clich permet de prsenter les diffrentes formes de particules observes (voir

annexe 1).

- Une tude granulomtrique et morphomtrique:

Un analyseur dimages BIOCOM reli directement au MEB permet la caractrisation

dimensionnelle de la morphologie des poussires. Deux critres de cette caractrisation ont tretenus :

le diamtre quivalent, qui reprsente le diamtre du cercle de la mme surface que

l'objet,

Le facteur forme, F, qui est fonction de la surface S de la particule et dont la valeur est

comprise entre 0 et 1. Plus F est proche de 1, plus l'objet est circulaire.

Des histogrammes de rpartition des particules dposes ont t tablis en fonction de

chacun de ces deux critres (voir annexe 2).

- Une analyse qualitative lmentaire :

Le Microscope Electronique (MEB) est coupl un spectromtre de rayons X. Les constituants

des particules sont identifis sur l'chantillon observ.


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4. - DESCRIPTION DES EXPERIMENTATIONS

4.1. Tunnels tests

Les deux tunnels retenus sont des ouvrages en zone urbaine mais de types diffrents :

le tunnel de la Croix-Rousse Lyon,

le tunnel de Fourvire, Lyon.

Les caractristiques de ces ouvrages sont donnes dans le tableau 1.

Tableau 1 :Principales caractristiques des tunnels tests.

Tunnel de la Croix-Rousse Tunnel de Fourvire

Situation Voie communale

Lyon

Liaison autoroutire entre

A6 et A7 Lyon

Longueur 1750 m Tube nord : 1824 m

Tube sud : 1819 m

Nb de tubesNb de voies / tube

14

22

Circulation bidirectionnelle unidirectionnelle

Dclivit

pas de rampe Tube nord : rampe de 2,4 % sur

1407 m

Tube sud : pente de 2,7 % sur

1008 m

Mode de

ventilation

transversal transversal

TMJA * 71568 83253

* TM JA : tr afi c moyen journal ier annuel pour l 'anne 1997

4.2. Implantation des points de mesures et masses des dpts

4.2.1. Tunnel de la Croix-Rousse (1re srie de mesures)

Au cours de lanne 1993, huit porte-chantillons ont t rpartis au voisinage de la tte Rhne dutunnel de la Croix-Rousse.


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Un neuvime point de prlvement a t mis dans un parc de rase campagne, hors de toute

pollution dorigine automobile et pendant la mme priode de mesures (il sert dchantillon

tmoin).

La figure 4 donne une reprsentation de la tte du tunnel. Le tableau 2 prcise la distance dechaque porte-chantillons par rapport la section de sortie du tunnel et donne les masses

moyennes des poussires sdimentes.

L'emplacement du porte-chantillon n 7 na pas t choisi pour une estimation de pollution

rejete par le puits de lair vici, mais pour valuer une pollution possible des habitations qui se

trouvent proximit. Ce puits dextraction a un temps total de fonctionnement voisin de deux

heures par semaine. En effet, contrairement linsufflation en air frais qui fonctionne

pratiquement toute la journe ds la pointe de circulation du matin jusqu la fin de celle du soir ,

lextraction de lair vici nest dclenche que rarement.

4.2.2. Tunnel de Fourvire (2me srie de mesures)

A la tte Gorge de Loup du tunnel de Fourvire neuf points de mesures (n 10 19) ont t

quips au cours de l'anne 1994.

Ils se trouvent rpartis depuis le portail et jusqu' une distance de 300 mtres depuis les sections

d'entre (du tube sud) ou de sortie (du tube nord) au bord de lautoroute.

La figure 5 illustre la rpartition de ces chantillons. Le tableau 3 prcise les distances de chaque

porte-chantillons par rapport au portail en prcisant sa position et donne les masses moyennes depoussires sdimentes.

Certains porte-chantillons ont t mis l'cart du trafic, prs des arbres et au-dessus de la tte du

tunnel (porte-chantillons n 12) entre les deux usines de ventilation et prs du puits d'extraction

de l'air vici. L'extraction ne fonctionne pratiquement que dans le tube nord et le temps de

fonctionnement, sur une semaine, peut varier entre 20 et 50 heures en temps cumul.

Un porte-chantillons n 19 a t plac une fentre d'immeuble d'une rue grande circulation

afin d'obtenir un ordre de grandeur de dpts de poussires dus au trafic automobile en zone

urbaine et sans l'influence d'un tunnel routier.


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Figure n 4 :

Tte Rhne du tunnel de la Croix-Rousse

Mesure des dpts de poussires

Implantation des porte-chantillons

Valeur moyenne des masses de dpts en chaque point sur toute la priode de mesures

8(3,7g/m2/30j)

2 (11,3g/m2/30j)

1(4,5g/m2/30j)3(20g/m2/30j)

4(13,6g/m2/30j)

6 (5,5g/m2/30j)

7(1,4g/m2/30j)

5 (9,4 g/m2/30 j

Mur de soutnement de

la bretelle de sortie

(Pont de Lattre de

Tassigny)

Porte-chantillons n5


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Figure n 5 :

Tte Gorge du Loup du tunnel de Fourvire

Mesure des dpts de poussires

Implantation des porte-chantillons

Valeur moyenne des masses de dpts en chaque point sur toute la priode de mesures

10(5,4g/m2/30j)

14(2,1g/m2/30j)

17(3,3g/m2/30j)

18(2,6g/m2/30j)

16(2,5g/m2

/30j)

15 (4g/m2/30j)

12(1,9g/m2/30j)

11(8,5g/m2

/30j)

13(3,3g/m2/30j)


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5. RESULTATS DES MESURES

5.1. Rsultats des mesures pondrales

Tableau 2 :

Mesure des dpts de poussires au voisinage du tunnel de la Croix-Rousse

(en g / m2 / 30 jours)

Implantation des points de mesures

masse moyenne des dpts

g / m2 / 30 jours

(1)

Min Max Moyenne

Echantillon Tunnel de la Croix-Rousse

1 Sur cour, en retrait de laxe du trafic, 25 m

de la sortie

3,3 6,8 4,5

2 Tte du tunnel, 10 m, ct file dentre 10 13 11,3

3 Tte du tunnel, 6 m, ct file de sortie 7,5 32 20

4 A 20 m de la sortie, ct file de sortie 7,5 26 13,3

5 Sur une bretelle de sortie 4 24 9,4

6 Sur une bretelle daccs (100 m de la tte du

tunnel)

3 8 5,5

7 Sur une terrasse au pied du puits

dextraction

1,2 1,5 1,4

8 (2) Au dessus de la tte du tunnel (colline de la

Croix-Rousse)

3,4 4 3,7

En rase campagne

9 (3) Dans un parc ferm en l'absence de

circulation automobile, 6 m au dessus du

sol, prs d'un arbre

1,7

(1) La masse de dpts exprime en g / m2 / 30 jours est le rsultat d'une exposition voisine de

40 jours donc sur deux mois conscutifs au cours de l'anne 1993.

(2) Le point n 8 n'a fait l'objet de mesures que pour mars-avril-mai 1993 (problme d'accs

sur le site).

(3) Le point n 9 a t test les mois de juin, juillet et aot 1993.


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Tableau 3 :

Mesure des dpts de poussires au voisinage du tunnel de Fourvire

(en g / m2 / 30 jours)

Implantation des points de mesures masse moyenne des dpts

g / m2 / 30 jours

(1)

Min Max Moyenne

Echantillon Tunnel de Fourvire

10 A l'extrmit du tube nord, sur le pidroit nord 2,8 7,3 5,411 A l'extrmit du tube nord, sur le pidroit sud 3 12,6 8,5

12 Au dessus de la tte du tunnel, entre les deux

usines de ventilation, 6 m au-dessus du sol

environ

1 2,4 1,9

13 Prs de la section dentre du tube sud, derrire

un panneau de signalisation

2 4,6 3,3

14 Dans un arbre, 6 m de la section de sortie,

dcal de 20 m droite, par rapport laxe du

trafic

1,1 2,7 2,1

15 A 90 m de la sortie du tube nord, droite et aubord de lautoroute Lyon-Paris

1 7,9 4

16 Dans un arbre gauche de la sortie du tube

nord, 100 m de la tte du tunnel et 10 m de

laxe du trafic

1,1 3,4 2,5

17 A 250 m de la sortie, au bord et droite de

lautoroute Paris-Lyon

1,2 5 3,3

18 A 300 m de la sortie du tube nord, au bord et

droite de lautoroute Lyon-Paris

0,8 6 2,6

En ville

19 (2) Au 3me tage dune rue grande circulation 2,8

(1) Les masses des dpts exprimes en g / m2 / 30 jours sont tablies sur une priode de

l'ordre de 40 jours au cours de l'anne 1994.

(2) Pour le porte-chantillon n 19 un seul rsultat est disponible correspondant une

exposition de 50 jours.


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5.2. Rsultats des tudes morphomtriques et granulomtriques

Les photos n 3 11 reprsentant des chantillons observs au microscope lectronique, divers

grossissements, sont mises en annexe 1.

En annexe 2 sont donns les histogrammes de rpartition granulomtrique des particules dposes

suivant le facteur forme et suivant le diamtre quivalent.

Le numro caractrisant l'chantillon et son emplacement est le mme que celui qui est utilis

pour les mesures pondrales. Chaque chantillon est observ sur un mme nombre de champs

dont chacun reprsente la surface d'observation de l'analyseur BIOCOM.

En fixant un mme nombre de champs pour tous les chantillons il est possible de mieux

comparer l'empoussirement des dpts qui sont observs sur des surfaces identiques.

L'tude morphomtrique et granulomtrique des dpts a t effectue pour les chantillons :

- n 1 7 du tunnel de la Croix-Rousse : tableau 4

- n 12, 15 et 18 du tunnel de Fourvire : tableau 5

Tableau 4 :

Tte Sane du tunnel de la Croix-Rousse.

Tableau rcapitulatif du nombre de poussires observes

de leur forme et de leur dimension sur 7 chantillons.

Echantillon

Nombre

de

Diamtre quivalent Facteur Forme

particules Moyen Minimum Maximum Mdiane Moyen Minimum Maximum

1 851 12,96 1,2 103,91 7,21 0,59 0,08 0,98

2 1897 11,23 1,36 86,07 10,87 0,549 0,16 0,93

3 2408 12,78 1,36 146,18 10,87 0,55 0,11 0,92

4 2418 11,87 1,37 149,76 10,94 0,557 0,04 0,93

5 957 12,27 1,35 132,12 5,06 0,57 0,08 0,91

6 666 10,57 1,56 104,07 5,17 0,58 0,14 0,94

7 817 3,99 0,78 52,12 2,15 0,56 0,12 0,96


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Tableau 5 :

Tte Gorge de Loup du tunnel de Fourvire.

Tableau rcapitulatif du nombre de poussires observes

de leur forme et de leur dimension pour 3 chantillons.

Echantillon

Nombre

de

Diamtre quivalent Facteur Forme

particules Moyen Minimum Maximum Mdiane Moyen Minimum Maximum

12 1093 18,32 4,01 140,91 13,3 0,58 0,04 0,9

15 2015 29,50 5,83 163,4 23,5 0,53 0,05 0,89

18 3771 29,87 3,82 557,46 22,93 0,56 0,07 0,9

5.3. Rsultats de l'analyse qualitative lmentaire

L'analyse qualitative lmentaire des particules a port sur deux chantillons prlevs aux points

n 12 et 15 relatifs au tunnel sous Fourvire.

Le tableau 6 donne les principales diffrences de composition des poussires pour ces

prlvements.


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Tableau 6 :

Composition des poussires

Echantillon n 12

Poussires organiques

____________

6 %

Poussires minrales

____________

94 %

9 %

Silice

85 % de particules complexes dont

71 % renfermant du silicium associ

d'autres lments* F-S-Cl-P

Echantillon n 15

Poussires organiques

____________

11 %

Poussires minrales

____________

89 %

15 %

Silice

74 % de particules complexes dont 60 %

renfermant du Silicium associ d'autres

lments* F-S-P-Cl

* Sous forme de Silicates - Carbonates - Sulfates - Oxydes de Na - Ca - K - Al - Mg - Fe - Ba -Mn - Pb


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6. - CARACTERISTIQUES DES EMPOUSSIEREMENTS

6.1. Masse de dpts en fonction de leur position par rapport la sortie du tunnel

- En sortie de tunnels:

Les niveaux d'empoussirement sont relativement levs prs des sorties des deux tunnels et

particulirement la tte Rhne du tunnel de la Croix-Rousse o les valeurs moyennes des dpts

atteignent 20 g / m2 / 30 jours. A 80 et 100 mtres de la tte de ce dernier on trouve

respectivement 9,4 g et 5,5 g / m2/ 30 jours.

Au voisinage de la tte du tunnel de Fourvire, au niveau de la sortie du tube nord, les valeurs

moyennes des dpts sont un peu plus faibles car elles ne dpassent pas 8,5 g / m2/ 30 jours.

- Au pied des puits de ventilation:Le point n 7, qui est situ au pied du puits dextraction du tunnel de la Croix-Rousse, est le

moins pollu de tous les points tests sur lensemble de toutes les mesures.

Le point n 12, au pied du puits d'extraction du tunnel de Fourvire, a une pollution lgrement

suprieure celle du point n 7. Il est en effet 6 m au dessus de la chausse et l'influence du

trafic n'est pas ngligeable.

- Dans une rue trafic important:

La fentre d'une faade d'immeuble dans une rue trs circule (point n 19) est plus pollue que la

proximit des rejets de l'air vici (2,8 g / m2/ 30 jours) et a une pollution voisine de celle que l'on

trouve 300 m de la sortie du tunnel de Fourvire (point n 18).

- En rase campagne:

Les dpts obtenus en zone rurale, reprsente par le point n 9 en l'absence de toute pollution

d'origine automobile (1,7 g / m2/ 30 jours) ou dans les arbres proximit du tunnel de Fourvire

(entre 2 et 2,5 g / m2/ 30 jours) correspondant une salissure rsultant de "la pollution naturelle".

Le laboratoire des Monuments Historiques fait d'ailleurs une distinction entre les salissures

"chimiques" en milieu urbain et les salissures "biologiques" en milieu rural.

6.2. Irrgularit des empoussirements dans le temps

Les valeurs moyennes des masses des dpts sur l'ensemble des priodes de mesures peuvent

varier dans un rapport de 1 plus de 7 (points n 15 et 18). Les fluctuations diminuent avec

l'loignement par rapport au trafic et la tte du tunnel (point n 7). Prs de la tte du tunnel et du

trafic (point n 2) on constate une pollution assez constante, dans un rapport de 1 1,3.

Ces irrgularits de dpts sont le rsultat du passage des vhicules et de tous les phnomnes

alatoires susceptibles d'intervenir : averses, orages, l'tat du sol et ventuellement de travaux ou

activits qui peuvent se drouler proximit des ouvrages.

Au cours de l'anne 1993, au point n 3, une modification de l'tat du sol (prsence de

plantations) autour du porte-chantillons a entran une diminution des masses de dpts de

particules sur les plaques.


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6.3. Morphologie des particules

Les prises de clichs (photo 3 11) et les histogrammes de rpartition du nombre de particules par

classe du facteur forme montrent la forme trs irrgulire des poussires.

Les histogrammes relatifs aux points n 2, 3 et 4 montrent une similitude du nombre de particules

par classe de forme et en particulier pour F 0,5. Ces points sont assez proches et l'explication

que l'on peut envisager est qu'il existe une similitude de provenance de ces dernires : dgradation

de la chausse. Celles-ci tant gnralement de forme plus irrgulire que celles qui

correspondent des rsidus de combustion gnralement plus sphriques.

6.4. Granulomtrie des particules

Les particules dposes prs du tunnel de la Croix-Rousse ont un diamtre quivalent moyen

moins lev (10 12 m) que celles qui sont disposes prs du tunnel de Fourvire, au bord de

l'autoroute (29 m) et mme au dessus du trafic (18 m).

Les dimensions des particules ont tendance diminuer lorsque la distance du point de

prlvement par rapport laxe de trafic crot. Les dpts proches des chemines de ventilation en

sont des exemples (points n 7 et 12).

Les tourbillonnements d'air engendrs par la vitesse des vhicules peuvent contribuer remettre

les particules les plus fines en suspension et donc diminuer leur proportion dans les dpts de

proximit.

6.5. Composition des particules

Les analyses comparatives de la composition des poussires portent seulement sur deux

chantillons. Le point n 12 est au dessus de la chausse, au niveau de la sortie du tunnel de

Fourvire. Le point n 15 est 100 m de la sortie, au bord de l'autoroute.

Dans les deux cas la proportion de poussires d'origine minrale est prpondrante bien qu'elle

soit un peu moins leve pour le dpt de l'chantillon situ sur le bord de l'autoroute.

La silice et les particules complexes renfermant du silicium proviennent essentiellement de l'usure

de la chausse. Ceci est en accord avec les donnes recueillies dans la littrature et les rsultats de

mesures faites sur des particules dposes dans les tunnels et entranes notamment au cours de

lavages (1).

Les particules organiques provenant des gaz d'chappement ainsi que de l'usure des chausses

sont en plus grande proportion dans l'chantillon qui est le plus prs de la chausse.


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7. COMPARAISON DES NIVEAUX CONSTATES AVEC D'AUTRES RESULTATS

7.1. Aspect rglementaire

Les dpts de particules proximit des voies forte circulation sont considrs comme une

nuisance due au trafic routier mais il n'a pas t tabli de corrlation avec les effets sur la sant

des riverains. Il n'existe pas de valeurs limites fixes par une rglementation europenne ou

franaise du type de celles qui concernent les particules fines en suspension. Nanmoins quelques

pays ont fix des valeurs limites admissibles pour l'environnement :

La Suisse : 200 mg/m2/jour = 6 g/m2/30 jours

L'Allemagne : 350 mg/m2/jour = 10,5 g/m2/30 jours

Dans cet ordre d'ide on peut galement mentionner la valeur seuil propose pour diffrencier unezone dite faiblement pollue d'une zone fortement pollue par la norme franaise NF x 43007 (4)

concernant les mesures de "retombes" par la mthode des plaquettes de "dpts".

NF 43007 : 1000 mg/m2/jour = 30g/m2/30 jours

Des niveaux de l'ordre de 500 mg/m2/jour correspondent dj une gne potentielle importante et

des niveaux suprieurs 1000 mg/m2/jour peuvent se rencontrer proximit de certaines carrires

ou sites industriels.

7.2. Rsultats de mesures effectues sur d'autres sites

7.2.1.

A l'intrieur des tunnels

Des mesures effectues l'intrieur des tunnels tests on permis d'obtenir les rsultats suivants :

Tunnel de Fourvire

(dans le tube nord, en by-pass 2m de l'axe du trafic) :

5 10 g/m2/30 jours

Tunnel de la Croix-Rousse

(chantillons fixs sur les parois)

15 27 g/m2/30 jours

On constate donc des empoussirements diffrents selon la proximit du trafic, le tunnel et la

priode de mesure ; les dpts les plus importants tant constats pendant les priodes hivernales.

7.2.2. A proximit des ttes de tunnels

Deux stands placs simultanment en fvrier 1991 aux deux ttes de tunnel de Fourvire et de la

Croix-Rousse, avaient permis d'obtenir les rsultats suivants :


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Tunnel de Fourvire

( la tte Sane, entre les deux tubes)

21 g/m2/30 jours

Tunnel de la Croix-Rousse

( la tte Rhne, droite de l'entre)14 g/m2/30 jours

7.2.3. Dans l'environnement

On trouve quelques valeurs chiffres dans des rapports d'tudes mais il manque gnralement des

prcisions concernant l'implantation des chantillons et de la mthode de mesure.

A Paris : en hiver : 8,4 g/m2/30 jours

en t : 2,1 g/m

2

/30 jours

A Reims : 1,8 2,4 g/m2/30 jours

A Fribourg en Suisse : 2 3,5 g/m2/30 jours

Ces diffrentes valeurs sont reprsentatives d'une pollution moyenne urbaine.

On peut titre comparatif mentionner des mesures en milieu rural qui ont donn des valeurs de

l'ordre de 2 g/m2/30 jours ; soit donc trs voisines des valeurs obtenues en milieu urbain, mais la

mthode de mesure tait diffrente et vraisemblablement galement la nature des particules

composant les dpts.


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8. CONCLUSIONS

L'objectif de cette tude tait d'obtenir des lments d'information sur les dpts de particules au

voisinage des tunnels afin de dfinir l'effet tunnel et la zone d'influence des rejets pour ce type de

nuisance. Des analyses de laboratoire ont de plus permis de prciser la nature des particules.

La mthode utilise prend surtout en compte les poussires les plus grosses qui sdimentent

rapidement ; les plus fines provenant prioritairement des missions des moteurs restent davantage

en suspension et peuvent tre entranes plus loin, en fonction de la vitesse de l'air.

Les mesures effectues la tte du tunnel de Fourvire mettent en vidence une dcroissance

rapide des dpts lorsque l'on s'loigne de la tte du tunnel et de l'axe du trafic. Ses chantillons

placs 300 m du portail au bord de l'autoroute traduisent la pollution normalement rencontre proximit d'une voie forte circulation. Au voisinage de la tte du tunnel de la Croix-Rousse les

niveaux restent plus levs mais on se trouve dans une zone urbanise o la pollution de fond est

plus importante.

On peut tirer les conclusions suivantes :

- d'abord il est difficile de dfinir la zone d'influence d'un rejet de tunnel par rapport la pollution

due au trafic extrieur. C'est une constatation gnrale des mesures in situ concernant la

dispersion de la pollution quelle que soit sa nature : gazeuse, particules en suspension ou dpts.

- dans le cas des dpts, la mthode de mesure, la localisation prcise des chantillonnages et les

conditions extrieures (vent, hygromtrie) jouent un rle dterminant.

- cependant si l'on compare aux niveaux de pollution relevs en site urbain ou proximit de

voies forte circulation, la zone d'influence d'un rejet de tunnel en ce qui concerne la pollution

particulaire est trs limite, ne dpassant pas quelques centaines de mtres.


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9. BIBLIOGRAPHIE

(1) M. C. GABET (CETU) - Pollution des eaux de lavage des tunnels routiers - Revue

Gnrale des Routes.

N 687 - Juillet - Aot 1991

(2) M. N. TERRAT - Approche mthodologique de la mesure de la salissure en milieu urbain

en fonction du trafic automobile : application aux revtements de faades.Thses de doctorat du Gnie de l'Environnement, Avril 1988, universit de Savoie.

(3) Q.C. DANG & J.P.FONTELLE Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la

Pollution Atmosphrique (CITEPA)

Emissions atmosphriques dues aux transports en France - Priode 1990 - 1995 -

Rflexions et perspectives.

Etudes documentaires n126

(4) Norme NF : NFX 43007 - Mesures de "retombes" par la mthode des plaquettes de

"dpts"

(5) CETU - Dpts de poussires au voisinage des ttes de tunnels - Rapport sur les mesures

effectues au tunnel de la Croix-Rousse de 1991 1993.

M. C. GABET - Novembre 1994.

(6) J. M. COE and STEVEN E. LINDBERG - The morphology and size distribution of

atmospheric particles deposited on foliage and inert surfaces. Technical papers Mars 1987

- Volume 37 n 3.

(7) Institut Pasteur - Dpartement d'Hygine Applique l'Homme et son Environnement.Unit d'Arocontamination - Rsultats de mesures


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ANNEXE 1

Prises de clichs

Tunnel Croix Rousse :

Echantillon n 1 : Photo 1 33X

Photo 2 133X


Echantillon n 6 : Photo 4 31X Photo 5 130X

Tunnel de Fourvire :

Echantillon n 15 Photo 6 56X

Photo 7 113X


Photo 9 320X

Cette planche reprsente pour les chantillons n 1, 6, 15 et 18, une vue gnrale et une vue plus

dtaille de chacun des dpts.


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Tte Rhne du Tunnel de la Croix-Rousse

Dpts de poussires sur les porte-chantillons n 1 7

Rpartition Granulomtrique suivant le Facteur Forme


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Dpts de poussires sur les porte-chantillons n 1 7

Rpartition Granulomtrique suivant le Diamtre Equivalent


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ANNEXE 2

Histogrammes de rpartition des particules dposes

Tunnel de la Croix-Rousse :

suivant le Diamtre Equivalent : chantillons n 1 7

suivant le Facteur Forme : chantillons n 1 7

Tunnel de Fourvire :

suivant le Diamtre Equivalent : chantillons n 12, 15 et 18

suivant le Facteur Forme : chantillons n 12, 15, 18


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Photographie des dpts des porte-chantillons n 1, 2 et 6

Tte Gorge de Loup du Tunnel de Fourvire

Photographie des dpts des porte-chantillons n 15 et 18


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Dpts de poussires sur les porte-chantillons n 12, 15 et 18

Rpartition Granulomtrique suivant le Facteur Forme


Dpts de poussires sur les porte-chantillons n 12, 15 et 18

Rpartition Granulomtrique suivant le Diamtre Equivalent

Documents

Dépôts de poussières au voisinage de tunnels routiers.pdf