Dossier

Pics de pollution

Mesurer et analyser
pour mieux prévoir…

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En Savoir Plus

La modélisation de la qualité de l’air 

Comment ça marche ? Visualisez l’infographie explicative ici.

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L’Ineris tient un rôle essentiel dans la compréhension et le suivi des épisodes de pollution de par son savoir-faire en métrologie et en modélisation.

Un épisode de pollution est défini par l’arrêté du 7 avril 2016 comme étant « la période au cours de laquelle la concentration dans l’air ambiant d’un ou plusieurs polluants atmosphériques est supérieure, ou risque d’être supérieure, au seuil d’information et de recommandation ou au seuil d’alerte ». L’anticipation et le suivi de ces épisodes permet alors de prévenir les autorités qui peuvent ainsi décider au moment opportun de la mise en place de mesures destinées à réduire la production de polluants.

« En France, les principaux épisodes de pollution sont aujourd’hui liés aux concentrations en particules fines et à l’ozone » explique Marc Durif, responsable du pôle Caractérisation de l’environnement à l’Ineris. « Schématiquement, les épisodes de pollution particulaire d’origine anthropique surviennent principalement en avril et en novembre. En hiver, les émissions par les véhicules et le chauffage domestique se conjuguent à une extrême stabilité des couches basses de l’atmosphère, conditions météorologiques qui empêchent la dilution de la pollution. Au début du printemps, d’autres sources comme l’ammoniac provenant des activités agricoles peuvent se combiner avec les oxydes d’azote des émissions véhiculaires pour former des aérosols secondaires ». En été, « il s’agit le plus souvent de pollutions à l’ozone, un polluant produit par réaction photochimique et donc lié à l’ensoleillement et à des températures élevées. Là aussi, l’absence de vent, qui fait “stagner” la pollution, est un facteur aggravant. L’enjeu réside donc dans notre capacité à identifier et à mesurer les polluants en temps réel, et identifier les principales sources primaires et secondaires ».

Le dispositif CARA pour identifier les sources

Le suivi des épisodes de pollution aux particules passe par l’analyse de la compositions chimiques des particules. « Depuis 2008, l’Ineris pilote pour le LCSQA le dispositif CARA (pour Caractérisation de la composition chimique des particules), unique en Europe. Il vise à donner le plus rapidement possible, avec de plus en plus d’outils quasiment en temps réel, des informations sur la composition chimique de particules. L’interprétation de ces données permet ensuite d’identifier la contribution de certaines sources à ces épisodes (trafic, agriculture, chauffage par exemple). Il s’appuie pour cela sur une quinzaine de stations de mesure réparties sur le territoire français » précise Marc Durif. Ce dispositif, qui s’appuie sur une étroite collaboration avec les AASQA (cf. encadré) et des laboratoires universitaires, se voit peu à peu renforcé de systèmes de mesure automatisés capables d’analyser en temps réel et en continu la composition chimique des particules.

La masse de données qui en résulte est d’abord utilisée pour aider à la compréhension des phénomènes, mais aussi pour valider et optimiser les modèles de simulation et de prévision, à l’instar de ce qui se fait en météorologie.

Le modèle CHIMERE pour prévoir

La modélisation de la qualité de l’air est un champ d’expertise majeur de l’Ineris. L’Institut gère au quotidien la plateforme nationale de prévision de la qualité de l’air PREV’AIR, en s’appuyant sur le code de calcul CHIMERE, que l’Ineris développe en collaboration avec le CNRS, et MOCAGE, développé par Météo France.

CHIMERE est un modèle de chimie-transport de simulation de la qualité de l’air. « Basé sur les données d’émissions recueillies au niveau mondial et national, ainsi que sur des données et prévisions météorologiques fournies par Météo France, le modèle peut simuler l’évolution des concentrations de polluants atmosphériques, heure par heure et sur tout le territoire français, avec une résolution de 4 km et à un horizon de prévision récemment porté à trois jours » explique Laurence Rouil, responsable du pôle Modélisation environnementale et décision de l’Ineris. Ce modèle, qui participe à la prévision en continu de la qualité de l’air, est particulièrement mis à contribution lors des épisodes de pollution.

Le rôle de l’Institut consiste aussi à traduire les résultats en informations lisibles par le grand public et utiles aux autorités, notamment via les cartes du site PREV’AIR. Il incombe également à l’Ineris de valider le modèle en comparant ses résultats aux données d’observation fournies par les réseaux de mesure. L’objectif est de contrôler le comportement de CHIMERE au fil du temps et d’affiner ses capacités prédictives grâce à des corrélations statistiques établies sur des historiques de données.

Episode de pollution à l'ozone en France du 19 au 24 juin 2017
Vidéo – Épisode de pollution à l’ozone en France du 19 au 24 juin 2017

 

Episode de pollution à l'ozone en Europe du 19 au 24 juin 2017
Vidéo – Épisode de pollution à l’ozone en Europe du 19 au 24 juin 2017

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