Évaluation de la qualité de l'air aux Sables d'Olonne - rapport final

Contexte

La pollution de l’air est un enjeu sanitaire avéré et pour lequel les collectivités territoriales de plus de 20 000 habitants ont obligation de mettre en oeuvre un Plan Climat Air Energie Territorial (PCAET) intégrant un diagnostic et un plan d’action en faveur d’une amélioration de la qualité de l’air sur leur territoire. Cela nécessite de pouvoir disposer d’informations détaillées et locales sur l’état de la qualité de l’air.
C’est dans ce contexte qu’un consortium d’acteurs (42 Factory, GEOPTIS filiale du groupe La Poste, Air Pays de la Loire et Les Sables d’Olonne Agglomération comme territoire d’expérimentation) se sont réunis afin de proposer une solution innovante d’évaluation de la qualité de l’air au moyen de l’utilisation des microcapteurs aux petits et moyens EPCI (Etablissements Publics de Coopération Intercommunale) qui ne bénéficient pas de moyens techniques disponibles dans les grandes agglomérations (stations de mesures fixes, modélisation fine échelle…).

Objectifs

L’objectif de cette expérimentation est d’exploiter des microcapteurs fixes et en mobilité, installés sur les voitures de La Poste afin d’apporter une information locale sur l’état de la qualité de l’air sur le territoire des Sables d’Olonne Agglomération. Cette expérimentation a également pour but de mieux faire connaître les enjeux de santé et de préservation de la qualité de l’air à la population, et d’apporter une information complète et accessible sur l’état de la qualité de l’air en temps réel, au moyen d’un indicateur basé sur l’indice ATMO. Cet indicateur pourrait à terme être mis à disposition des EPCI via un outil numérique de type widget. L’autre objectif de ce projet était de réaliser une preuve de concept de l’intégration des mesures des microcapteurs mobiles dans les résultats de la modélisation annuelle d’Air Pays de la Loire.
Il est cependant à noter que ce rapport ne présente pas l’état de la qualité de l’air aux Sables d’Olonne. Il s’agit d’un rapport décrivant la comparaison d’une méthode expérimentale d’évaluation de la qualité de l’air basée sur l’exploitation des microcapteurs avec une autre méthode reposant uniquement sur de la modélisation régionale.

Dispositifs

Le dispositif mis en oeuvre repose sur deux microcapteurs fixes pour la mesure des particules PM10 et PM2.5, placés au centre-ville des Sables d’Olonne et au Château d’Olonne. Quatre autres microcapteurs ont par ailleurs été installés sur des véhicules du groupe La Poste ; leurs mesures seront mises en perspectives à la modélisation annuelle d’Air Pays de la Loire.

Résultats

La comparaison durant les trimestres 2 à 4 de l’indicateur LSO QUALIT’AIR (construits à partir des mesures des microcapteurs couplés à la modélisation) avec l’indice ATMO basé sur la modélisation a montré :

• au deuxième trimestre : un indicateur plus pénalisant que l’indice ATMO, avec une proportion de qualificatifs « dégradé » ou « mauvais » plus élevée (environ 14 % de plus),
• au troisième trimestre : l’indicateur est similaire à l’indice ATMO, du fait que le polluant déterminant en période estivale est l’ozone,
• au quatrième trimestre : un indicateur plus pénalisant par comparaison à l’indice ATMO, du fait de l’influence des particules PM10 et PM2.5 mesurées (entre 15 % et 24 % de qualificatifs « dégradé » ou « mauvais » de plus selon le site).

Des profils journaliers ont été tracés à partir des mesures de PM10 et PM2.5 des microcapteurs fixes. Les évolutions des concentrations dans les profils journaliers semblent être cohérentes avec celles établies à partir des mesures issues des mesures de référence d’Air Pays de la Loire.
En revanche, les comparaisons menées entre l’indicateur LSO Qualit’Air et l’indice ATMO montrent que ces deux derniers sont différents en moyenne entre 78 % et 88 % du temps aux Sables d’Olonne.
Une série de comparaisons supplémentaire a été menée à partir d’un nouvel indicateur basé sur la mesure de référence des stations permanentes d’Air Pays de la Loire à La Roche-sur-Yon, Nantes Métropole et au Pays de la Châtaigneraie (Vendée) en reprenant la méthodologie de l’indicateur LSO Qualit’Air. Les résultats montrent des différences moyennes comprises entre 9 % et 27 % du temps entre ces indicateurs issus des stations permanentes et l’indice ATMO.
La méthodologie mise en place dans le cadre de ce projet a permis d’estimer des moyennes annuelles à partir de mesure des microcapteurs mobiles pour les particules PM2.5 et PM10. La comparaison avec les résultats du modèle fine échelle¹ dans le cadre des Sables d’Olonne montre une différence de -7 μg/m³ pour les PM10 et de -1 μg/m³ pour les PM2.5. Les microcapteurs fixes et mobiles sous-estiment les résultats du modèle et sont aussi inférieurs aux moyennes annuelles des stations Delacroix (station urbaine) de La Roche-sur-Yon et La Tardière (station rurale). La précision des microcapteurs ne permet pas de les utiliser de manière suffisamment fiable, mais elles donnent des indications sur la variabilité spatiale des concentrations de PM2.5 et PM10 dans l’hypothèse où la sous-estimation constatée est constante dans le temps.
Des cartes des moyennes annuelles combinant modélisation et mesures des microcapteurs ont été obtenues, mais ces résultats restent expérimentaux en l’absence d’outil de comparaison (instruments de mesure de référence).

Conclusion

Les écarts constatés entre l’indicateur LSO Qualit’Air et l’indice ATMO aux Sables d’Olonne sont insatisfaisants et ne permettent à priori pas de rendre compte d’un indicateur suffisamment fiable de la qualité de l’air au regard du besoin exprimé par la collectivité. Ces écarts seraient essentiellement dus à la métrologie des microcapteurs.
Les résultats de la comparaison entre les mesures des microcapteurs fixes et en mobilité, et la modélisation montrent une sous-estimation importante des concentrations de PM10, et une faible sous-estimation pour les PM2.5 par les microcapteurs. Cependant, l’approche méthodologique développée dans le cadre de ce projet permet de fusionner les données des microcapteurs et du modèle, mais cette approche devra faire encore l’objet d’une étape d’intercomparaison des mesures de référence pour pouvoir être validée.

Perspectives

Au vu des résultats issus des microcapteurs fixes, une alternative serait de réaliser un indicateur dynamique basé uniquement sur la modélisation des concentrations en particules, en y intégrant l’ozone. Cela permettrait d’obtenir des résultats plus cohérents, notamment lorsque l’ozone est le polluant déterminant. Une prévision de l’indicateur à J+1 serait par ailleurs possible. La mise à disposition d'un indicateur via un outil numérique de type widget permettrait de profiter de la dimension "temps réel" des concentrations en polluants atmosphériques.
Les microcapteurs peuvent être une source d’information et la méthodologie de fusion des données microcapteurs et modèle développée dans le cadre de ce projet devrait faire l’objet d’intercomparaisons avec des stations de mesure de référence pour pouvoir être exploitée.

¹La modélisation fine échelle, réalisée annuellement par Air Pays de la Loire est à différencier avec la modélisation régionale sur laquelle est basé l’indice ATMO. En effet, le résultat de la modélisation fine échelle est une moyenne annuelle des concentrations en différents polluants règlementés, avec une résolution spatiale élevée. La modélisation régionale quant à elle, est basée sur des modèles nationaux validés par le LCSQA (Prev’Air notamment) et permet une prévision journalière, à J, J+1 et J+2 des 5 polluants que forment l’indice ATMO, à l’échelle de l’EPCI. Elle permet la prévision des épisodes de pollution et la diffusion de l’indice ATMO destiné à informer les citoyens de la qualité de l’air respiré.