Évaluation de la qualité de l'air dans l'environnement de l'aéroport Nantes-Atlantique

contexte : une démarche environnementale

Dans le cadre de sa démarche environnementale, la Chambre de Commerce et de l’Industrie de Nantes (CCIN) souhaite obtenir des informations sur la qualité de l’air au sein et aux abords de la plate-forme aéroportuaire. Suite à un appel d’offre, Air Pays de la Loire a été retenu pour mener cette évaluation. Les moyens et techniques utilisés par Air Pays de la Loire ont été soumis et acceptés par la CCIN.

Comme dans la plupart des activités humaines, le transport aérien est à l’origine d’émissions de polluants atmosphériques. Ils sont majoritairement émis par les aéronefs et les activités sur la plate-forme aéroportuaire. Afin de protéger la santé humaine, la réglementation de l’Union Européenne impose la surveillance de ces polluants : le dioxyde d’azote, les poussières fines, le dioxyde de soufre, l’ozone, le monoxyde de carbone et le benzène. En plus de ces polluants, les aldéhydes, polluants typiques de l’air intérieur, le toluène, l’éthylbenzène et les xylènes ont été mesurés.

La présente campagne réalisée durant l’hiver 2010 s’inscrit dans le prolongement d’une succession d’études initiée durant l’été 2002 par Air Pays de la Loire, poursuivie par le CETE Nord Picardie pendant l’hiver 2008 puis par Air Pays de la Loire durant l’été 2009. L’objectif de ces approches est d’obtenir une photographie la plus complète de la situation en termes de qualité de l’air au niveau de l’aéroport notamment en évaluant la variation saisonnière des concentrations en polluants.

Le dispositif mis en place par Air Pays de la Loire en 2010 est identique à celui choisi en 2009.

objectifs : évaluer la qualité de l’air extérieur et intérieur en hiver an niveau de la plate-forme aéroportuaire

Les trois objectifs de cette campagne sont :

• le suivi en continu des niveaux de polluants atmosphériques sur un site localisé dans le prolongement des pistes ;
• la caractérisation de la répartition spatiale de polluants au sein et dans l’environnement de la plate-forme ;
• l’évaluation de la qualité de l’air intérieur dans l’aérogare.

moyens : deux méthodes complémentaires pendant un mois

période de mesure

La campagne de mesure s’est déroulée du 4 février au 18 mars 2010, en fin de période hivernale, afin de permettre une confrontation des résultats précédemment obtenus dans des conditions météorologiques contrastées lors de l’été 2009, notamment.

mesures des polluants par analyseurs automatiques

Le dioxyde d’azote, les poussières fines PM10, le dioxyde de soufre SO₂, l’ozone O₃ et le monoxyde de carbone CO ont été mesurés en continu tous les quarts d’heure par des analyseurs automatiques, du 4 février au 5 mars 2010, selon des techniques normalisées, installés dans le laboratoire mobile, localisé dans le prolongement de la piste.

mesures des polluants par tubes passifs

Le dioxyde d’azote et les BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) ont été mesurés par des tubes à diffusion passive, localisés sur 16 sites pour l’évaluation de la qualité de l’air extérieur et 4 sites pour l’air intérieur. Ces derniers ont fait l’objet d’une évaluation complémentaire des niveaux en aldéhydes.

16 sites de mesure pour évaluer la qualité de l’air extérieur

Durant 2 périodes successives de deux semaines, dix sites de mesure ont été instrumentés dans les communes environnantes, Bouguenais et Saint-Aignan-de-Grandlieu (sites 1 à 10), deux sites aux extrémités de la piste (sites 11 et 15), un site dans la zone d’avitaillement en kérosène (site 12), deux sites au niveau des zones de stationnement des avions (sites 13 et 14), le dernier site étant localisé au sein du parking de voitures (site 16). La localisation de ces sites a été réalisée en concertation avec la CCI de Nantes.

4 sites de mesure pour évaluer la qualité de l’air intérieur

Les accueils des halls 1 et 4, la salle d’embarquement du hall 3 et le bar altitude ont été équipés de tubes à diffusion passive durant 3 périodes de 7 jours.

résultats : un impact limité au sein de la plate-forme

air ambiant

La rose des vents pour la période du 4 février au 11 mars 2010 est présentée ci-dessous.

L’analyse de la direction des vents sur la totalité de la campagne montre une prédominance des vents de nord-est. Le site de la ferme de la Ranjonnière était minoritairement sous l’influence des vents en provenance de l’aéroport. En comparant la rose des vents durant la campagne de mesure à la rose des vents moyenne de la période du 4 février au 11 mars de 2002 à 2009, un déficit des vents de secteur nord-ouest à ouest est constaté pour la campagne de mesure 2010. Les vents de secteur nord-est, bien que plus faibles, sont les plus fréquents, comme en 2009.

la répartition spatiale de la qualité de l’air

La carte des concentrations mensuelles de dioxyde d’azote mesurées par tubes passifs lors de la campagne est représentée ci-dessous :

Les zones les plus exposées au dioxyde d’azote sont localisées autour de l’aérogare, dans l’ordre décroissant de concentration, au niveau de la zone de stationnement avions face au hall 3 (site 13), de la zone d’avitaillement (site 12) et du parking voitures (site 16). Au niveau de la zone de stationnement avions, aux activités des engins véhiculant les bagages ou ravitaillant les avions en kérosène et à l’utilisation des groupes électrogènes avions s’ajoutent une configuration couverte peu favorable à la dispersion des polluants et un trafic de bus transportant des passagers, lesquels contribuent à élever les niveaux en dioxyde d’azote. Les émissions dues au trafic routier influencent les concentrations au niveau du parking extérieur et probablement l’activité des engins s’approvisionnant en carburant aux abords de la zone d’avitaillement.

Cette pollution est limitée à l’enceinte de la plate-forme et n’affecte pas les communes environnantes.

Sur l’ensemble de la campagne, les niveaux moyens en dioxyde d’azote enregistrés dans les communes environnantes de la plate-forme aéroportuaire sont semblables aux niveaux enregistrés dans l’agglomération nantaise durant la même période : 23 µg/m³ relevés dans le centre-ville de Nantes et à Rezé et 21 µg m³ à la ferme de la Ranjonnière.

Le graphique ci-dessous représente les concentrations moyennes en dioxyde d’azote mesurées par tubes à diffusion passive lors de l’hiver 2008, de l’été 2009 et de l’hiver 2010.

La comparaison aux études passées fait apparaître une pollution de fond en dioxyde d’azote plus élevée lors de la campagne hiver 2008 mise en œuvre par le CETE Nord Picardie. Les concentrations moyennes relevées dans le cadre de cette étude sur les sites de fond reflètent l’élévation caractéristique de la pollution en oxydes d’azote en hiver, notamment à l’ouest et au sud de la plate-forme aéroportuaire. Au sein de la plate-forme aéroportuaire, les niveaux les plus faibles sont mesurés en bout de piste et approchent les niveaux de fond. La pollution moyenne enregistrée sur le parking voitures est systématiquement plus élevée que les niveaux de fond et varient peu d’une période de mesure à l’autre, laissant supposer une compensation de la hausse des niveaux en hiver par une augmentation du trafic en période estivale en lien avec l’activité de la zone aéroportuaire. La concentration moyenne enregistrée dans le cadre de cette étude au niveau de la zone d’avitaillement en kérosène se distingue des concentrations précédemment mesurées puisqu’elle a doublé par rapport à la campagne de l’été 2009. Enfin, les concentrations moyennes les plus élevées ont systématiquement été mesurées au niveau des zones de stationnement avions.

les mesures en continu par analyseurs automatiques

Les concentrations mesurées à la ferme de la Ranjonnière, localisée au nord-est, dans le prolongement des pistes à environ 500 mètres, sont comparables aux teneurs mesurées sur des sites de l’agglomération nantaise.
Les résultats de l’étude d’impact de la campagne été 2009 se trouvent confirmés : pour des directions de vent en provenance de la zone aéroportuaire, les niveaux en dioxyde d’azote, poussières fines PM10, dioxyde de soufre et monoxyde de carbone ne sont pas augmentés. Les émissions de l’aéroport n’ont donc apparemment pas d’impact détectable sur les teneurs atmosphériques mesurées à proximité pour ces polluants durant la période d’étude, du 4 février au 4 mars 2010. Les élévations de dioxyde d’azote et de poussières fines PM10 s’observent principalement par vents de nord-nord-ouest et par vents d’est, c’est-à-dire sous l’influence de l’agglomération nantaise et de son boulevard périphérique.

Les profils journaliers moyens de dioxyde d’azote, poussières fines et monoxyde de carbone, enregistrés à la ferme de la Ranjonnière, mettent en évidence deux élévations de concentrations, le matin et le soir, attribuables au trafic routier.

respect de la réglementation

Les seuils d’information et de recommandation ainsi que les seuils d’alerte (dioxyde d’azote, poussières fines, ozone et dioxyde de soufre) n’ont pas été dépassés au cours de la campagne de mesure. Les niveaux en monoxyde de carbone ont respecté la valeur limite.

A titre indicatif, l’objectif de qualité et la valeur limite (40 µg/m³ en moyenne annuelle) applicables au dioxyde d’azote en 2010 sont respectés sur l’ensemble des sites de mesure en moyenne sur la durée des campagnes été 2009 et hiver 2010 ( [12,2 – 30,0 µg/m³]) excepté au niveau de la zone de stationnement avions face au hall 3 où une concentration moyenne de 40,7 µg/m³ a été mesurée. Un dépassement de ces seuils réglementaires n’est donc pas à exclure au niveau du site 13, d’autant plus que, au centre-ville de Nantes, les niveaux moyens mensuels en dioxyde d’azote sont plus faibles en février 2010 que sur les 8 années précédentes. Toutefois, la pollution en dioxyde d’azote étant habituellement plus importante en période hivernale, les niveaux élevés mesurés en période froide peuvent se trouver compensés par les niveaux moindres mesurés en période estivale.

La valeur limite 50 µg/m³ (valeur à ne pas dépasser plus de 35 jours par an) en moyenne journalière a été atteinte une fois à la ferme de la Ranjonnière durant la campagne de mesure. Toutefois, ces niveaux sont liés à des phénomènes de pollution par les particules à grande échelle qui affectent des zones géographiques de quelques centaines de kilomètres et ne sont pas imputables à la seule activité de l’aéroport.

Pour le benzène, sur la base des valeurs obtenues dans cette étude et de la connaissance de la variation des niveaux de pollution, l’objectif de qualité (2 µg/m³ en moyenne annuelle) et la valeur limite (5 µg/m³ en moyenne annuelle en 2010) devraient être très probablement respectés.

Les objectifs de qualité applicables à l’ozone, 120 µg/m³ en moyenne 8-horaire maximale du jour et 200 µg/m³ en moyenne horaire, ont été respectés durant la campagne de mesure. Enfin, la concentration moyenne en dioxyde de soufre, inférieure à 1 µg/m³, devrait aisément respecter l’objectif de qualité ainsi que la valeur limite, respectivement fixés à 50 et 20 µg/m³ en moyenne annuelle.

air intérieur
dioxyde d’azote

Le graphique ci-dessus précise l’évolution des mesures en dioxyde d‘azote au cours des 3 campagnes de mesure au sein des quatre sites de l’aérogare. En 2008, seuls deux sites (Accueil hall 1 et Accueil hall 4) ont été étudiés.

La plupart des concentrations en dioxyde d’azote lors de cette étude sont en nette augmentation par rapport aux campagnes précédentes (2008 et 2009) et supérieures à la valeur annuelle « air extérieur » (40 µg/m³), excepté à l’accueil du hall 4. Cette observation s’explique principalement par les effets des variations du temps atmosphérique (mesures effectuées en été 2009 et en hiver 2010) et à leurs conséquences sur l’émission, la dispersion des polluants et sur le régime d’ouverture des portes d’accès à l’aérogare (commutation été/hiver, ayant pour objectif d’économiser de l’énergie en hiver mais pouvant amener une diminution d’aération à la source d’augmentation du confinement).

Une forte concentration en NO₂ est remarquée dans l’accueil de l’aéroport au sein du hall 1 (moyenne de 63,0 µg/m³). Ce hall correspond à l’entrée principale des voyageurs qui se rendent aux guichets d’accueil, ainsi qu’aux différentes salles d’embarquement.

Cette valeur peut être expliquée par la situation et l’orientation des ouvrants extérieurs qui favorisent un transfert de la pollution extérieure vers l’intérieur des bâtiments. Ces portes automatiques sont en effet majoritairement ouvertes et ont un accès direct sur le parking automobile extérieur, ainsi qu’au « dépose minute ». Ce qui implique un trafic important avec une circulation lente voire à l’arrêt avec moteur allumé des véhicules.

La position et l’orientation de la prise d’air du hall 4 peuvent participer également aux concentrations élevées enregistrées en dioxyde d’azote. En effet, cette prise d’air située en terrasse de l’aérogare se situe près de la tourelle évacuant les gaz de combustion du restaurant de l’aérogare. A proximité se trouve également un conduit de cheminée évacuant des gaz de combustion de la chaudière située en sous-sol.

Il n’existe pas à ce jour de valeur guide en air intérieur pour le dioxyde d’azote. Cependant il pourra être noté à titre informatif que, pour les 4 sites localisés à l’intérieur de l’aérogare, la moyenne des concentrations de l’été 2009 et de l’hiver 2010 des sites dépasse légèrement la valeur limite en vigueur 2010 en air extérieur (40 μg/m³ en valeur annuelle).

aldéhydes

Le graphique suivant représente les concentrations moyennes en aldéhydes sur les 3 périodes enregistrées au sein des 4 sites de l’aérogare.

Dans cette étude, le formaldéhyde, l’acétaldéhyde et l’hexaldéhyde sont les trois composés retrouvés en plus grande concentration et ce sur 4 sites de l’aéroport.

Les niveaux enregistrés en formaldéhyde sur les 4 sites de l’aéroport correspondent à la moitié (bar altitude), voire au tiers (trois autres sites) de la valeur guide pour l’air intérieur (10 µg/m³).

Les autres aldéhydes ont des concentrations moyennes inférieures à 2 µg/m³.

Le hall 1 et en particulier le bar altitude correspond aux deux sites où les concentrations en aldéhydes sont les plus élevées, toutes périodes confondues.

La zone réservée à l’embarquement, au niveau du « bar altitude », concentre majoritairement les aldéhydes analysés. L’accès à cette zone est réservé aux passagers prêts à l’embarquement. De nombreux services leur sont proposés : bar, restauration rapide, parfumerie et boutique de produits cosmétiques (source de formaldéhyde), espace presse (sources d’hexanal). Notons que l’extraction de l’air du bar altitude est moins élevée (5360 m³.h-1) que la salle d’embarquement du hall 3 (6500 m³.h-1), ce qui ne facilite pas la dispersion des polluants spécifiques en ce site.

Le réaménagement récent (moins de 2 ans) au niveau du « bar altitude » a influencé en particulier les résultats en formaldéhyde au cours de la campagne 2009.

Globalement, la plupart des concentrations en aldéhydes mesurées en 2010 sont légèrement supérieures à celles mesurées en 2009, excepté pour le formaldéhyde et le benzaldéhyde.

BTEX

Les graphiques représentent les concentrations moyennes en BTEX mesurées durant trois séries de mesures sur les 4 sites étudiés pour l’air intérieur.

Seules les valeurs en toluène présentent une disparité selon les sites. Les 4 autres polluants analysés (benzène, l’éthylbenzène, les xylènes) ont des concentrations moyennes relativement faibles et homogènes (< 2,4 µg/m³).

Comme ceci a été observé pour les aldéhydes, il apparaît que la zone réservée à l’embarquement, au niveau du « bar altitude », concentre le plus le toluène. Sa moyenne est de 8,1 µg/m³ sur les 3 périodes, avec un maximum de 13,3 µg/m³ lors de la troisième période. Le hall 1 présente également un niveau deux fois plus élevé (4,6 µg/m³) que dans les autres sites de l’aérogare (hall 3 et 4). Cette différence de concentration au regard des autres sites est probablement due à l’émission du sol textile et de la colle utilisée, ainsi que des peintures, émissifs notamment en toluène.

La concentration en benzène est largement inférieure à la Valeur Guide Air Intérieur (VGAI) de 10 µg/m³, proposée par l’Afsset pour une exposition à long terme. Par ailleurs, elle est également inférieure à la valeur limite annuelle en 2010 pour l'air ambiant fixée à 5 µg/m³.

Les concentrations moyennes mesurées en 2010 sont légèrement supérieures à celles mesurées en 2009. Cependant, elles restent faibles au regard des valeurs de références.

Conclusions et perspectives

évaluation de la qualité de l’air ambiant

Comme en 2009, la comparaison des niveaux moyens mesurés durant cette étude dans les communes avoisinant l’aéroport Nantes-Atlantique aux données du réseau de surveillance de qualité de l’air d’Air Pays de la Loire révèle des niveaux très proches des niveaux mesurés dans le centre urbain de Nantes.

L’étude d’impact n’indique pas d’influence remarquable des émissions de la zone aéroportuaire sur les teneurs atmosphériques en dioxyde d’azote, poussières fines PM10, dioxyde de soufre et monoxyde de carbone mesurées à proximité.

Les vents dominants de secteur nord-est durant la campagne de mesure ont par ailleurs exposé la zone investiguée aux émissions en provenance de l’agglomération nantaise et de son boulevard périphérique.

Au sein de la plate-forme, les concentrations en dioxyde d’azote les plus élevées ont été mesurées au niveau de la zone de stationnement avions face au hall 3, du parking voitures et de la zone d’avitaillement. Ces deux premiers résultats confirment ceux obtenus lors des précédentes campagnes de mesure. Cette influence est limitée au sein de la plate-forme.

Les niveaux en benzène sont faibles et très homogènes quelque soit l’environnement du site de mesure.

Durant la présente étude, les seuils réglementaires ont été respectés au sein et dans l’environnement de la plate-forme aéroportuaire. Toutefois, la moyenne en dioxyde d’azote sur la durée des campagnes été 2009 et hiver 2010, mesurée sur l’un des 6 sites situés au sein de la plate-forme aéroportuaire (zone de stationnement avions face au hall 3), a dépassé la valeur limite en moyenne annuelle, et la valeur limite en moyenne journalière applicable aux poussières fines PM10 a été atteinte une fois (pour 35 autorisés annuellement) à la ferme de la Ranjonnière. Cette comparaison n’est donnée qu’à titre indicatif, la durée de la campagne ne permettant pas de faire une évaluation stricte des concentrations par rapport aux seuils annuels.

Enfin, l’impact du trafic aérien sur la qualité de l’air n’est pas perceptible.

mesure en air intérieur

Les niveaux enregistrés en dioxyde d’azote en air intérieur sont plus importants par rapport à l’air extérieur. Ceci suggère qu’il y a un transfert de la pollution extérieure vers l’intérieur provoquant une élévation des niveaux favorisés par la proximité des sites investigués par rapport au trafic routier extérieur ou intérieur à la plateforme. Par ailleurs, des conditions météorologiques défavorables à la dispersion des polluants (mais observées régulièrement dans notre région) ont accentué l’entrée des gaz à combustion du parking extérieur au sein du bâtiment principal.

Le bar altitude a concentré le plus les aldéhydes et les BTEX. Cette espace est un espace où le renouvellement d’air y est le moins important. Par ailleurs, des travaux de rénovation (pose de moquette, application de peinture), ainsi que la présence de nombreuses boutiques (parfumerie, librairie, alimentation,…) peuvent être à l’origine de cette observation.

Les concentrations moyennes en aldéhyde et en BTEX sont plus faibles que celles relevées dans d’autres environnements (logements, écoles), et sont similaires à d’autres aérogares. Les valeurs en formaldéhyde et en benzène sont en deçà des valeurs guides de l’Afsset.

perspectives

Air Pays de la Loire devrait procéder, à la demande de la CCI de Nantes et selon des modalités identiques à la présente étude à une campagne de mesure en période estivale en 2011. Des mesures automatiques des principaux polluants à l’entrée de l’aérogare permettraient d’appréhender l’exposition des piétons aux activités de la plateforme aéroportuaire (trafic routier induit…) et de corréler les niveaux ambiants aux niveaux mesurés à l’intérieur de l’aérogare.