Évaluation de la qualité de l'air dans l'environnement de l'aéroport Nantes-Atlantique, campagne été 2011

contexte : une démarche environnementale

Dans le cadre de leur démarche environnementale, les aéroports du Grand Ouest (AGO), succédant à la Chambre de Commerce et d’Industrie de Nantes St-Nazaire (CCIN) en tant que concessionnaire, ont souhaité obtenir des informations sur la qualité de l’air au sein et aux abords de la plateforme aéroportuaire Nantes Atlantique. Air Pays de la Loire a été retenu en 2009 pour mener ce projet sur 3 ans. Les moyens et techniques utilisés par Air Pays de la Loire ont été soumis et acceptés par AGO.

Comme nombre d’activités anthropiques, le transport aérien est à l’origine d’émissions de polluants atmosphériques, majoritairement dues aux aéronefs et aux activités au niveau de la plateforme aéroportuaire. Dans un souci de protection de la santé humaine, la réglementation de l’Union Européenne impose la surveillance de certains polluants atmosphériques. C’est le cas notamment du dioxyde d’azote, des particules fines, du dioxyde de soufre, de l’ozone, du monoxyde de carbone et du benzène, polluants qui ont fait l’objet d’une évaluation. Pour l’air intérieur, les aldéhydes, le toluène, l’éthylbenzène et les xylènes sont par ailleurs suivi.

La présente campagne réalisée à l’été 2011 s’inscrit dans le prolongement d’une succession d’études initiée en 2002 par Air Pays de la Loire :

Cette approche, basée sur une alternance de conditions climatiques hivernales et estivales, vise à obtenir la 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.

objectifs : évaluer la qualité de l’air extérieur et intérieur au niveau de la plateforme aéroportuaire

Les objectifs de surveillance poursuivis sont :

• le suivi en continu des niveaux de polluants atmosphériques sur un site localisé dans le prolongement de la piste ;
•  la caractérisation de la répartition spatiale de polluants au sein et dans l’environnement de la plateforme ;
•  l’évaluation de la qualité de l’air intérieur dans l’aérogare ;
•  la variabilité saisonnière par une mise en perspective de cette étude au regard des précédentes.

moyens : deux méthodes complémentaires pendant un mois

La campagne de mesure s’est déroulée du 6 septembre au 4 octobre 2011.

mesures des polluants par analyseurs automatiques

Du 6 septembre au 4 octobre 2011, le dioxyde d’azote, les particules fines PM10, le dioxyde de soufre SO₂, l’ozone O₃ et le monoxyde de carbone CO ont été mesurés en continu par un laboratoire mobile installé dans le prolongement nord de la piste.

mesures des polluants par tubes à diffusion passive

Le dioxyde d’azote et les BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) ont été mesurés par 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.

Le dispositif mis en place par Air Pays de la Loire en 2011 est identique à celui des deux études de 2009 et 2010.

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

Durant 2 périodes successives de deux semaines, ont été instrumentés :

•  dix sites de mesure dans les communes environnantes, Bouguenais et Saint-Aignan de Grand lieu (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), un site au niveau du parking de voitures n°2 (site 16).

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 2 périodes de 7 jours.

résultats :

air ambiant
situation météorologique

La rose des vents pour la période du 6 septembre au 4 octobre 2011, est présentée ci-contre. L’analyse de la direction des vents sur la totalité de la campagne montre une prédominance des vents de secteur ouest à sud-ouest, notamment lors de la 1ère quinzaine de mesure. Le site de la ferme de la Ranjonnière était donc relativement peu influencé par les activités aéroportuaires. Par ailleurs, alors que les températures relevées au cours des 3 premières semaines approchaient les normales saisonnières, elles ont été largement dépassées à la fin de la période de mesure atteignant les 30°C début octobre.

représentativité des niveaux de pollution de la période de mesure

Quel que soit le polluant considéré, les niveaux mesurés en septembre 2011 sont globalement inférieurs à ceux mesurés en moyenne au mois de septembre de 2002 à 2010.

un impact limité au sein de la plateforme

Sur l’ensemble de la campagne, les niveaux moyens en dioxyde d’azote et en benzène enregistrés dans les communes environnant la plateforme aéroportuaire (sites 1 à 10) sont comparables aux niveaux enregistrés dans l’agglomération nantaise durant cette même période et sont donc représentatifs d’une pollution de fond urbain.

Au sein de la plateforme aéroportuaire, 4 sites, aux abords des parkings avions et voitures et de la zone d’avitaillement, présentent des niveaux non représentatifs d’une pollution de fond.

• Pour le dioxyde d’azote, en moyenne, les concentrations y sont plus de deux fois supérieures à celles relevées sur les sites de fond, suggérant que les activités de l’aéroport ont un impact sur les niveaux de dioxyde d’azote, limité toutefois au périmètre de la plateforme aéroportuaire.
•  Pour le benzène, une seule élévation est constatée au niveau du site n°12, mais elle reste relativement faible et géographiquement isolée n’ayant d’influence que dans son environnement immédiat.

influence de l’agglomération nantaise

Les roses de pollution, en indiquant l’intensité de la pollution en fonction de la direction des vents, permettent d’apprécier l’éventuel impact des activités de l’aéroport sur la qualité de l’air au point mesure. Ainsi, pour le dioxyde d’azote (rose de pollution ci-dessous) et les particules fines PM10, l’influence de l’agglomération et de son périphérique est clairement mise en évidence puisque les élévations s’observent principalement par vents de secteurs nord à est.

En revanche, pour des directions de vent comprises entre 180 et 220°, les niveaux de dioxyde d’azote n’ont pas augmenté. Au contraire, l’air soufflé du sud-ouest, appauvri en dioxyde d’azote, aurait même tendance à abaisser les niveaux à La Ranjonnière. Cette rose de pollution suggère également que les mouvements des avions (décollage et atterrissage) par le Nord-Est n’ont pas d’impact visible sur les niveaux de pollution enregistrés en bout de piste.

situation par rapport à la réglementation

Les seuils d’information et d’alerte n’ont fait l’objet d’aucun dépassement durant la période de mesure. Les niveaux moyens mesurés n’étant pas représentatifs des niveaux annuels, la comparaison aux seuils annuels n’a pas été réalisée.

effet de saisonnalité

Quel que soit le polluant, la mise en perspective des résultats de cette étude avec ceux des années passées permet de mettre en évidence un effet de saisonnalité sur leurs niveaux. Ainsi, les moyennes journalières et les maxima journaliers hivernaux sont globalement plus élevés que les valeurs correspondantes mesurées durant les périodes estivales (cf. graphique ci-dessous). Ces résultats sont directement liés à l’augmentation des émissions dues au trafic routier et au secteur résidentiel-tertiaire (chauffage notamment), ainsi qu’aux conditions de dispersion moins favorables en période froide.

S’agissant de l’ozone, polluant secondaire, les profils sont inversement rythmés par les saisons. En effet, les polluants primaires conduisent à la formation d’ozone sous l’action du rayonnement ultraviolet du soleil. La formation de l’ozone se trouve donc favorisée par l’ensoleillement expliquant la supériorité des niveaux estivaux par rapport aux concentrations mesurées lors des campagnes hivernales.

Quant au benzène, une variation atypique se profile au niveau de la zone d’avitaillement où les émissions seraient favorisées sous l’effet de fortes températures (30°C lors de la campagne 2011).

air intérieur
dioxyde d’azote

L’évolution des concentrations moyennes en dioxyde d'azote depuis 2008 au niveau des quatre sites de l’aérogare met en évidence des niveaux moins importants en 2011.

Ces niveaux en dioxyde d’azote s’expliquent par la saisonnalité de la réalisation des mesures : en saison estivale, les émissions du trafic routier et du secteur résidentiel -tertiaire (chauffage) sont moins importantes qu’en hiver (saison de réalisation de la campagne 2010). De plus, l’origine sud-ouest du vent a permis de réduire le transfert de polluants extérieurs en provenance des parkings de stationnement vers les bâtiments (orientés Nord-est). La comparaison des niveaux enregistrés en extérieur montre des concentrations plus importantes dans tous les environnements intérieurs, en particulier au niveau de l’accueil du hall 1, la salle d’embarquement du hall 3 et le bar altitude :

• Au niveau de l’entrée du hall 1 (entrée principale des voyageurs), la qualité de l’air est influencée en partie par des transferts de pollution en provenance des parkings de stationnement situés à proximité.
•  Pour le bar altitude et la salle d’embarquement 3, les niveaux en dioxyde d’azote atteints peuvent avoir pour origine des gaz de combustion (hotte du restaurant, chaudière), introduits dans le bâtiment par le système de ventilation (prise d’air en terrasse située à proximité de conduits évacuant ces gaz de combustion).

aldéhydes

En 2011, les concentrations moyennes en aldéhydes enregistrées au sein de l’aérogare indiquent globalement des niveaux plus importants de celles-ci sur les 4 sites instrumentés (+3 à 39 %).

Plus particulièrement, l’évolution des concentrations moyennes en formaldéhyde depuis 2009 (graphique) montre des niveaux moyens plus élevés en 2011.

Les niveaux moyens en formaldéhyde sont plus élevés lors des campagnes estivales (été 2011 et 2009), en lien avec des émissions plus importantes de ce polluant lorsque les températures sont chaudes. Les niveaux les plus importants sont mesurés au niveau du bar altitude et à l'accueil du hall 4, à l'image des campagnes précédentes.

Le bar altitude, espace plus confiné que les autres sites et son aménagement (moquette au sol, point presse, parfumerie) permet d’expliquer ces niveaux plus importants. L’utilisation quotidienne de produits de nettoyage pour la moquette a pu aussi influencer le niveau de pollution en formaldéhyde.

Au niveau de l’accueil du Hall 4, les concentrations plus élevées en formaldéhyde peuvent avoir pour origine la présence de services (point presse, restauration, bar) et les aménagements en bois reconstitué (guichets, panneaux verticaux) potentiellement émetteurs en ce polluant.

Classé comme polluant prioritaire par l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses), le formaldéhyde présente des concentrations moyennes [4,1 à 8,1 µg/m³ selon les sites] en dessous de la valeur cible de 10 µg/m³ du Haut Conseil en santé publique (HCSP) à atteindre en 2023.

BTEX

Les concentrations moyennes en BTEX dans l’aérogare indiquent des niveaux moins élevés en polluants (jusqu'à -83% par rapport à l’année dernière) en 2011, avec un polluant comme le toluène qui est mesuré avec les plus fortes concentrations (x3) sur tous les sites.

Classé comme polluant prioritaire par l'Anses, une attention particulière est portée sur le benzène (graphique) dont les niveaux restent faibles en environnement intérieur. A l’image de la campagne de l’été 2009, des plus faibles niveaux en benzène sont enregistrés en 2011 du fait que les mesures ont été réalisées en saison estivale, saison où les émissions de benzène sont moins importantes qu'en hiver (campagne hiver 2010).

Les concentrations mesurées en extérieur au niveau des sites de fonds indiquent des niveaux comparables, en lien avec un possible transfert de la pollution extérieure dans le bâtiment. Le bar altitude plus confiné, présente des concentrations en benzène plus importantes du fait d'apports intérieurs supplémentaires (produits de décoration, moquette, colles).

Enfin, les concentrations moyennes en benzène mesurées en air intérieur [ 0,4 à 0,6 µg/m³, selon le site ] sont largement inférieures à la valeur cible de 2 µg/m³ du HCSP à atteindre en 2013.

conclusions et perspectives

évaluation de la qualité de l’air ambiant

La pollution moyenne sur la période d’étude mesurée dans les communes jouxtant la zone aéroportuaire Nantes-Atlantique est représentative de niveaux de fond urbain, tendant parfois même vers des niveaux de fond rural.

Si l’étude d’impact n’indique pas d’influence remarquable des émissions de la zone aéroportuaire sur les teneurs atmosphériques mesurées à proximité, celle de l’agglomération et de son boulevard périphérique est clairement mise en évidence, notamment pour le dioxyde d’azote et les particules PM10.

L’étude confirme par ailleurs l’impact de l’activité de la zone aéroportuaire sur quatre sites : le parking voitures et les zones de stationnement avions face aux halls 3 et 4 pour le dioxyde d’azote, et la zone d’avitaillement en kérosène pour le benzène. Cette influence reste toutefois limitée à la plateforme.

Les seuils d’information et d’alerte n’ont fait l’objet d’aucun dépassement durant la période de mesure. Les niveaux moyens mesurés n’étant pas représentatifs des niveaux annuels, la comparaison aux seuils annuels n’a pas été réalisée.

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

Cette succession d’études alternant les saisons hivernales et estivales a finalement permis de mettre en évidence un effet de saisonnalité, les conditions météorologiques ayant à la fois un effet sur les émissions et la dispersion des polluants. La qualité de l’air intérieur étant partiellement liée aux paramètres extérieurs, ce phénomène se révèle également au travers des mesures réalisées dans l’aérogare.

évaluation de la qualité de l’air intérieur

Les concentrations moyennes en formaldéhyde et en benzène enregistrées lors de la campagne de mesure sont en dessous des valeurs cibles du Haut conseil en santé publique de cible de 10 µg/m³ (2023) pour le formaldéhyde et 2 µg/m³ (2015) pour le benzène.

Comme les années précédentes, il apparaît que les niveaux moyens en dioxyde d’azote (NO₂) mesurés en air intérieur sont plus importants que ceux de l’air extérieur. La réalisation de la campagne de mesure en période estivale implique des émissions moins importantes en NO₂. Une direction des vents favorable à la dispersion des polluants a aussi influencé ces niveaux plus faibles.

Concernant les composés organiques volatils, une augmentation des niveaux des aldéhydes a été enregistrée en 2011 en lien avec une plus forte émissivité de ces polluants en période estivale.

A l'inverse, des faibles niveaux en benzène ont été enregistrés lors de la campagne de 2011 du fait d’émissions moins importante en été.

C’est au niveau du bar altitude que les plus fortes concentrations en COV sont enregistrées: Cet espace est plus confiné que les autres sites et son aménagement particulier permet d’expliquer ces niveaux plus importants (moquette au sol, point presse, restauration, parfumeries).

Les plus fortes concentrations en COV sont ensuite mesurées au sein des accueils du hall 1 et 4, du fait de la présence de nombreux services sur ces sites (restauration, bar, points presse) et des aménagements (moquettes, panneaux bois reconstitué), émetteurs potentiels de COV dans l'environnement de l'aérogare.

Leurs concentrations moyennes sont dans la moyenne, voire plus faibles que celles relevées dans d’autres environnements intérieurs d'aérogares.