Évaluation de la qualité de l’air dans l’environnement de l'Unité de Valorisation Energétique Arc en Ciel, campagne 2010

contexte : une qualité de l’air réglementée

Chaque année, l’Unité de Valorisation Energétique (UVE) Arc en Ciel traite plus de 250 000 tonnes de déchets de l’agglomération Nantaise [1]. Depuis les arrêtés préfectoraux du 2 juillet 1992 et du 14 avril 2003, une surveillance annuelle de la qualité de l’air autour de l’UVE, est exigée. C’est Air Pays de la Loire qui a été chargé de cette mission et qui réalise, depuis 1997, une surveillance annuelle de la qualité de l’air dans l’environnement de l’établissement. Deux types d’indicateurs sont ciblés par ce processus de surveillance :

• Les polluants atmosphériques, qui comprennent les métaux lourds, l’acide chlorhydrique, le dioxyde d’azote NO₂, le dioxyde de soufre SO₂, le monoxyde de carbone CO ainsi que les particules fines PM10,
•  Les retombées atmosphériques, qui contiennent les dioxines et furannes et les métaux lourds.

objectifs : suivi réglementaire et évaluation de l’impact d’Arc en Ciel

Cette surveillance annuelle a pour but :

•  de comparer la qualité de l’air aux valeurs réglementaires,
•  d’évaluer l’impact des rejets d’Arc en Ciel sur la qualité de l’air environnant.

moyens : une campagne d’évaluation aux techniques de mesures normalisées

Deux indicateurs de pollution

Le dispositif d’étude mis en œuvre par Air Pays de la Loire comprend la mesure :

• des dépôts atmosphériques, par la collecte et l’analyse des eaux de pluie ;
• les concentrations atmosphériques.

Une campagne de mesure de 7 semaines
Le processus de mesure s’est déroulé du 3 novembre au 22 décembre 2010. Le dispositif de mesure des retombées atmosphériques a duré 5 semaines, (du 3 novembre au 8 décembre 2010), au lieu des 7 initialement prévues, en raison des conditions météorologiques.

Les polluants mesurés
Les polluants suivants émis par l’incinération des déchets ont été mesurés soit dans l’air soit dans les eaux de pluie à l’aide de différentes techniques de collecte et d’analyse normalisées selon la commande passée par l’établissement Arc en Ciel :

•  9 métaux : As, Ni, Cd, Pb, Zn, Cr, Cu, Hg, Mn, analysés dans l’air et dans les eaux de pluie (normes FDT 90-119, NF EN ISO 5961, NF EN 1233, NF EN 1483, NF EN ISO 11-885) ;
•  l’acide chlorhydrique via la mesure des chlorures analysés dans l’air (INRS 009 – NF ISO 10 304-2) et dans la précipitation (NF EN ISO 10304-2) ;
•  le dioxyde d’azote mesuré dans l’air (NFX 43-018) ;
•  les dioxines et furannes, dont les 17 congénères toxiques, analysés dans les eaux de pluie (Durif 2001 ; US EPA 1613) ;
•  le monoxyde de carbone (NFX 43-044), le dioxyde de soufre (NFX 43-019) et les particules fines, mesurés dans l’air.

Trois sites de mesure dans l’environnement d’Arc en Ciel

Deux sites de mesure non influencés par les rejets de l'UVE
Deux sites de mesure non influencés par les rejets d’Arc en Ciel, le site urbain de la Chauvinière à Nantes et le site rural de la Tardière en Vendée ont également été utilisés. Sur ces deux sites, des collecteurs de précipitations ont été installés pour la collecte et l’analyse des dioxines et furannes dans les eaux de pluie. Les mesures enregistrées sur ces deux sites non influencés permettent la comparaison des dépôts de dioxines et furannes avec ceux relevés dans l’environnement de l’usine.

résultats

Les dépôts de dioxines et furannes

Le graphique ci-dessous présente l’évolution des niveaux des dépôts de dioxines et furannes, dont 17 congénères toxiques, collectés sur 4 des 5 sites de mesure présentés précédemment, au cours des 8 dernières années (le site de la Gendarmerie, utilisé depuis 2003, n’a pu être utilisé en 2010 et a été remplacé par celui de l’école de la Métairie.

Le site de Couëron montre un niveau de dioxines et furannes du même ordre de grandeur que celui enregistré en 2009. Cette teneur d’1,5 pg I-TEQ/m²/j est d’ailleurs équivalente à celle mesurée sur le site de l’école de la Métairie (1,6 pg I-TEQ/m²/j) qui a été exposé 3 fois plus longtemps que Couëron aux vents en provenance d’Arc en Ciel. Le site de St-Jean-de-Boiseau révèle lui des concentrations supérieures. Ces niveaux ne semblent pas dus aux rejets de l’UVE. En effet, l’étude des teneurs en dioxines et furannes à l’émission a montré en novembre des niveaux très faibles (0.005 ng/m³ ITEQ) équivalents à ceux rencontrés habituellement. Ces concentrations à l’émission respectent la valeur réglementaire de 0.1 ng/m³ ITEQ. Par ailleurs, l’analyse des profils de répartition des dioxines et furannes est comparable sur les 5 sites de mesure. Ainsi, les concentrations atmosphériques de dioxines et furannes plus élevées à St-Jean-de-Boiseau pourraient avoir été causées par des combustions parasites.

Les métaux lourds dans l’air
Les concentrations moyennes des métaux lourds relevées sur les sites de mesure de l’Ecole de la Métairie, de Couëron et du Cimetière de St-Jean-de-Boiseau, sont exposées sur le graphique suivant :

Remarque : Les concentrations de mercure Hg relevées lors de la campagne de mesure étant inférieures à la limite de quantification, elles ne sont pas représentées sur le graphique précédent.

D’après ces résultats, les teneurs de chacun des différents métaux ciblés, sont homogènes sur les 3 sites de mesure. Les métaux relevés dans l’air se répartissent en trois classes de concentration :

•  le zinc Zn est l’élément majoritaire, avec une proportion supérieure à 50 % et des concentrations comprises entre 20 et 23 ng/m³,
•  quatre éléments mineurs, le cuivre Cu, le manganèse Mn, le plomb Pb et le nickel Ni, dont les niveaux évoluent de 2 à 9 ng/m³.
•  l’arsenic, le cadmium Cd et le chrome Cr, sont eux détectés à l’état de traces avec des concentrations inférieures à 1,5 ng/m³.

Cette répartition, constante au cours des 7 semaines de mesure, est similaire à celle relevée lors de la précédente campagne d’évaluation de qualité de l’air dans l’environnement d’Arc en Ciel en 2009.

Comparaison aux normes
En extrapolant à une année les moyennes des résultats obtenus, il est très vraisemblable que les valeurs cibles existantes pour l’arsenic, le cadmium et le plomb, soient respectées dans l’environnement d’Arc en Ciel. En effet, les teneurs moyennes enregistrées au cours de la campagne représentent au maximum 10 % de ces valeurs limites annuelles.

Étude de l’impact d’Arc en Ciel sur la qualité de l’air environnant
L’étude de l’impact de l’UVE a été effectuée pour le dioxyde d’azote, à partir de la réalisation de la rose de pollution des niveaux de pointe de ce composé. Cette représentation indique l’intensité de la pollution mesurée en fonction de la direction des vents et permet d’identifier les secteurs de vent pour lesquels la concentration est maximale.

D’après les résultats, aucune augmentation particulière des niveaux de NO₂, de SO₂, de particules fines PM10 et de CO, n’est observée dans le secteur de vent en provenance d’Arc en Ciel. Ceci suggère donc que sur la période de mesure, les rejets de l’UVE n’ont pas d’impact détectable sur les niveaux atmosphériques dans l’environnement de l’établissement. On note une augmentation des concentrations par vent de secteur nord-ouest qui est à mettre en collaboration avec les émissions de la centrale thermique EDF de Cordemais. Quant aux élévations des niveaux de polluant en secteurs est et sud-est, elles résultent de l’influence de l’agglomération nantaise.

conclusions et perspectives

D’après les résultats de la campagne de mesure menée du 3 novembre au 22 décembre 2010 :

• l’influence de l’UVE sur les niveaux de dioxines et furannes dans l’air environnant n’est pas significative, les niveaux plus élevés sur le site de Saint-Jean-de-Boiseau sont probablement dus à des combustions parasites.
•  les concentrations en métaux lourds relevées aussi bien dans les retombées atmosphériques que dans l’air ambiant, restent faibles et sont inférieures aux valeurs réglementaires,
•  aucune relation de corrélation n’a pu être mise en évidence entre les niveaux d’acide chlorhydrique dans l’air et les rejets de l’UVE,
•  les concentrations des polluants atmosphériques mesurés en continu sont inférieures aux seuils d’information et de recommandation,
•  aucune augmentation des niveaux de SO₂, NO₂, CO ou PM10 n’est observée dans le secteur de vent en provenance d’Arc en Ciel.