Energie et industrie

Les secteurs de l’industrie manufacturière et de la construction sont des ensembles hétérogènes dans le sens où l’on constate :

• que des émissions de polluants sont liées à l’utilisation de l’énergie tandis que d’autres sont liées à d’autres phénomènes (mécanique, chimique, etc.) ;
• la grande diversité des procédés spécifiques aux différents secteurs de la branche et aux divers produits ;
• la variabilité des caractéristiques des installations même au sein d’un secteur (type d’équipement, taille, etc.).

L'Ineris est un acteur reconnu de la mesure de la qualité de l'air et des émissions industrielles. Il met à la disposition des industriels et des collectivités locales ses compétences et ses moyens techniques à la pointe dans le domaine de la caractérisation des émissions canalisées ou diffuses.
La maîtrise des émissions industrielles dans l'atmosphère pour améliorer la qualité de l'air est un enjeu environnemental et économique incontournable pour le monde industriel.
De plus, la capacité à maîtriser les méthodes de mesurage ou d’estimation par modèle ou par bilan des concentrations et flux de polluants et à caractériser les émissions canalisées ou diffuses des différentes activités industrielles ou domestiques sont nécessaires à l’établissement d’inventaires d’émissions fiables. C’est à partir de ces inventaires, que peuvent être définies les actions des pouvoirs publics pour atteindre les objectifs de réduction des émissions fixés par les plans nationaux ou locaux pertinents.

L’Institut vient en appui technique des pouvoir publics notamment concernant :

• Les méthodes et stratégies de mesurage (élaboration de nouvelles méthodes, contrôle de la qualité des méthodes de mesurage et de leur mise en œuvre, normalisation, détermination des caractéristiques des méthodes et validations sur site, représentativité spatio-temporelle des données) ;
• La connaissance et la réduction des émissions (détermination de facteurs d’émissions de branches industrielles, caractérisation des procédés dont les Meilleures Techniques Disponibles (MTD), bilans massiques).

Si la mise en place de la réglementation a permis de faire baisser de manière significative les émissions canalisées des installations classées des polluants couverts par la réglementation, la caractérisation de niveaux très faibles de concentration n’est pas sans enjeu.
Par ailleurs, les émissions diffuses devenant de plus en plus prépondérantes par rapport aux émissions canalisées, il nous faut acquérir de nouvelles connaissances afin de pouvoir mieux les caractériser.
Enfin, il est nécessaire de développer les connaissances sur les émissions de polluants non réglementés mais dont les émissions peuvent contribuer à la dégradation de la qualité de l’air (particules fines et ultrafines, composés organiques volatils et semi spécifiques, carbone suie, dioxines bromées).

Amélioration des méthodes de mesurage et accompagnement à l’abaissement des VLE (valeurs limites d’émission)

La baisse des niveaux d’émissions de polluants règlementé issus des sources dites canalisées (cheminées industrielles) s’accompagne de nouveaux enjeux pour les parties prenantes que sont les industriels, les laboratoires et les autorités des secteurs industriels. Dans ce contexte, l’Ineris a été mobilisé pour évaluer les performances des méthodes de référence de caractérisation des émissions atmosphériques de polluants réglementés à faibles concentrations et proposer de nouvelles dispositions pour les contrôles réglementaires dans la perspective d'une diminution des valeurs limites d'émissions (VLE).

> Le rapport Surveillance des rejets à l'atmosphère : proposition de nouvelles dispositions pour les contrôles réglementaires dans la perspective d'une diminution des VLE

L’adéquation de ces analyseurs pour la mesure de concentrations de plus en plus faibles est un enjeu important : les instances de normalisation européennes doivent proposer des méthodes performantes adaptées aux exigences de rejets atmosphériques des processus industriels réglementés, à des niveaux qui sont de plus en plus faibles en lien avec les Directives IED (BREF) et MCP. C’est l’objet des projets EMPIR IMPRESS 2 (2017-2020) et HEROES (2019-2023) auxquels l’Ineris contribue. Ces études, relatives à la validation et la caractérisation de nouvelles méthodes de mesurage des polluants atmosphériques issus d’activités industrielles (tels qu’acide fluorhydrique (HF), acide chlorhydrique (HCl), ammoniac NH₃) et formaldéhyde (CHOH)) sont basées sur l’utilisation d’analyseurs automatiques de nouvelle génération, dont les techniques optiques.

Par ailleurs, le projet Meterdiox (2019-2023) auquel l’Ineris contribue, propose la mise au point d'une méthode de détection des dioxines et furanes PCDD/F à l'émission des incinérateurs avec une résolution temporelle de 24h, qui vise à fournir à fournir une information plus pertinente pour la population et aussi permettre un meilleur contrôle du procédé d’incinération. Son objectif est de vérifier l’efficacité de piégeage des dioxines et furanes sur divers supports zéolithes et vérifier la faisabilité d’un mesurage 24h sur sites industriels. Il repose sur l’utilisation de la technique de spectrométrie de masse dite Jet-REMPI-MS (comme Resonance Enhanced Multiphoton Ionization Mass Spectrometer) pour l’analyse de terrain de fumées.

Emissions de polluants émergents

La caractérisation des émissions de carbone suie ou « black carbon » issues des installations de combustion ne fait l’objet à ce jour d’aucune méthodologie référencée. Les lacunes dans les connaissances et les incertitudes sur les données disponibles sont liées notamment à l’absence de comparaison entre les méthodes appliquées. Le projet Carablack (2014-2019) avait pour objectif de rechercher une ou plusieurs approches de caractérisation puis de tester les méthodes identifiées comme les plus pertinentes sur le banc d’essais de l’Ineris puis sur des installations afin de déterminer des facteurs d’émission sur ces installations. Les écarts de mesures et de sensibilité constatés ont conduit l’Ineris à envisager différents critères de sélection de la méthode retenue en vue d’une future harmonisation des pratiques de mesure, selon l’objectif visé : facilité de mise en œuvre ou type d’impact évalué (santé ou effet de serre).

> Le rapport  CORTEA 2014 : CARABLACK - Caractérisation des émissions atmosphériques de Black Carbon aux rejets de sources fixes - La librairie ADEME

Le projet ACIBIOQA (Ademe/CORTEA – 2020/2022) auquel l’Ineris contribue, vise à mettre à jour les facteurs d’émissions des chaufferies de puissance <20 MW utilisant la biomasse et à intégrer de nouveaux paramètres tels que la répartition en taille des émissions particulaires et la fraction des COSV (Composés Organiques Semi-Volatils), ceci afin de quantifier, via la modélisation, leur impact sur la qualité de l’air et notamment la formation d’aérosols organiques secondaires, en comparaison aux autres sources. Les objectifs spécifiques de ce projet sont les suivants :

• déterminer pour les chaufferies industrielles les facteurs d’émissions de PM₁₀, PM_2.5 et semi-volatils totales et si possible par classe de volatilité utile à la modélisation ;
• mettre à jour l’inventaire d’émissions ;
• caractériser les émissions de SVOCs/IVOCs (composés organiques de volatilité intermédiaire) des chaufferies industrielles par classe de volatilité ;
• caractériser l’impact des facteurs d’émissions d’espèces organiques semi-volatiles sur la formation d’aérosol organique secondaire dans l’atmosphère à l’aide d’outils de modélisation.

PA Dioxines bromées : brûlage accidentels de déchets, UIOM, UIDD et sites industriels
Depuis 2015, l’Ineris a réalisé dans le cadre de ses missions d’appui aux pouvoirs publics plusieurs études relatives aux émissions de dioxines bromées issues des incinérateurs d’ordures ménagères, des incinérateurs de déchets dangereux en France ainsi que deux sites industriels situés en Ile de France (une chaufferie biomasse et une aciérie). Ces études fournissent des premières données nationales sur les émissions de dioxines et furanes bromés et pour les incinérateurs des données représentatives du fonctionnement en conditions réelles du parc d'installations français. Ces données, disponibles en 2022, pourront être mises en perspective avec une précédente étude relative à l’émission de dioxines bromées issues de feux de déchets accidentels.

> Le rapport Émissions atmosphériques de dioxines et de furanes bromés lors de feux accidentels de déchets contenant des substances bromées
> Le rapport Caractérisation des émissions de dioxines et furanes bromés des incinérateurs de déchets non dangereux

Emissions diffuses

Mis en place par l’Ineris dans le cadre de sa mission d’appui aux pouvoirs publics, le projet MethanEmis (2018-2021) vise à appréhender les niveaux réels d’émission des installations de méthanisation en vue de mieux prioriser les mesures de prévention et de réduction. L’Institut s’est appuyé sur la synergie de ses expertises (mesures sur site, traitement statistique innovant, modélisation de la dispersion et évaluation des performances des procédés industriels et agricoles) pour évaluer les émissions de méthane d’un échantillon d’installations agricoles. Les résultats ont montré que si l’empreinte méthane d’une installation n’est pas différenciable du fond environnemental agricole quand celle-ci est en fonctionnement nominal, des dysfonctionnements peuvent être à l’origine d’émissions significatives lorsque la situation dure plusieurs semaines.

Le projet EMICER s’est penché sur l’étude des émissions de poussières lors des étapes de manutention et de séchage des céréales sur les silos terrestres et portuaires. Ce projet a été l’occasion de mettre au point trois principaux outils de mesures, mobilisables et déclinables à plus ou moins long terme :

• un protocole de mesure des émissions en sortie de séchoir de forte puissance, ce protocole pourra être décliné rapidement par les bureaux de contrôle ;
• un protocole pour une méthode optique permettant de mesurer rapidement l’efficacité des dispositifs de limitation des émissions. Ce protocole doit être publié sous peu et peut d’ores et déjà être utilisé par Coop de France sur ses installations ;
• une méthode de laboratoire, dite DHC (Dust Heubach Coulter), qui permet de caractériser les émissions potentielles de poussières pour un lot de céréales. Celle-ci doit encore être améliorée et validée. A terme, elle pourrait être déclinée sous forme d’un test généralisé de l’émissivité des produits céréaliers, érigeant cette caractéristique au rang de critère de mesure de la qualité d’un produit céréalier.

En outre, le projet a permis de déterminer des facteurs d’émission pouvant être valorisés dans l’inventaire national du Citepa (Centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique) et par les acteurs de la filière.

Partenaires : Services coop de France / ARVALIS-Institut du végétal / Germ services

Surveillance de la qualité de l’air autour des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE)

La surveillance dans l’air des retombées des émissions atmosphériques autour d’une ICPE soumise à autorisation peut être mise en place volontairement par l’exploitant pour répondre, par exemple, à des demandes des populations ou bien être imposée par différents cadres réglementaires (dossier de demande d’autorisation d’exploiter, arrêté préfectoral, arrêtés ministériels…).
L’Ineris a produit un guide définissant les repères méthodologiques nécessaires à la mise en œuvre de cette surveillance :

• soit ponctuellement, pour permettre d’établir l’état actuel du milieu atmosphérique dans le cadre d’une demande d’autorisation d’exploiter d’une ICPE ou d’une modification substantielle de ses conditions d’exploitation ;
• soit lorsque celle-ci s’inscrit dans un programme de surveillance environnementale autour d’une ICPE, exigé par la réglementation nationale ou prescrit par arrêté préfectoral.

La surveillance dans l’air ne peut se substituer à la surveillance d’autres matrices notamment pour caractériser une pollution historique d’un milieu accumulateur.

Ce guide est destiné à des acteurs de terrain : industriels, laboratoires, bureaux d’études, DREAL qui sont confrontés dans le cadre de leurs activités quotidiennes à la mise en place ou à l’évaluation de la qualité de campagnes de mesures. Il est un complément sur le volet « air » au guide sur l’Évaluation de l’état des milieux et des risques sanitaires (Ineris, 2021).

L’approche proposée dans ce guide repose sur une phase approfondie d’études préalables (documentaires et de terrain) du site et de son environnement, qui doit permettre de construire une stratégie de mesure proportionnée aux enjeux.

Si ce guide propose des repères méthodologiques, leur bonne mise en œuvre repose sur un important savoir-faire des opérateurs de terrain et une bonne connaissance des normes de mesure auxquelles ce guide ne peut pas se substituer.

Par ailleurs, les services de l’État (DREAL, Préfecture) restent les prescripteurs de la surveillance autour des ICPE au moyen d’arrêtés préfectoraux qui « fixent les moyens d’analyses et de mesures nécessaires au contrôle de l’installation et à la surveillance de ses effets sur l’environnement » (article R. 512-28 du Code de l’environnement).

Enfin une méthodologie de surveillance est un outil « vivant » qui doit évoluer dans le temps, afin de s’adapter à l’évolution des enjeux autour du site. Elle peut donc être renforcée ou allégée. On veillera cependant à toujours permettre de raccorder les résultats de mesure à l’historique des données précédemment acquis.

Registre des émissions polluantes et des déchets

Le registre des émissions polluantes et des déchets (BDREP), dont l’Ineris est l’administrateur depuis plus de 15 ans, a pour objectif de bancariser, qualifier, historiser et restituer les données provenant du site de déclarations des émissions polluantes et des déchets (GEREP), afin de garantir le suivi des émissions polluantes et des déchets rejetés par les installations industrielles soumises à déclaration au fur et à mesure des années. Les données consolidées dans ce registre sont disponibles et utilisées pour répondre à des besoins divers et font l’objet d’un rapportage règlementaire européen au titre du règlement E-PRTR^(*) .

En 2020, à la demande de la Commission européenne, le rapportage des données des émissions des établissements relevant du règlement européen sur les rejets et transferts des polluants (soit environ 4500 établissements en France en 2019) et celui des grandes installations de combustion (au nombre de 243 en 2019) ont été fusionnés. Cette fusion a donné lieu à l’obligation de créer un registre des établissements relevant du règlement E-PRTR et de la Directive IED (grandes installations de combustion), qui contient des informations administratives et réglementaires, et un fichier de données contenant les valeurs d’émission d’une liste finie de substances polluantes de chacun de ces établissements. Pour consolider ces fichiers, l’Ineris s’appuie notamment sur la base de données du registre des émissions polluantes (BDREP). Ces fichiers sont transmis chaque année à la Commission européenne dans le cadre des rapportages EU-Registry et E-PRTR/LCP.

(*) E-PRTR : European Pollutant release and Transfer Register : The European Pollutant Release and Transfer Register (E-PRTR) - Environment - European Commission (europa.eu)