20 ans de cartographie de la qualité de l’air : la méthodologie de l’Ineris

A des fins d’évaluation de l’impact des politiques publiques, la cartothèque proposée par l’Ineris porte sur l’évolution de la pollution atmosphérique (dioxyde d’azote, ozone, particules) en France sur les 20 dernières années. Les cartes sont élaborées à l’aide d’une méthode géostatistique de fusion de données permettant de combiner les observations in situ des stations de mesures et les concentrations simulées par un modèle numérique de qualité de l’air.

La méthode développée par l’Ineris permet de calculer des indicateurs statistiques, comparables sur une période de 20 ans, à partir de plusieurs paramètres :
-    Les observations sont issues des sites de mesures fixes réglementaires opérés sur le territoire national par les associations agrées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). Seules les stations rurales, urbaines et péri-urbaines sont retenues.
-    Les concentrations sont simulées sur l’ensemble du territoire national à l’aide du modèle numérique de qualité de l’air CHIMERE, codéveloppé depuis 2001 par le CNRS et l’Ineris. La résolution du modèle est de 4km pour la période 2000-2017, raffinée à 2km pour les années plus récentes, ce qui permet de simuler finement les niveaux « de fond ». Mais cela ne permet pas une représentation précise des niveaux de pollution à proximité de sources locales spécifiques d’émissions (zones de trafic routier dense, zones industrielles).   Les données météorologiques, ainsi que les données d’émission utilisées par ce modèle, sont spécifiques à chaque année. En revanche, les données de répartition de la population utilisées pour élaborer les concentrations pondérées par la population, sont celles de 2015 et prennent en compte une description fine des zones habitées (source : LCSQA).

Les cartes de NO2 et O3 sont disponibles sur la période 2000-2019. Celles de PM10 antérieures à 2007 n’ont pu être établies que pour les données annuelles (pas de calcul du nombre de dépassements de la VL journalière par exemple). En effet jusqu’en 2007, les méthodes de mesures horaires de PM10 ne détectaient pas certains composés chimiques ce qui conduisait à une sous-estimation des concentrations. De nouvelles méthodes de mesure permettant de pallier ce problème ont été déployées en France et en Europe à partir de 2007. Néanmoins, pour réaliser cette cartothèque, l’Ineris a défini une méthode de correction adaptée uniquement aux concentrations annuelles. Par ailleurs, les cartes de PM2.5 ne sont produites qu’à partir de 2009, lorsque le nombre de stations de mesures sur le territoire national devient suffisant pour mettre en œuvre la méthode de fusion de données.
Les indicateurs statistiques (moyennes de concentration, nombre de dépassements d’un seuil, indicateur annuel de cumul des concentrations) sont calculés à l’échelle de la maille du modèle, c’est-à-dire calculés au niveau de la plus petite unité d’espace simulé. L’agrégation des indicateurs par entité administrative se fait à partir des données maillées, au prorata de la surface communale.
En ce qui concerne les concentrations pondérées par la population, elles sont obtenues par la formule suivante :

formule.jpg

Avec, à l’échelle communale, N le nombre de mailles intersectant la commune, Ci la concentration dans chaque maille de la commune et Pi la population dans la fraction de maille correspondant à la commune concernée. A l’échelle du département (de la région), N représente le nombre de communes du département (de la région), Ci la concentration sur la commune et Pi la population de la commune.

Synthèse des indicateurs statistiques cartographiés

Pour chaque indicateur cartographié, est indiqué le polluant ciblé, la statistique calculée, le seuil éventuel ainsi que le type de seuil, et la cible visée par le calcul de cet indicateur. Les valeurs limites (imposées au niveau européen) sont les plus contraignantes sur le plan réglementaire. Les autres seuils sont soit des objectifs, soit des indicateurs (sanitaires par exemple). Les seuils de recommandation et d’information ainsi que les seuils d’alerte sont issus de la réglementation française et visent à mettre en œuvre des mesures préfectorales d’urgence afin de réduire les pics de pollution.

*AOT 40 (exprimé en µg/m³.heure) signifie la somme des différences entre les concentrations horaires supérieures à 80 µg/m³(= 40 ppb ou partie par milliard) et 80 µg/m³ durant une période donnée en utilisant uniquement les valeurs sur 1 heure mesurées quotidiennement entre 8 heures et 20 heures
**SOMO35 représente la somme des concentrations moyennes supérieures à 70 µg/m³ (= 35 ppb) sur un an. Il s’agit de l’indicateur recommandé par l’organisation mondiale de la santé. Pour chaque jour, le maximum de la moyenne journalière glissante sur 8 heures est calculé et seules les valeurs supérieures à 70 sont sommées pour calculer SOMO35.

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