L’Ineris dans le LCSQA Le LCSQA résulte d’une collaboration forte entre trois partenaires dont les métiers se complètent pour assurer la coordination du dispositif national de surveillance : l’Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (Ineris), le Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE) et l'Institut Mines-Telecom Nord Europe (IMT Nord Europe). Le LCSQA est constitué en Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS). Créé dans un premier temps afin d’apporter un support scientifique et technique aux pouvoirs publics et aux Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) tout en contribuant au développement, à la modernisation et l’harmonisation des réseaux de surveillance, le LCSQA est aujourd’hui l’organisme national de référence requis par les directives européennes. Ses missions sont définies dans l’arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l’air ambiant. L’Ineris est membre du LCSQA depuis sa création en 1991 et héberge dans ses locaux la Direction du GIS. En plus de la réalisation de travaux scientifiques et techniques concernant les polluants réglementés et d’intérêt national, l’organisation de comparaisons inter laboratoires et la participation à toutes les instances nationales et européennes en lien avec les directives de qualité de l’air, l’Ineris est notamment en charge pour le LCSQA des actions suivantes : Gestion et maintenance de la base nationale des données de qualité de l’air Geod'air (GEstion des données d'Observation de la qualité de l'AIR) est la base de données de référence sur la qualité de l'air en France. Gérée et mise en œuvre par l'Ineris au titre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l'air (LCSQA), selon les dispositions de l’arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l’air ambiant, l’application Geod'air : centralise les données de mesure des polluants réglementés et des polluants d’intérêt national produites dans chaque région administrative de métropole et d’outre-mer par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) ; élabore les statistiques horaires, journalières, saisonnières et annuelles sur les niveaux de concentration dans l’air ambiant selon les règles définies au niveau européen. Les informations sur le dispositif de surveillance ainsi que les statistiques de concentration et indicateurs sur la qualité de l'air contenus dans Geod'air constituent les données de référence pour élaborer le Bilan de la qualité de l’air extérieur en France, qui est établi chaque année par le ministère chargé de l’environnement. Les indicateurs et statistiques sont calculés selon les règles strictes imposées à tous les états membres par les directives qualité de l’air de 2004 et de 2008. Elles sont également transmises par le LCSQA à la Commission européenne, conformément aux obligations de déclaration des Etats membres. D’autre part, les données intégrées en temps réel dans Geod'air alimentent quotidiennement le système PREV’AIR, la plate-forme nationale de prévision et de cartographie de la qualité de l’air. Combinées aux résultats des simulations numériques, elles sont utilisées pour élaborer des représentations le plus justes possible de la pollution de la veille et des jours à venir. Ces données sont également utilisées par les AASQA pour les besoins de leurs plates-formes régionales de modélisation Mise en œuvre de la surveillance des polluants d’intérêt national Programme CARA (« caractérisation chimique des particules ») : un dispositif opérationnel unique en Europe Dans le cadre de ses missions pour le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’air (LCSQA), l’Ineris a mis en place et coordonne depuis 2008 un dispositif opérationnel destiné à l'observation in situ de la composition chimique et des sources de particules (PM) en milieu urbain (le programme CARA), avec notamment pour objectifs de : documenter la composition chimique et l’origine des particules lors d’épisodes de pollution particulaire de large échelle ; réaliser des études de sources à long terme (≥ 1 an) dans plusieurs grandes agglomérations françaises ; produire des bases de données utiles pour la validation des modèles de chimie-transport ; initier et/ou appuyer d'autres activités de recherche pour approfondir les connaissances fondamentales en matière de qualité de l'air. Ce programme repose notamment sur l'application de procédures rigoureuses d’assurance et de contrôle qualité des données, comprenant notamment l’organisation d’exercices de comparaison inter-laboratoires (CIL) pour les principales techniques de mesure mises en œuvre. Initialement basé sur l’analyse au laboratoire d’échantillons (filtres) prélevés par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA), le programme CARA s’appuie désormais également sur des analyseurs automatiques. Ces mesures à haute résolution temporelle aident à mieux comprendre, en temps quasi réel, les principales sources d'émissions liées aux activités humaines, l’influence des processus secondaires, et/ou les origines géographiques des épisodes de pollution particulaire. Elles permettent également d’appréhender ces phénomènes sur le long terme, apportant des informations nécessaires à l’élaboration et l’évaluation de plans d’action efficaces. Le dispositif CARA, en synergie avec le dispositif MERA Ce dispositif est complémentaire d’un autre dispositif de mesure, le réseau MERA pour l’évaluation en zone rurale de la pollution atmosphérique à longue distance, piloté par l’IMT Nord-Europe, a fait l’objet d’un fascicule d’information publié en collaboration avec le commissariat général au développement durable. Afin d’affiner la connaissance des sources d’émission et des processus de formation, le parc instrumental utilisé sur les stations du programme CARA est actuellement complété par des systèmes de mesure des particules ultrafines et de certains précurseurs gazeux des aérosols secondaires (en particulier l’ammoniac). Il convient également d'envisager des mesures à haute résolution temporelle d’un large éventail de métaux lourds, permettant notamment le suivi des émissions véhiculaires hors-échappement (e.g., abrasion des freins et des pneus). L’ensembles des échantillons et des données collectés dans le cadre du programme CARA sont disponibles pour des études complémentaires, telles que la caractérisation de polluants émergents (e.g., microplastiques) ou l’analyse des liens entre les sources de PM et leur potentiel oxydant. Les mesures automatiques pourront également servir de base à la réalisation d'études à long terme, notamment des analyses de tendances et des études épidémiologiques. Pour en savoir plus : programme CARA : suivi de la composition chimique des particules atmosphériques : fascicule d’information publié en collaboration avec le commissariat général au Développement durable rapport « Caractérisation chimique et les études de sources des particules en Martinique en 2018 » article de synthèse des résultats du programme CARA Coordination de la première campagne nationale exploratoire des résidus des pesticides dans l’air ambiant (CNEP) et suivi national pérenne du niveau d’imprégnation de fond, et de son évolution, des pesticides dans l’air ambiant Bien que non réglementés, les pesticides dans l’air sont surveillés par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA), et certaines assurent un suivi à l’échelle régionale depuis les années 2000. Conscientes des enjeux liés à la présence de ces substances dans l’air, elles ont progressivement développé cette thématique en anticipation d’une stratégie nationale de surveillance. Par ailleurs, le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), garant de la mise en œuvre des bonnes pratiques pour la surveillance de la qualité de l’air et menant une veille active sur les polluants non réglementés, a mené depuis cette même période, en collaboration avec les AASQA, de nombreux travaux métrologiques qui portaient sur les méthodes de prélèvements et d’analyses des pesticides dans l’air ambiant, avec une forte implication pour la normalisation de ces méthodes. Ces travaux ont abouti à la définition, par le LCSQA, d’un protocole harmonisé pour la surveillance des pesticides dans l’air ambiant en 2018, dans le cadre du plan Ecophyto. Dans un rapport d’expertise publié en octobre 2017 faisant suite à une saisine des ministères en charge de l’agriculture, de l’écologie, de la santé et du travail, l’Anses a émis des recommandations sur la conduite et les modalités de mise en œuvre d’une campagne nationale exploratoire (CNEP), préalable à la mise en place d’une surveillance des résidus de pesticides dans l’air au niveau national. Cette surveillance est d’ailleurs une priorité définie dans le cadre du plan d’action gouvernemental sur les produits phytopharmaceutiques. Dans ce contexte, un partenariat a été mis en place entre l’Anses, l’Ineris, en tant que membre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA) et la Fédération Atmo France pour la définition et la réalisation de la CNEP. Les mesures se sont déroulées entre juin 2018 et juin 2019, selon le protocole harmonisé mentionné ci-dessus. Les résultats obtenus pour 75 substances sur 50 sites, couvrant des situations variées et réparties sur l’ensemble du territoire national (métropole et DROM), ont été publiés en juillet 2020. Leur exploitation a permis d’établir une première photographie annuelle nationale des niveaux de concentration en résidus de pesticides dans l’air ambiant au regard de critères quantitatifs comme leur fréquence de quantification, les ordres de grandeurs des concentrations rencontrées et leurs distributions statistiques. En s’appuyant sur ce socle robuste de données, l’Anses a été en mesure d’établir une première interprétation sanitaire des résultats de cette campagne. Courant 2020, sur la base du retour d’expérience de cette campagne et dans l’optique de mettre en place un suivi pérenne du niveau d’imprégnation de fond, et de son évolution, des pesticides dans l’air ambiant, un groupe de travail a été mis en place au sein du dispositif de surveillance de la qualité de l’air pour définir les modalités de ce suivi. Ce dernier a démarré en juillet 2021, en 18 sites du territoires (1 par région), représentatifs de bassins de vie urbain/péri-urbain, répartis selon différents profils agricoles (grandes cultures, viticulture, arboriculture, maraîchage). 75 substances sont recherchées, identiques à celles de la CNEP, selon les méthodes de mesure déployées pendant la CNEP. L’ensemble de ces substances ayant été déclaré comme polluant d’intérêt national par le LCSQA, les résultats de ce suivi pérenne seront intégrés dans la base de données nationale de la qualité de l’air, Geod’air. Les données seront également accessibles sur la base de données PhytAtmo et sur les portails régionaux open data des AASQA (https://atmo-france.org/lesdonnees) dès l’été 2022. En complément de ce suivi du niveau d’imprégnation de fond des pesticides dans l’air ambiant, Santé publique France et l’Anses réalisent une étude (PestiRiv) visant à mieux connaître l’exposition aux pesticides des personnes vivant près de vignes ou éloignées de toute culture. L’Ineris et plusieurs AASQA seront parmi les partenaires de cette étude. Par ailleurs, dans le cadre de la préparation de cette étude, l’Ineris a été sollicité par l’Anses pour étudier la faisabilité de la mesure dans l’air ambiant des substances jugées prioritaires. A l’issue de ce travail, l’Ineris a déterminé les efficacités de piégeage d’une quinzaine de pesticides pour lesquels ces données étaient inexistantes et a développé des méthodes d’analyses pour le fosétyl et la famille des dithiocarbama Mise en œuvre des nouveaux outils de surveillance : les Micro-capteurs Les premiers travaux de l’Ineris concernant les micro-capteurs dans le cadre du LCSQA datent de la fin des années quatre-vingt-dix. A l’époque, leur usage était peu répandu dans le dispositif national. Ces dernières années, les micro-capteurs sont revenus sur le devant de la scène en lien avec le développement du numérique, de la connectivité de nouveaux outils (smartphones, objets connectés…) qui permettent de proposer à l’ensemble de la population des interfaces simples. Au-delà des enjeux liés à leur qualité métrologique, deux aspects présentent des défis essentiels. La représentativité des données d’une part, qui dépend du type de support de mesures : fixe sur du mobilier urbain ou mobile embarqué sur des véhicules auto-école, des vélos, des véhicules de services, des tramways, des piétons, des drones… La variabilité des données dans le temps et l’espace, d’autre part, qui relève des parcours des véhicules et de leurs plages horaires. L’Ineris contribue depuis 2017 aux travaux réalisés par le LCSQA concernant les micro-capteurs sur notamment : Premier essai national d’aptitude sur le terrain pour les micro-capteurs de gaz et de particules avec l’IMT Nord-Europe L’IMT Nord-Europe et l’Ineris, dans le cadre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), ont réalisé le premier essai national d’aptitude sur le terrain de micro-capteurs de gaz et de particules pour la mesure de la qualité de l’air ambiant extérieur en site fixe. Organisé par l’IMT Nord Europe sur la station de mesure de la qualité de l’air de son centre de recherche, cet essai a regroupé 16 participants et 44 dispositifs au total (exemplaires d’un même système inclus) dont 17 de conception et d’origines différentes (France, Pays-Bas, Royaume-Uni, Espagne, Italie, Pologne, États-Unis). Les systèmes mis à disposition ont été fournis par des fabricants, des distributeurs ou des utilisateurs volontaires œuvrant dans le cadre du dispositif national de surveillance (AASQA et membres du LCSQA). Ainsi, les systèmes mis à disposition avaient des historiques d’utilisation différents. Les données ont été exploitées par l’Ineris par comparaison aux mesures des instruments de référence. Un volume de plus de 70 millions de données 1-minute, produites par l’ensemble des systèmes sur l’ensemble des variables, a dû être traité par des méthodes élaborées spécifiquement. Outre les performances métrologiques de ces instruments, une attention particulière a été portée à d’autres paramètres tels que la simplicité de mise en œuvre, l’autonomie, la portabilité, la fiabilité de communication (GSM, Wifi, Bluetooth, filaire, etc.), la convivialité des applications de récupération des données. Même si aucun des systèmes évalués ne respecte les objectifs de qualité de données (OQD) de l’arrêté du 16 avril 2021 pour les mesures en sites fixes en NO2, O3 et PM10 (OQD respectifs de 15%, 15% et 25%), certains pourraient prétendre satisfaire les critères des méthodes indicatives, notamment pour PM2.5 (OQD de 50%). > Résultats du 1erEssai national d’Aptitude des micro-Capteurs (EAμC) pour la surveillance de la qualité de l’air Cartographie de la qualité de l’air : SESAM, le nouvel outil pour tirer le meilleur des mesures de capteurs à bas coût Les instruments miniaturisés et à bas coût sont de plus en plus utilisés pour mesurer la qualité de l’air ambiant et leur déploiement offre une couverture spatiale et temporelle d’observation inégalée. L’outil SESAM (data fusion with SEnSors for Air quality Mapping) a été développé par l’Ineris dans le cadre de ses travaux pour le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA). Il repose sur des méthodes innovantes de machine learning et géostatistique pour cartographier des concentrations de polluant à l’échelle urbaine, en fusionnant ces nouvelles observations et les calculs d’un modèle de dispersion atmosphérique. La qualité de l’air représente un enjeu majeur de notre société. L’impact de la pollution de l’air ambiant est bien connu pour ses effets sur la santé humaine et les écosystèmes. Afin d’informer le public sur les concentrations de polluants auquel il est exposé, mais aussi de contrôler indirectement les émissions de ces polluants, il est nécessaire de cartographier la qualité de l’air. Les stations de référence opérées par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) permettent d’observer de manière fiable les concentrations de polluants, mais leur installation et leur maintenance restent coûteuses. Là où les mesures sont trop peu denses, les modèles sont utilisés pour calculer les concentrations de polluants à l’échelle régionale et locale. Ils prennent en compte les émissions de polluants (trafic, industrie, agriculture, résidentiel…) et les conditions météorologiques, pour estimer de façon plus ou moins complexe la dispersion et la transformation des polluants. Des capteurs à bas coûts pour mesurer la qualité de l’air Ces cinq dernières années, de nouveaux instruments de mesure miniaturisés et à bas coût ont fait leur apparition. Ces capteurs peuvent être déployés en grand nombre et permettent d’observer les polluants à une résolution spatiale et temporelle fine. Ils peuvent être installés sur du mobilier urbain, pour fournir une mesure fixe, ou sur des véhicules de service, des ambulances, des voitures auto-école ou des vélos, et mesurer les concentrations de polluants, tout en étant en mouvement. Cela ouvre ainsi de nouveaux horizons, pour améliorer les cartographies de la qualité de l’air à l’échelle urbaine en complément des stations de référence. Toutefois, l’utilisation de ces capteurs soulève un bon nombre de défis. Du fait de leur miniaturisation, les capteurs sont associés à une plus grande incertitude de mesure, parfois supérieure d’un ordre de grandeur à celle des stations de référence. Ainsi, l’Ineris et le LNE ont créé une certification volontaire, « AIR Quality Sensor », permettant de valider le niveau de performance métrologique des capteurs. A cela, peut s’ajouter une source d’incertitude supplémentaire quand les capteurs sont déployés en mobilité (sur des vélos, voitures, tramway etc..). Par ailleurs, la quantité de données produite nécessite d’appliquer de nouveaux modes de traitement des données, faisant appel au big data. L'outil SESAM La fusion de données de capteurs et des estimations de modèle de dispersion est une opportunité unique, pour fournir de meilleures cartographies de la qualité de l’air à l’échelle urbaine. L’outil SESAM permet pour la première fois, de fusionner les observations de capteurs fixes et mobiles, avec les estimations de modèle urbain, tout en considérant l’incertitude inhérente des capteurs dans la cartographie. Une application de l’outil SESAM a été réalisée à Nantes, par la fusion des données des capteurs de la société AtmoTrack et des sorties du modèle de dispersion ADMS-Urban, fournies par Air Pays de la Loire. Comme illustré sur la figure ci-dessous, elle permet, à partir d’une première estimation sur la zone (ici une moyenne annuelle), de prendre en compte les données remontées à un instant donné par des capteurs sur le terrain. Cette application a fait l’objet d’une publication scientifique dans le journal Environment International. Dans le domaine de la modélisation de la qualité de l’air, l’INERIS a fait le choix depuis plusieurs années de privilégier l’open source pour la diffusion du modèle CHIMERE, co-développé avec le CNRS et utilisé pour les prévisions nationales www.prevair.org. La diffusion du modèle SESAM suivra donc la même logique et le code est aujourd’hui mis à disposition des utilisateurs sur la plateforme github. Un guide d’utilisation de l’outil vient également d’être publié par le LCSQA. Les efforts de développement continuent pour soutenir l’innovation dans cette direction avec une thèse en cours à l’Ineris, en codirection avec le centre de géostatistique de Mines ParisTech. La certification des micro-capteurs L’Ineris et le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) ont créé, en 2020, l’association CIE (pour « Certification instrumentation pour l’environnement ») afin d’établir une certification « Air Quality Sensor » des systèmes capteurs pour la mesure de la qualité de l’air extérieur. Les collectivités et les citoyens sont de plus en plus désireux de connaître le niveau de pollution de l’air. Actuellement, aucun cadre normatif ne permet de garantir la performance des nombreux systèmes capteurs disponibles sur le marché même si des travaux normatifs internationaux sont en cours au sein du Comité européen de normalisation sur la qualité́ de l’air CEN/TC264 (WG42) et auxquels l’Ineris et le LNE participent activement. La certification permet aux fabricants et distributeurs de garantir la performance de leurs produits après évaluation par des organismes indépendants.
L’Ineris dans le LCSQA Le LCSQA résulte d’une collaboration forte entre trois partenaires dont les métiers se complètent pour assurer la coordination du dispositif national de surveillance : l’Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (Ineris), le Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE) et l'Institut Mines-Telecom Nord Europe (IMT Nord Europe). Le LCSQA est constitué en Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS). Créé dans un premier temps afin d’apporter un support scientifique et technique aux pouvoirs publics et aux Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) tout en contribuant au développement, à la modernisation et l’harmonisation des réseaux de surveillance, le LCSQA est aujourd’hui l’organisme national de référence requis par les directives européennes. Ses missions sont définies dans l’arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l’air ambiant. L’Ineris est membre du LCSQA depuis sa création en 1991 et héberge dans ses locaux la Direction du GIS. En plus de la réalisation de travaux scientifiques et techniques concernant les polluants réglementés et d’intérêt national, l’organisation de comparaisons inter laboratoires et la participation à toutes les instances nationales et européennes en lien avec les directives de qualité de l’air, l’Ineris est notamment en charge pour le LCSQA des actions suivantes : Gestion et maintenance de la base nationale des données de qualité de l’air Geod'air (GEstion des données d'Observation de la qualité de l'AIR) est la base de données de référence sur la qualité de l'air en France. Gérée et mise en œuvre par l'Ineris au titre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l'air (LCSQA), selon les dispositions de l’arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l’air ambiant, l’application Geod'air : centralise les données de mesure des polluants réglementés et des polluants d’intérêt national produites dans chaque région administrative de métropole et d’outre-mer par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) ; élabore les statistiques horaires, journalières, saisonnières et annuelles sur les niveaux de concentration dans l’air ambiant selon les règles définies au niveau européen. Les informations sur le dispositif de surveillance ainsi que les statistiques de concentration et indicateurs sur la qualité de l'air contenus dans Geod'air constituent les données de référence pour élaborer le Bilan de la qualité de l’air extérieur en France, qui est établi chaque année par le ministère chargé de l’environnement. Les indicateurs et statistiques sont calculés selon les règles strictes imposées à tous les états membres par les directives qualité de l’air de 2004 et de 2008. Elles sont également transmises par le LCSQA à la Commission européenne, conformément aux obligations de déclaration des Etats membres. D’autre part, les données intégrées en temps réel dans Geod'air alimentent quotidiennement le système PREV’AIR, la plate-forme nationale de prévision et de cartographie de la qualité de l’air. Combinées aux résultats des simulations numériques, elles sont utilisées pour élaborer des représentations le plus justes possible de la pollution de la veille et des jours à venir. Ces données sont également utilisées par les AASQA pour les besoins de leurs plates-formes régionales de modélisation Mise en œuvre de la surveillance des polluants d’intérêt national Programme CARA (« caractérisation chimique des particules ») : un dispositif opérationnel unique en Europe Dans le cadre de ses missions pour le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’air (LCSQA), l’Ineris a mis en place et coordonne depuis 2008 un dispositif opérationnel destiné à l'observation in situ de la composition chimique et des sources de particules (PM) en milieu urbain (le programme CARA), avec notamment pour objectifs de : documenter la composition chimique et l’origine des particules lors d’épisodes de pollution particulaire de large échelle ; réaliser des études de sources à long terme (≥ 1 an) dans plusieurs grandes agglomérations françaises ; produire des bases de données utiles pour la validation des modèles de chimie-transport ; initier et/ou appuyer d'autres activités de recherche pour approfondir les connaissances fondamentales en matière de qualité de l'air. Ce programme repose notamment sur l'application de procédures rigoureuses d’assurance et de contrôle qualité des données, comprenant notamment l’organisation d’exercices de comparaison inter-laboratoires (CIL) pour les principales techniques de mesure mises en œuvre. Initialement basé sur l’analyse au laboratoire d’échantillons (filtres) prélevés par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA), le programme CARA s’appuie désormais également sur des analyseurs automatiques. Ces mesures à haute résolution temporelle aident à mieux comprendre, en temps quasi réel, les principales sources d'émissions liées aux activités humaines, l’influence des processus secondaires, et/ou les origines géographiques des épisodes de pollution particulaire. Elles permettent également d’appréhender ces phénomènes sur le long terme, apportant des informations nécessaires à l’élaboration et l’évaluation de plans d’action efficaces. Le dispositif CARA, en synergie avec le dispositif MERA Ce dispositif est complémentaire d’un autre dispositif de mesure, le réseau MERA pour l’évaluation en zone rurale de la pollution atmosphérique à longue distance, piloté par l’IMT Nord-Europe, a fait l’objet d’un fascicule d’information publié en collaboration avec le commissariat général au développement durable. Afin d’affiner la connaissance des sources d’émission et des processus de formation, le parc instrumental utilisé sur les stations du programme CARA est actuellement complété par des systèmes de mesure des particules ultrafines et de certains précurseurs gazeux des aérosols secondaires (en particulier l’ammoniac). Il convient également d'envisager des mesures à haute résolution temporelle d’un large éventail de métaux lourds, permettant notamment le suivi des émissions véhiculaires hors-échappement (e.g., abrasion des freins et des pneus). L’ensembles des échantillons et des données collectés dans le cadre du programme CARA sont disponibles pour des études complémentaires, telles que la caractérisation de polluants émergents (e.g., microplastiques) ou l’analyse des liens entre les sources de PM et leur potentiel oxydant. Les mesures automatiques pourront également servir de base à la réalisation d'études à long terme, notamment des analyses de tendances et des études épidémiologiques. Pour en savoir plus : programme CARA : suivi de la composition chimique des particules atmosphériques : fascicule d’information publié en collaboration avec le commissariat général au Développement durable rapport « Caractérisation chimique et les études de sources des particules en Martinique en 2018 » article de synthèse des résultats du programme CARA Coordination de la première campagne nationale exploratoire des résidus des pesticides dans l’air ambiant (CNEP) et suivi national pérenne du niveau d’imprégnation de fond, et de son évolution, des pesticides dans l’air ambiant Bien que non réglementés, les pesticides dans l’air sont surveillés par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA), et certaines assurent un suivi à l’échelle régionale depuis les années 2000. Conscientes des enjeux liés à la présence de ces substances dans l’air, elles ont progressivement développé cette thématique en anticipation d’une stratégie nationale de surveillance. Par ailleurs, le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), garant de la mise en œuvre des bonnes pratiques pour la surveillance de la qualité de l’air et menant une veille active sur les polluants non réglementés, a mené depuis cette même période, en collaboration avec les AASQA, de nombreux travaux métrologiques qui portaient sur les méthodes de prélèvements et d’analyses des pesticides dans l’air ambiant, avec une forte implication pour la normalisation de ces méthodes. Ces travaux ont abouti à la définition, par le LCSQA, d’un protocole harmonisé pour la surveillance des pesticides dans l’air ambiant en 2018, dans le cadre du plan Ecophyto. Dans un rapport d’expertise publié en octobre 2017 faisant suite à une saisine des ministères en charge de l’agriculture, de l’écologie, de la santé et du travail, l’Anses a émis des recommandations sur la conduite et les modalités de mise en œuvre d’une campagne nationale exploratoire (CNEP), préalable à la mise en place d’une surveillance des résidus de pesticides dans l’air au niveau national. Cette surveillance est d’ailleurs une priorité définie dans le cadre du plan d’action gouvernemental sur les produits phytopharmaceutiques. Dans ce contexte, un partenariat a été mis en place entre l’Anses, l’Ineris, en tant que membre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA) et la Fédération Atmo France pour la définition et la réalisation de la CNEP. Les mesures se sont déroulées entre juin 2018 et juin 2019, selon le protocole harmonisé mentionné ci-dessus. Les résultats obtenus pour 75 substances sur 50 sites, couvrant des situations variées et réparties sur l’ensemble du territoire national (métropole et DROM), ont été publiés en juillet 2020. Leur exploitation a permis d’établir une première photographie annuelle nationale des niveaux de concentration en résidus de pesticides dans l’air ambiant au regard de critères quantitatifs comme leur fréquence de quantification, les ordres de grandeurs des concentrations rencontrées et leurs distributions statistiques. En s’appuyant sur ce socle robuste de données, l’Anses a été en mesure d’établir une première interprétation sanitaire des résultats de cette campagne. Courant 2020, sur la base du retour d’expérience de cette campagne et dans l’optique de mettre en place un suivi pérenne du niveau d’imprégnation de fond, et de son évolution, des pesticides dans l’air ambiant, un groupe de travail a été mis en place au sein du dispositif de surveillance de la qualité de l’air pour définir les modalités de ce suivi. Ce dernier a démarré en juillet 2021, en 18 sites du territoires (1 par région), représentatifs de bassins de vie urbain/péri-urbain, répartis selon différents profils agricoles (grandes cultures, viticulture, arboriculture, maraîchage). 75 substances sont recherchées, identiques à celles de la CNEP, selon les méthodes de mesure déployées pendant la CNEP. L’ensemble de ces substances ayant été déclaré comme polluant d’intérêt national par le LCSQA, les résultats de ce suivi pérenne seront intégrés dans la base de données nationale de la qualité de l’air, Geod’air. Les données seront également accessibles sur la base de données PhytAtmo et sur les portails régionaux open data des AASQA (https://atmo-france.org/lesdonnees) dès l’été 2022. En complément de ce suivi du niveau d’imprégnation de fond des pesticides dans l’air ambiant, Santé publique France et l’Anses réalisent une étude (PestiRiv) visant à mieux connaître l’exposition aux pesticides des personnes vivant près de vignes ou éloignées de toute culture. L’Ineris et plusieurs AASQA seront parmi les partenaires de cette étude. Par ailleurs, dans le cadre de la préparation de cette étude, l’Ineris a été sollicité par l’Anses pour étudier la faisabilité de la mesure dans l’air ambiant des substances jugées prioritaires. A l’issue de ce travail, l’Ineris a déterminé les efficacités de piégeage d’une quinzaine de pesticides pour lesquels ces données étaient inexistantes et a développé des méthodes d’analyses pour le fosétyl et la famille des dithiocarbama Mise en œuvre des nouveaux outils de surveillance : les Micro-capteurs Les premiers travaux de l’Ineris concernant les micro-capteurs dans le cadre du LCSQA datent de la fin des années quatre-vingt-dix. A l’époque, leur usage était peu répandu dans le dispositif national. Ces dernières années, les micro-capteurs sont revenus sur le devant de la scène en lien avec le développement du numérique, de la connectivité de nouveaux outils (smartphones, objets connectés…) qui permettent de proposer à l’ensemble de la population des interfaces simples. Au-delà des enjeux liés à leur qualité métrologique, deux aspects présentent des défis essentiels. La représentativité des données d’une part, qui dépend du type de support de mesures : fixe sur du mobilier urbain ou mobile embarqué sur des véhicules auto-école, des vélos, des véhicules de services, des tramways, des piétons, des drones… La variabilité des données dans le temps et l’espace, d’autre part, qui relève des parcours des véhicules et de leurs plages horaires. L’Ineris contribue depuis 2017 aux travaux réalisés par le LCSQA concernant les micro-capteurs sur notamment : Premier essai national d’aptitude sur le terrain pour les micro-capteurs de gaz et de particules avec l’IMT Nord-Europe L’IMT Nord-Europe et l’Ineris, dans le cadre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), ont réalisé le premier essai national d’aptitude sur le terrain de micro-capteurs de gaz et de particules pour la mesure de la qualité de l’air ambiant extérieur en site fixe. Organisé par l’IMT Nord Europe sur la station de mesure de la qualité de l’air de son centre de recherche, cet essai a regroupé 16 participants et 44 dispositifs au total (exemplaires d’un même système inclus) dont 17 de conception et d’origines différentes (France, Pays-Bas, Royaume-Uni, Espagne, Italie, Pologne, États-Unis). Les systèmes mis à disposition ont été fournis par des fabricants, des distributeurs ou des utilisateurs volontaires œuvrant dans le cadre du dispositif national de surveillance (AASQA et membres du LCSQA). Ainsi, les systèmes mis à disposition avaient des historiques d’utilisation différents. Les données ont été exploitées par l’Ineris par comparaison aux mesures des instruments de référence. Un volume de plus de 70 millions de données 1-minute, produites par l’ensemble des systèmes sur l’ensemble des variables, a dû être traité par des méthodes élaborées spécifiquement. Outre les performances métrologiques de ces instruments, une attention particulière a été portée à d’autres paramètres tels que la simplicité de mise en œuvre, l’autonomie, la portabilité, la fiabilité de communication (GSM, Wifi, Bluetooth, filaire, etc.), la convivialité des applications de récupération des données. Même si aucun des systèmes évalués ne respecte les objectifs de qualité de données (OQD) de l’arrêté du 16 avril 2021 pour les mesures en sites fixes en NO2, O3 et PM10 (OQD respectifs de 15%, 15% et 25%), certains pourraient prétendre satisfaire les critères des méthodes indicatives, notamment pour PM2.5 (OQD de 50%). > Résultats du 1erEssai national d’Aptitude des micro-Capteurs (EAμC) pour la surveillance de la qualité de l’air Cartographie de la qualité de l’air : SESAM, le nouvel outil pour tirer le meilleur des mesures de capteurs à bas coût Les instruments miniaturisés et à bas coût sont de plus en plus utilisés pour mesurer la qualité de l’air ambiant et leur déploiement offre une couverture spatiale et temporelle d’observation inégalée. L’outil SESAM (data fusion with SEnSors for Air quality Mapping) a été développé par l’Ineris dans le cadre de ses travaux pour le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA). Il repose sur des méthodes innovantes de machine learning et géostatistique pour cartographier des concentrations de polluant à l’échelle urbaine, en fusionnant ces nouvelles observations et les calculs d’un modèle de dispersion atmosphérique. La qualité de l’air représente un enjeu majeur de notre société. L’impact de la pollution de l’air ambiant est bien connu pour ses effets sur la santé humaine et les écosystèmes. Afin d’informer le public sur les concentrations de polluants auquel il est exposé, mais aussi de contrôler indirectement les émissions de ces polluants, il est nécessaire de cartographier la qualité de l’air. Les stations de référence opérées par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) permettent d’observer de manière fiable les concentrations de polluants, mais leur installation et leur maintenance restent coûteuses. Là où les mesures sont trop peu denses, les modèles sont utilisés pour calculer les concentrations de polluants à l’échelle régionale et locale. Ils prennent en compte les émissions de polluants (trafic, industrie, agriculture, résidentiel…) et les conditions météorologiques, pour estimer de façon plus ou moins complexe la dispersion et la transformation des polluants. Des capteurs à bas coûts pour mesurer la qualité de l’air Ces cinq dernières années, de nouveaux instruments de mesure miniaturisés et à bas coût ont fait leur apparition. Ces capteurs peuvent être déployés en grand nombre et permettent d’observer les polluants à une résolution spatiale et temporelle fine. Ils peuvent être installés sur du mobilier urbain, pour fournir une mesure fixe, ou sur des véhicules de service, des ambulances, des voitures auto-école ou des vélos, et mesurer les concentrations de polluants, tout en étant en mouvement. Cela ouvre ainsi de nouveaux horizons, pour améliorer les cartographies de la qualité de l’air à l’échelle urbaine en complément des stations de référence. Toutefois, l’utilisation de ces capteurs soulève un bon nombre de défis. Du fait de leur miniaturisation, les capteurs sont associés à une plus grande incertitude de mesure, parfois supérieure d’un ordre de grandeur à celle des stations de référence. Ainsi, l’Ineris et le LNE ont créé une certification volontaire, « AIR Quality Sensor », permettant de valider le niveau de performance métrologique des capteurs. A cela, peut s’ajouter une source d’incertitude supplémentaire quand les capteurs sont déployés en mobilité (sur des vélos, voitures, tramway etc..). Par ailleurs, la quantité de données produite nécessite d’appliquer de nouveaux modes de traitement des données, faisant appel au big data. L'outil SESAM La fusion de données de capteurs et des estimations de modèle de dispersion est une opportunité unique, pour fournir de meilleures cartographies de la qualité de l’air à l’échelle urbaine. L’outil SESAM permet pour la première fois, de fusionner les observations de capteurs fixes et mobiles, avec les estimations de modèle urbain, tout en considérant l’incertitude inhérente des capteurs dans la cartographie. Une application de l’outil SESAM a été réalisée à Nantes, par la fusion des données des capteurs de la société AtmoTrack et des sorties du modèle de dispersion ADMS-Urban, fournies par Air Pays de la Loire. Comme illustré sur la figure ci-dessous, elle permet, à partir d’une première estimation sur la zone (ici une moyenne annuelle), de prendre en compte les données remontées à un instant donné par des capteurs sur le terrain. Cette application a fait l’objet d’une publication scientifique dans le journal Environment International. Dans le domaine de la modélisation de la qualité de l’air, l’INERIS a fait le choix depuis plusieurs années de privilégier l’open source pour la diffusion du modèle CHIMERE, co-développé avec le CNRS et utilisé pour les prévisions nationales www.prevair.org. La diffusion du modèle SESAM suivra donc la même logique et le code est aujourd’hui mis à disposition des utilisateurs sur la plateforme github. Un guide d’utilisation de l’outil vient également d’être publié par le LCSQA. Les efforts de développement continuent pour soutenir l’innovation dans cette direction avec une thèse en cours à l’Ineris, en codirection avec le centre de géostatistique de Mines ParisTech. La certification des micro-capteurs L’Ineris et le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE) ont créé, en 2020, l’association CIE (pour « Certification instrumentation pour l’environnement ») afin d’établir une certification « Air Quality Sensor » des systèmes capteurs pour la mesure de la qualité de l’air extérieur. Les collectivités et les citoyens sont de plus en plus désireux de connaître le niveau de pollution de l’air. Actuellement, aucun cadre normatif ne permet de garantir la performance des nombreux systèmes capteurs disponibles sur le marché même si des travaux normatifs internationaux sont en cours au sein du Comité européen de normalisation sur la qualité́ de l’air CEN/TC264 (WG42) et auxquels l’Ineris et le LNE participent activement. La certification permet aux fabricants et distributeurs de garantir la performance de leurs produits après évaluation par des organismes indépendants.
