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La pollution photochimique en France : le climat de l'ozone en 2001 et sur la période 1991/2001 - bilan des dépassements du seuil d'information réglementaire

The photochemical pollution in France: The climate of ozone in 2001 and over the period 1991/2001 - Assessment of exceedances of information and alert threshold

Christian Elichegaray, Erwan Fangeat et Joëlle Colosio

p. 515-526

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Résumé

Nos régions sont fréquemment soumises à des niveaux élevés d'ozone dans l'air ambiant et ce polluant présente des risques vis-à-vis de la santé de l'homme et pour l'environnement. La surveillance de l'ozone est assurée en France par un dispositif qui en 2001 comportait 375 sites fixes de mesure. Les données issues de ces stations ont été traitées et analysées afin, d'une part, de dresser un bilan du climat de l'ozone au cours de l'année 2001 et, d'autre part, examiner la situation au regard des niveaux réglementaires de la directive 92/72/CEE fixant des seuils d'Information et d'alerte pour l'ozone dans l'air ambiant. Il apparaît que le seuil d'information de la directive 92/72/CEE en vigueur en 2001 a été dépassé à de multiples reprises en France, plus particulièrement en été et dans les régions du sud du pays. Cette situation n'a pas été exceptionnelle en Europe et de nombreux pays ont subi au cours de l'été 2001 des situations analogues. Il apparaît par ailleurs que l'année 2001 a été l'une des plus polluée de la décennie 1991/2001, essentiellement en raison des conditions météorologiques rencontrées. Enfin, si un seul dépassement du seuil d'alerte de la directive 92/72/CEE a été observé en 2001, le seuil d'alerte plus sévère de la nouvelle directive 2002/3/CE, s'il avait été en vigueur, aurait été franchi à 18 reprises.

Abstract

Our regions are frequently exposed to high levels of ozone in the ambient air, a pollutant harmful for health and environment. Ozone survey in France is carried ou by a monitoring network composed in 2001 of 375 permanent stations. The data collected thereby from these stations were treated and analysed on the one hand to establish a climatology of ozone during 2001, and on the ether hand to examine the situation towards the statutory levels of the Directive 92/72/EEC fixing information and alert thresholds for ozone. It showed that the information threshold of the Directive 92/72/EEC in operation in 2001 was exceeded on multiple occasions in France, especially during summer in the South part of the country. This situation was not exceptional in Europe and numerous countries underwent similar situations during the summer 2001. Besides that year 2001 was one of the most polluted of decade 1991/2001, essentially because of the weather conditions. Finally, if a single exceedance of the alert threshold of the Directive 92/72/EEC was observed in 2001, 18 exceedances would have been recorded if the more strict threshold of the 2002/3/CE new Directive would have been effective.

Entrées d'index

Mots-clés : ozone, seuil d'information, surveillance de la qualité de l'air, directive européenne relative à l'ozone dans l'air ambiant

Keywords: ozone, information threshold, air quality monitoring, European Directive for ozone

Texte intégral

Introduction

La pollution photochimique désigne un mélange complexe de polluants formés chimiquement dans l'air, sous l'effet du rayonnement solaire ultraviolet, à partir de divers composés précurseurs émis par des sources naturelles et les activités humaines : oxydes d'azote, composés organiques volatils, monoxyde de carbone. L'ozone est le principal indicateur de la pollution photochimique et sa production s'accompagne d'autres espèces aux propriétés acides ou oxydantes telles que des aldéhydes, des composés organiques nitrés, de l'acide nitrique, de l'eau oxygénée. Cette pollution s'observe surtout en été dans les régions périurbaines et rurales sous le vent des agglomérations. Comme d'autres pays européens, la France est régulièrement soumise à des épisodes de pollution photochimique se traduisant par des niveaux élevés d'ozone dans la troposphère.

L'ozone et les polluants photochimiques présentent des risques pour la santé de l'homme, et peuvent contribuer à l'apparition de dommages sur la végétation et les matériaux. L'ozone contribue en outre à l'accroissement de l'effet de serre car ce gaz absorbe en partie la chaleur rayonnée par les sols. L'ozone constitue, avec le problème des particules, l'une des priorités du programme CAFE (Clean Air For Europe) en matière de préservation de la qualité de l'air en Europe. Ces diverses raisons ont conduit à la mise en place de réglementations sur la qualité de l'air ambiant liée à l'ozone - traceur de la pollution photochimique. La directive européenne 92/72/CEE du 21 septembre 1992 comporte notamment un seuil d'information du public et un seuil d'alerte lorsque les niveaux d'ozone dépassent respectivement 180 ou 360 µg/m3 d'air en moyenne horaire.

Les données des stations de surveillance de l'ozone en France ont été traitées afin de dresser la situation au cours de l'année 2001 au regard des niveaux d'information et d'alerte fixés par cette directive. Les données ont été également examinées afin de déterminer le nombre de dépassements du seuil d'alerte que le France aurait connu en application de la nouvelle directive européenne 2002/3/CE sur l'ozone en date du 12 février 2002.

Matériel et méthodes

La surveillance de l'ozone, et plus généralement de la qualité de l'air ambiant, est assurée en France par 40 Associations agréées de surveillance de la qualité de l'air (AASQA) chargées, pour le compte de l'État, avec le concours des collectivités locales, de la mise en œuvre opérationnelle des moyens de surveillance sur le terrain. Ces associations sont regroupées au sein du dispositif ATMO et exercent leur activité sur des zones géographiques pouvant s'étendre, selon les cas, d'une agglomération à un département ou une région entière.

Depuis l'adoption de la loi sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie du 30 décembre 1996, la surveillance de la qualité de l'air ambiant a été très notablement renforcée en France. S'agissant de l'ozone, le dispositif comportait 70 sites de surveillance en 1991, 140 sites en 1995 et 375 sites en 2001 (Figure 1, ci-contre). Au sein du dispositif ATMO les stations sont réparties en différentes catégories suivant une classification établie par l'ADEME et les AASQA (Tableau 1). Cette classification repose sur une typologie de la localisation des stations de mesure et sur la nature de l'information qui en découle en terme de qualité de l'air. Certains sites sont en effet plus spécifiquement dédiés à une caractérisation de la qualité de l'air à petite échelle et autour de leur environnement proche (stations de trafic, stations industrielles) alors que d'autres sites de surveillance visent plutôt une description de la qualité de l'air à l'échelle d'une agglomération (stations urbaines), de sa périphérie (stations périurbaines), ou d'une zone rurale plus ou moins étendue (stations rurales régionales ou nationales). La surveillance de l'ozone en site fixe est complétée par des campagnes de mesure faisant appel à des échantillonneurs passifs, et par des travaux de modélisation numérique qui permettent depuis peu de réaliser des prévisions à court terme et des cartographies nationales de la pollution photochimique. De telles prévisions sont disponibles sur le site suivant : http://euler.lmd.polytechnique.fr/pioneer/

­

Tableau 1. Répartition des stations par typologie des sites.
Distribution of stations by typology of sites.

Typologie
des stations ozone

Nombre de site en 2001

Stations rurales régionales

34

Stations rurales nationales

8

Stations urbaines

180

Stations périurbaines

94

Stations industrielles

34

Stations trafic

11

Stations spécifiques

14

TOTAL

375

Le procédé utilisé pour la mesure de l'ozone en station fixe est la photométrie UV. Cette méthode, qui est normalisée par l'AFNOR et l'ISO, repose sur la mesure de l'absorption d'un rayonnement ultraviolet centré à 254 nm. Ce rayonnement est produit par une lampe à mercure et le rayonnement absorbé est directement proportionnel à la concentration d'ozone présent dans l'air échantillonné au travers d'une cellule de mesure (loi de Beer-Lambert).

Figure 1. Sites fixes de surveillance del'ozone gérés par le dispositif ATMO.
Location of ozone monitoring sites in France.

Le bilan de la pollution photochimique pour l'année 2001 a été réalisé à partir de l'ensemble des données des 375 stations de mesure de l'ozone du dispositif ATMO. Ces données ont été extraites de la Banque nationale des données de qualité de l'air (BOQA). Cette base de données est gérée par le Département Air de l'ADEME. Elle archive au niveau national, en complément des bases de données locales propres à chaque AASQA , l'ensemble des données de qualité de l'air produites par les stations fixes du dispositif ATMO.

Résultats et discussion

Les dépassements du seuil d'information et leur répartition spatio-temporelle

En 2001, un total de 1 430 dépassements du seuil d'information de 180 µg/m3 d'air en moyenne horaire ont été enregistrés sur l'ensemble des 375 capteurs du dispositif ATMO ayant fourni des données à la BDQA. Ces dépassements ont concerné 68 jours et ont représenté un total cumulé de 3 654 heures (Tableau 2). Ils ont concerné 211 sites différents, soit environ 50 % des stations de surveillance de l'ozone du territoire. Dans leur grande majorité ces dépassements sont apparus entre mai et septembre, qui constituent classiquement la « saison de l'ozone » mais quelques dépassements sont apparus en mars ainsi qu'en période hivernale.

Tableau 2. Nombres de jours, d'heures et de stations de mesures concernés par des dépassements du seuil 180 en 2001.
Number of days. hours and stations of measures concerned by exceedances of the threshold 180 in 2001.

Fév.

Mars

Mai

Juin

Juil.

Août

Sept.

Oct.

Déc.

Total

Nb de jours

1

1

11

13

18

16

1

3

1

68

Nb d'heures de dépassements

3

23

252

801

1 346

1216

4

5

2

3 654

Sites avec dépassement

2

9

50

156

160

125

4

5

1

Une répartition temporelle plus détaillée des dépassements du seuil d'information de la directive 92/72 est fournie par la figure 2. La figure 3, fournit pour sa part la localisation des stations concernées. Celles-ci sont surtout localisées dans les régions de l'est et du sud-est du territoire. Au total, l'année 2001 s'est caractérisée par cinq périodes plus particulièrement touchées par des dépassements du seuil d'information.

Figure 2. Répartition temporelle des dépassements en France du seuil d'information pour l'ozone de la directive 92/72 en 2001.
Temporal distribution of the exceedances in France of information ozone threshold of the Directive 92/72 in 2001.

­

Figure 3. Localisation des dépassements du seuil d'information de la directive 92/72 en 2001.
Location of exceedances of information ozone threshold in 2001.

­

Tableau 3. Localisation des stations et valeurs enregistrées lors de l'épisode de pollution du 21 mars 2001 en région PACA.
Location of stations and values recorded during the episode of pollution of March 21, 2001 in region PACA.

Station

Heure de départ de l'épisode

Durée de l'épisode (en heures)

Valeur maximale
µg/m
3

Berre-L'Étang

12

3

241

Vitrolles

12

5

356

Marignane Ville

12

5

387

Port-de-Bouc

13

2

222

Rognac

14

3

271

Sausset-les-Pins

14

1

282

Pennes-Mirabeau

16

1

219

­

  • Le 21 mars, un épisode localisé de forte intensité a touché la zone de Fos Berre et ses environs. Le seuil d'alerte de la directive 92/72 a été dépassé sur Marignane, et six autres stations dans un périmètre de 25 km ont enregistré des concentrations très supérieures au seuil d' information (Tableau 3, p. 520). Des concentrations assez importantes ont également été mesurées en Languedoc-Roussillon, sans toutefois dépasser le seuil d'information. Les données météorologiques recueillies par les associations AIRMARAIX, AIRFOBEP et QUALITAIR, en charge de la surveillance de la qualité de l'air en région Provence-Alpes-Côte d'Azur (PACA), montrent que la température et le rayonnement étaient proches des normales saisonnières. En revanche l'atmosphère était peu convective et une couche d'air chaud dont la base était entre 500 et 700 m, bloquait la dispersion verticale des polluants. Le vent horizontal était également quasi nul, notamment autour de l'Étang de Berre. Cette situation, observée dès le début de la nuit du 20 mars, combinée aux émissions de précurseurs d'ozone relativement importantes sur les Bouches-du-Rhône, explique sans doute largement ce phénomène de pollution photochimique plutôt inhabituel en cette saison.

  • Le mois de mai 2001 a connu pour sa part 11 jours au cours desquels des dépassements du seuil 180 ont été perçus sur les sites ATMO , dont 8 jours consécutifs entre le 21 et le 27 mai. Ces événements ont concerné 29 stations en Provence-Alpes- Côte d'Azur , 3 en Midi-Pyrénées, 5 en Rhône-Alpes, 2 en Alsace et 2 en Languedoc-Roussillon. La valeur horaire maximale a été de 285 µg/m3 d'air.

  • Juin a connu 13 jours de dépassement, dont 8 consécutifs entre les 20 et 27 juin. Ces événements ont concerné ·30 stations en Provence-Alpes :Côte d'Azur, 20 en Ile-de-France, 21 en Rhône-Alpes, 17 en Lorraine, 11 en Alsace, 13 en Haute-Normandie, 8 dans la région Nord et 6 en Languedoc-Roussillon. La valeur horaire maximale a été de 273 µg/m3 d'air.

  • Du 25 juillet au 3 août 2001 , un fort épisode de pollution photochimique s'est manifesté de la région Sud-Est à l'Alsace, en touchant la vallée de la Seine et le nord du territoire. Durant ces journées la valeur horaire a atteint 306 µg/m3 d'air sur la station méditerranéenne de La Ciotat. Les régions sous influence océanique, ainsi que la Bourgogne et la Franche-Comté n'ont en revanche pas connu de dépassement du seuil d'information. La période du 25 juillet au 3 août a représenté à elle seule 35 % des dépassements du seuil horaire 180 (soit 1 284 heures de dépassement) en 2001. Les durées consécutives de dépassement se sont étalées de quelques heures à plus de 10 heures sur les sites les plus pollués du sud-est du pays. C'est donc au cours du mois de juillet qu'ont été enregistrées en 2001 les plus grandes durées cumulées de dépassement du seuil d'information, alors que c'est au cours du mois d'août qu'a été mesurée la concentration maximale d'ozone de l'été.

  • Du 24 au 28 août 2001 un épisode de pollution s'est manifesté durant 5 jours au sud-est du pays, en région Ile-de-France, dans le nord de la France et en Alsace. Durant ces journées, 630 heures cumulées de dépassement du seuil horaire 180 ont été enregistrées sur ces zones. Lors de cette période la pointe record estivale a été enregistrée sur le site de La Roque-d'Anthéron dans le Lubéron (328 µg/m3 d'air).

Sur l'ensemble de l'année, ce sont les régions Languedoc-Roussillon, Provence-Alpes-Côte d'Azur, Auvergne, et Midi-Pyrénées qui ont enregistré les moyennes annuelles les plus élevées en 2001. Par contre, les régions touchées par les pointes les plus fortes ont parfois été différentes de celles où les moyennes sont les plus élevées. Ainsi, des pointes records (de durées cependant très inégales selon les stations) ont concerné la région Provence-Alpes-Côte d'Azur, mais aussi les régions Haute-Normandie, Rhône-Alpes et Lorraine (Figure 4, ci-dessous).

Figure 4. Moyenne et pointes d'ozone par région en 2001.
Average and peak ozone values by region in 2001.

La figure précédente concerne l'ensemble des stations du dispositif ATMO sans distinction de typologie. S'agissant des moyennes annuelles d'ozone en 2001 , les valeurs les plus élevées s'observent sur les sites ruraux, et les plus faibles sur les sites de proximité de trafic (Tableau 4, ci-dessous). Une valeur record d'ozone en 2001 est observée sur un site urbain mais elle résulte de l'événement particulier du mois de mars autour de Fos Berre examiné précédemment. Le tableau 4, ci-contre, recense également les dépassements du seuil d'information de la directive 92/72/CEE en fonction du type de station où ils sont observés. Il apparait qu'un grand nombre de dépassements se sont produits en stations périurbaines et rurales (85 sites au total) , mais que le nombre absolu de stations urbaines concernées par au moins un dépassement a été supérieur (104 sites). Au sein du dispositif ATMO les stations urbaines sont toutefois plus nombreuses que les stations périurbaines ou rurales. Par rapport au nombre de sites, ce sont les stations rurales régionales et les stations périurbaines sur lesquelles les dépassements sont statistiquement les plus fréquents. Pour leur part, les sites de proximité industrielle et les sites de trafic sont ceux sur lesquels les dépassements sont les moins fréquents.

Ces observations peuvent s'expliquer qualitativement par les processus de formation/destruction de l'ozone dont il est bien établi qu'ils génèrent de manière préférentielle, et à l'échelle régionale, des panaches de polluants photochimiques dans les zones rurales sous le vent des zones émettrices de précurseurs. Au proche voisinage de sources d'oxydes d'azote, en revanche, (cas habituel des sites de trafic par exemple) l'ozone peut être rapidement titré par le monoxyde d'azote présent en plus grande quantité. Il n'est donc pas surprenant que les événements de dépassements du niveau 180 soient plus nombreux, rapportés au nombre de stations, sur les sites ruraux ou périurbains.

Tableau 4. Moyennes, maximums et dépassements du seuil 180 par classe de stations.
Average, maximum and exceedance of the 180 ozone threshold by class of stations.

Classes de stations

Nb
de stations

Moyenne annuelle (µg/m3)

Moyenne horaire
max (µg/m
3)

Nb de sites avec au moins 1 dépassement
du seuil 180

Durées cumulées de dépassement du seuil 180 (heures)

Stations rurales régionales

34

60

328

22

592

Stations rurales nationales

8

72

221

4

41

Stations périurbaines

94

48

315

59

985

Stations urbaines

180

46

387

104

1 567

Stations trafic

11

31

195

1

4

Stations industrielles

34

52

282

16

416

Stations spécifiques

13

41

259

5

43

Du point de vue des durées de dépassement du seuil d'information, on peut signaler que sur les 211 sites qui ont subi au moins 1 heure de dépassement, 5 sites du sud-est ont totalisé chacun plus de 30 dépassements. L'un de ces sites a cumulé 35 jours de dépassements en 2001. Les dépassements les plus nombreux sont enregistrés en région PACA et plus spécifiquement autour de la zone Berre Marseille. Notons que cette région dispose de la densité de capteurs la plus élevée, ce qui peut expliquer partiellement le nombre élevé d'événements constatés.

Évaluation des populations soumises aux dépassements du seuil d'information

À titre exploratoire et afin de disposer d'un premier ordre de grandeur , une évaluation de la population exposée à des dépassements du seuil d'information pour l'ozone a été tentée. L'approche a reposé sur la prise en compte d'aires de représentativité spatiale de différentes stations de surveillance de la qualité de l'air.

Cette représentativité spatiale demeure mal connue et dépend de nombreux critères tels que la classe de la station, les polluants mesurés, la topographie des sites et les conditions météorologiques. Compte tenu de l'extension spatiale habituelle des phénomènes de pollution photochimique (il s'agit de pollutions se manifestant souvent sur d'assez vastes étendues pouvant concerner une région), il a été fait l'hypothèse que les sites urbains et périurbains pouvaient, du moins pour l'ozone, être jugés respectivement représentatifs de la qualité de l'air sur l'ensemble de l'unité urbaine ou de l'aire urbaine concernée (les notions d'aires et d'unités urbaines résultant ici des définitions de l'INSEE). Pour les autres stations nous avons adopté, par défaut, les données des travaux du réseau européen EUROAIRNET au sein duquel ont été proposés des rayons de représentativité géographique par type de station de surveillance . Le tableau 5 fournit les aires de représentativité qui résultent de cette approche.

Tableau 5. Aires de représentativité des stations de mesure de l'ozone.
Areas of representativeness of ozone measurement stations.

Type de station

Aire de représentativité de la station

Urbaine

L'unité urbaine sur laquelle est la station

Périurbaine

L'aire urbaine sur laquelle est la station

Industrielle

5 km de rayon autour de la station

Rurale régionale

25 km de rayon autour de la station

Rurale nationale

50 km de rayon autour de la station

À partir de ces hypothèses a priori majorantes, nous avons ensuite croisé les aires de représentativité des stations avec, selon les cas, les données de population des unités urbaines, des aires urbaines, ou des communes concernées par des dépassements du seuil d'information. Il ressort de cette analyse que 32 millions de personnes ont été soumises à au moins 1 dépassement du seuil d'information de la population en 2001, et qu'environ 1,6 million d'habitants ont été soumis à plus de 30 dépassements de ce seuil (Tableau 6).

Tableau 6. Populations exposées en 2001 à des dépassements du seuil d'information 180/1 h.
Populations exposed in 2001 to exceedances of the 180/1 h ozone threshold.

Nb de dépassement du seuil 180 µg/m3

Nb de communes concernées

Populations concernées

Au moins 1 dépassement Plus de 10 dépassements

8 848

32 millions

1 677

6,3 millions

Plus de 30 dépassements

148

1,6 million

Les dépassements du seuil d'alerte 240 de la nouvelle directive ozone

Un nouvelle directive européenne sur. l'ozone (directive 2002/3/CE du 12 février 2002) a été publiée en 2002. Cette directive, qui n'était pas en vigueur en 2001, fixe un nouveau seuil d'alerte plus sévère que celui de la précédente directive sur l'ozone. Ce nouveau seuil est de 240 µg/m3 sur 1 heure et son franchissement impose notamment une large information du public. Lorsque ce seuil est dépassé plus de 3 heures consécutives, la directive 2002/3 impose la mise en œuvre de mesures à court terme (actions visant à réduire les émissions de précurseurs de l'ozone).Il a donc été procédé à un examen de la situation rencontrée en 2001 si la directive 2002/3 avait été appliquée.

Du 1er janvier au 31 août un total de 30 sites auraient connu en 2001 au moins 1 dépassement du seuil de 240 µg/m3 sur une heure. Ceci aurait représenté une durée cumulée de dépassements de 150 heures, en zones urbaines notamment (Tableau 7, p. 523). Sur cette même période la France aurait été soumise à 18 dépassements du seuil de 240 µg/m3 sur 3 heures consécutives sur l'un ou l'autre des 375 sites du dispositif ATMO (Tableau 8, p. 523). Ces dépassements auraient imposé la mise en œuvre des mesures réglementaires qui seront stipulées lors de la transcription de cette nouvelle directive en droit français.

Tableau 7. Dépassement du seuil 240/1 h par classe de station en 2001.
Exceedances of the 240/1 h ozone threshold by class of station in 2001.

Types de stations

Nb de stations

Sites avec au moins 1 dépassement du seuil de 240 µg/men moyenne horaire

Nb de sites

Nb d'heures

Stations rurales régionales

3

16

Stations rurales nationales

-

-

Stations urbaines

16

82

Stations périurbaines

6

26

Stations industrielles

4

24

Stations trafic

-

-

Stations spécifiques

1

2

TOTAL

375

30

150

Ces dépassements sur 3 heures auraient surtout été enregistrés en août et sur la zone de Fos-sur-Mer, Salon-de-Provence , Miramas, Vitrolles, Marignane, Sausset-les-Pins, Aix-en-Provence , et sur le site de la station rurale de La Roque-d'Anthéron. Certains de ces sites (Roque-d'Anthéron , Salon-de-Provence, Miramas) auraient subi des dépassements du seuil d'alerte 2 jours de suite et sur des durées pouvant atteindre 5 heures.

Tableau 8. Dépassements du seuil 240/3 h en fonction des mois de l'année 2001.
Exceedances of the 240/3 h ozone threshold according to the months of year 2001.

Mars

Mai

Juin

Juillet

Août

Total

Nb de jours de dépassement du seuil 240/3 h

1

1

1

1

4

8

Nb de sites avec dépassement du seuil 240/3 h

2

1

2

1

9

Situation française au regard des autres pays européens

La pollution par l'ozone apparaît notable en 2001 en France, tant en ce qui concerne la durée des épisodes de pollution et leur amplitude, que la population touchée par des dépassements du seuil d'information. À titre comparatif et afin de préciser la situation française vis-à-vis d'autres pays, le tableau 9, p. 524, élaboré à partir de données du Centre européen sur l'air et le changement climatique, fournit divers indicateurs relatifs à la pollution par l'ozone en Europe sur la période avril/août 2001. Il fournit notamment des informations sur les dépassements du seuil d'information de la directive 92/72/CEE.

On observe que la France est le pays qui dispose en Europe du nombre le plus élevé de stations de mesure de l'ozone, suivie de l'Allemagne , de l'Italie, et de l'Espagne. On note surtout qu'aucun dépassement de seuil n'a été perçu dans des pays de l'Europe du Nord tels que le Danemark, la Finlande, la Norvège. la Suède. D'autres pays européens, notamment en Europe du Sud, ont en revanche été soumis à des épisodes de pollution comparables, et parfois supérieurs à ceux de la France.

Ainsi , sur la période avril/août 2001 , l'Italie a connu 80 jours de dépassement de seuil d'information, et par ordre décroissant les valeurs records ont été mesurées en Espagne (360 µg/m3),au Portugal (358 µg/m3), en Italie (353 µg/m3), en France (328 µg/m3), en Allemagne (299 µg/m3), et c'est au cours des mois de juin à août que le nombre maximal de dépassements a été enregistré. D'avril à décembre 2001, aucun dépassement du seuil d'alerte de la population n'a été enregistré en Europe, à l'exception d'un événement en Espagne. C'est par ailleurs en Belgique que le nombre de stations ayant subi un événement de dépassement du seuil d'information, rapporté au nombre de sites en fonctionnement, a été le plus élevé (73 %). Pour la France ce taux est voisin de 50 %. De tels critères doivent toutefois être interprétés avec prudence car ils dépendent fortement du positionnement des stations.

Tableau 9. La pollution par l'ozone dans divers pays d'Europe en 2001.
The pollution by ozone in different countries of Europe in 2001.

Nb de station

Stations en dépassement

Nb de jours de dépassement

Maximum observé

Durée moyenne des dépassements (heures)

Autriche

121

46 (38 %)

18

249

2,2

Belgique

33

24 (73 %)

15

250

2,5

Allemagne

367

205 (56 %)

33

299

2,9

Danemark

11

0 (0 %)

0

< 180

Espagne

293

64 (22 %)

48

360

1,9

Finlande

11

0 (0 %)

0

< 180

France

375

167 (52 %)

58

328

2,7

Royaume-Uni

75

21 (28 %)

9

234

2,7

Grèce

13

6 (46 %)

12

273

2,0

Irlande

6

0 (0 %)

0

< 180

Italie

314

59 (19 %)

80

353

3,5

Luxembourg

5

3 (60 %)

12

200

3,5

Pays-Bas

38

20 (53 %)

9

223

2,5

Portugal

22

7 (32 %)

10

358

1,0

Suède

9

0 (0 %)

0

< 180

Bulgarie

7

0 (0 %)

0

< 180

Suisse

13

9 (69 %)

32

290

3,0

République tchèque

56

12 (21 %)

7

205

1,9

Estonie

5

0 (0 %)

0

< 180

Hongrie

2

1 (50 %)

1

196

2,0

Lituanie

3

0 (0 %)

0

< 180

Lettonie

13

0 (0 %)

0

< 180

Norvège

14

0 (0 %)

0

< 180

Pologne

20

2 (10 %)

2

182

1,0

Slovaquie

23

3 (13 %)

5

256

2,9

Source Centre européen sur l'air et le changement climatique.

La climatologie de l'ozone sur la période 1991/2001

L'année 2001 apparaît très polluée vis-à-vis de l'ozone - tant en France qu'en Europe - mais l'amplitude, la durée, et l'extension spatiale des phénomènes de pollution photochimique dépendent largement des situations météorologiques, et notamment de l'ensoleillement et de la nébulosité. La climatologie de l'ozone est donc très variable d'une année à l'autre, indépendamment des fluctuations qui peuvent être liées par ailleurs aux variations des émissions de polluants par les activités humaines ou les sources naturelles (les forêts émettent en particulier des composés organiques qui concourent à la production d'ozone).

Une évolution de 1991 à 2001 de quelques indicateurs de pollution photochimique est fournie par le tableau 10, p. 525. On y voit que le nombre de dépassements de la valeur 180 rapporté au nombre de capteurs installés depuis 1991 est, en 2001, parmi les plus élevés depuis 10 ans, les autres années « records » étant, sur la base de ce critère, les années 1994, 1995 et 1998.

Tableau 10. Évolution de la pollution par l'ozone sur la période 1991-2001 en France.
Evolution of the pollution by ozone over the period 1991-2001 in France.

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Nb de stations

70

70

85

115

140

163

193

300

349

349

375

Stations avec dépassement du seuil 180

21

35

35

65

78

33

61

167

138

98

211

Nb d'heures de dépassement du seuil 180

770

562

358

1 511

1 709

625

819

2 000

1 055

552

3 654

Ratio nb dépassement/nb de  sites

0,3

0,5

0,41

0,57

0,56

0,2

0,32

0,56

0,4

0,28

0,56

Max horaire (µg/m3)

337

416

270

318

319

273

270

340

277

322

387

L'année 2001 est également la deuxième des années les plus polluées en ce qui concerne le maximum absolu d'ozone mesuré, le record étant détenu par l'année 1992 avec une pointe locale de 416 µg/m3 d'air sur Vitrolles. Il n'a pas été procédé ici à une étude serrée des conditions météorologiques au cours des années 1991/2001 en vue de tenter de les relier aux niveaux d'ozone observés. Une telle étude aurait en outre nécessité, pour être complète, la prise en compte des émissions de précurseurs et la mise en œuvre d'un modèle déterministe de chimie-transport afin, par exemple, de procéder à des études de sensibilité. On retiendra cependant pour les années les plus récentes que l'été 2000 a été très pluvieux sur la majeure partie du territoire, et que peu d'épisodes de pollution photochimique ont été observés. Lors de l'été 1999 des dépassements avaient été uniquement observés sur des zones relativement localisées (région sud-est, Paris). L'été 1998 était caractérisé par un épisode de pollution photochimique de dimension nord-européenne autour du 11 août, et par plusieurs épisodes régionaux qui peuvent être comparés à l'été 2001 (Tableau 10). L'été 1997 a ressemblé par ailleurs en partie à l'été 1999.

Conclusion

La France dispose d'un des plus denses dispositifs de surveillance de l'ozone en Europe. L'analyse des données de l'année 2001 montre que de nombreux dépassements du seuil d'information de la directive 92/72/CEE ont été observés. Ce nombre élevé de dépassements résulte largement des conditions météorologiques de l'été 2001, notamment des situations anticycloniques rencontrées au cours de cette période et des émissions de polluants précurseurs. Le nombre d'événements de pollution qui ont été observés s'explique également en partie par le nombre de sites de mesure de l'ozone. Ces événements ont surtout touché les zones méditerranéennes et la région Provence-Alpes-Côte d'Azur, ainsi que certaines zones urbaines de ces régions très émettrices de précurseurs organiques et d'oxydes d'azote. Un événement particulier, conduisant au dépassement du seuil d'alerte, a été également perçu en mars 2001 dans cette région. Les régions atlantiques ont été les moins touchées par des dépassements de seuil d'information. Par ailleurs, alors que c'est en juillet que les durées cumulées de dépassements ont été les plus élevées, c'est le mois d'août qui a connu les concentrations records d'ozone. On peut par ailleurs, en première approximation, évaluer à environ 30 millions la population qui a été soumise à au moins un événement de dépassement de seuil d'information en 2001.

Il conviendrait de procéder dans un second temps à une analyse du risque et des répercussions de ces événements sur la santé, et plus particulièrement dans des populations sensibles. Par ailleurs, les niveaux d'ozone observés en France et dans d'autres pays, tant en 2001 qu'au cours des années précédentes, montrent que la mise en œuvre de la nouvelle directive 2002/3/CE sur l'ozone conduira à un accroissement des situations de dépassements , du moins jusqu'aux améliorations qui résulteront de la baisse des émissions de précurseurs prévues d'ici 2010 en application de la directive européenne sur les plafonds nationaux d'émission.

Cette étude a été rendue possible grâce aux données régulièrement transmises à l'ADEME par l'ensemble des Associations agréées de surveillance de la qualité de l'air qui constituent le dispositif ATMO.

- Actes de la journée d'information « Pointes de pollution d'ozone troposphérique - quelles mesures à court terme » organisée le 6 mars 2002 par le ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement à Paris.

- Directive 92/72/CEE du Conseil du 21 septembre 1992 concernant la pollution de l'air par l'ozone.

- Directive 2002/3/CE du Parlement européen et du Conseil du 12 février 2002 relative à l'ozone dans l'air ambiant.

- Ozone et propriétés oxydantes de la troposphère. Rapport n° 30 de l'Académie des Sciences. Éditions Lavoisier Tec & Doc 1993.

- Rapport pour la Commission Européenne: «The European Environment Agency, European topic centre on air and climate change based on data provided by Member States in the framework of the Council Directive 92/72/EEC on air pollution by ozone»·

Pour citer ce document

Référence papier : Christian Elichegaray, Erwan Fangeat et Joëlle Colosio « La pollution photochimique en France : le climat de l'ozone en 2001 et sur la période 1991/2001 - bilan des dépassements du seuil d'information réglementaire », Pollution atmosphérique, N° 176, 2002, p. 515-526.

Référence électronique : Christian Elichegaray, Erwan Fangeat et Joëlle Colosio « La pollution photochimique en France : le climat de l'ozone en 2001 et sur la période 1991/2001 - bilan des dépassements du seuil d'information réglementaire », Pollution atmosphérique [En ligne], N° 176, mis à jour le : 15/12/2015, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/pollution-atmospherique/index.php?id=2619, https://doi.org/10.4267/pollution-atmospherique.2619

Auteur(s)

Christian Elichegaray

ADEME -Département Air, 27, rue Louis Vicat,75015 Paris Cedex 15

Erwan Fangeat

ADEME - Département Air, 27, rue Louis Vicat,75015 Paris Cedex 15

Joëlle Colosio

ADEME - Département Air, 27, rue Louis Vicat,75015 Paris Cedex 15