1 - LA MESURE EN QUÊTE D'OPTIMISATION Aujourd'hui, les appareils de mesure de la qualité de l'air ne cherchent plus la précision, mais à être plus rapides, fiables et économes. Quel air respirons-nous ? La réponse est à chercher du côté des associations agréées pour la surveillance de la qualité de l'air (Aasqa), qui travaillent à partir de mesures sur sites, d'analyses en laboratoires et de modélisation. En matière de mesures, elles doivent respecter la directive européenne 2008/50/CE du 21 mai 2008 sur la qualité de l'air ambiant, qui impose des méthodes de référence pour chaque polluant. Mais voilà, ces méthodes ne sont pas toujours idéales. Les Aasqa font donc parfois appel à d'autres techniques, qui doivent avoir prouvé leur équivalence par rapport à la méthode de référence. L'analyse des particules illustre bien cette possibilité. La méthode de référence consiste à prélever les particules et à les analyser en laboratoire. Or, les Aasqa ont besoin d'une grande réactivité, de manière à disposer de données quasiment heure par heure. Aussi, la plupart utilisent une des deux méthodes alternatives ayant prouvé leur équivalence : la microbalance (TEOM) et la radiométrie par jauge bêta. Dans cette dernière, les particules absorbent une partie du rayonnement émis par une petite source radioactive. En mesurant par un compteur Geiger l'atténuation de la radioactivité, on en déduit la quantité de particules. Auparavant, les particules ont été sélectionnées selon leur taille, en jouant sur la géométrie des têtes de prélèvement. « Nous avons amélioré ce dispositif en ajoutant un compteur de particules par diode laser, qui détermine le nombre de particules et leur granulométrie, indique Serge Aflalo, directeur commercial et marketing d'Environnement SA. La jauge bêta, plus précise, recalibre régulièrement le compteur optique. Elle permet également de mesurer en continu, au lieu d'attendre une à trois heures entre deux mesures. Nous développons aussi une nouvelle version du mesureur de particules avec plusieurs angles de détection permettant de déterminer la famille de particules (pour, par exemple, distinguer les cendres des fumées noires, du sable...). Cet analyseur baptisé CPA devrait être commercialisé à la fin de l'année. » La microbalance, que propose notamment la société Ecomesure, est un filtre posé sur un élément oscillant, dont on mesure la fréquence de vibration. Celle-ci dépend de la masse de particules qui se déposent sur le filtre. « La microbalance est plus difficile à calibrer que la jauge bêta, mais le temps de prélèvement est plus court », observe Laurent Gauvin, métrologue à Airparif, qui a choisi cette méthode. Ces appareils mesurent les particules de moins de 10 micromètres (PM10) et de moins de 2,5 micromètres (PM2,5), mais pas celles inférieure au micromètre (PM1), qui ne sont pas encore réglementées, alors qu'elles sont probablement les plus dangereuses. Ces particules étant trop petites pour qu'on les mesure par leur masse, il faudra plutôt les compter. Parallèlement à ces nouvelles méthodes, les fabricants travaillent à améliorer les gammes existantes pour tous les types de polluants. « Les normes imposent la précision des mesures, on ne cherche pas à aller bien au-delà, car ce serait coûteux, indique Jean-Clair Ballot, responsable du département Process & environnement chez Horiba. Nous travaillons plutôt à améliorer la maintenance, notamment en préventif. » « Les analyseurs sont de plus en plus fiables, ce qui nous permet d'espacer la maintenance, apprécie Laurent Gauvin. C'est un critère de choix important ! » Les demandes des utilisateurs concernent également le prix ou la consommation d'énergie. « Les fabricants d'analyseurs n'ont pas fait beaucoup de progrès en matière de consommation électrique, regrette Marie-Blanche Personnaz, directrice adjointe de l'Atmo Rhône-Alpes. Les appareils doivent souvent être climatisés et presque toujours raccordés au réseau électrique, ce qui est contraignant. Nous préférerions des appareils sur batteries ou reliés à des panneaux solaires. Nous aimerions aussi qu'ils développent des technologies plus légères, même si elles sont moins précises, pour compléter les stations de référence : nous devons parfois monter 30 kg de matériel en ski en haut du col du Lautaret ! » En ville, c'est la place qui compte : une station de surveillance de la qualité de l'air fait environ 4 mètres cubes, pas toujours évidents à trouver. Pour pallier ses problèmes de place, Environnement SA propose des stations miniaturisées, intégrant deux à trois appareils dans un même boîtier. Plus compact encore pourrait être l'appareil développé par la société suédoise Opsis, basé sur une technique appelée spectrométrie d'absorption optique différentielle (DOAS en anglais). Il s'agit d'envoyer un faisceau lumineux dans l'atmosphère et d'analyser la lumière reçue. En effet, chaque polluant absorbe spécifiquement certaines longueurs d'onde de la lumière et, en mesurant la manière dont la lumière est atténuée, on en déduit la nature et la concentration des polluants. « Cela permet de mesurer plusieurs polluants à la fois sur une grande distance, indique Alistair Becq, directeur commercial de Néréides, distributeur d'Opsis. Il n'y a pas de pompe, donc peu de maintenance, et l'étalonnage n'est nécessaire qu'une fois par an. » Une technique que l'Europe n'a pas encore approuvée. 2 - SIMULER LA POLLUTION SUR ORDINATEUR Les modèles numériques se sont largement améliorés ces dernières années et intègrent de plus en plus de données. Ils doivent encore progresser sur les particules. Si vous pouvez connaître aujourd'hui la qualité de l'air de demain, c'est grâce à la modélisation qu'effectue l'association agréée de la qualité de l'air (Aasqa) de votre région. Les modèles sont des programmes informatiques qui calculent les niveaux des polluants, en se basant sur les niveaux d'émission des différentes sources (industries, transports, chauffage, rejets naturels...), les réactions chimiques entre polluants et leur dispersion, influencées par le vent et le soleil. Il existe plusieurs modèles, qui diffèrent essentiellement par leur échelle : nationale, régionale, voire très locale. Le principe est le même : la zone étudiée est découpée en carrés. Pour les modèles nationaux, les carrés font 50 kilomètres de côté, pour les versions régionales, quelques kilomètres, et, pour les modèles locaux, quelques dizaines de mètres. Dans chaque carré, on calcule non seulement la dispersion des polluants, mais aussi les réactions chimiques, parfois plus d'une centaine. Selon l'échelle, les paramètres pris en compte diffèrent. Ainsi, les modèles nationaux comme Prev'air, lancé en 2003, ne prennent pas en compte les reliefs, et n'évaluent donc pas la pollution à l'échelle d'une agglomération. Les modèles locaux, eux, intègrent les bâtiments, indispensables pour comprendre ce qui se passe dans les rues, à proximité du trafic routier. Selon les vents dominants, les polluants sont rejetés préférentiellement d'un côté ou l'autre. Pour modéliser ce comportement, il faut des modèles très fins. Si les modèles, comme Prev'air, sont conçus pour prévoir avec précision la pollution des jours suivants, d'autres sont utiles pour décider des politiques à mettre en oeuvre. Ainsi, Chimère évalue les politiques d'amélioration de la qualité de l'air. On peut ainsi tester l'impact du Plan particules ou des scénarios énergétiques pour les prochaines décennies. Plus localement, en combinant Chimère à des modèles à plus petite échelle, on peut évaluer les schémas de cohérence territoriale (Scot), les plans de déplacements ou même de nouveaux équipements, comme une piste cyclable, un chauffage urbain ou des transports en commun. La modélisation sera aussi utilisée dans l'étude de faisabilité des futures zones d'action prioritaire pour l'air (Zapa), interdisant aux véhicules les plus polluants certaines zones dans six villes. Il s'agira de tester l'impact de la Zapa selon la zone choisie, mais aussi selon le type de véhicule exclu. L'étude de différents scénarios aidera les décideurs à choisir le plus pertinent. La surface étudiée sera bien plus large que la Zapa elle-même, afin de prendre en compte d'éventuels reports de circulation à l'extérieur. La question des sources de pollution est cruciale pour tous les polluants. « Nous travaillons beaucoup sur l'identification précise de l'origine des pollutions, afin d'agir à la source, indique Joëlle Colosio, chef du service de la qualité de l'air à l'Ademe. La concentration finale d'un polluant est l'addition des pollutions locales du fond urbain, périurbain, voire rural. » De son côté, l'Atmo Rhône-Alpes travaille pour modéliser plus finement les reliefs, une nécessité dans cette région montagneuse. Quant à Airparif, il développe un modèle s'appuyant sur les niveaux de pollution enregistés les années précédentes. Et les industriels ne sont pas en reste : « Nous participons à un projet financé par l'Agence nationale de recherche sur la modélisation de Paris avec une résolution de 3 m, indique Armand Albergel, directeur de la société Aria. La mairie de Paris met à disposition des données tridimensionnelles de la ville, les modèles météorologiques sont de plus en plus précis, les inventaires d'émissions aussi : tout converge pour que les modèles progressent. » Pourtant, beaucoup reste à faire. Par exemple, s'ils savent assez bien reproduire la formation de l'ozone, les modèles sont moins satisfaisants sur les oxydes d'azote ou les particules, une préoccupation majeure de la qualité de l'air. D'ailleurs, la Commission européenne a ouvert un contentieux à l'encontre de la France pour le non-respect des valeurs limites. Or, il existe de lourdes incertitudes sur les émissions, mais aussi sur les processus de formation des particules. Certaines sont émises par les industries ou les véhicules, d'autres résultent de l'agglomération de molécules gazeuses, comme les oxydes d'azote ou de soufre. Certaines proviennent de sources très lointaines, comme les sables du Sahara, d'autres sont remises en suspension localement. « Le ministère de l'Environnement a lancé un inventaire national à haute résolution, qui devrait être disponible à la fin de l'année. On en attend beaucoup pour améliorer le modèle Prev'air », indique Laurence Rouil, responsable du pôle modélisation environnementale et décision à l'Ineris. Cependant, Marie-Blanche Personnaz, directrice adjointe de l'Atmo Rhône-Alpes, dénonce les conditions d'utilisation parfois indigentes des modèles utilisés réglementairement, notamment dans certaines études d'impact. La normalisation des méthodes pour l'utilisation des modèles permettrait de prouver la validité de ces modèles auprès des acteurs. « Lorsque nous démontrons, à l'aide de nos modèles, que tel plan ne sera pas efficace, les acteurs contestent, regrette-t-elle. Il faut qu'on puisse prouver la qualité de nos résultats, afin qu'on puisse se servir de la modélisation comme on se sert de la métrologie. L'étalonnage de nos mesures est audité par le Cofrac, pourquoi n'en serait-il pas de même pour nos modèles ? La modélisation est l'avenir, il faut l'encadrer. » 3 - ADAPTER LA TRANSMISSION DE L'INFORMATION Amélioration de l'indice Atmo, envoi de données sur les téléphones portables, expositions individuelles... les initiatives pour mieux informer le grand public se multiplient. Les informations issues des mesures et des modèles servent notamment à prévoir la qualité de l'air pour le lendemain. C'est le fameux indice Atmo, mis en place il y a quinze ans et qui donne une note à la qualité de l'air de zéro à dix. Est-il encore adapté ? Pour Marie-Blanche Personnaz, directrice adjointe de l'Atmo Rhône-Alpes, il doit évoluer vers une diminution des seuils : on peut dépasser les normes européennes pour les particules, et avoir un indice Atmo de 4, c'est-à-dire « bonne qualité de l'air ». Un avis que partage Frédéric Bouvier, directeur du laboratoire central de surveillance de la qualité de l'air à l'Ineris : « L'impact sanitaire de 250 jours de qualité moyenne de l'air est bien supérieur à celui de 5 jours de mauvaise qualité. Si le message, pendant ces 250 jours, est que tout va bien, cela ne facilite pas le changement. L'enjeu majeur n'est pas le pic de pollution, mais la pollution chronique. » Bien qu'insuffisant, l'indice Atmo reste un bon outil de communication vis-à-vis du grand public, selon Joëlle Colosio, chef du service de la qualité de l'air à l'Ademe. En effet, ce n'est pas un indice de proximité, mais un indice moyen : il n'indique que la pollution globale, loin de la circulation. Il faut donc aussi s'intéresser aux zones où les émissions sont les plus importantes, ou lorsque la population est dense et fragile. C'est l'objet d'un nouvel indice européen, qui pourrait être prochainement adopté. Testé sur une centaine de villes, Citeair prend en compte la pollution près du trafic et offre une information heure par heure (contre une par jour pour l'indice Atmo). L'information du public s'adapterait à ces nouvelles données. Ainsi, à l'Ineris, Frédéric Bouvier estime qu'on se dirige vers un système d'information interactif, fournissant des cartographies de niveaux de pollution en temps réel directement sur les téléphones portables. Airparif mise, de son côté, sur les réseaux sociaux et les applications mobiles pour que le public puisse recevoir facilement ces informations. Cependant, communiquer, ce n'est pas seulement mettre les résultats à disposition du public, c'est aussi pointer les problèmes et aider la population à changer de comportement. Par exemple, les restrictions à l'entrée de certains véhicules en ville dans les zones d'action prioritaires pour l'air (Zapa) devront être accompagnées pour être acceptées. Mais l'information qui intéresse le plus les gens, c'est la qualité de l'air qu'ils respirent. Autrement dit, l'exposition individuelle. « Nous avons des données liées aux modes de transport. Par exemple, nous savons que les automobilistes sont les plus exposés, indique Arthur de Pas, ingénieur à Airparif. En demandant aux utilisateurs des informations sur leurs trajets, leurs temps de parcours, le type d'axes empruntés... nous pourrons d'ici à la fin de l'année leur fournir une fourchette d'exposition pour différents polluants, notamment les oxydes d'azote. » Le contenu de l'information n'est pas le seul élément qui compte, son émetteur l'est tout autant. Ainsi, une information venant de l'État est prise plus au sérieux que celle émanant d'une association. En cas de pic de pollution, les associations de surveillance de la qualité de l'air informent la préfecture, qui avertit à son tour la population, fait des recommandations sur les conduites à tenir et indique les obligations (notamment les limitations de vitesse). « Cette information n'est pas de notre ressort, précise Marie-Blanche Personnaz, c'est une obligation de l'État. Si l'on veut que la qualité de l'air soit prise au sérieux, les préfets doivent prendre toute leur place. »