Confinement : la pollution urbaine chute

07/04/2020

Le confinement de la population lié à l'épidémie de Covid-19 a un effet sur la qualité de l'air, notamment dans les grandes agglomérations. Les émissions de polluants atmosphériques provenant du trafic routier et des industries sont en effet largement réduites. Ainsi en région parisienne, les concentrations de dioxyde d'azote (NO2), l'un des principaux traceurs de ces activités, a diminué de 40 % par rapport à l'avant confinement, rejoignant les niveaux des aires rurales.
Quel est l'impact du confinement dans les agglomérations européennes ? Quelles sont les autres sources de pollutions ? Comment les expliquer ? Notre article pour tout comprendre.

Agglomérations européennes : une qualité de l'air considérablement améliorée

Nous avons étudié l'impact du confinement sur la qualité de l'air de 4 grandes agglomérations européennes. Le constat est le même partout : la pollution urbaine d'origine anthropique a fortement diminué depuis le confinement et tend à atteindre les niveaux des zones rurales périphériques.

Comment lire ce graphique ?
Le graphique présente sur 4 métropoles européennes l'évolution des concentrations horaires en dioxyde d'azote ( NO₂).

Le NO₂ est un polluant émis directement dans l'atmosphère ou bien issu de l'oxydation du monoxyde d'azote. Les oxydes d'azote sont émis à partir des processus de combustion d'énergie fossile.. Il est ainsi émis par les industries, le chauffage et plus particulièrement par la circulation automobile..

• Il peut aussi être issu de l'oxydation du monoxyde d'azote. Les oxydes d'azote sont émis à partir des processus de combustion d'énergie fossile.

• Pour chaque métropole, 3 courbes représentent les concentrations horaires de NO₂ pour 3 types de stations :

◦ stations de fond rurales : stations en zone rurale, éloignées de toutes sources de pollution urbaine.

◦ stations de fond urbaines : stations de mesures situées dans les centre-villes mais en retrait des sources d'émissions, typiquement dans des parcs, squares ou zones piétonnes

◦ stations de proximité trafic : stations de mesures placées à proximité des axes de circulation

Ce que l'on constate : une qualité de l'air améliorée

Les concentrations des stations trafic et urbaines enregistrées en ville tendent à converger vers les concentrations rurales ce qui montre que la qualité de l'air s'est considérablement améliorée dans ces métropoles. Les courbes montrent des amplitudes beaucoup plus basses depuis le confinement. On observe une disparition des pics de concentrations en NO₂enregistrés le matin et le soir et liés au trafic routier. Localement, des stations de proximité ont pu connaître des baisses beaucoup plus significatives par rapport à leurs niveaux habituels comme par exemple les stations à proximité des périphériques et des rocades, fortement exposées au dioxyde d'azote.

Cependant, il existe des variations et des fluctuations, liés à plusieurs facteurs

Le chauffage urbain, par exemple, qui a pu être à la hausse en début de confinement, émet lui-aussi, du NO₂.

Les conditions atmosphériques jouent également un rôle important dans la qualité de l'air. Dès la mise en place des confinements, les concentrations n'ont pas diminué instantanément avec la forte diminution du trafic routier. La réponse en terme de concentration à une cessation d'émission de NO₂ n'est en effet pas immédiate. Les polluants ont mis un certain temps à se disperser de par leur durée de vie dans l'atmosphère et des conditions atmosphériques participant à leur dispersion.

À la mise en place du confinement, toutes les émissions ne se sont pas arrêtées. La baisse la plus significative a touché le trafic routier. Mais d'autres secteurs d'émissions, comme le chauffage, sont restés présents. Aussi, cette situation a pu conduire à un phénomène de transfert de pollution. Les personnes confinées ont par exemple maintenu leur chauffage tout à long de la journée en lieu et place d'un thermostat qui coupe les dispositifs de chauffage pendant leurs absences. Un indicateur intéressant de ces mesures concerne les variations à la baisse des concentrations en fonction des dates de confinement. Les pays qui ont confiné leur population plus précocement connaissent à ce jour les baisses les plus importantes.

Pollution : le rôle des conditions météo

Les niveaux de concentrations des polluants atmosphériques fluctuent en fonction des conditions météo : quand l'air stagne au-dessus des villes, les polluants s'accumulent dans l'air. C'est le cas lors de conditions anticycloniques : dans un anticyclone, la pression est forte. Ces hautes pressions peuvent piéger les polluants des basses couches. La notion de hauteur de couche atmosphérique limite est aussi importante. Lorsque l'altitude de la couche limite est faible, les concentrations augmentent. Inversement le vent brasse l'air et dilue les polluants.

Des conditions anticycloniques participent à expliquer l'épisode de pollution aux particules PM10 (différents donc du NO₂ )qui a concerné le nord de la France fin mars. La hausse des niveaux de pollution sur la région parisienne est principalement due aux conditions météorologiques anticycloniques et une hauteur de couche limite basse. Si la France n'avait pas été en confinement, cet épisode de pollution aurait été d'une intensité supérieure. Les émissions liées au secteur agricole se seraient alors rajoutées aux émissions liées au trafic routier et au chauffage conduisant à des concentrations bien plus élevées.

Surveillance de l'atmosphère : les missions de Météo-France

Météo-France et l'INERIS coordonnent un service de surveillance de l'atmosphère et de la qualité de l'air, sous l'égide du Centre européen de prévision météorologique à moyen terme. Les deux établissements pilotent ainsi les services de prévisions, et d'analyse de la qualité de l'air en Europe et d'évaluation de stratégies de gestion des épisodes de pollution.

Météo-France contribue également au système PREV'AIR, plate-forme qui fournit quotidiennement des prévisions à trois jours et des cartographies pour les polluants atmosphériques « réglementés ». Ces polluants sont réglementés du fait de leur impact sur la santé et l'environnement : ozone, oxydes d'azote et particules (PM2,5 et PM10). Composantes du dispositif français de surveillance et de gestion de la qualité de l'air, ce dispositif complète les informations fournies par les réseaux de mesure et d'observation « physiques » gérés par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA).

Cette plateforme de prévision de la qualité de l'air, développée et gérée au quotidien par l'INERIS, est le fruit du travail d'un consortium intégrant aux côtés de l'INERIS, Météo France, le CNRS et le LCSQA (Laboratoire central de Surveillance de la Qualité de l'air).

Météo-France engagé pour le service Copernicus
- Copernicus est le programme de surveillance de la Terre de la commission européenne. Son service de Surveillance de l'atmosphère CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) fournissant des données et des informations continues sur la composition atmosphérique, est délégué à l'ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecast) pour la mise en œuvre et la fourniture du service, qui s'appuie lui-même sur des partenaires pour la déclinaison des services. .
- Météo-France et l'INERIS sont ainsi co-leader du service pour la prévision de qualité de l'air à l'échelle de l'Europe.
Des prévisions à J+3

Les prévisions CAMS de qualité de l'air sur l'Europe sont réalisées à partir d'un ensemble de 9 modèles européens de qualité de l'air. Parmi ces modèles Météo-France fournit les prévisions du modèle MOCAGE développé par le CNRM et l'INERIS fournit les prévisions du modèle CHIMERE.

CAMS fournit 3 types de produits :

• Prévisions pour les échéances J0 à J+3

• Analyse de la veille avec une assimilation par les modèles des observations de qualité de l'air de surface

• Réanalyse utilisant une météo analysée et des observations de qualité de l'air validées.

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