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Le 10.09.2012

Du risque dans l’air ?

Près de 12 millions de Français ont vécu dans des zones n’ayant pas respecté les valeurs limites annuelles de particules PM10 dans l’air. C’est l’une des conclusions du Bilan de qualité de l’air 2011, publié en août 2012 par le Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie. Ces particules peuvent causer des décès ou des hospitalisations. Comme d’autres polluants, elles sont placées sous étroite surveillance scientifique.
© Markus Henttonen / Getty Images

« L’amélioration de la qualité de l’air est une priorité majeure pour le Gouvernement », comme l’a souligné Delphine Batho, Ministre de l’Écologie. Une préoccupation partagée par l’OMS - qui estime que la pollution atmosphérique en milieu urbain serait responsable d’1,3 million de décès annuels dans le monde - et par l’Union européenne, à travers différents programmes et notamment Aphekom. Les principaux polluants incriminés sont des gaz (ozone, dioxyde d’azote, dioxyde de soufre...), des métaux lourds (plomb, cadmium...), ou des particules en suspension dans l’air.

Invisibles et dangereuses, les particules PM10 et PM2,5 sont définies par leur diamètre (inférieur à 10 ou 2,5 micromètres resp.). Elles sont si fines qu’elles traversent les masques filtrants. En zone urbaine, elles proviennent notamment du trafic routier - les véhicules diesel étant spécialement incriminés, notamment en raison des bonus dont ils bénéficient. Si l’on réduisait les concentrations de particules PM10 de 70 à 20 microgrammes par m3, la mortalité liée à la qualité de l’air pourrait baisser de 15 %, selon l’OMS. Les seules particules PM2,5 auraient causé près de 42 000 décès en France en 2005 et plusieurs grandes villes étudient des mesures de réduction (zones d'actions prioritaires pour l'air ou ZAPA).

En France, la surveillance de la qualité de l’air est assurée par des associations indépendantes agréées par l’État, telles Airparif pour l’Île-de-France. Pour sa part, l’Union européenne émet régulièrement des bilans : le dernier en date atteste que 11 États membres, dont la France, dépasseraient les plafonds d’émission de polluants atmosphériques. Mais il y a de nombreux signes d’espoir puisque la tendance sur plusieurs années voire décennies est à l'amélioration pour plusieurs polluants, dont le dioxyde de soufre, les composés organiques volatils et même les particules PM2,5 !

Prédire les pics de pollution

Placée sous la haute surveillance de nombreux observatoires nationaux et internationaux, la qualité de l’air que nous respirons peut être estimée à l’avance, comme en météo. « Notre travail consiste à estimer au mieux les concentrations de polluants présents dans l’atmosphère que nous respirons, donc au voisinage du sol. Néanmoins cela nous oblige à simuler en 3D les premiers kilomètres de l’atmosphère. Les polluants y sont mélangés par turbulence, transportés par les vents et transformés par

réactions chimiques. », explique Vivien Mallet, chargé de recherche au sein de l'équipe de recherche Clime d’Inria (Paris-Rocquencourt) en commun avec l’École des Ponts ParisTech, au sein du Centre d'Enseignement et de Recherche en Environnement Atmosphérique (Cerea). Le Centre développe un système en modélisation et simulationde la qualité de l'air Polyphemus, placé sous la responsabilité de Vivien Mallet.

Certains modèles effectuent des calculs fins à l'échelle d'une ville : ils peuvent estimer le niveau de pollution d’une rue donnée. C’est le cas sur le site « votre air » de l’association Airparif, encore au stade de prototype. Il cartographie la qualité de l’air au cœur de Paris, et montre les concentrations de 3 polluants : dioxyde d’azote, ozone et particules fines PM10. L’équipe de recherche Clime est intervenue pour le couplage avec les observations. Le modèle sous-jacent est commercialisé et développé par une PME partenaire de l'INRIA, la société Numtech, experte dans l’étude des événements atmosphériques et de leurs conséquences. Il existe des modélisations opérationnelles pour d’autres villes françaises. Au niveau national et européen, des prédictions et observations sont disponibles sur les sites Prev’air ou Atmo-France.

« Ces prévisions sont exploitables pour des prévisions à 2 ou 3 jours, avec une fiabilité variable selon les polluants », souligne Vivien Mallet. Il existe en effet une multitude d’incertitudes : données météorologiques mal prévues, émissions difficiles à quantifier précisément, processus physiques mal connus, description partielle des mécanismes chimiques... auxquelles s’ajoutent les simplifications des modèles numériques pour réduire les temps de calcul. « Pour réduire les incertitudes des prévisions, nous exploitons des observations et nous combinons aussi plusieurs modèles de prévision. Nous essayons enfin de quantifier le niveau de confiance que nous pouvons avoir dans les prévisions résultantes. » Complexes et coûteuses, les recherches en modélisation sur la qualité de l’air pourraient améliorer notre santé mais aussi éviter à la France le paiement de lourdes amendes européennes !

Et de nouveaux challenges surgissent : « on aimerait exploiter des données satellite mais les satellites ne permettent pas d'observer avec précision les concentrations près du sol. », précise Vivien Mallet. Autre défi, l'assimilation des données provenant d’une foule de capteurs mobiles portés par des voitures, des bus, des montres... et de petits capteurs fixes répartis dans les villes ou les habitations.

 

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