Etude d’impact de scenarii de réduction des émissions d’ammoniac sur les concentrations de particules en Europe

Une étude européenne a été réalisée en 2013 afin d’évaluer l’impact des scenarios de réduction d’émissions d'ammoniac sur les concentrations en PM₁₀ et PM_2.5ainsi que les dépassements de valeurs limites associées à ces polluants. Cette étude a été menée pour le compte de l’Agence Européenne de l’Environnement par le consortium European Topic Centre on Air Pollution and Climate Change mitigation (Eionet), dont l’INERIS est membre.

Trois modèles de qualité de l'air ont été utilisés pour évaluer ces scénarios. Il s’agit des modèles CHIMERE (utilisé par l’INERIS), LOTOS-EUROS et EMEP qui ont été appliqués sur l’année de référence 2009. La plupart des études de modélisation de scénarios déjà publiées montre un impact important de la réduction des émissions d'ammoniac sur les concentrations en particules.

Si globalement des efforts sont réalisés pour réduire notamment les émissions de particules primaires, oxydes d’azote et dioxyde de soufre, le niveau de réduction envisagé pour 2020 concernant les émissions d’ammoniac dans le cadre du protocole de Göteborg est peu ambitieux pour l’Europe (baisse de 6% prévue dans l’Union Européenne).

Or, l’ammoniac est un précurseur de particules secondaires et réduire ses émissions contribue à réduire le niveau de pollution particulaire, notamment au printemps.

Les données de la base européenne AirBase montrent que 612 stations de surveillance ont dépassé la valeur limite journalière pour les PM₁₀ en 2009 sur l’Europe. Selon les modèles, le nombre de stations dépassant encore la valeur limite journalière après la mise en œuvre du Protocole de Göteborg en 2020 serait respectivement de 481 (CHIMERE), 486 (EMEP) et 536 (LOTOS-EUROS). Cela indique que le protocole de Göteborg seul peut contribuer à une réduction de 12 à 21% du nombre de stations présentant des dépassements des valeurs limites de PM₁₀ mais que d'autres mesures doivent être envisagées pour réduire davantage les concentrations de particules en Europe. En parallèle d’actions plus locales pour réduire les concentrations sur les hotspots en Europe, des mesures de fond plus ambitieuses sont nécessaires au niveau de l'Union Européenne.

Il est montré qu’une réduction de 30% des émissions d'ammoniac au delà du protocole de Göteborg améliore cette situation. La réduction du nombre de stations en dépassement atteindrait, selon les modèles, 40 (CHIMERE), 40 (EMEP) et 23 (LOTOS-EUROS). La réduction la plus importante du nombre de stations de dépassement est attendue en Italie et en Pologne car le nombre initial de stations en dépassement est important dans la simulation de référence. Le Benelux, l’ouest de l'Allemagne et le nord de l'Italie présentent les plus fortes diminutions de concentration par réduction des émissions d’ammoniac.

Pour les concentrations de PM_2.5, la baisse simulée de concentration annuelle moyenne, due à une réduction de 30% les émissions de NH₃supplémentaire par rapport au protocole de Göteborg, peut atteindre jusqu’à 10% avec le modèle EMEP dans certaines régions. Les réductions les plus importantes en % sont observées dans les zones d’émissions: le sud de l'Angleterre, nord de la France, Benelux, Allemagne, République tchèque et Pologne pour CHIMERE et EMEP ; pour LOTOS-EUROS, la répartition spatiale des réductions est plus homogène sur l'Europe avec les plus fortes réductions en Pologne et Suède sur les concentrations de PM_2.5. Le pourcentage de réduction des concentrations moyennes annuelles de PM₁₀ en Europe sont plus faibles que pour les PM_2.5, allant de 3 à 8% sur la plupart de l'Europe.

Ci-contre : Baisse des concentrations moyennes annuelles de PM10 attendue par une réduction de 30% des émissions d’ammoniac par rapport au protocole de Göteborg appliqué en 2020 (issu du modèle CHIMERE)

En conclusion

Cette étude montre que la mise en œuvre du Protocole de Göteborg sera une étape importante vers le respect des valeurs limites de PM₁₀ en Europe. Cependant, la conformité à la législation pour 2020 ne pourra être assurée qu’accompagnée de mesures complémentaires visant à réduire les concentrations de particules à travers l'Europe.

Article paru dans la revue  Environmental Science & Policy - « Can further mitigation of ammonia emissions reduce exceedances of particulate matter air quality standards? » (August 2014), Volume 44, Pages 149-163. Bessagnet, B., Beauchamp, M., Guerreiro, C., de Leeuw, F., Tsyro, S., Colette, A., Meleux, F., Rouïl, L., Ruyssenaars, P., Sauter, F., Velders, G. J. M., Foltescue, V. L., van Aardennee, J.