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  Référentiel technique national Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 21 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Ce guide a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 18 mars 2021. Mise en application : 1er janvier 2022     Paramètres météorologiques : Etude bibliographique, analyse des enjeux et des besoins Les surfaces urbaines modifient les échanges d’énergie entre la surface et l’atmosphère, conduisant par exemple à la mise en place d’un îlot thermodynamique urbain. Une phase de stockage de chaleur par les surfaces urbaines pendant le jour puis de restitution pendant la nuit associée aux effets aérodynamiques de la morphologie des structures urbaines sur l’écoulement, affecte les paramètres météorologiques susceptibles d’influencer le comportement des polluants atmosphériques habituellement utilisés pour la modélisation de la qualité de l’air en ville. Or la représentativité de ces paramètres météorologiques est essentielle pour la qualité des modélisations. Le présent document décrit les comportements thermodynamiques et météorologiques spécifiques aux écoulements en milieu urbain afin de mieux comprendre leur impact sur la représentativité des paramètres météorologiques, en particulier pour la modélisation de la qualité de l’air. L’îlot de chaleur urbain dans les différentes couches de l’atmosphère, la  couche limite urbaine, la distribution horizontale et verticale du vent, l’îlot d’humidité urbain font ainsi l’objet d’une étude bibliographique. L’organisation spatiale et temporelle de ces phénomènes montre un impact non négligeable sur les paramètres météorologiques en milieu urbain, qu’il s’agisse : de la température à l’intérieur et au-dessus de la canopée urbaine, de l’épaisseur de la couche limite urbaine et de ses composantes dont la sous-couche rugueuse et la sous-couche inertielle, du profil vertical du vent et de la turbulence ainsi que de la convergence des directions du vent autour des villes. L’ensemble des variables météorologiques usuelles qui alimentent les modèles de dispersion est donc impacté. Une analyse de la prise en compte de ces paramètres météorologiques urbains dans les modèles de proximité est réalisée. Des recommandations d’usage sont proposées pour l’utilisation de ces données météorologiques, qu’elles soient issues de l’observation, de la modélisation (technique de descente d’échelle ou « downscaling »), ou qu’elles soient calculées par un préprocesseur météorologique.

  Référentiel technique national Ce guide fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air.  Il a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 1er février 2017. Mise en application : à la parution de l'arrêté relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air (22/04/2017).     Stations et points de mesure : formulaire descriptif station et demande ouverture/fermeture de point : Les documents ci-après sont à télécharger et à retourner complétés au LCSQA à lcsqa-referentielsurveillance@ineris.fr Télécharger les fichiers "Stations et points de mesure : formulaire descriptif station et demande ouverture/fermeture de point" (formulaire descriptif station, procédures "Gestion du référentiel - stations et points de prélèvements - de mesure de la qualité de l'air" et "Instruction d'un dossier station")   Consacré exclusivement aux stations de mesure et aux points de prélèvement associés, ce guide tient compte de l’évolution du contexte législatif et normatif, l’objectif étant de disposer d’un référentiel national sur la macro et la micro-implantation des points de mesure qui soit conforme aux exigences et aux recommandations des textes européens en vigueur ainsi qu’aux contraintes techniques issues des normes émises par le Comité Européen de Normalisation (CEN). Le référentiel ainsi établi comporte les différents éléments suivants : une série de définitions nécessaires à la bonne compréhension du guide, les éléments descriptifs d’une station de mesure, la classification et la représentativité des stations, caractéristiques essentielles pour l’interprétation et la comparaison des mesures, des recommandations pratiques sur la conception des stations et l’implantation des points de prélèvement.  

  Référentiel technique national Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air. "Guide méthodologique pour la surveillance des PM10 et PM2,5 par TEOM-FDMS dans l’air ambiant" : Il est une mise à jour du guide paru en 2013. Ce guide a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 1er février 2017. Mise en application : immédiate.     Ce guide se conçoit comme le référentiel français en termes d’exigences de qualité des données obtenues par TEOM-FDMS sur l’ensemble du territoire pour la surveillance des PM10 et PM2,5 comme préconisé par l’arrêté du 21 octobre 2010 relatif aux modalités de surveillance de la qualité de l'air et à l'information du public. Ce guide a pour objectif principal de rappeler les exigences minimales en matière de contrôles et assurances qualités (AQ/CQ) à respecter pour garantir une mesure fiable par TEOM-FDMS de la matière particulaire (PM) dans l’air ambiant au sein du dispositif français de surveillance de la qualité de l’air. Les critères AQ/CQ définis dans ce guide, en concertation avec les AASQA, respectent les exigences de la norme pr_NF EN 16450 « Air ambiant — Systèmes automatisés de mesurage de la concentration de matière particulaire (PM10 ; PM2,5) » élaborée par le comité technique CEN/TC 264 et actuellement à l’état de projet dont la publication est prévue pour la fin d’année 2016, début d’année 2017. Il incombe à chaque AASQA de mettre en œuvre ces critères AQ/CQ et ces exigences selon la périodicité indiquée, de les documenter et de mettre en place les actions correctives adéquates en cas de non-respect des exigences minimales. De son côté, le LCSQA continuera son travail de centralisation des retours d’expérience AASQA et de synthèse des problèmes rencontrés et solutions trouvées au travers de rapports annuels et/ou de son site internet. Dans l’ensemble du guide, sauf mention contraire, les exigences en matière de contrôle et d’assurance qualité indiquées concernent tous les types de TEOM-FDMS (i.e. type 8500, 1405F et 1405DF). En complément : Lire le guide de dépannage "suivi et optimisation de l'utilisation des TEOM-FDMS" (2014)

Conformément à la demande de la Commission Européenne de renforcer le contrôle de la qualité des mesures réglementaires dans l’air ambiant en Europe, le groupe de travail WG15 du CEN/TC 264, auquel participe le LCSQA, travaille depuis 2009 à la rédaction d’un projet de norme pour la mesure des PM à l’aide des méthodes automatiques. Ce texte (prEN 16450), qui sera rendu applicable au second semestre 2017, implique le suivi d’équivalence des analyseurs automatiques de PM pour chaque classe de taille (PM10 et PM2,5) et chaque type d’instrument utilisé pour la surveillance réglementaire Ce suivi se traduit par la réalisation périodique d’exercice d’intercomparaison (3 à 4 exercices annuels) avec la méthode de référence sur un nombre de sites devant être représentatifs de l’ensemble des conditions rencontrées sur le territoire national (en termes de typologie de station mais également de climat et de niveau de PM et interférents). Le LCSQA a produit en 2015 une note démontrant le besoin de réaliser ce suivi sur un minimum de douze stations. Ce rapport présente le bilan des campagnes de 2013 à 2016 et fait suite au premier bilan réalisé sur la période 2011-2014. Il ne doit pas conduire à des conclusions hâtives sur la performance des analyseurs actuellement homologués en France mais permet simplement d’indiquer une tendance sur leur performance. L’application ou non d’une fonction de correction aux données produites par les AMS PM homologués en France devra être décidée à l’horizon 2019 sur la base des résultats obtenus entre 2016 et 2018 conformément aux prescriptions de la norme prEN 16450. Il convient de souligner d’ores et déjà la disparité des résultats obtenus sur les sites de typologie trafic. Actuellement au nombre de deux, il conviendrait d’augmenter leur nombre afin de couvrir les différentes conditions rencontrées sur le territoire. Enfin, le FIDAS, démontré conforme techniquement en 2016 pour la surveillance réglementaire des PM10 et PM2,5 sur les sites de fond urbain, présente des résultats très encourageants.

  Le LCSQA a un rôle d’expertise dans le processus de vérification de la conformité technique des appareils utilisés par les AASQA pour la surveillance réglementaire de la qualité de l’air. Suite à l’étude du dossier technique remis par le porteur de la demande (constructeur ou distributeur), l’avis technique émis par le LCSQA et examiné par la Commission de Suivi concernée permet au MEDDE d’entériner ou non la conformité technique des appareillages expertisés. S’agissant de la mesure réglementaire de la concentration massique des PM10 et PM2.5, ont été étudiés en 2016 les dossiers des appareils suivants : l’analyseur automatique modèle FIDAS 200 de la société PALAS (représentée par la société ADDAIR), l’analyseur automatique modèle MP101M nouvelle version modifiée de la société Environnement SA, le préleveur à bas débit modèle PNS-18T de la société DERENDA (représentée par la société ECOMESURE). Concernant la mesure réglementaire de la concentration massique en polluants gazeux, ont été étudiés en 2016 les dossiers des appareils suivants : l’analyseur automatique d’ozone modèle O3 42e de la société Environnement SA, l’analyseur automatique de dioxyde de soufre modèle AF 22e de la société Environnement SA, l’analyseur automatique de monoxyde de carbone modèle CO 12e de la société Environnement SA, l’analyseur automatique de dioxyde d’azote modèle T500U de la société TAPI (représentée par la société ENVICONTROL).

Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont des agents carcinogènes génotoxiques pour l’homme et leurs effets sur la santé sont principalement dus aux concentrations retrouvées dans l’air ambiant, et en particulier sur les particules. C’est pourquoi la directive 2004/107/CE a établi la nécessité d’améliorer la surveillance et l’évaluation de la qualité de l’air, en introduisant le suivi des HAP et plus particulièrement du benzo(a)pyrène (B[a]P). Cette surveillance des HAP implique deux étapes : des prélèvements d'air ambiant sur filtres effectués par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA) et l'analyse de ces prélèvements en laboratoire afin de déterminer les concentrations de HAP. La pertinence d'un tel dispositif de surveillance de l'air repose sur la qualité des informations obtenues. Elle peut être garantie de façon pérenne en développant des processus de quantification impliquant un raccordement des mesures réalisées par les AASQA à un même étalon de référence détenu par un laboratoire de référence. Cette procédure permet d'assurer la traçabilité des mesures réalisées sur site et de comparer les mesures effectuées par l’ensemble des AASQA dans le temps et dans l'espace. Dans le cas des analyses en laboratoire, le LCSQA-LNE a, entre autres, pour objectif d'établir la traçabilité métrologique des résultats d'analyse en développant des matériaux de référence certifiés (MRC) caractérisés avec des méthodes de référence primaires : l'utilisation de ces MRC lors des analyses en laboratoire permet de s'assurer de la justesse et de la fidélité des résultats, et de valider la méthode d’analyse. Une synthèse bibliographique sur les MRC de HAP a été réalisée en 2006 et a permis de mettre en évidence que les références de certains MRC disparaissent des catalogues et de montrer que seulement deux types de MRC dans les particules étaient disponibles : un pour l’analyse des particules diesel et l’autre pour l’analyse de poussières dans les habitations. Mais, ces matériaux proposés ne sont pas représentatifs des particules prélevées dans l’air ambiant.   C'est pourquoi le LCSQA-LNE a proposé de développer un MRC adapté à la problématique de la mesure des HAP dans l'air ambiant qui se présentera sous la forme de particules dopées avec des HAP déposées sur des filtres.   La production d'un tel MRC comprend plusieurs phases : ·         Le développement de la méthode d'analyse permettant de caractériser le MRC. ·         La préparation du MRC (mise au point de la méthode de dopage de particules avec les HAP et détermination du mode d’impactage des particules sur le filtre). ·         L’étude d’homogénéité et de stabilité dans le temps du MRC.   La méthode d’analyse des HAP dans les particules par ASE (Accelerated solvent extraction) ayant été finalisée et validée en 2010, il a été entrepris de travailler sur le développement du MRC en 2011 (phases 2 et 3).   Des recherches ont été entreprises concernant la deuxième étape du développement du MRC à savoir sur la nature des particules à doper. Après de nombreux contacts avec les fabricants et la réalisation d'une étude bibliographique, il a été décidé de travailler sur des cendres d’incinération de déchets urbains et/ou industriels. Une fois ce choix de particules effectué, le LCSQA-LNE a réalisé des essais préliminaires qui ont permis d’aboutir à une méthode optimisée de préparation des matériaux de référence :   1.     Dopage des particules avec un mélange liquide des 8 HAP étudiés, 2.     Tamisage des particules dopées pour garantir l’homogénéité après le dopage, 3.     Impactage de 15 mg de cendres dopées sur filtre par « écrasement ».     Ces essais ayant permis de développer une méthode robuste de préparation des matériaux de référence, un lot de 38 filtres a été préparé pour pouvoir entreprendre la troisième étape de l’étude et effectuer des essais d’homogénéité et de stabilité, étapes clés dans le cadre du développement de nouveaux matériaux de référence. Ces essais en cours de réalisation permettront de juger le matériau de référencesur son degré d’homogénéité et sa stabilité dans le temps (moyen et long terme).   En 2012, il est prévu d’envoyer un filtre à l’INERIS pour analyse afin de comparer nos résultats. La dernière étape consistera en la rédaction des procédures et fonds de calcul liés à la fabrication du matériau de référence de HAP.

Note Annexe technique au rapport LCSQA 2014 : estimation de l’exposition des populations aux dépassements de seuils réglementaires - Interpolation des sorties de modèles urbains par krigeage avec dérive polynomiale Cette annexe complète le rapport de 2014 intitulé Estimation des populations exposées aux dépassements de seuils réglementaires - Echelle urbaine. Dans ce rapport, sont comparés différents interpolateurs linéaires permettant de cartographier les concentrations à partir de résultats de modélisation urbaine : l’interpolateur linéaire classique, l’interpolateur de Delaunay et le krigeage ordinaire. Les scores obtenus ont montré le comportement satisfaisant des deux premières méthodes, la troisième, dans sa configuration usuelle, n’étant pas adaptée aux caractéristiques des données en milieu urbain. Des développements ont été réalisés en 2015 par le LCSQA pour construire un interpolateur des sorties de modèles urbains plus performant que les interpolateurs linéaires précédemment étudiés. La méthode développée permet de prendre en compte l’intégralité du cadastre des émissions routières via la caractérisation de la décroissance exponentielle des concentrations perpendiculairement aux axes routiers. La décomposition en série entière de la fonction exponentielle permet de se ramener à une dérive externe polynomiale qui est alors introduite dans un krigeage. Les cartographies et les scores sont fortement améliorés. Télécharger le rapport 2014 "Estimation des populations exposées aux dépassements de seuils réglementaires - Echelle urbaine"

Un travail de comparaison des simulations des modèles SIRANE et ADMS-Urban sur un cas d’étude a été mené en réponse aux interrogations des AASQA concernant les performances de ces deux modèles. Cet exercice a été conduit sur le centre-ville de l’agglomération Rouennaise. Il a été mené avec la contribution d’AIR NORMAND, qui a fourni au LCSQA les données d’émission de chacun des brins de trafic simulés, ainsi que celle du CEREMA, qui a fourni les données de circulation et le réseau routier de l’agglomération rouennaise. Les résultats des simulations ADMS et SIRANE sont comparés aux observations de la station trafic du square Guillaume le Conquérant sur le boulevard des Belges (polluants NO2 et PM10 envaleurs horaires sur toute l’année 2012) ainsi qu’aux valeurs mesurées lors d’une campagne d’échantillonnage du NO2 par tubes à diffusion (6 périodes de deux semaines chacune réparties sur l’année 2012). Concernant le NO2, Les résultats obtenus sur la station trafic sont similaires pour les deux modélisations SIRANE et ADMS. La comparaison des indicateurs de performances calculés avec l’outil DELTA TOOL du JRC donne cependant un meilleur score pour la modélisation SIRANE. Concernant les PM10, les résultats obtenus avec les modélisations SIRANE (indicateurs statistiques horaires usuels et « target plots » des concentrations en moyenne journalière) sont sensiblement meilleurs que ceux obtenus avec les modélisations ADMS Urban. L’emplacement de la station trafic, unique point de mesure de proximité situé en bordure d’un square dégagé, ne permet cependant pas de qualifier les résultats pour une rue de type canyon. L’intercomparaison des résultats de modélisation aux points des tubes de la campagne d’AIR NORMAND de 2012 n’a été possible que pour 6 points communs aux deux domaines de simulation (celui d’ADMS étant restreint du fait de la limitation de la Licence ADMS Lite à 300 brins trafic). Les résultats des simulations pour ces six points ne sont pas vraiment en accord avec les mesures des tubes à diffusion. Les biais sont significatifs quel que soit le modèle, ce qui laisse supposer un biais dans les émissions. Or les émissions dans le centre-ville ne sont pas disponibles pour un nombre significatif d’axes ou de rues canyons. Ce manque de données est donc susceptible d’influencer les résultats de simulation à proximité des rues concernées. En conclusion, les résultats de cet exercice sont légèrement plus favorables aux simulations réalisées avec SIRANE qu’à celles réalisées avec ADMS-Urban. De nouvelles comparaisons des simulations de ces deux modèles réalisées par les AASQA sur d’autres campagnes de mesures devront confirmer ou infirmer cette tendance et enrichir ainsi ce premier exercice qui reste limité du fait de l’unique station automatique de proximité disponible. Ils montrent aussi la très grande sensibilité des modèles de petite échelle aux émissions. Par nature des phénomènes modélisés et par construction du modèle, celles-ci influencent grandement les niveaux de concentrations et leur variabilité spatiale et temporelle. Ainsi le bon usage de ces modèles est conditionné par la disponibilité d’un inventaire d’émissions de qualité et hautement résolu.

Le développement de méthodologies permettant de caractériser la performance des modélisations constitue l’une des activités centrales de FAIRMODE, le forum européen sur la modélisation de la qualité de l’air. Cette activité s’est portée récemment sur l’évaluation des cartes analysées, obtenues en combinant des données de modélisation et de mesure par une approche statistique ou géostatistique. L’évaluation de ces cartes s’effectue le plus souvent par validation croisée selon l’algorithme « leave-one-out ». Cette technique, aisée à mettre en œuvre, constitue un moyen pratique d’évaluer la précision relative de différentes cartographies, en particulier dans un cadre opérationnel. Les scores obtenus en chaque station sont toutefois sensibles à la répartition spatiale des sites de mesure. C’est pourquoi des évaluations plus approfondies - par tirages aléatoires - sont parfois réalisées de manière à caractériser plus finement la qualité de l’estimation sur l’ensemble du domaine d’étude. FAIRMODE a ainsi proposé de tester une méthode d’évaluation fondée sur la réalisation de tirages aléatoires multiples afin de se faire une meilleure idée de ce type de technique et de sa possible valeur ajoutée par rapport à la validation croisée usuelle. Les résultats des tests effectués par le LCSQA sont consignés dans la présente note. Les principales conclusions de ce travail et les questions associées s’accordent dans l’ensemble avec celles des autres participants à cet exercice. La méthodologie testée et la validation croisée présentent des résultats cohérents. Dans tous les cas étudiés, ceux-ci respectent l’objectif de qualité de l’outil d’évaluation Delta tool. A la différence de la validation croisée, la réalisation de nombreux tirages fournit des distributions de valeurs qui, dans la procédure de test proposée par FAIRMODE, ne sont que partiellement exploitées (seul le cas associé à la plus grande erreur quadratique est retenu). Si l’usage de cette méthode devait être généralisé, il conviendrait d’approfondir les tests et l’exploitation qui en est faite et de s’accorder sur le choix de certains paramètres. Dans l’attente de nouvelles discussions, la validation croisée, qui est cohérente avec la méthode testée et a l’avantage d’une plus grande rapidité de mise en œuvre, reste une méthode pertinente. Toutefois, en fonction de l’objectif du travail et pour les raisons mentionnées en conclusion, le LCSQA met en avant l’intérêt d’une évaluation par tirages aléatoires.

Depuis le 30 novembre, d’importants épisodes de pollution particulaire impactent la métropole, en particulier le bassin parisien et la zone Rhône-Alpes. La présente note synthétise un ensemble de résultats disponibles au 13 décembre à l’aide d’analyseurs automatiques de la composition chimique des PM implantés sur différentes stations du dispositif national. Cette note résulte notamment du travail et de la réactivité des équipes d’Atmo Nouvelle-Aquitaine, Atmo Auvergne-Rhône-Alpes, d’Atmo Grand-Est, d’Atmo Franche-Comté, d’Air Pays de la Loire, d’Air Normand, d’Atmo Picardie et du SIRTA/LSCE (site de recherche de l’Institut Pierre Simon Laplace, sur le plateau de Saclay, Essonne) L’ensemble des résultats obtenus convergent vers une forte influence des émissions primaires de combustion (chauffage résidentiel et transport routier), notamment en début d’épisode (30/11-02/12) et depuis le 5 décembre. Une contribution non négligeable de nitrate d’ammonium, sous l’effet de mécanismes photochimiques, est également observée sur tous les sites étudiés, hormis l’agglomération bordelaise qui reste très majoritairement impactée par la combustion de biomasse. Le caractère local de ces épisodes de pollution entraine de fortes variations d’une station à l’autre, avec par exemple des maxima d’émissions de combustion à Metz entre le 8 et le 11 décembre, alors que des niveaux plus faibles par rapport aux jours précédents sont observés au même moment sur le site de Saclay (SIRTA).Un net accroissement de l’influence de l’ensemble des émissions de combustion est également observé entre le 5 et le 11 décembre sur la façade Atlantique et en zones Franche-Comté et Rhône-Alpes. Les résultats présentés ici sont issus de mesures partiellement validées et seront complétés d’une analyse approfondie à l’aide de données obtenues à partir de mesures sur filtres. A noter enfin que ces résultats sont représentatifs de stations de fond (péri-)urbain. Par conséquent, ils ne correspondent pas aux endroits où sont enregistrés les maxima de concentrations, en particulier sur les stations de proximité automobile.