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  Les données de population spatialisées sur la France selon la méthodologie nationale "MAJIC" (Létinois, 2014 et 2015) ont été réactualisées fin 2015 pour être diffusées aux AASQA. La note de 2015 intitulée "Fourniture des données de population spatialisées selon la méthodologie nationale" précise la nature de ces mises à jour et les contrôles qualité effectués.

Le granulomètre UFP 3031 est jusqu’ici le principal appareil utilisé par les Associations de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) pour le mesurage des particules ultrafines sur le terrain. Un exercice d’intercomparaison a été organisé en juin 2015, rassemblant cette communauté. Il fait suite à une première édition qui s’est tenue dans les mêmes conditions en juillet 2014. L’une des spécificités du panel 2015 a été de rassembler, d’une part un ensemble d’appareils bénéficiant des dernières évolutions techniques et d’un contrôle récent chez le constructeur, et d’autre part un appareil n’ayant pas bénéficié de ces évolutions, ni d’un contrôle technique récent. L’exercice a tout d’abord mis en évidence la nécessité d’améliorer les conditions de transport, pour garantir une meilleure protection du matériel. Il a également permis de constater une amélioration des protocoles de maintenance chez les utilisateurs, avec néanmoins la nécessité de poursuivre les efforts dans ce domaine, en particulier en ce qui concerne le nettoyage de la ligne de prélèvement. L’exercice 2015 confirme une conclusion de l’étude menée en 2014, à savoir que le canal de mesure dédié à la gamme 200 – 800 nm présente des performances limitées : il est recommandé de limiter son utilisation à un usage « informatif ». Cet exercice a permis de revenir sur des problèmes techniques rencontrés par deux appareils, problèmes non-invalidants toutefois. Il a également mis en évidence une sur-estimation très importante de la concentration sur le canal 200 – 800 nm d’un participant, en l’occurrence l’appareil n’ayant pas bénéficié de contrôle technique récent. La comparaison avec un granulomètre (SMPS) de référence fait apparaître un écart en légère augmentation entre 2014 et 2015. Il conviendra à l’avenir de vérifier s’il s’agit d’un écart ponctuel ou d’une réelle tendance. En l’attente, ces résultats tendent à indiquer que les évolutions technologiques mises en place entre l’exercice 2014 et l’exercice 2015 (nouvelle version du logiciel prenant en compte les incidents rencontrés, nouveau chargeur de maintenance plus aisée) n’ont pas entraîné de différence notable sur la mesure. Des études de cas ont été réalisées en comparant certaines paires d’UFP 3031, mettant en évidence les difficultés rencontrées par l’appareil n’ayant pas disposé de maintenance et de contrôles constructeur récents (> 1 an), et confirmant la nécessité d’une maintenance et d’un contrôle réguliers des matériels.  L’intervalle de confiance de reproductibilité a été déterminé en considérant les appareils de manière indépendante. Cette méthode permet de mener le calcul sur un nombre aussi large que possible d’entités, même si le nombre restreint d’appareils limite d’un point de vue statistique la portée de l’évaluation. L’intervalle de confiance ainsi estimé se situe globalement au dessous de 25 %.

En tant que Laboratoire National de Référence dans le domaine de la Qualité de l’Air notifié par le Ministère en charge de l’environnement, le LCSQA joue un rôle actif dans les instances normatives et réglementaires nationales et européennes : application des directives (garantie des méthodes et des données associées), révision de normes EN existantes et élaboration de nouvelles normes par le CEN, valorisation de la capacité d’expertise au travers de la participation aux divers workshops et groupes de travail européens et nationaux en vue de l’application de la réglementation européenne sur le territoire. Au niveau européen, les GT et Comités impliquent 12 experts membres du LCSQA. Les  principales  informations  associées  aux  différents  documents  normatifs  et réglementaires  sont les suivantes : le processus de révision des Directives 2008/50/CE et 2004/107/CE démarrera fin 2013 au plus tôt. Pour le moment, seule est concernée la Directive relative aux plafonds d'émissions nationaux pour les polluants à l'origine des phénomènes d'acidification, d'eutrophisation et de pollution photochimique (cf. directive n°2001/81/CE dite « NEC » pour SO2,les NOx,les COV et NH3) le processus de sortie de normes EN (révision ou nouveau texte) est en cours de stabilisation. Parmi les normes utilisées dans le Dispositif national de surveillance, seules les 4 normes relatives au mesurage de SO2,NO/NO2,CO et O3 ont été éditées fin 2012 / début 2013.L’enjeu sera leur correcte application qui nécessitera un travail collaboratif au sein du Dispositif National de Surveillance de la Qualité de l’Air, dont un des acteurs spécifiques est la Commission de Suivi «Mesures automatiques» activée en octobre 2012. La norme relative au mesurage du benzène (par méthode automatique) ne sortira qu’au mieux fin 2014. La norme relative au mesurage de la concentration massique des fractions PM10 & PM2.5 par gravimétrie sur filtre prévue initialement courant 2ème semestre 2013 devrait elle aussi n’être disponible qu’en 2014. De plus, l’évolution en norme de la spécification technique sur la mesure de la concentration massique des PM par méthode automatique ne devrait a priori voir le jour qu’en 2017. Enfin, la mesure des pollens (échantillonnage et analyse) devient un sujet de travail en normalisation.

La note "Suivi d’équivalence des systèmes de mesures automatiques (AMS) PM" rend compte des résultats du suivi d’équivalence des AMS PM en PM10 et et PM2,5 obtenus lors des campagnes réalisées en 2015. Ces campagnes ont été menées en collaboration avec Air Lorraine, AIRPARIF, ATMO Auvergne et ATMO Champagne-Ardenne selon les préconisations de la norme prEN 16450. Les résultats obtenus confortent ceux présentés dans la synthèse des campagnes réalisées entre 2011 et 2014 par le LCSQA en collaboration avec les AASQA volontaires.

Note technique portant sur la Caractérisation chimique des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et de leurs dérivés nitres et oxygénés (nitro-HAP et oxy-HAP) lors de l’épisode de pollution particulaire de mars 2014. Une caractérisation chimique approfondie des échantillons de filtres relatifs à l’épisode de pollution aux PM de 2014 vis-à-vis des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de leurs dérivés nitrés et oxygénés, pour des sites localisés en différents points du territoire français, a été réalisée afin d’évaluer l’impact sanitaire des PM et les sources primaires/secondaires des nitro-HAP et oxy-HAP au cours de cette période de pic de pollution. Les résultats obtenus ne permettent pas d’établir un lien direct entre les évolutions temporelles des concentrations totales des nitro-HAP, oxy-HAP et la composition chimique des PM, et notamment la formation secondaire d’espèces inorganiques explicitant la majeure partie du pic de pollution particulaire observé en cette période. Par manque de données toxicologiques disponibles, notamment pour les oxy- et nitro-HAP potentiellement d’origine secondaire, il est difficile d’établir un lien direct entre les concentrations toxiques équivalentes associées à ces substances toxiques et l’augmentation des concentrations en PM en lien avec la formation de nitrate et/ou sulfate d’ammonium par des processus photochimiques. Les résultats d’analyse de ratio caractéristique d’évaluation de l’origine primaire/secondaire des nitro-HAP ont cependant permis de mettre en évidence que la période de fin d’hiver-début printemps, avec des conditions photo-oxydantes propices et des émissions primaires toujours importantes (chauffage résidentiel) de composés organiques volatils ou semi-volatils précurseurs (dont HAP), est favorable à la formation secondaire de nitro-HAP et certainement d’aérosol organique secondaire (AOS).

Le LCSQA assure chaque année une assistance technique et méthodologique relative au traitement statistique et géostatistique des données et à l’élaboration de cartographies. Cette assistance a été également étendue à la modélisation de la dispersion à l’échelle urbaine, qui joue un rôle croissant dans la production de cartographies. La présente note synthétise les actions réalisées en 2015 dans ces différents domaines pour le compte des AASQA. Ces actions se sont principalement déroulées sous forme d’échanges téléphoniques et de sessions de formation. Parmi les tâches effectuées en 2015, on relèvera plus particulièrement l’organisation d’une nouvelle session de formation sur l’application de la géostatistique et la réalisation de cartes avec le logiciel R ainsi qu’un appui technique auprès d’Atmosf’air Bourgogne concernant l’échantillonnage spatial et le krigeage.

Ce rapport est destiné à dresser le bilan des travaux réalisés en 2012 et 2013 sur la caractérisation des sécheurs échantillon des analyseurs d’oxydes d’azote et sur l’étude du comportement de ces sécheurs en présence de NO humide, qui impacte directement les concentrations mesurées. En effet, suite à l’observation à de multiples reprises de comportements anormaux de quelques analyseurs d’oxydes d’azote lors des campagnes d’intercomparaison des moyens mobiles, l’influence du sécheur échantillon a été avancée comme explication. Les travaux, commencés en 2011, avaient montré que l’efficacité d’un sécheur neuf n’était pas forcément liée à son âge. Les travaux réalisés en 2012 avaient comme objectif la caractérisation de sécheurs (neufs et âge indéterminé) sur de l’air zéro à différents taux d’humidité mais lors des essais, un comportement inattendu a été observé : les sécheurs installés sur un analyseur équipé d’une boucle de retard présentaient un taux d’humidité systématiquement supérieur à celui que donnait le même sécheur installé dans un autre analyseur, sans boucle de retard. Du fait de ces résultats, des investigations supplémentaires ont été menées afin de mieux comprendre les phénomènes observés. Ainsi, ces travaux ont été poursuivis en 2013 sur les mêmes appareils (analyseurs et sécheurs) mais avec des oxydes d’azote à différents taux d’humidité. Le phénomène observé en 2012 sur l’analyseur équipé d’une boucle de retard n’a pas été identifié lors de ces essais. Des trois types d’analyseurs testés, seul l’analyseur TEI 42C a donné une efficacité de séchage performante de l’ordre de 90% (7 sécheurs sur 8 testés donnaient une humidité inférieure à 10% en sortie) alors que les deux autres analyseurs (TEI 42i et TEI 42i BR) confirment les résultats de 2012 à savoir une efficacité de l’ordre de 70%, ce que, le fournisseur des appareils, contacté sur ce sujet, n’explique pas (les analyseurs de type C et i ont le même circuit fluidique). Les écarts relatifs sur la mesure du NO en matrice gaz sec et gaz humide ont bien mis en évidence l’importance du rôle du sécheur sur la mesure du NO. Ces écarts sont d’autant plus élevés que la concentration en NO est importante. Ainsi, l’efficacité des sécheurs n’est pas constante sans pour autant qu’on puisse l’expliquer. Les AASQA qui procèdent au contrôle des sécheurs ont, elles aussi, mis en évidence des problèmes d’efficacité pouvant interférer sur le bon fonctionnement de l’appareil (appareil ne répondant plus au critère d’interférence de l’humidité). Pour palier ceci, une méthodologie visant à tester l’efficacité des sécheurs a été proposée par le LCSQA, basée sur l’essai d’interférence de l’humidité de la norme NF EN 14211 « Méthode normalisée pour le mesurage de la concentration en dioxyde d’azote et monoxyde d’azote par chimiluminescence ». En 2016, le programme de travail du LCSQA prévoit de réaliser un retour d’expérience sur ce sujet auprès des AASQA qui réalisent des contrôles de leurs sécheurs afin de faire un bilan sur le parc français et d’harmoniser les pratiques.

Conformément aux Directives européennes sur la qualité de l’air et à leur transposition en droit français, les AASQA doivent caractériser les situations de dépassement de seuil dans les zones dont elles assurent la surveillance. Pour tout dépassement observé, il convient d’évaluer la surface en dépassement et d’estimer, selon le cas, la population exposée (seuil pour la protection de la santé) ou la superficie d’écosystème exposée (seuil pour la protection de la végétation). La caractérisation des situations de dépassement en milieu urbain fait l’objet du présent rapport. Elle nécessite de disposer d’une information précise sur la distribution spatiale des concentrations dans l’agglomération. La modélisation de la dispersion est de plus en plus utilisée par les AASQA afin d'obtenir une telle information. Néanmoins, pour limiter les temps de calcul, les données ne sont généralement pas modélisées sur des grilles régulières mais sur des maillages adaptés aux variations des concentrations (plus lâches en situation de fond, et resserrés à proximité des axes routiers). C'est pourquoi il est important de définir une méthode d'interpolation qui spatialise intégralement les données du modèle. L'interpolateur linéaire est largement utilisé. L'hypothèse de linéarité est arbitraire mais peut-être considérée comme valide, principalement à de faibles distances et lorsque les concentrations varient faiblement. Des interpolateurs plus sophistiqués existent. Le krigeage, méthode d’estimation géostatistique, tient compte de la covariance spatiale des concentrations et permet d'interpoler après définition d'un modèle de covariance et d'un voisinage de points à prendre en compte. Apparue plus récemment, la méthode fondée sur la triangulation de Delaunay consiste à parcourir les triangles définis par les points de sortie du modèle et à interpoler linéairement les concentrations le long des arêtes. Elle permet de construire des polygones dans lesquels les concentrations sont comprises entre deux valeurs. Afin d’être évalués et comparés, ces interpolateurs ont été appliqués à différents jeux de données de modélisation fournis par les AASQA. Ces données résultent de simulations effectuées sur les agglomérations de Bourges, Nantes, Niort, Orléans, Reims et Tours. Le NO2, polluant  pour lequel les données étaient les plus nombreuses, a été retenu pour cette analyse. Dans toutes les validations réalisées, l’interpolateur linéaire et l’interpolateur de Delaunay se révèlent les plus précis. Le krigeage ordinaire, dans son emploi usuel, est mal adapté à des données de typologie contrastée (fond/trafic) ; pour une utilisation appropriée, le modèle géostatistique doit être modifié, ce qui requiert des développements supplémentaires. Quelle que soit la méthode, la qualité de l’interpolation est liée à  l’organisation spatiale du maillage de modélisation qui, outre une couverture régulière des zones de fond, doit permettre une bonne représentation des gradients de concentration près des routes et doit donc s’adapter au comportement du polluant considéré dans l’espace, qui n’est évidemment pas le même s’il s’agit de NO2, d’O3 ou de particules. Dans les exemples étudiés, l’interpolation a été réalisée sans prise en compte des données de mesure. La deuxième partie du rapport offre un aperçu des méthodes qui existent en matière de correction des sorties de modèle par intégration des observations. Les méthodes dérivées de la géostatistique ainsi que les derniers travaux en matière d'assimilation de données en milieu urbain sont abordés sous forme de revue documentaire. Ces éléments pourront servir à la planification de travaux ultérieurs. La troisième partie du rapport est consacrée à l’estimation des zones en dépassement et des populations exposées. La sensibilité des résultats aux paramètres de l’estimation est examinée. Si le maillage d’interpolation a peu d’influence dans la gamme de résolution testée (1m, 5m ou 10m), le mode de croisement entre zones de dépassement et population spatialisée a un effet notable. Un croisement maille à maille, si la population est préalablement répartie sur le maillage d’interpolation, ou, ce qui revient au même, un croisement au prorata de la surface de bâtiment intersectée est recommandé. Les conclusions de ce travail seront reprises en 2016 dans une note de synthèse méthodologique et technique sur l’évaluation de la population et des écosystèmes exposés. Leur adaptation aux agglomérations et zones de grande taille sera examinée en 2016 avec les AASQA concernées.

Conformément aux Directives européennes sur la qualité de l’air et à leur transposition en droit français, les AASQA doivent caractériser les situations de dépassement de seuil dans les zones dont elles assurent la surveillance. Pour tout dépassement observé, il convient d’évaluer la surface en dépassement et d’estimer, selon le cas, la population exposée (seuil pour la protection de la santé) ou la superficie d’écosystème exposée (seuil pour la protection de la végétation). La caractérisation des situations de dépassement en milieu urbain fait l’objet du présent rapport. Elle nécessite de disposer d’une information précise sur la distribution spatiale des concentrations dans l’agglomération. La modélisation de la dispersion est de plus en plus utilisée par les AASQA afin d'obtenir une telle information. Néanmoins, pour limiter les temps de calcul, les données ne sont généralement pas modélisées sur des grilles régulières mais sur des maillages adaptés aux variations des concentrations (plus lâches en situation de fond, et resserrés à proximité des axes routiers). C'est pourquoi il est important de définir une méthode d'interpolation qui spatialise intégralement les données du modèle. L'interpolateur linéaire est largement utilisé. L'hypothèse de linéarité est arbitraire mais peut-être considérée comme valide, principalement à de faibles distances et lorsque les concentrations varient faiblement. Des interpolateurs plus sophistiqués existent. Le krigeage, méthode d’estimation géostatistique, tient compte de la covariance spatiale des concentrations et permet d'interpoler après définition d'un modèle de covariance et d'un voisinage de points à prendre en compte. Apparue plus récemment, la méthode fondée sur la triangulation de Delaunay consiste à parcourir les triangles définis par les points de sortie du modèle et à interpoler linéairement les concentrations le long des arêtes. Elle permet de construire des polygones dans lesquels les concentrations sont comprises entre deux valeurs. Afin d’être évalués et comparés, ces interpolateurs ont été appliqués à différents jeux de données de modélisation fournis par les AASQA. Ces données résultent de simulations effectuées sur les agglomérations de Bourges, Nantes, Niort, Orléans, Reims et Tours. Le NO2, polluant  pour lequel les données étaient les plus nombreuses, a été retenu pour cette analyse. Dans toutes les validations réalisées, l’interpolateur linéaire et l’interpolateur de Delaunay se révèlent les plus précis. Le krigeage ordinaire, dans son emploi usuel, est mal adapté à des données de typologie contrastée (fond/trafic) ; pour une utilisation appropriée, le modèle géostatistique doit être modifié, ce qui requiert des développements supplémentaires. Quelle que soit la méthode, la qualité de l’interpolation est liée à  l’organisation spatiale du maillage de modélisation qui, outre une couverture régulière des zones de fond, doit permettre une bonne représentation des gradients de concentration près des routes et doit donc s’adapter au comportement du polluant considéré dans l’espace, qui n’est évidemment pas le même s’il s’agit de NO2, d’O3 ou de particules. Dans les exemples étudiés, l’interpolation a été réalisée sans prise en compte des données de mesure. La deuxième partie du rapport offre un aperçu des méthodes qui existent en matière de correction des sorties de modèle par intégration des observations. Les méthodes dérivées de la géostatistique ainsi que les derniers travaux en matière d'assimilation de données en milieu urbain sont abordés sous forme de revue documentaire. Ces éléments pourront servir à la planification de travaux ultérieurs. La troisième partie du rapport est consacrée à l’estimation des zones en dépassement et des populations exposées. La sensibilité des résultats aux paramètres de l’estimation est examinée. Si le maillage d’interpolation a peu d’influence dans la gamme de résolution testée (1m, 5m ou 10m), le mode de croisement entre zones de dépassement et population spatialisée a un effet notable. Un croisement maille à maille, si la population est préalablement répartie sur le maillage d’interpolation, ou, ce qui revient au même, un croisement au prorata de la surface de bâtiment intersectée est recommandé. Les conclusions de ce travail seront reprises en 2016 dans une note de synthèse méthodologique et technique sur l’évaluation de la population et des écosystèmes exposés. Leur adaptation aux agglomérations et zones de grande taille sera examinée en 2016 avec les AASQA concernées. Télécharger l'annexe technique au rapport (parution 2016)

  Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 19 avril 2017 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air.   Résumé du rapport : Lorsqu’à l’issue de l’évaluation préliminaire ou de la révision régulière de cette évaluation, les niveaux de concentration d’un polluant dans une zone administrative de surveillance sont classés comme étant inférieurs au seuil d’évaluation inférieur, les Directives 2008/50/CE et 2004/107/CE autorisent une surveillance par estimation objective. Le concept d’estimation objective n’est pas précisément défini dans la législation. Il sert à désigner différentes méthodes d’évaluation simplifiée de la qualité de l’air, fondées sur la mesure, le calcul, et/ou le jugement d’expert, et qui, par rapport à la mesure fixe et indicative ou à la modélisation, sont soumises à des exigences de qualité allégées. L’objectif de ces approches est de maintenir un suivi des concentrations et de leur évolution et de s’assurer que la classification de la zone reste valable. A partir d’une revue des pratiques en France et à l’étranger, plusieurs méthodes d’estimation objective sont proposées, avec pour chacune des recommandations d’usage. Elles reposent sur des approches variées telles que l’exploitation statistique ou géostatistique de données de campagnes, la connaissance des émissions, ou une évaluation simplifiée de la dispersion. Il ne s'agit pas dans ce rapport de prescrire une méthode unique, mais de plutôt définir un cadre minimal de pré-requis pour ce type de surveillance. Le document pourra évoluer en fonction de l’expérience acquise.