www.air-lorraine.org

Evaluation de la qualité de l’air ambiant à Saint-Julien-lès-

Octobre 2014 Contexte et objectif

Air Lorraine assure la surveillance de la Dans le cadre de ses missions, Air Lorraine s’est vue confier, qualité de l’air pour la région Lorraine. en été 2001, la gestion de la station industrielle de Saint- Grâce aux 47 stations fixes installées sur le Julien-lès-Metz, financée en totalité par Haganis. Cette territoire d’agrément de l’association, la station a pour principal objectif d’évaluer la qualité de l’air sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz, sur un secteur concentration des principaux polluants influencé par différentes sources d’émissions, dont l’Unité atmosphériques réglementés est suivie en de Valorisation Energétique (UVE) des déchets de Metz. Elle continu. se situe au nord de l’agglomération de Metz, sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz, au niveau du groupe Pour les secteurs où les mesures des scolaire Les Colombes. stations fixes ont pour objectif le suivi de la qualité de l’air en proximité industrielle, Air En 2012, Air Lorraine a décidé d’entreprendre des études de modélisation et des campagnes de mesures sur la Lorraine, en lien avec ses objectifs fixés commune pour répondre aux objectifs suivants : dans son Programme pluriannuel de - Surveillance de la Qualité de l’Air 2011- Renforcer la connaissance des acteurs locaux sur la qualité de l’air de la commune de Saint-Julien-lès-Metz. 2015, souhaite valider leur représentativité au regard des vents dominants, de - Comparer les résultats des campagnes de mesures réalisées en 2012 aux valeurs réglementaires applicables l’exposition des populations et des zones au niveau national. sensibles à proximité. - Comparer les résultats entre le site du laboratoire Dans ce cadre, de la modélisation ainsi que mobile (école élémentaire Paul Langevin) et la station de mesure fixe implantée sur Saint-Julien-lès-Metz, au des campagnes de mesure de la qualité de niveau du groupe scolaire Les Colombes, afin d’étudier la l’air ont été mises en œuvre au niveau de représentativité spatiale et temporelle des mesures de la l’école élémentaire Paul Langevin à Saint- station.

Julien-lès-Metz, au cours de l’année 2012, - Evaluer la contribution des principales sources en proximité du centre de valorisation des d’émissions du secteur d’étude sur les concentrations en déchets ménagers de Metz. particules fines PM10 et en dioxyde d’azote par la mise en œuvre d’outils de modélisation. Laboratoire mobile

Moyens mis en œuvre

Le laboratoire mobile est équipé d’analyseurs automatiques en continu permettant le suivi des teneurs en :

- Dioxyde d’azote (NO2) – Norme EN 14 211, - Particules fines de diamètre aérodynamique inférieur ou

égal à 10 microns (PM10) – Norme EN 12 341, - Dioxyde de soufre (SO2) – Norme EN 14 212,

Les données des mesures sont acquises sur un pas de temps de quinze minutes et font ensuite l’objet d’une validation technique et environnementale. Les appareils sont étalonnés et contrôlés périodiquement par l’intermédiaire d’étalons de référence raccordés au dispositif national d’étalonnage.

Synthèse des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 1 www.air-lorraine.org

Périodes de mesures

Afin de pouvoir calculer des moyennes annuelles pour l’ensemble des polluants suivis, la stratégie d’échantillonnage doit répondre à certains objectifs de qualité définis dans la Directive 2008/50/CE1, à savoir une période minimale de mesures sur 14 % de l’année, ou huit semaines, réparties sur toute l’année pour être représentatif des diverses conditions climatologiques de la région. Pour répondre à ces critères, les campagnes de mesure par laboratoire mobile ont eu lieu sur quatre périodes distinctes (156 jours) représentatives de différentes saisons en 2012 :

- Du 12 janvier au 11 février (31 jours), - Du 23 mars au 6 mai (45 jours),

- Du 27 juillet au 29 août (34 jours), - Du 16 novembre au 31 décembre (46 jours).

Polluants suivis et réglementation en vigueur

L’ensemble des polluants suivis dans le cadre de cette étude sont comparés aux valeurs réglementaires en vigueur. Les références réglementaires sont précisées dans le tableau suivant :

Seuils pour la Valeurs de Polluants protection de la Conditions de dépassements référence santé humaine en 2012 en µg/m3 Valeur limite annuelle Moyenne annuelle 40 Moyenne horaire dépassée à moins de 3 heures d’intervalles sur Seuil d’alerte 400 NO2 deux stations représentatives de la même zone géographique Moyenne horaire dépassée à moins de 3 heures d’intervalles sur Seuil d’information 200 deux stations représentatives de la même zone géographique Objectif qualité annuel Moyenne annuelle 50 Moyenne horaire pendant 3 heures consécutives sur deux stations Seuil d’alerte 500 SO2 représentatives de la même zone géographique Moyenne horaire dépassée à moins de 3 heures d’intervalles sur Seuil d’information 300 deux stations représentatives de la même zone géographique Valeur limite annuelle Moyenne annuelle 40 Moyenne sur 24 heures calculée à 8 h et 14 h dépassée sur deux Seuil d’alerte 80 PM10 stations de la région Moyenne sur 24 heures calculée à 8 h et 14 h dépassée sur deux Seuil d’information 50 stations de la région

Localisation du point de mesure

Le secteur où les mesures ont été réalisées a été défini par Air Lorraine grâce à la modélisation de la dispersion des émissions atmosphériques l’Unité de Valorisation Energétique des déchets de Metz.

En effet, les résultats de modélisation des émissions de particules PM10, NO2 et SO2 (moyennes annuelles et maxima horaires) montrent que le groupe scolaire Paul Langevin se situe sur une zone de concentrations susceptibles d’être les plus élevées et auxquelles pourrait être exposée la population.

1 Annexe 1 de la Directive 2008/50/CE du Parlement Européen et du Conseil du 21 mai 2008 concernant la qualité de l’air ambiant et un air pur pour l’Europe.

Synthèse des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 2 www.air-lorraine.org En concertation avec la mairie de Saint-Julien-lès-Metz, le laboratoire mobile a été installé à proximité du groupe scolaire Paul Langevin, côté rue du Trocadéro. La distance et la position des principaux industriels du secteur par rapport au site sont les suivantes :

Distance par Position par Industriels rapport au site rapport au site (en mètre) Ouest-sud- Haganis-UVE 700 ouest UEM-Centrale Ouest-sud- de Metz- 1 000 ouest Chambière EDF-CPT La 3 000 Nord Maxe

La station fixe de mesures se situe, quant à elle, rue des Hêtres, aux abords de l’école maternelle Les Colombes. Initialement, le site d’implantation de la station de Saint- Julien-lès-Metz a été déterminé en prenant en compte différents critères :  la densité de la population ;  la sensibilité particulière des populations exprimées dans le cadre de l’enquête publique ;  la hauteur des deux cheminées d’Haganis, à savoir 36 mètres (cette hauteur représente à peu près la différence d’altitude entre la station fixe de mesures de la qualité de l’air et le centre de valorisation des déchets ménagers à Metz).

Conditions météorologiques observables sur les périodes de réalisation des mesures

Le tableau ci-après présente les valeurs des différents paramètres météorologiques suivis sur la commune de Saint- Julien-lès-Metz (températures, directions et vitesses de vents et précipitations). Les données de précipitations n’étant pas disponibles pour les campagnes du premier trimestre et du quatrième trimestre, les données ont été complétées avec les mesures de la station de située à 21 kilomètres au nord de Saint-Julien-lès-Metz.

Précipitations Température en °C Dates de Vitesse et direction de vents dominantes à cumulées en mm à campagnes Minimum Maximum Saint-Julien-lès-Metz Saint-Julien-lès- Moyenne horaire horaire Metz (*Florange) 12/01 au -0,8 -14,1 10,9 Vents moyens de nord-est 12,7* 11/02/2012 23/03 au 10,4 -2,6 27,1 Vents forts de nord-est et moyens de sud-ouest 110,3 06/05/2012 27/07 au 20,5 9,7 37,5 Vents moyens de sud-ouest 27,3 29/08/2012 16/11 au 3,9 -9 12,8 Vents forts de sud-sud-ouest 86,8* 31/12/2012

Les conditions météorologiques témoignent de périodes contrastées représentatives des différentes saisons, notamment pour les températures. La première quinzaine du mois de février s’est caractérisée par des températures très basses. En moyenne sur la , le mois de février 2012 se positionne comme le plus froid depuis 1986 (source : Météo France). La troisième période, correspondant à la période estivale, a été la plus chaude avec une moyenne sur la période de 20,5 °C. Pour la quatrième période, des températures en-dessous de 0°C ont été enregistrées de la fin novembre jusqu’à la mi-décembre. Par la suite, un net redoux humide a été observé sur la région jusqu’à la fin de l’année (source : Météo France). Synthèse des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 3 www.air-lorraine.org Les précipitations ont été peu abondantes lors de la première campagne de mesures. Après cette période « sèche », la deuxième campagne de mesures se caractérise par des précipitations importantes, en lien avec le mois d’avril au cours duquel il aura plu un jour sur deux (source : Météo France). Pour la période estivale, les précipitations ont été faibles, hormis quelques épisodes orageux. Enfin, pour le quatrième trimestre, elles ont de nouveau été plus conséquentes.

La rose des vents ci-contre a été réalisée avec les données de la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz et présente les régimes de vents observés en 2012.

Elle met en évidence deux directions de vents dominantes, le sud-ouest avec des vitesses de vents supérieures à 6 m/s puis le nord-est avec des vitesses de vents, en moyenne, plus faibles que les vents de sud-ouest.

Sur l’année 2012, les vents provenant du sud-ouest (intervalle de 190° à 250°), qui correspond aux vents pour lesquels le site du laboratoire mobile peut être soumis à l’influence des émissions du centre de valorisation des déchets, représentent environ un tiers des vents de l’année.

Résultats des campagnes de mesures - Moyennes annuelles

Le tableau ci-après présente les moyennes annuelles calculées pour différents polluants (NO2, SO2, PM10) et les valeurs réglementaires associées pour la protection de la santé humaine (directive 2008/50/CE et Article R221-1 modifié par le décret n°2010-1250 du 21 octobre 2010).

Moyennes annuelles obtenues Seuils pour la protection Valeurs de référence en 2012 Polluants Dépassements avec les quatre périodes de la santé humaine en µg/m3 en µg/m3

NO2 Valeur limite annuelle 40 Non 28 SO2 Objectif qualité annuel 50 Non 2 PM10 Valeur limite annuelle 40 Non 21

Pour le NO2, le SO2, et les PM10, les concentrations obtenues sur le laboratoire mobile respectent les valeurs réglementaires annuelles définies pour la protection de la santé humaine.

Le tableau ci-dessous compare les moyennes annuelles calculées à Saint-Julien-lès-Metz (groupe scolaire Paul Langevin) à celles de la station de typologie industrielle de Saint-Julien-lès-Metz (école élémentaire Les Colombes) et de la station de typologie urbaine du centre de Metz (Les Récollets). Il est considéré, d’une part, les valeurs calculées sur les quatre périodes de mesures correspondantes et, d’autre part, les moyennes obtenues à partir des données annuelles complètes.

Moyennes obtenues Moyennes Moyennes obtenues Moyennes obtenues Moyennes pendant les quatre annuelles pendant les quatre pendant les quatre annuelles périodes 2012 périodes périodes 2012 Station fixe Saint-Julien- Station fixe Saint- Polluants Laboratoire mobile Saint- Station fixe centre Station fixe lès-Metz (école Julien-lès-Metz Julien-lès-Metz (groupe de Metz (Les centre de Metz élémentaire Les (école élémentaire scolaire Paul Langevin) Récollets) (Les Récollets) Colombes) Les Colombes) 3 3 3 3 3 NO2 28 µg/m 19 µg/m 19 µg/m 26 µg/m 25 µg/m 3 3 3 SO2 2 µg/m 3 µg/m 3 µg/m - - 3 3 3 3 3 PM10 21 µg/m 16 µg/m 14 µg/m 26 µg/m 25 µg/m

Synthèse des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 4 www.air-lorraine.org

Pour le SO2, la moyenne calculée au groupe scolaire Paul Langevin de Saint-Julien-lès-Metz est similaire à celle obtenue sur la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz, à l’école élémentaire Les Colombes. Les concentrations obtenues pour ce polluant sont très faibles et très nettement en-dessous de l’objectif de qualité annuel de 50 µg/m3.

Pour le NO2, la moyenne calculée au groupe scolaire Paul Langevin de Saint-Julien-lès-Metz est supérieure à celle obtenue sur la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz sur les mêmes périodes de mesure (+ 9 µg/m3). Elle se rapproche des résultats observés au centre urbain de Metz. Le site présente donc un niveau de fond en dioxyde d’azote plus important qui peut s’expliquer, en partie, par un trafic routier plus conséquent dans l’environnement proche du site avec les départementales D1 et D2, en comparaison à la localisation de la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz.

Les données de l’inventaire des émissions de 2010, disponibles à Air Lorraine, indiquent que 58,9% des oxydes d’azote (NOx) émis à Saint-Julien-lès-Metz proviennent des transports routiers.

Pour les PM10, la moyenne calculée au groupe scolaire Paul Langevin de Saint-Julien-lès-Metz est globalement supérieure à celle obtenue sur la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz, sur les mêmes périodes de mesures (+ 5 µg/m3). Elle est toutefois inférieure de 5 µg/m3 par rapport à la moyenne observée dans le centre urbain de Metz. Pour les particules PM10, les principaux émetteurs sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz sont le transport routier (38,7%) et le résidentiel (35,1%). Le secteur de l’industrie contribue, quant à lui, à 14,3 % des émissions totales.

Les comparaisons des résultats entre les moyennes calculées sur les quatre périodes de mesures et, d’autre part, les moyennes obtenues à partir des données annuelles complètes, montrent des résultats similaires pour chaque composé. Les campagnes de mesures sont donc représentatives de l’ensemble de l’année 2012. Ainsi, pour le site investigué, il n’existe pas de risques de dépassement des valeurs limites et objectif annuels pour les polluants considérés.

Résultats des campagnes de mesures - Maxima journaliers

Pour les différentes périodes d’étude, les dépassements vis-à-vis des seuils réglementaires en lien avec l’exposition aigüe des populations ont été cherchés (arrêté préfectoral de Meurthe-et- N°2004/385/SIDPC du 12 juillet 2004 et arrêté interdépartemental n°2008-1682 du 10 juillet 2008 2 et directive 2008/50/CE et Article R221-1 modifié par le décret n°2010-1250 du 21 octobre 2010) et sont préséntés dans le tableau suivant :

Maximum horaire observé pendant les Valeur de campagnes (sur 24 heures glissantes, Polluant Seuil référence Dépassement calculées à 8h et 14h, pour les PM10) µg/m3 µg/m3 Seuil d’alerte a 500 Non SO 99 2 Seuil d’information b 300 Non Seuil d’alerte c 80 Non PM 65 10 Seuil d’information c 50 Oui Seuil d’alerte b 400 Non NO 105 2 Seuil d’information b 200 Non

a Moyenne horaire pendant 3 heures consécutives sur deux stations représentatives de la même zone géographique. b Moyenne horaire dépassée à moins de 3 heures d’intervalles sur deux stations représentatives de la même zone géographique. c Moyenne sur 24 heures calculée à 8 h et 14 h dépassée sur deux stations de la région. d Moyenne horaire pendant 3 heures consécutives sur une seule station. e Moyenne horaire sur une seule station.

Aucun seuil d’alerte et d’information n’a été atteint pour le SO2 et le NO2.

3 Concernant les PM10, le seuil de 50 µg/m a été dépassé pendant 4 jours (le 18 janvier, le 24 mars, le 5 avril et le 13 décembre) sur le groupe scolaire Paul Langevin de Saint-Julien-lès-Metz. Ces dépassements ont également été enregistrés sur d’autres stations fixes de la région. Il s’agit d’épisodes de pollution régionaux au cours desquels des dépassements des seuils de recommandations, voire d’alerte, sont observés. Ces dépassements ont eu lieu lors de périodes où les conditions météorologiques étaient défavorables à une bonne dispersion des polluants dans l’air ambiant (peu de vents, températures faibles, apparition d’inversions thermiques3).

2 L’arrêté interdépartemental n°2012-DLP/BUPE-294 du 27/04/2012 abroge l’arrêté n°2008-1682. Il rabaisse le seuil d’information à 50 µg/m3 et le 3 seuil d’alerte à 80 µg/m pour les PM10. 3 Inversion thermique : présence de couches d'air plus chaudes en altitude qu'au niveau du sol. Ceci freine la dispersion verticale des polluants. Les polluants se trouvent alors bloqués sous une "couche d'inversion" qui joue le rôle de couvercle thermique. S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 5 www.air-lorraine.org

Comparaison entre le site de mesure (groupe scolaire Paul Langevin) et la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz (école maternelle Les Colombes)

Afin de visualiser les écarts entre les sites de Saint-Julien-lès-Metz (groupe scolaire Paul Langevin pour le laboratoire mobile et l’école maternelle Les Colombes pour la station fixe de mesures), pour les PM10, le NO2 et le SO2, des statistiques descriptives ainsi que des tests de comparaison des moyennes ont été réalisés.

Ce type de graphique permet de visualiser la répartition des valeurs d’une série de données d’une manière synthétique en représentant le percentile 25 (bas de la boîte), la médiane (trait noir), le percentile 75 (haut de la boîte) et les valeurs inférieures au percentile 25-1,5x(percentile 75 – percentile 25) et supérieures au percentile 75+1.5x(percentile 75 – percentile 25) (moustaches). Pour compléter ces informations, les moyennes sont représentées par un point rouge.

Pour le dioxyde d’azote ainsi que pour les particules PM10, les boîtes de dispersion entre la station (école maternelle Les Colombes) et le laboratoire mobile (groupe scolaire Paul Langevin), ne présentent pas la même répartition des mesures. En effet, les mesures sont plus dispersées au groupe scolaire Paul Langevin avec des valeurs plus élevées.

La réalisation complémentaire d’un test d’égalité de moyennes (t.test) a été réalisée sur les résultats de dioxyde

d’azote et des particules PM10. Pour la valeur de la p-value (niveau de significativité), le seuil de décision est fixé à 5 %. En-dessous de cette valeur, les moyennes sont considérées comme significativement différentes.

Pour le dioxyde d’azote, la valeur de la p-value calculée est de 2,2 -16 -5 x 10 et pour les particules PM10 elle est inférieure à 5,8 x 10 . Ces tests indiquent donc que les moyennes de dioxyde d’azote et

de particules PM10 obtenues au groupe scolaire Paul Langevin sont différentes de ceux de la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz.

Pour le dioxyde de soufre, les boîtes de dispersion sont similaires et montrent une faible dispersion des données. En grande majorité, les concentrations de dioxyde de soufre observées sur les deux sites sont très faibles. Cependant, quelques valeurs plus élevées ont été mesurées à l’école maternelle Les Colombes.

S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 6 www.air-lorraine.org

Résultats de la modélisation de la dispersion atmosphérique

La comparaison entre le site de mesures du laboratoire mobile (groupe scolaire Paul Langevin) et la station fixe de

Saint-Julien-lès-Metz (école maternelle Les Colombes) a montré des concentrations plus élevées en particules PM10 et dioxyde d’azote au niveau du groupe scolaire. La modélisation a été appliquée sur la zone d’étude afin d’identifier les éléments pouvant expliquer ces différences de concentrations. La méthodologie utilisée pour la réalisation de la modélisation du secteur est présentée en annexe.

Trois modélisations différentes ont été réalisées :

. Modélisation n°1 : modélisation de l’ensemble des sources d’émissions du secteur d’étude, . Modélisation n°2 : évaluation de la contribution des émissions du centre de valorisation des déchets ménagers, . Modélisation n°3 : évaluation de la contribution des émissions des transports routiers.

Modélisation n°1 : modélisation de l’ensemble des émissions du secteur d’étude

Dans cette partie, l’ensemble des émissions présentes dans la zone d’étude (cf. annexe) est considéré. Différents tests ont été effectués, notamment sur la pollution de fond, afin que le modèle représente au mieux la réalité des mesures.

Les concentrations en dioxyde d’azote sont plus élevées au niveau des axes routiers et autoroutiers ainsi que dans les zones fortement urbanisées (cœur de l’agglomération de Metz par exemple). Les deux points de mesure (laboratoire mobile et station fixe), situés sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz, présentent des concentrations annuelles inférieures à celles des zones décrites précédemment. Toutefois, la concentration modélisée au niveau du laboratoire mobile est supérieure à celle modélisée au niveau de la station fixe (+ 4 µg/m3). Ceci est cohérent avec les mesures réalisées sur les deux sites.

S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 7 www.air-lorraine.org

Pour les particules PM10, les concentrations annuelles modélisées sur le secteur d’étude sont comprises entre 14 et 34 µg/m3 : il n’y a aucun dépassement de la valeur limite annuelle pour la protection de la santé fixée à 40 µg/m3. L’impact des axes routiers est bien moins marqué pour les concentrations moyennes annuelles en poussières fines

PM10 que pour le dioxyde d’azote. Comme pour le NO2, le nord-est de la zone d’étude présente des concentrations moins importantes que le sud-ouest, en lien avec l’urbanisation de la zone.

Au niveau des deux sites de mesures sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz ainsi qu’au niveau des stations fixes Agglomération de Metz – Centre (Récollets) et Agglomération de Metz – Nord (La Maxe), une comparaison a été réalisée entre les résultats obtenus avec la modélisation et ceux obtenus par les mesures effectuées sur site.

Les résultats montrent que le modèle reproduit bien les valeurs mesurées, que ce soit pour le dioxyde d’azote ou pour les particules PM10, notamment pour la station située à La Maxe où la valeur modélisée est identique à celle mesurée. Pour les stations de Saint-Julien-lès-Metz et de Metz-Centre (Les Récollets), les concentrations obtenues par modélisation sont très proches de celles mesurées sur site (+/- 1 µg/m3 de différence entre le modèle et la mesure).

Concernant le site évalué avec le laboratoire mobile, le modèle montre une sous-estimation de 4 µg/m3 pour le dioxyde d’azote et de 2 µg/m3pour les particules PM10. Les données relatives au trafic routier entrées dans le modèle correspondent à l’année 2006. En 6 ans, les émissions routières peuvent fortement changer de par l’évolution du parc automobile et surtout l’évolution du trafic moyen. Au niveau de l’avenue Paul Langevin, le trafic moyen journalier a été multiplié par près de trois sur certains tronçons (2006 : 5 020 véhicules/jour ; 2010 : 14 220 véhicules/jour). Ceci entraine une augmentation des émissions et donc un impact potentiellement plus important du trafic routier sur les concentrations annuelles au niveau du laboratoire mobile.

Modélisation n°2 : évaluation de la contribution des émissions du centre de valorisation des déchets ménagers

Dans ce second cas, seules les émissions dues aux cheminées d’Haganis sont entrées dans le modèle. Ainsi, seules les concentrations de l’unité de valorisation énergétique sont visualisées ainsi que les zones d’impact maximal.

S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 8 www.air-lorraine.org

La zone d’impact maximal pour les dioxydes d’azote et les particules PM10 se situe au nord-est des cheminées. Pour le dioxyde d’azote, la contribution maximale en concentration moyenne annuelle est de 1,1 µg/m3. Le laboratoire mobile est dans la zone de concentrations comprises en 0,4 et 0,5 µg/m3 tandis que la station fixe se trouve dans la 3 zone de 0,1 à 0,2 µg/m . Pour les particules PM10, la contribution maximale due à l’unité de valorisation énergétique n’excède pas 2 ng/m3, soit 0,005% de la valeur limite annuelle pour la protection de la santé.

Comme le montre le tableau ci-dessous, la contribution des émissions de l’UVE sur les concentrations en dioxyde d’azote dans l’air est faible et elle est négligeable pour les particules PM10.

NO2 PM10 Concentration Concentration Concentration Fraction Concentration Fraction modélisée – modélisée – modélisée – imputable modélisée – imputable Toutes Toutes UVE seule à l’UVE UVE seule à l’UVE sources sources (µg/m3) (%) (µg/m3) (%) (µg/m3) (µg/m3) Laboratoire mobile 23,9 4,27.10-1 1,8% 19,4 6,53.10-4 0,003% Stations fixes agglomération de Metz 24,3 1,45.10-1 0,6% 23,6 2,34.10-4 0,001% Metz – Centre (Récollets) Metz – Nord (La Maxe) 24,3 7,67.10-2 0,3% 24,1 1,15.10-4 0,000% Metz – Nord (St-Julien-lès-Metz) 20,0 1,47.10-1 0,7% 14,9 2,26.10-4 0,002%

Modélisation n°3 : évaluation de la contribution des émissions des transports routiers

Dans cette partie, les paramètres de la modélisation n°1, à savoir toutes les sources d’émissions prises en compte hormis les émissions dues au trafic routier, ont été intégrées dans le modèle. Ainsi l’impact du secteur routier a été quantifié par comparaison des résultats obtenus avec la modélisation n°3 et ceux obtenus avec la modélisation n°1.

Comme le montre le tableau ci-dessous, le trafic routier a un impact beaucoup plus important sur les concentrations en NO2 au niveau du laboratoire mobile (18,8%) qu’au niveau de la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz (seulement 5,5%).

NO2 PM10 Concentration Concentration Fraction Concentration Concentration Fraction modélisée – modélisée – imputable modélisée – modélisée – imputable Toutes Hors trafic au trafic Toutes Hors trafic au trafic sources Routier routier sources Routier routier (µg/m3) (µg/m3) (%) (µg/m3) (µg/m3) (%) Laboratoire mobile 23,9 19,4 18,8 19,4 18,5 4,6 Stations fixes agglomération de Metz 24,3 19,1 21 ,4 23,6 22,3 5,5 Metz – Centre (Récollets) Metz – Nord (La Maxe) 24,3 18,0 25,9 24,1 23,3 3,3 Metz – Nord (St-Julien-lès-Metz) 20,0 18,9 5,5 14,9 14,7 1,3

L’impact des émissions dues au trafic routier est nettement moins marqué sur les concentrations en poussières fines

PM10 que sur celles en dioxyde d’azote. Toutefois, la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz est le point de mesure le moins impacté avec 1,3% de la concentration moyenne annuelle imputable au trafic routier. Le laboratoire mobile est plus impacté que la station fixe située à La Maxe mais moins que la station de Metz- Centre.

S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 9 www.air-lorraine.org

Conclusion

Cette campagne de mesures s’inscrit dans la stratégie de surveillance et d’information d’Air Lorraine définie dans le Plan de Surveillance de la Qualité de l’Air (PSQA) pour la région Lorraine entre 2011 et 2015 pour lequel Air Lorraine s’est fixé des axes prioritaires d’investigation comprenant les zones de proximité industrielle.

Dans le cadre de l’étude présentée dans ce rapport, l’évaluation de la qualité de l’air s’est orientée sur le secteur nord de l’agglomération de Metz. L’un des objectifs de l’étude était d’observer l’impact des émissions de l’Unité de Valorisation Energétique (UVE) de Metz sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz, notamment au niveau du groupe scolaire Paul Langevin qui se trouve dans la zone potentiellement la plus impactée. Les résultats ont ensuite été comparés aux mesures de la station fixe disposée à l’école maternelle Les Colombes de Saint-Julien-lès-Metz.

Concernant la pollution chronique, les moyennes annuelles pour le dioxyde d’azote (NO2), le dioxyde de soufre (SO2) et les particules fines (PM10) sont inférieures aux différentes valeurs limites réglementaires aux abords du groupe scolaire Paul Langevin ainsi que sur le site fixe de mesures à l’école maternelle Les Colombes de Saint-Julien-lès-Metz.

Concernant la pollution aiguë, les résultats obtenus sur le site scolaire de Paul Langevin ont été comparés à la réglementation en vigueur pour les pics de pollution : les seuils d’information et d’alerte n’ont été pas atteints pour le dioxyde d’azote et le dioxyde de soufre. Pour les PM10, 4 jours de dépassements de la valeur d’information et de recommandations de 50 µg/m3 ont été enregistrés lors de l’étude. Ces dépassements s’inscrivent dans des épisodes de pollution régionaux en particules PM10. Ils ont été observés lors de périodes où les conditions météorologiques étaient défavorables à une bonne dispersion des polluants dans l’air ambiant (peu de vents, températures faibles, apparition d’inversions thermiques4).

La comparaison des mesures mises en œuvre au groupe scolaire Paul Langevin avec celles de la station de typologie industrielle de Saint-Julien-lès-Metz montre des similitudes dans les résultats des mesures de dioxyde de soufre mais des différences pour les mesures de dioxyde d’azote et de particules PM10. Les concentrations mesurées au niveau du laboratoire mobile sont supérieures aux mesures de la station fixe. Ces différences s’expliquent principalement par une contribution plus importante du secteur routier au niveau de l’école Paul Langevin.

Pour comprendre ces différences, une modélisation de la dispersion des émissions polluantes a été appliquée sur la zone d’étude. Il en ressort que les émissions du trafic routier ont un impact plus important sur les concentrations en 3 NO2 au niveau du groupe scolaire Paul Langevin (4,5 µg/m soit 18,8 % de la moyenne annuelle) en comparaison à la station fixe de Saint-Julien-lès-Metz (1,1 µg/m3 soit 5,5 % de la moyenne annuelle). Pour les particules en suspension 3 PM10, l’impact des émissions dues au trafic routier est nettement moins marqué (inférieur à 1 µg/m sur les deux sites) sur la zone d’étude. La station fixe de Saint-Julien-lès-Metz reste toutefois le point de mesure le moins impacté du secteur avec 1,3 % de la concentration moyenne annuelle imputable au trafic routier.

La modélisation a également permis de montrer que la contribution des émissions de l’UVE sur les concentrations en

NO2 dans l’air est faible et qu’elle est négligeable pour les particules PM10.

Enfin, la comparaison des valeurs obtenues avec la modélisation (avec prise en compte de toutes les sources d’émissions du secteur) à celles obtenues par mesures sur site par les stations ou le laboratoire mobile montre des résultats très proches. Le modèle utilisé reproduit donc bien les concentrations observables sur le secteur étudié.

Sur la commune de Saint-Julien-lès-Metz, le suivi en continu du dioxyde de soufre, du dioxyde d’azote et des particules PM10 se poursuit aux abords de l’école maternelle Les Colombes, grâce à la station fixes de mesures. En complément, la modélisation sera utilisée périodiquement pour observer l’évolution des principaux polluants

(particules PM10 et oxydes d’azote) au cours du temps. Dans les modèles seront prises en compte les évolutions des principaux émetteurs du secteur.

4 Inversion thermique : présence de couches d'air plus chaudes en altitude qu'au niveau du sol. Ceci freine la dispersion verticale des polluants. Les polluants se trouvent alors bloqués sous une "couche d'inversion" qui joue le rôle de couvercle thermique. S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 10 www.air-lorraine.org

ANNEXE : présentation de la méthodologie appliquée pour la modélisation des particules PM10 et du dioxyde d’azote sur la zone d’étude

Zone d’étude modélisée

La zone modélisée présente une superficie de 4 km par 7 km. Dans cette zone se trouvent les cheminées du centre de valorisation des déchets ménagers, l’emplacement du camion laboratoire où la campagne de mesure s’est déroulée en 2012 ainsi que les stations de mesures fixes d’Air Lorraine :

. Agglomération de Metz – Nord (St-Julien-lès- Metz), . Agglomération de Metz – Centre (Récollets), . Agglomération de Metz – Nord (La Maxe) : (station désormais déplacée sur la commune de depuis février 2013).

Les points de mesure fixes ou mobiles servent de référence pour valider les résultats obtenus avec le modèle de dispersion atmosphérique.

Sources d’émissions

L’ensemble des données d’émissions provient de l’inventaire de l’année 2006 (A2006 V2006 V1), hormis pour les données relatives aux sources ponctuelles présentes dans la zone qui correspondent à aux émissions les plus récentes disponibles, soit celles de l’année 2012. Les émissions entrées dans le modèle de dispersion atmosphérique ADMS-Urban sont présentées ci-contre :

S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 11 www.air-lorraine.org Météorologie Les données météorologiques prises en compte dans le modèle de dispersion atmosphérique sont des données relatives à l’année 2012 au pas de temps horaire issues de la station Météo France de Metz-Frescaty. Cette dernière est située à environ 8 kilomètres au sud-ouest de Saint-Julien-lès-Metz.

Les paramètres météorologiques utilisés sont :

Direction/Vitesse du vent Nébulosité Rayonnement solaire Température Précipitation Humidité relative

Ci-dessous sont présentés le diagramme ombrothermique ainsi que la rose des vents de 2012 utilisés dans le cadre de la modélisation.

Pollution de fond La pollution de fond correspond à la pollution non pas produite au sein de la zone d’étude mais à la pollution importée sur ce territoire. Les données utilisées proviennent des stations de mesure situées hors de la zone d’étude. Après différents tests, les données utilisées pour cette étude, au pas de temps horaire, sont celles de la station Agglomération de Metz – Ouest (Scy-Chazelles), hormis pour les poussières fines. En effet, ce polluant n’est pas mesuré dans cette station. C’est pourquoi les données de fond relatives aux poussières fines proviennent de la station Vosges du Nord ().

Paramètres spécifiques Différents paramètres peuvent être spécifiés dans le modèle ADMS-Urban. La hauteur de rugosité de surface est un paramètre qui permet de définir le type d’occupation des sols de la zone étudiée. Ce paramètre est défini à la fois pour le site de dispersion étudié et pour le site météo. La longueur minimale de Monin-Obukov fournit une mesure de la stabilité de l’atmosphère et permet de tenir compte de la production de chaleur dans les villes.

Les paramètres spécifiques utilisés dans cette étude sont les suivants : . la latitude : 49°, . la hauteur de rugosité du site de dispersion : 1,5 m (valeur utilisée pour le calage du modèle sur la zone d’agglomération Metz-), . la hauteur de rugosité du site météo : 0,2 m, . la longueur minimale de Monin-Obukov : 30 m (valeur utilisée par défaut qui correspond à une zone urbaine comme Metz).

A tout cela, s’ajoutent les données relatives au relief de la zone provenant de la BD ALTI de l’IGN.

Air Lorraine Pôle de Metz : 20 rue Pierre Simon de Laplace– 57070 Metz / Tél. : 03.87.74.56.04 Pôle de Nancy : 20 allée de Longchamp – 54600 Villers-Lès-Nancy / Tél. : 03.83.44.38.89 Mail : [email protected]

Rédacteur : Emmanuel Jantzem Vérificateur : Claire Jacquier Approbateur : Alexandre Ockler Le rapport de synthèse peut faire l’objet de modifications ultérieures. Dans ce cas, la dernière version sera mise en ligne sur le site www.air-lorraine.org S y n t h è s e des résultats E v a l uation de la qualité de l’air à Saint - J u l i e n - L è s - M e t z 12