EVALUATION DES IMPACTS DU PLAN DE DEPLACEMENTS

Transcription

ÉVALUATION DES IMPACTS DU PDUIF
SUR LA QUALITÉ DE L’AIR
ET LES ÉMISSIONS DE GES EN 2020
Mai 2011
Surveillance de la qualité de l’air
en Ile-de-France
EVALUATION DES IMPACTS DU PLAN DE
DEPLACEMENTS URBAINS D’ILE-DE-FRANCE
SUR LA QUALITE DE L’AIR ET LES EMISSIONS
DE GAZ A EFFET DE SERRE A L’HORIZON
2020
Mai 2011
Etude réalisée par :
AIRPARIF - Surveillance de la Qualité de l’Air en Île-de-France
7, rue Crillon 75004 PARIS – Tél. : 01.44.59.47.64 - Fax : 01.44.59.47.67
www.airparif.asso.fr
AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France
Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
2
SOMMAIRE
GLOSSAIRE_______________________________________________________________________________________ 4
I.
RESUME ____________________________________________________________________________________ 5
II.
INTRODUCTION _____________________________________________________________________________ 6
II.1
Contexte de l’étude ____________________________________________________________________ 6
II.2
Objectifs des travaux ___________________________________________________________________ 6
II.3
Moyens mis en œuvre __________________________________________________________________ 8
III.
METHODOLOGIE DE CARTOGRAPHIE DES CONCENTRATIONS DE POLLUANTS EN ILE-DE-FRANCE ___ 9
III.1
Méthodologie générale ________________________________________________________________ 9
III.2
Détermination des concentrations de fond ______________________________________________ 10
III.3
Modélisation des concentrations en proximité au trafic routier ___________________________ 12
Estimation des émissions du trafic routier : le système HEAVEN __________________________________ 12
Modélisation des concentrations en proximité du trafic routier _________________________________ 21
III.4
Calcul des concentrations en zone influencée __________________________________________ 21
III.5
Limites de la méthode et éléments de validation ________________________________________ 22
Evaluation de la méthodologie pour le NO2 ___________________________________________________ 22
Evaluation de la méthodologie pour les PM ___________________________________________________ 23
IV.
LES EMISSIONS DE POLLUANTS EN ILE-DE-FRANCE EN 2020 _____________________________________ 25
IV.1
Les scénarios étudiés à l’horizon 2020 ___________________________________________________ 25
IV.2
Le trafic en 2020 _______________________________________________________________________ 30
IV.3
Les émissions de NOx__________________________________________________________________ 31
IV.4
Les émissions de PM10 _________________________________________________________________ 35
IV.5
Les émissions de PM2.5 ________________________________________________________________ 39
IV.6
Des gains d’émissions plus faibles que ceux du trafic ____________________________________ 43
V.
LA QUALITE DE L’AIR EN ILE-DE-FRANCE EN 2020 ______________________________________________ 45
V.1
Hypothèses retenues pour l’estimation de la qualité de l’air ______________________________ 45
Hypothèses pour la détermination des concentrations de fond ________________________________ 45
Hypothèses retenues pour la modélisation des concentrations en proximité du trafic routier ______ 46
V.2
Les concentrations de NO2 ____________________________________________________________ 48
V.3
Les concentrations de PM10 ___________________________________________________________ 56
V.4
Les concentrations de PM2.5 ___________________________________________________________ 63
V.5
Respect des valeurs réglementaires annuelles en 2020 __________________________________ 70
En termes de surface potentiellement exposée _______________________________________________ 70
En termes de population potentiellement exposée ____________________________________________ 71
VI.
ESTIMATION DES EMISSIONS DE GAZ A EFFET DE SERRE (GES) EN 2020 ___________________________ 73
VI.1
Méthodologie générique d’estimation des émissions de GES _____________________________ 73
VI.2
Les émissions de GES en Ile-de-France à l’horizon 2020 __________________________________ 75
Emissions de GES sous les scénarios du statu quo et de travail __________________________________ 75
Ajustement des objectifs du PDUIF en termes de trafic _________________________________________ 77
VII.
RESULTATS ET PERSPECTIVES _________________________________________________________________ 78
VII.1
Contexte _____________________________________________________________________________ 78
VII.2
Moyens mis en œuvre _________________________________________________________________ 78
VII.3
Résultats ______________________________________________________________________________ 79
VII.4
Perspectives __________________________________________________________________________ 80
VIII.
BIBLIOGRAPHIE ____________________________________________________________________________ 81
3
GLOSSAIRE
ADEME
Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie
DRIEA
Direction Régionale et Interdépartementale de l’Equipement
l’Aménagement Ile-de-France
DREIF
Direction Régionale de l’Equipement Ile-de-France
DVD
Direction de la Voirie et des Déplacements de la Ville de Paris
IAU Ile-de-France
Institut d’Aménagement et d’Urbanisme Ile-de-France
OMS
Organisation Mondiale de la Santé
INRETS
Institut National de recherche sur les transports et leur sécurité
PDUIF, PDU
Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France
PPA
Plan de Protection de l’Atmosphère
PRQA
Plan, Régional de la Qualité de l’Air
SRCAE
Schéma Régional Climat Air Energie
STIF
Syndicat des Transports d'Île-de-France
ZAPA
Zone d’Action Prioritaire pour l’Air
et
de
COPERT
EGT
HEAVEN
TMJA
VRU
VP
VUL
PL
TC
2RM
Computer programme to calculate emissions from road transport
Enquête Globale de Transport
Healthier Environment through the Abatement of Vehicle Emissions and Noise
Trafic Moyen Journalier Annuel
Voies Rapides Urbaines
Véhicules Particuliers
Véhicules Utilitaires Légers
Poids-Lourds
Bus et Cars
Deux-roues Motorisés
IDF
PC
GC
Ile-de-France
Petite Couronne
Grande Couronne
NOx
NO2
PM2.5
PM10
PMcoarse
GES
Oxydes d’azote (=NO+NO2)
Dioxyde d’azote
Particules de diamètre aérodynamique inférieur à 2.5 µm
Particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 µm
Particules de diamètre compris en 2.5 µm et 10 µm
Gaz à Effet de Serre
VL, Valeur Limite
Niveau à atteindre dans un délai donné et à ne pas dépasser, et fixé
sur la base des connaissances scientifiques afin d'éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur la
santé humaine ou sur l'environnement dans son ensemble.
OQ, Objectif de Qualité
Niveau à atteindre à long terme et à maintenir, sauf lorsque cela n'est
pas réalisable par des mesures proportionnées, afin d'assurer une protection efficace de la santé
humaine et de l'environnement dans son ensemble.
4
I.
Résumé
Dans le cadre de l’élaboration du Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France (PDUIF), élaboré par
le STIF, un certain nombre d’actions relatives à la question de la mobilité en Ile-de-France (les « défis »
du PDUIF) ont été identifiées par les participants aux débats : ces défis ont pour objectifs de promouvoir
les modes de déplacements doux (dits « modes actifs »), le développement des transports en commun,
et de limiter autant que possible la part des déplacements motorisés. En vis-à-vis de ces objectifs
vertueux, la Région Ile-de-France doit par ailleurs répondre aux besoins de mobilités qui accompagnent
son développement économique et démographique.
Airparif a accompagné le STIF dans l’élaboration du PDUIF en étudiant l’impact sur la qualité de l’air et
les émissions de GES pour deux scénarios d’évolution de la Région Ile-de-France :
un scénario dit « du statu quo », qui prend en compte l’évolution du trafic routier en Ile-deFrance, en l’absence de toute action permettant un accroissement du report modal ainsi que
l’évolution prévisible du parc technologique résultant de l’application des normes
européennes ;
un scénario dit « de travail », qui correspond globalement à une stabilisation du trafic routier sur
la région grâce à des actions volontaristes favorisant le report modal.
Pour ces deux scénarios, la qualité de l’air en 2020 a été évaluée sur la base de cartographies des
valeurs moyennes annuelles des concentrations en NO2, PM2.5 et PM10, selon une approche qui
consiste à combiner, en respectant le motif de décroissance des concentrations de polluants à
distance du trafic routier :
i)
les concentrations de fond sur toute l’Ile-de-France ;
ii)
les concentrations en proximité au trafic.
Les concentrations en proximité au trafic sont modélisées à l’aide du logiciel STREET, alimenté par le
système HEAVEN qui permet de calculer les émissions liées au trafic routier.
Les résultats obtenus ont été comparés d’une part, aux valeurs réglementaires relatives aux
concentrations moyennes annuelles de particules PM10 et PM2.5 et de dioxyde d’azote NO2, afin
d’évaluer leur respect à l’horizon 2020 ; et, d’autre part, à l’objectif de réduction des émissions de gaz à
effet de serre (GES) de 20 % à l’horizon 2020 mentionné par loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de
programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l'environnement.
L’évaluation de la qualité de l’air à l’horizon 2020 met en évidence une diminution forte des émissions
de NOx, PM2.5 et PM10 - essentiellement liée à l’évolution technologique du parc roulant de véhicules qui se traduit par une diminution globale des niveaux de polluants sur l’ensemble du domaine d’étude.
Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail – et a fortiori le scénario finalement retenu
suite aux travaux menés dans le cadre du PDUIF - permet un gain supplémentaire estimé de 1 à 2 points
de pourcentage en termes de nombre de personnes potentiellement exposées à des dépassements
de valeurs limites pour le NO2, soit de l’ordre de 30 à 40 000 personnes sur Paris et de 80 à 100 000
personnes sur l’agglomération parisienne et l’Ile-de-France.
Ces gains ne sont pas suffisants pour assurer le respect des valeurs limites réglementaires sur l’ensemble
de l’Ile-de-France : près de la moitié (respectivement un cinquième) de la superficie de Paris serait
encore concernée à l’horizon 2020 par un dépassement de valeurs limites relatives au NO2 et PM2.5
(respectivement PM10) ; le respect des valeurs limites réglementaires exigera des actions
supplémentaires visant l’ensemble des sources d’émissions ; c’est le sens des actions prévues par le Plan
particules ; le Plan de Protection de l’Atmosphère, en cours de révision, y contribuera également.
Concernant le NO2, principalement émis en Ile-de-France par le trafic des véhicules à moteur, le nonrespect prévu des valeurs limites réglementaires est lié, en particulier, à l’augmentation de la part de
ce polluant dans les émissions de NOx : la majorité des filtres à particules équipant les véhicules diesel
particuliers ou utilitaires les plus récents, s’ils diminuent les émissions de particules, augmentent ce ratio
NO2/NOx.
Sous le scénario de travail, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de l’ordre de 17 % (contre 12 % sous le scénario du statu quo) relativement aux émissions de
CO2 en 2005. Le scénario finalement retenu suite aux travaux menés dans le cadre du PDUIF, plus
ambitieux que le scénario de travail en termes d’évolution du trafic, devrait selon toute probabilité
permettre d’atteindre l’objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) de 20 %
mentionné par le Grenelle de l’environnement (loi n° 2009-967 du 3 août 2009).
5
II. Introduction
II.1 Contexte de l’étude
Le Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France (PDUIF), élaboré par le Syndicat des Transports d’Ilede-France (STIF) pour le compte des collectivités qui le constituent, a pour objet d’organiser les
transports de voyageurs et de marchandises en Ile-de-France d’ici à 2020. Il doit assurer un équilibre
durable entre mobilité d’une part, protection de l’environnement et de la santé d’autre part. En
particulier, le PDUIF doit favoriser les modes de déplacements les moins polluants et les moins
consommateurs d’énergie et préciser les mesures d’aménagement et d’exploitation à mettre en
œuvre.
Le premier PDUIF adopté en 2000 a fait l’objet d’une évaluation par le STIF en 2007, qui a abouti à sa
mise en révision et à l’élaboration d’un nouveau PDUIF.
Conformément à la réglementation européenne et nationale1, le PDUIF doit faire l’objet avant son
adoption d’une évaluation environnementale. C’est pourquoi l’évaluation des impacts des actions
envisagées a été réalisée. Dans ce contexte, Airparif s’est vue confier l’évaluation de la qualité de l’air
et des émissions de GES et de l’impact du PDUIF sur celles-ci à l’horizon 2020. La démarche a été
menée de façon itérative avec le STIF, celui-ci ayant souhaité disposer dans un premier temps
d’éléments sur les évolutions tendancielles de la qualité de l’air en Ile-de-France afin, dans un
deuxième temps, de fixer les objectifs du PDUIF les mieux adaptés en termes de report modal.
En tant qu’association chargée de la surveillance de la qualité de l’Air en Ile-de-France, agréée par le
Ministère chargé de l’Environnement, Airparif dispose d’un panel d’outils pour effectuer cette
surveillance et mener des études rétrospectives ou prospectives sur l’état de la qualité de l’air en Ile-deFrance. Elle s’appuie sur :
•
un réseau de mesure permanent constitué de 50 stations automatiques ; 18 stations
temporaires à proximité du trafic ;
•
des outils numériques de modélisation. Ces outils de modélisation sont alimentés par le
cadastre des émissions de polluants atmosphériques en Ile-de-France, lui-même élaboré et mis
à jour annuellement par Airparif.
Tous ces outils ont été mis en œuvre dans le cadre de la présente étude.
II.2 Objectifs des travaux
L’objectif est d’évaluer l’état de la qualité de l’air et des émissions de GES sur l’ensemble du territoire
d’Ile-de-France à l’horizon 2020 et selon différentes hypothèses relatives à l’évolution des
déplacements : évolution du trafic routier en volume, évolution de la composition du parc roulant de
véhicules, etc.
L’année de référence (« cas de base ») par rapport à laquelle est jugée l’évolution de la qualité de l’air
en 2020, est l’année 2005. On se place à météorologie constante : l’objectif n’est pas de prédire ce qui
se passera en 2020, mais d’étudier l’évolution de la qualité de l’air à l’horizon 2020, en tendanciel et
sous l’effet de mesures volontaristes prises, toutes choses égales par ailleurs. Du point de vue
météorologique, 2005 est une année plutôt favorable à la dispersion des polluants.
Les concentrations moyennes annuelles de NO2, PM2.5 et PM10 sont comparées aux valeurs
réglementaires. Ces dernières sont rappelées dans le tableau suivant.
1 Directive européenne 2001/42/CE relative à l’évaluation des incidences de certains plans et
programmes sur l’environnement, transposée en droit français par l'ordonnance du 3 juin 2004
6
Polluant
Valeurs limites2 en
moyennes annuelles
Objectifs de qualité2
réglementaires en
moyennes annuelles
NO2
Depuis le 01/01/2010 :
40 µg/m3
Depuis le 01/01/2005 :
40 µg/m3
40 µg/m3
A partir du 01/01/2015 :
25 µg/m3, cette valeur
est augmentée des
marges de
dépassement pour les
années antérieures, par
ex. 28 µg/m3 pour 2011
10 µg/m3
PM10
PM2.5
30 µg/m3
Objectifs de qualité2
spécifiques du PRQA
(horizon 2015) en
moyennes annuelles
Pas d’objectif
spécifique
25 µg/m3, pour tendre
vers les préconisations
de l’OMS établies à 20
µg/m3
15 µg/m3, pour tendre
vers les préconisations
de l’OMS établies à 10
µg/m3
Les critères nationaux de qualité de l'air sont définis dans le Code de l'environnement (articles R221-1 à
R221-3). Le dernier décret en date a permis de transposer la directive 2008/50/CE du Parlement
européen et du Conseil du 21 mai 2008 (décret n°2010-1250, du 21 octobre 2010).
Par ailleurs, le Plan régional pour la qualité de l’air (PRQA) d’Ile-de-France, adopté en novembre 2009,
a défini un objectif de qualité spécifique, plus strict pour les PM10 que la réglementation en vigueur au
moment de son adoption (voir tableau en 3ème colonne).
En ce qui concerne les GES, l’évolution attendue de leurs émissions est comparée à l’objectif de
réduction de 20 %3, dans le domaine des transports, des émissions de GES affiché par la loi n° 2009-967
du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l'environnement.
Deux scénarios sont étudiés :
-
-
un scénario dit « du statu quo », qui prend en compte l’évolution du trafic routier en Ile-deFrance, en l’absence de toute action permettant un accroissement du report modal4 ;
l’évolution prévisible des parcs technologique et roulant résultant de l’application des normes
européennes ;
un scénario intermédiaire dit « de travail », qui correspond globalement à une stabilisation du
trafic routier sur la région.
Ces scénarios ont été établis par le STIF sur la base :
des projections du développement démographique et économique de la région francilienne,
générateur de nouveaux déplacements (le nombre de déplacements sur la région devrait
croître d’environ 7 % entre 2006 et 20205 ;
des actions plus ou moins volontaristes sur les infrastructures de mobilité qui accompagneront le
développement de la région.
Le scénario de travail a permis de construire le scénario PDUIF qui suppose que l’ensemble des actions
inscrites au PDUIF soient mises en œuvre et qui se traduit par une diminution du trafic des véhicules
particuliers et deux-roues motorisés de l’ordre de 2 %. Seules les émissions de GES ont été calculées pour
ce scénario.
2
Voir en Glossaire la définition de la Valeur Limite et de l’Objectif de Qualité
Il s’agit de ramener les émissions de GES du domaine des transports à leur niveau de 1990.
4 On considère les réseaux de transport actuels complétés des projets d’infrastructures de transports
collectifs en cours de réalisation en 2010.
5 Estimation basée sur le modèle de prévision des déplacements du STIF, année de référence 2006,
correspondant aux derniers résultats détaillés disponibles du recensement de la population de l’INSEE.
3
7
II.3 Moyens mis en œuvre
Pour chacun des scénarios étudiés, le calcul des concentrations de polluants a été mené selon le
principe d’additivité des niveaux. L’approche consiste à :
i)
évaluer les concentrations de fond sur toute l’Ile-de-France ;
ii)
évaluer les concentrations en proximité au trafic ;
iii)
combiner finalement ces deux informations sur un même support cartographique, en
rendant compte de la décroissance des niveaux de polluants depuis les zones proches du
trafic jusqu’au fond urbain.
L’évaluation des concentrations de fond est réalisée de manière simple, sur la base des tendances
observées ces dernières années sur l’évolution des concentrations des polluants concernés.
La détermination des concentrations de la pollution atmosphérique en proximité au trafic s’effectue en
deux étapes :
-
Elaboration du cadastre des émissions du trafic routier sur le réseau routier francilien, à l’aide du
système HEAVEN. Le système HEAVEN, développé par Airparif en collaboration avec la
Direction de la Voirie et des Déplacements (DVD) de la Ville de Paris et la Direction Régionale
et Interdépartementale de l’Equipement et de l’Aménagement Ile-de-France (DRIEA), permet
de calculer les émissions liées au trafic routier. Il s’appuie sur des enquêtes portant sur les
habitudes de déplacement des franciliens (EGT 2001), des statistiques de comptage
automobile récupérées en temps quasi-réel (DVD, DRIEA/DIRIF) et la base de données
européenne de facteurs d’émissions COPERT.
-
Modélisation des concentrations en proximité au trafic à l’aide du logiciel STREET.
Une dernière étape permet de combiner la pollution de fond et la pollution de proximité au trafic, en
respectant le motif de décroissance des concentrations de polluants à distance du trafic routier.
La méthodologie utilisée pour l’estimation cartographique des concentrations et des éléments de
validation de cette méthodologie sont décrits dans la partie III ; les éléments de construction des
scénarios 2020 dans la partie IV. L’évolution 2005 – 2020 de la qualité de l’air et en termess de respect
des valeurs réglementaires est analysée dans la partie V. L’évolution 2005 – 2020 des émissions de GES
par rapport aux objectifs de réduction des émissions du Grenelle de l’environnement (loi n° 2009-967 du
3 août 2009) est analysée dans la partie VI. Les conclusions et les travaux à venir sont présentés en
partie VI.
8
III. Méthodologie de cartographie
cartographie des concentrations de
polluants en Ile-de
de-France
L’approche utilisée pour estimer les concentrations en NO2, PM2.5 et PM10 consiste à utiliser des outils
de modélisation et de cartographie des concentrations. Elle est illustrée ici dans le cas particulier de
l’année de référence choisie, 2005. Les paramètres et les processus influençant les niveaux de pollution
sont pris en compte de manière simplifiée mais la plus explicite possible : trafic, émissions - en particulier
émissions du trafic, météorologie, diffusion des polluants.
III.1 Méthodologie générale
énérale
La méthodologie utilisée repose sur l’hypothèse d’additivité des niveaux de fond et ceux relevés en
proximité du trafic ou sous l’influence directe de ce dernier, représentée de manière schématique dans
la Figure 1.
Figure 1 Principe général de l’approche par modélisation et cartographie des niveaux de polluants
La définition retenue pour la notion de « fond » et de « proximité au trafic » est celle du guide de
l’ADEME relatif à la classification des stations de surveillance de la qualité de l’air (ADEME, 2002).
Type
de
zone
Fond
urbain
Proximité
au trafic
Définition
« (…) La station ne se trouve pas sous l’influence dominante ou prépondérante
prépondé
d’une
source industrielle (…).
(…). La distance aux voies de circulation routière dépend du Trafic
Moyen Journalier Annuel (TMJA)
(
(…). Il convient également de prendre en compte le
nombre de voies ainsi que la densité du trafic et de la vitesse. »
Par exemple, une station de mesure est située en fond urbain si elle se trouve à 200 mètres
et au-delà
delà d’un axe de Trafic
T
Moyen Journalier Annuel (TMJA) ≥ 70000 véhicules/jour
(distance décroissante
décroissa
avec les TMJA)
Jusqu’à 5 mètres d’un axe de TMJA ≥ 10000 véhicules/jour ou de type « canyon »
Le terme « zone influencée » désigne toute zone intermédiaire située entre le fond urbain et la proximité
au trafic.
Ile
9
Les concentrations sur l’ensemble de l’Ile-de-France sont déterminées par des méthodes géostatistiques
à partir des données mesurées pour les concentrations de fond ; l’estimation des émissions du trafic
routier sur le réseau routier francilien puis la modélisation à l’aide du logiciel STREET permettent
d’évaluer les concentrations au droit des axes ; les concentrations des zones influencées sont calculées
en appliquant les lois de décroissance des niveaux au voisinage des axes déterminées empiriquement
pour chaque polluant sur la base de campagnes de mesure.
Ces outils ont été privilégiés car ils permettent de renseigner la situation au-delà du voisinage des
stations. Par la méthodologie utilisée, la concentration moyenne annuelle des polluants liés au trafic
routier peut être évaluée en tout point de l’agglomération.
III.2 Détermination des concentrations de fond
Les concentrations en situation de fond sont évaluées à l’aide d’outils géostatistiques (tels que le cokrigeage) à partir des observations du réseau de mesure (concentrations de NO2, PM2.5 et PM10) et
des données spatialisées d’émissions. L’outil géostatistique constitue un moyen classiquement utilisé
pour estimer à partir des mesures issues du réseau fixe ou de campagnes ponctuelles la répartition
spatiale de la pollution de l’air et pour produire des cartographies des polluants atmosphériques aux
échelles urbaine et régionale.
Cette approche présente certaines limites :
-
Pour être fiable, cette approche nécessite de disposer d’un échantillon de points de mesures
suffisamment fourni et d’une bonne représentativité des différents milieux de mesures des
polluants (urbain, périurbain, rural, …). La couverture et la variété des stations de mesure du NO2
sont jugées satisfaisantes en Ile-de-France, comme l’illustrent les cartes en Figure 2 et Figure 3.
-
En revanche, elle n’est pas adaptée à la prise en compte de la pollution dite « de proximité »
comme par exemple celle liée aux phénomènes de panaches issus d'une source industrielle ou
en milieu influencé (sous l’influence des axes routiers). Cette limitation est compensée par
l’utilisation des modèles de qualité de l’air en proximité au trafic.
Le cas particulier de la mesure des particules
En 2005, la méthode de mesure de PM10 en Ile-de-France et plus généralement en France était la
mesure TEOM (pour Tapered Element Oscillating Microbalance). Or, cette méthode sous-estime les
concentrations de PM10 mesurées, du fait de l’évaporation de certaines espèces semi-volatiles
présentes dans les particules. Depuis le 1er janvier 2007, le TEOM / FDMS (pour Filtered Dynamics
Measurement System) est à utiliser en France comme méthode de mesure de référence des PM10 : cet
appareil permet de prendre en compte la part volatile des particules. Sur la base d’un historique des
deux types de mesures, l’écart entre les mesures TEOM et TEOM/FDMS est estimé en moyenne à 30 %.
Pour les concentrations moyennes annuelles de fond mesurées entre 2006 et 2010, cet écart est compris
entre 23 et 33 %, et vaut en moyenne 30 %. (Consulter à ce sujet les Bilans 2008, 2009 et 2010 de la
qualité de l’air en Ile-de-France d’Airparif).
Les données officielles sont celles du TEOM / FDMS depuis le 1er janvier 2007.
Pour pouvoir comparer les données modélisées en 2020 et celles de 2005, la cartographie des
concentrations annuelles de fond de PM10 a été estimée pour l’année 2005, en corrigeant par un
facteur 1.3 les mesures TEOM de PM10 disponibles, ceci afin de prendre en compte l’écart entre les
deux méthodes de mesure, en moyenne annuelle.
Nota Bene : les cartes 2005 officielles émises par Airparif sont basées sur la méthode de référence à
cette date, soit la mesure TEOM.
Dans le cas des PM2.5, pour la même raison, un écart existe entre mesures TEOM et TEOM / FDMS. Cet
écart est compris entre 19 et 50 % selon les sites et les années. Pour les travaux PDUIF, le même
coefficient correctif (1.3) a été appliqué aux concentrations annuelles de PM2.5 disponibles en fond
pour l’année 2005.
D’autre part, le réseau Airparif de mesure des PM2.5 n’était constitué que de 4 sites de fond en 2005,
car ce polluant n’était pas réglementé à l’époque. Par conséquent, pour construire les cartes de fond
de PM2.5 pour l’année 2005, les mesures de PM2.5 ont été déduites des mesures de PM10 en
appliquant un ratio PM2.5 / PM10 de 0.66 (cf. Bilan 2008).
10
Figure 2 Implantation des stations de mesure en 2005 en Grande Couronne de l’Ile-de-France.
Figure 3 Implantation des stations de mesure en 2005 en Petite Couronne de l’Ile-de-France.
Toutes les stations identifiées dans les figures ne mesurent pas tous les composés ; l’Annexe 1 précise
quelles stations mesurent quel(s) composé(s).
11
III.3 Modélisation des concentrations en proximité au trafic routier
Estimation des émissions du trafic routier : le système HEAVEN
Les données d’émissions du trafic routier produites à Airparif sont issues de la chaîne de calcul
développée dans le cadre du projet européen HEAVEN6 en collaboration avec la DVD de la Ville de
Paris et la DRIEA. Les émissions sont évaluées en combinant :
-
-
les sorties du modèle de trafic AEL-Davis (INRETS) qui fournit heure par heure pour chaque jour
de l’année sur chaque brin d’un réseau routier francilien modèle :
o
le flux de véhicules roulants,
o
la vitesse moyenne des véhicules roulants
o
le pourcentage de véhicules circulant avec un moteur froid ;
les facteurs d’émissions proposés par le programme COPERT. Ces facteurs d’émissions
dépendent d’un certain nombre de paramètres, parmi lesquels :
o
le type de véhicule,
o
la vitesse,
o
le fait que les véhicules circulent « à froid » ou non,
o
la température ambiante.
Le réseau modélisé correspond à 40 000 brins, et représente 10 000km de voirie (20 000km si l’on prend
en compte les deux sens de circulation). Ce réseau modèle représente le réseau structurant, c’est-àdire les autoroutes, les nationales, le Boulevard Périphérique et les départementales. Pour comparaison,
le réseau communal francilien représente 28 000km de voies.
La figure suivante présente le schéma d’évaluation des émissions routières, qui sont de trois types :
-
celles liées à la combustion
-
celles liées à l’évaporation des carburants (émettrices de COVNM uniquement), non évaluées
dans le cadre de cette étude
-
celles liées à l’abrasion des routes, des pneus et des freins (émettrices de particules
uniquement).
Figure 4 Schéma de principe de l’évaluation des émissions routières dans le système HEAVEN
6
http://www.AIRPARIF.asso.fr/page.php?rubrique=modelisation&article=heaven.
12
Pour l’année de référence 2005, l’évaluation du trafic a été réalisée en deux phases :
1.
Evaluation du trafic en moyenne annuelle : l’enquête globale des transports (EGT 2001)
complétée de données socio-économiques permet de construire des matrices originedestination entre grandes zones de l’Ile-de-France, pour des jours et tranches horaires types.
Ces matrices dites « primaires » ont été calées en moyenne annuelle à l’aide de données de
comptages fournies par la DVD et la DRIEA pour l’année 2006. A l’issue de cette première
phase de calcul on dispose également du trafic sur le réseau considéré pour les jours et heures
types choisis, calé lui aussi en moyenne annuelle sur les comptages.
2.
Evaluation du trafic horaire (sur l’année de référence 2005) : le trafic sur le réseau issu des
matrices primaires est calé, heure par heure, à l’aide d’environ 600 points de comptages du
trafic en Île-de-France pour l’année 2005. Ces données de comptages (fournies par la DVD et
la DRIEA) permettent d’obtenir ainsi une image précise du trafic horaire pour l’année de
référence 2005 sur le réseau routier modélisé.
Les facteurs d’émissions COPERT sont des équations fournies pour les véhicules selon leur appartenance
à l’une des grandes catégories suivantes : véhicules particuliers, véhicules utilitaires légers, poids lourds,
bus ou cars, deux-roues. De plus, au sein d’une même grande catégorie, les facteurs d’émissions
COPERT diffèrent en fonction de la cylindrée et de la norme technologique du véhicule considéré (qui
dépend de son âge). Dans COPERT4, dernière version disponible, les facteurs d’émissions sont fournis
pour 220 catégories de véhicules. A titre d’exemple, la Figure suivante présente les facteurs d’émission
de NOx en fonction de la vitesse, pour les véhicules essence de faible puissance et différentes normes
Euro.
13
g/km
Pre-ECE
5,0
ECE_15-00-01
4,5
ECE_15-02
4,0
ECE_15-03
3,5
ECE_15-04
3,0
Pre-Euro_I_ameliore
2,5
2,0
Euro_I-91-441-EEC
1,5
Euro_II-94-12-EEC
1,0
Euro_III-98-69EEC_etape_2000
Euro_IV-98-69EEC_etape_2005
0,5
0,0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130
km/h
Figure 5 Comparaison des facteurs d’émission de NOx (en g/km) en fonction de la vitesse (en km/h) pour
les véhicules essence de cylindrée inférieure à 1.4l
La mise en œuvre des calculs des émissions du trafic routier nécessite de connaître le parc roulant,
c’est-à-dire l’évolution horaire de la part relative de chaque catégorie de véhicules (sur l’ensemble des
véhicules-kilomètres parcourus pendant l’heure considérée), pour les jours ouvrés, les samedis et les
dimanches, et pour chaque type d’axe (axe en centre-ville, axe urbain dégagé, autoroute) du réseau
routier modélisé. Les catégories de véhicules considérées sont – a minima - les suivantes :
•
VP = Voitures particulières
•
VUL = Véhicules utilitaires légers
•
PL = Poids lourds
•
TC = Bus et cars
•
2R = Deux-roues motorisés
Dans le système HEAVEN, le parc roulant et son évolution au cours du temps sont construits pour les
voies de type urbain sur la base d’enquêtes de la Ville de Paris et de boucles de comptages SIREDO
pour les voies routières et autoroutières.
Par ailleurs, la composition du parc roulant technologique provient des travaux récents de
l’INRETS/ADEME (2004, mise à jour 2008 communiquée par l’INRETS). La Figure 6 présente le parc roulant
technologique considéré pour l’année 2005.
14
VP 2005
Die_Euro_IV
8%
Die_Euro_V
1%
Ess_Pre-Euro
8%
Ess_Euro_I
10%
8%
PL 2005
Ess_Tous
2%
Ess_Euro_II
10%
Die_Euro_III
25%
Die_Euro_II
10% Die_Euro_I
VUL 2005
Die_Euro_III
34%
Ess_Euro_III
14%
Die_Pre-Euro
17%
Die_Euro_I
21%
Die_Euro_II
26%
Ess_Euro_IV
1%
Die_Pre-Euro
5%
Pre-Euro_I
7%
TC 2005
Euro_I
10%
Euro_III
35%
Euro_III
41%
Euro_II
42%
PreEuro_I
17%
Euro_I
11%
Euro_II
37%
15
2RM 2005
Euro_II
22%
Euro_I
53%
En 2005, 55 % des véhicules.kilomètres parcourus par des véhicules
particuliers le sont par des véhicules diesel. Les diesels de normes Euro III et
IV parcourent 33 % des véh.km contre 15 % pour les essences de mêmes
normes.
Pre-Euro_I
25%
Le parc roulant de Véhicules Utilitaires Légers est constitué dans sa presque
totalité de véhicules diesel ; 34 % des véhicules.kilomètres sont parcourus
par des VUL de norme Euro III.
En ce qui concerne les véhicules.kilomètres parcourus par les Poids-Lourds
(resp. Bus et Cars), ils sont réalisés à parts égales par des véhicules de
normes Euro II (41 % ; resp. 35 %) et III (42 % ; resp. 37 %).
Enfin, le parc roulant de Deux-Roues Motorisées est constitué en majorité de
véhicules de normes Euro I (les normes Pré-Euro et Euro II réalisant le reste
des véhicules.kilomètres parcourus).
Figure 6 Parc roulant technologique ADEME/INRETS pour l’année 2005 (mise à jour de 2008, communication INRETS)
16
Les données de température, nécessaires pour évaluer les émissions « à froid » sont les données ARPEGE
de Météo-France sur Paris.
Les calculs d’émissions ont été réalisés pour les oxydes d’azote (NOx) et pour les particules.
Pour les particules, une approche simplificatrice est adoptée. Les émissions de particules liées à la
combustion sont considérées se produire sous forme de PM2.5. Celles liées à l’abrasion sont considérées
comme des PMcoarse (i.e. les particules de diamètre compris en 2.5 µm et 10 µm).
Les cartes des émissions du trafic routier obtenues pour les NOx, PM2.5 et PM10 pour l’année 2005, sont
présentées en Figure 7, Figure 8 et Figure 9.
17
Figure 7 Carte des émissions linéiques moyennes journalières de NOx en 2005 ; à gauche sur l’Ile-de-France ; à droite zoom sur la Petite Couronne
Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
18
Figure 8 Carte des émissions linéiques moyennes journalières de PM2.5 en 2005 ; à gauche sur l’Ile-de-France ; à droite zoom sur la Petite Couronne
19
Figure 9 Carte des émissions linéiques moyennes journalières de PM10 en 2005 ; à gauche sur l’Ile-de-France ; à droite zoom sur la Petite Couronne
20
Modélisation des concentrations en proximité du trafic routier
La modélisation de rue permet de renseigner les concentrations moyennes annuelles en NOx, PM2.5 et
PM10 en situation de proximité immédiate au trafic (« au droit des axes routiers ») grâce à l’utilisation du
logiciel STREET. Celui-ci permet d'évaluer de manière simple les concentrations moyennes annuelles de
polluants émis par le trafic routier, en proximité immédiate des axes de circulation.
Les bases scientifiques du logiciel STREET ont été élaborées lors d’un programme de recherche initié par
le Ministère de l’environnement du Land Baden-Wurttemberg en Allemagne. Elles reposent sur la mise
en œuvre de nombreuses simulations 3D menées à l’aide du modèle MISKAM dans différentes
configurations : 98 types de rues et de carrefours, 30 situations météorologiques, pour des émissions
normalisées. Une base de données comprenant plus de 100 000 concentrations maximales
« normalisées » calculées lors de ces simulations avec MISKAM a été constituée. Des tests de validation
ont été menés dans différentes villes allemandes.
Le logiciel STREET met en relation les émissions du trafic routier et les concentrations annuelles maximales
« normalisées » correspondant à la configuration voirie / météorologie entrée par l’utilisateur et
disponibles au sein de la base de données de concentrations. Les données d’émissions du trafic sur
l’ensemble du réseau routier francilien utilisées dans le cadre de la présente étude sont issues du
système HEAVEN, décrit dans le paragraphe précédent.
Le logiciel STREET ne tient pas compte des phénomènes locaux qui pourraient intervenir dans des
portions complexes de rue (décrochements dans la continuité du bâti). Ainsi, une concentration
moyenne est affectée à l’ensemble de la portion d’axe considérée. Le logiciel estime par ailleurs les
concentrations pour chaque axe sans tenir compte des axes voisins.
Evaluation des concentrations de NO2 à partir de celles de NOx :
Les niveaux de concentrations de NO2 résultent de plusieurs processus :
- NO2 primaire issu directement des émissions
- NO2 secondaire résultant de la transformation chimique du monoxyde d’azote primaire par l’ozone :
NO + O3 -> NO2 + O2 ; de l’oxydation de NO en NO2 sous l’action des espèces radicalaires telles que
HO2, RO2 (où R désigne un radical carboné).
Le logiciel STREET ne permet d’estimer que des concentrations d’espèces primaires passives. Aucune
réaction chimique n’est prise en compte dans cet outil. Par conséquent, ce logiciel permet d’estimer
les concentrations annuelles de NOx. A partir des concentrations de NOx « au droit des axes » évaluées
par le logiciel STREET, on déduit les concentrations moyennes annuelles de NO2 en appliquant un ratio
NO2/NOx .
Pour l’année 2005, ce ratio est établi sur la base des mesures du réseau Airparif ; il est de 17 %.
Pour l’année 2020, le passage des concentrations de NO2 aux concentrations de NOx nécessite de la
même manière de connaître le rapport NO2/NOx. La démarche suivie pour l’estimation de ce ratio à
l’horizon 2020 est explicitée au paragraphe 0.
III.4 Calcul des concentrations en zone influencée
Les concentrations de polluants des zones influencées, intermédiaires entre la proximité immédiate et le
fond urbain, sont calculées par modélisation empirique de la décroissance des niveaux. Les lois de
décroissance sont déterminées notamment sur la base de campagnes de mesure temporaires réalisées
par Airparif (Airparif, 2004 ; Airparif, 2006 ; Airparif, 2008a) ; elles dépendent du degré d’urbanisation.
21
III.5 Limites de la méthode et éléments de validation
Comme dans tout exercice de modélisation, les résultats cartographiques présentent des limites liées à
la nécessaire simplification des environnements modélisés (en particulier en milieu urbain) et aux
imprécisions sur les données d’entrée (variations spatio-temporelles des champs météorologiques par
exemple ; précision du géoréférencement des sources d’émissions (réseau routier) en particulier pour
les années passées ; connaissance imparfaite du parc technologique des véhicules en circulation…).
L’évaluation des performances de l’approche a été faite par comparaison des niveaux moyens
annuels modélisés et des mesures, disponibles pour les stations permanentes et des campagnes de
mesures par tube passif.
Evaluation de la méthodologie pour le NO2
Pour le NO2, la comparaison des concentrations moyennes annuelles - calculées avec la méthodologie
exposée précédemment - avec les observations mesurées sur les stations de fond (respectivement en
proximité au trafic) est présentée en Figure 10 (resp. Figure 11, sous la forme d’un « scatterplot » (ou
diagramme de dispersion). Pour l’établir, 180 (resp. 126) couples de données observées et
cartographiées en situation de fond (resp. de proximité au trafic) sur plusieurs années ont été utilisés.
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Obs vs Carto
y=x
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Figure 10 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de NO2 modélisées avec les observations
3
en fond (concentrations en µg/m )
22
120
100
80
60
Obs vs Carto
y=x
40
20
0
0
20
40
60
80
100
120
Figure 11 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de NO2 modélisées avec les observations
3
en proximité au trafic (concentrations en µg/m )
Des différences importantes peuvent être notées sur certains sites de fond, toutefois la grande majorité
des écarts relevés est inférieure à 30 % : plus de 90 % des écarts sont compris entre -9 et +29 %. En
moyenne, le biais « Carto – Obs » est égal à +9 % (6 % si l’on ne tient pas compte des couples de points
les plus « divergents »). Sur les stations de fond, les écarts « Carto – Obs » sont en général positifs.
Ces écarts respectent les objectifs de qualité des données modélisées imposés par la législation
européenne (Directive 2008/50/CE). Cette Directive est la seule référence réglementaire européenne
qui impose un objectif de qualité des données modélisées en termess d’incertitude7. Pour le NO2, cette
incertitude est de 30 % sur les moyennes annuelles.
En ce qui concerne les sites de proximité au trafic, des différences importantes peuvent être notées sur
certains points, toutefois la grande majorité des écarts relevés (sur 87 % des points exactement) est
inférieure à 30 %. En moyenne, le biais « Carto – Obs » est égal à -6 % (-2 % si l’on ne tient pas compte
des couples de points les plus « divergents »). Sur les stations de proximité au trafic, les écarts « Carto –
Obs » sont en général négatifs.
Evaluation de la méthodologie pour les PM
Nous présentons la comparaison des concentrations moyennes annuelles en PM10 - calculées avec la
méthodologie exposée précédemment - en fond (Figure 12) et en proximité au trafic (Figure 13). Pour
établir les « scartter plots » présentés, 61 (resp. 20) couples de données observées et cartographiées en
situation de fond (resp. de proximité au trafic) sur plusieurs années ont été utilisés.
7
La Directive définit « l’incertitude pour la modélisation comme l’écart maximal des niveaux de
concentration mesurés et calculés de 90 % des points de surveillance particuliers, sur la période
considérée pour la valeur limite (ou la valeur cible dans le cas de l’ozone), sans tenir compte de la
chronologie des événements. L’incertitude pour la modélisation doit être interprétée comme étant
applicable dans la plage de la valeur limite (ou de la valeur cible dans le cas de l’ozone). Les mesures
fixes qui ont été sélectionnées à des fins de comparaison avec les résultats de la modélisation sont
représentatives de l’échelle couverte par le modèle. ».
23
35
30
25
20
Obs vs Carto
15
y=x
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Figure 12 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de PM10 modélisées avec les
3
observations en fond (concentrations en µg/m )
70
60
50
40
Obs vs Carto
30
y=x
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Figure 13 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de PM10 modélisées avec les
3
observations en proximité au trafic routier (concentrations en µg/m )
Sur les stations de fond, les niveaux observés diffèrent de l’ordre de 1 % de ceux modélisés ; ceci
s’expliquant par le fait que les mesures servent aussi à établir les cartographies des niveaux de fond.
Pour les stations de proximité au trafic, l’écart aux observations se situe entre -27 % et +10 %. En
moyenne, les résultats cartographiés sous-estiment les observations en proximité au trafic de l’ordre de
10 %.
Ces écarts respectent les objectifs de qualité des données modélisées imposés par la législation
européenne (Directive 2008/50/CE) : cette incertitude est de 50 % sur les moyennes annuelles pour les
particules.
Les limites de l’approche adoptée en proximité au trafic pouvant expliquer ces écarts sont en
particulier la prise en compte uniquement des émissions primaires sans tenir compte de la remise en
suspension.
24
IV. Les émissions de polluants en Ile-de-France en 2020
IV.1 Les scénarios étudiés à l’horizon 2020
Deux scénarios ont été étudiés à l’horizon 2020 :
-
-
un scénario dit « du statu quo », qui prend en compte l’évolution du trafic routier en Ile-deFrance, en l’absence de toute action permettant un accroissement du report modal4 ainsi que
européennes ; ce scénario conduit à une augmentation de l’usage de la voiture particulière et
des deux-roues motorisés ;
un scénario intermédiaire dit « de travail », qui correspond globalement à une stabilisation du
trafic routier sur la région ; ce scénario vise à une diminution globale de l’usage de la voiture
particulière et des deux-roues motorisés (en parallèle d’une augmentation importante de
l’usage des transports en commun et des modes actifs).
Ces scénarios ont été établis par le STIF sur la base :
des projections du développement démographique et économique de la région francilienne
(ces hypothèses sont communes aux deux scénarios) : construction de 60 000 logements par an
et création de 28 000 emplois par an ; la population de l’Île-de-France atteindrait alors les 12,1
millions d’habitants et le nombre d’emplois 5,8 millions en 2020. « La localisation des populations
et des emplois prévue en 2020 résulte de leur répartition actuelle ainsi que de la localisation des
secteurs de densification préférentielle et d’urbanisation préférentielle et conditionnelle
identifiés par le projet de SDRIF » (source STIF, rapport environnemental du PDUIF).
Des projections des nouveaux déplacements, dont le nombre sur la région devrait croître
d’environ 7 % entre 2006 et 20208 ;
des actions plus ou moins volontaristes sur les infrastructures de mobilité qui accompagneront le
développement de la région.
Les évolutions du trafic (en véhicules.km) obtenues sont données pour chaque scénario dans le tableau
ci-dessous par rapport à 2005.
Mode
Trafic
externe
Tous
VP
Scénario du statu quo
Scénario de travail
+ 8,1 % au global IDF
Hausse répartie 70 % sur Voie Rapide
Urbaine (VRU) / 30 % hors VRU
Hausse à répartir 70 % sur VRU / 30 % hors
VRU
Stable au global IDF
Répartis par secteur selon résultats
Antonin
Répartis
Antonin
2RM
Trafic
interne
Répartis par secteur selon résultats
Antonin (idem VP)
PL
par
secteur
selon
résultats
Stable sur chaque brin en valeur absolue
Stable sur chaque brin en valeur
absolue
+ 10,6 % sur chaque brin
Stable dans Paris
VUL
TC
8
Estimation basée sur le modèle de prévision des déplacements du STIF, année de référence 2006,
correspondant aux derniers résultats détaillés disponibles du recensement de la population de l’INSEE.
25
Stable sur chaque brin en valeur
absolue
+ 20 % sur chaque brin en banlieue sauf
sur autoroute/Boulevard Périphérique
Tableau 1 Hypothèses de construction des scénarios trafic pour 2020
Chaque scénario est défini par une évolution du trafic (déclinée en trafic externe et trafic interne) sur la
région. Le trafic externe correspond à la somme du trafic d’échange (c’est-à-dire le trafic dont l’origine
est à l’intérieur de la zone étudiée et la destination est à l’extérieur de la zone) et du trafic de transit
(c’est-à-dire le trafic dont origine et destination se situent en dehors de la zone étudiée). Le trafic
interne (ou trafic local) correspond au trafic qui se déplace à l’intérieur de la zone étudiée.
On a considéré que le trafic externe évolue de la même manière quel que soit le mode de transport,
que ce soit pour le scénario du statu quo ou le scénario de travail. Son évolution est basée sur
l’évolution globale attendue de la population et des emplois sur l’Ile-de-France entre 2005 et 2020, à
savoir +8,1 % (estimation issue des projections de l’IAU Ile-de-France à l’horizon 2020).
En revanche, l’évolution du trafic interne, entre 2005 et 2020 est différente selon le mode de transport,
et le scénario considéré. Pour les VP et les 2RM, elle a été estimée par le STIF, par zones géographiques,
à l’aide de son modèle multi modal de trafic Antonin2. Le modèle fournit la contribution de chaque
zone géographique à l’évolution globale pour les deux scénarios étudiés.
A titre d’illustration, la Figure 14 présente l’évolution – en légère baisse - des distances parcourues en
voiture particulière en Ile-de-France entre 2006 et 2020 dans le scénario PDUIF9. Cette baisse globale se
décline en :
• une forte diminution des distances parcourues en voiture particulière dans Paris et le cœur de
l’agglomération parisienne ;
• une croissance dans les territoires périphériques, plus dépendants de la voiture.
Figure 14 Evolution des distances parcourues en voiture particulière entre 2006 et 2020 dans le scénario
PDUIF (source STIF, 2011)
D’un point de vue pratique, les évolutions du scénario de travail (tableau 1) ont été introduites dans la
chaîne de modélisation des émissions du système HEAVEN, sous forme de corrections apportées au
trafic 2005 différenciées selon les catégories de véhicules et les zones géographiques.
9 Ce scénario PDUIF suppose l’ensemble des actions inscrites au PDUIF mises en œuvre, ce qui se traduit
par une diminution, par rapport au scénario de travail, de 2 % du trafic des véhicules particuliers et des
deux-roues motorisées. Ce scénario a été finalisé suite, notamment, aux travaux d’Airparif.
26
En dehors des hypothèses sur le trafic, les hypothèses communes aux deux scénarios et nécessaires
pour le calcul des émissions 2020 sont les suivantes :
•
Le parc roulant technologique provient des estimations pour l’année 2020 de
l’ADEME/INRETS 2004 réactualisées en 2008. La Figure 15 présente le parc roulant
technologique considéré pour l’année 2020.
27
VP 2020
Ess_PreEuro_III
1%
Ess_Euro_IV
2%
Die_Euro_VI
44%
Ess_Euro_V
3%
Ess_Euro_VI
3%
Die_PreEuro_III
4%
VUL 2020
Ess_Tous
0%
Die_Euro_IV
13%
Die_Euro_IV
12%
Die_Euro_VI
51%
Die_Euro_V
31%
PL 2020
Die_PreEuro_III
5%
Die_Euro_V
31%
TC 2020
Pre-Euro_III
Euro_IV
3%
11%
Pre-Euro_II
6%
Euro_III
14%
Euro_VI
55%
Euro_V
31%
Euro_V
67%
Euro_IV
13%
28
2RM 2020
Euro_II
26%
Euro_III
74%
En 2020, plus de 90 % des véhicules.kilomètres parcourus par des
véhicules particuliers le sont par des véhicules diesel. Les diesels de
normes Euro V et VI (respectivement III et IV) parcourent 75 % (resp.
16 %) des véh.km contre seulement 6 % pour les essences de mêmes
normes.
Le parc roulant de Véhicules Utilitaires Légers est constitué dans sa
totalité de véhicules diesel ; 82 % des véhicules.kilomètres sont parcourus
par des VUL de norme Euro V et VI.
En ce qui concerne les véhicules.kilomètres parcourus par les PoidsLourds, ils sont réalisés par des véhicules de normes Euro V (31 %) et VI
(55 %). Pour les Bus et Cars, ils sont réalisés majoritairement par des
véhicules de norme Euro V (67 %)
Enfin, le parc roulant de Deux-Roues Motorisées est constitué en majorité
de véhicules de normes Euro III (74 % des véh.km parcourus).
Figure 15 Parc roulant technologique ADEME/INRETS pour l’année 2020 (mise à jour de 2008, communication INRETS)
29
•
•
Le parc roulant sous le scénario du statu quo est, en l’absence d’éléments sur ce sujet, pris
identique au parc roulant 2005 ; le parc roulant sous le scénario de travail est modifié du fait de
l’évolution des trafics relativement à chaque catégorie de véhicules.
Les autres paramètres ont été considérés identiques à ceux utilisés pour le calcul des émissions
2005.
Les calculs ont été réalisés selon la méthodologie présentée dans la partie III. Les résultats de ces calculs
sont présentés dans les paragraphes suivants.
IV.2 Le trafic en 2020
Dans la Figure 16, les évolutions du trafic total – toutes catégories confondues - entre 2005 et l’année 2020
sont présentées pour les deux scénarios considérés. Dans cette figure, le trafic total 2005 en Ile-de-France est
ramené à 100.
Trafic total
2005
Statu quo 2020
Travail 2020
120
100
80
60
40
20
0
75
Δstatu quo
PC
GC
IDF
Différences sur le trafic total
Δtravail
20
15
10
5
0
75
PC
GC
IDF
-5
-10
Figure 16 Trafic total pour Paris, la Petite couronne et la Grande couronne, pour l’année 2005 et les
scénarios du statu quo et de travail ; ∆travail (resp. ∆statu quo) désigne la différence en valeur absolue
entre les volumes de trafic calculé pour le scénario de travail (resp. du statu quo) et le trafic 2005
30
Les deux scénarios 2020 se distinguent par l’évolution du trafic sur Paris et en Petite couronne : le trafic
augmente sous le scénario du statu quo sur ces deux zones géographiques, tandis qu’il diminue sous le
scénario de travail.
Sous le scénario du statu quo, le trafic total augmente globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France,
de l’ordre de 10 % relativement au trafic en 2005. Cette augmentation globale se décline de la
manière suivante : +3 % sur Paris ; de l’ordre de +10 % pour la Petite et la Grande Couronne.
Sous le scénario de travail, le trafic augmente globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, très
modérément (+2 %) relativement au trafic en 2005. Cette augmentation globale se décline de la
manière suivante : -2 % sur Paris ; -3 % sur la Petite Couronne ; de l’ordre de +4 % pour la Grande
Couronne.
Ponctuellement, sur certains axes, le trafic total varie entre -20 et +15 % sous le scénario de travail ; entre
0 et +40 % sous le scénario du statu quo.
Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail se traduit par une diminution de 7 % du
trafic routier (5 % sur Paris ; 12 % sur la Petite Couronne et 6 % sur la Grande Couronne).
IV.3 Les émissions de NOx
A titre de référence, les cartes de la Figure 7 présentent les émissions de NOx liées au trafic routier en
2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.
Dans la figure suivante, on présente l’évolution des émissions de NOx liées au trafic routier entre 2005 et
2020. Dans cette figure, la somme régionale des émissions de NOx 2005 liées au trafic routier est
ramenée à 100.
Emissions de NOx
2005
Statu quo 2020
Travail 2020
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
75
PC
GC
IDF
31
Différences sur les émissions de NOx
∆statu quo
∆travail
0,00
75
PC
GC
IDF
-10,00
-20,00
-30,00
-40,00
-50,00
-60,00
-70,00
Figure 17 En haut : émissions de NOx du trafic routier pour Paris, la Petite couronne et la Grande
couronne, pour l’année 2005 et les scénarios du statu quo et de travail ; en bas : différences sur les
émissions de NOx calculées pour les scénarios : ∆statu quo (resp. ∆travail) désigne la différence en valeur
absolue entre les émissions calculées pour le scénario du statu quo (resp. de travail) et les émissions 2005
Les Figure 18 et Figure 19 présentent l’évolution des émissions linéaires de NOx liées au trafic routier
entre 2020 et 2005, en pourcentage relativement aux émissions linéaires de 2005 présentées en Figure 7.
Sous le scénario du statu quo, les émissions de NOx diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de presque 60 % relativement aux émissions de NOx en 2005 ; cette baisse est liée à l’évolution
technologique du parc roulant, qui s’additionne à, ou contrebalance partout l’évolution locale du
trafic. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur Paris, la Petite et la
Grande Couronne (entre -57 et -60 %).
Sous le scénario de travail, les émissions de NOx diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, d’un peu plus de 60 % relativement aux émissions de NOx en 2005. Cette diminution globale se
décline sur Paris (-59 %), la Petite Couronne (-63 %) et la Grande Couronne (-61 %) avec une plus
grande hétérogénéité que sous le scénario du statu quo.
Considérées axe par axe, les émissions de NOx diminuent entre 45 et plus de 70 % sous le scénario de
travail ; entre 35 et presque 70 % sous le scénario du statu quo.
Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail se traduit par un gain de 5 % sur les
émissions de NOx et de NO2 liées au trafic routier (4 % sur Paris et la Grande Couronne et 8 % sur la Petite
Couronne).
32
Différence d’émissions de NOx (en %)
Figure 18 Evolution des émissions de NOx en 2020, sous le scénario du statu quo, relativement aux émissions 2005 ; à gauche sur l’Ile-de-France ; zoom sur la Petite
Couronne à droite
33
Différence d’émissions de NOx (en %)
Figure 19 Evolution des émissions de NOx en 2020, sous le scénario de travail, relativement aux émissions 2005 ; à gauche sur l’Ile-de-France ; zoom sur la Petite
Couronne à droite
34
IV.4 Les émissions de PM10
A titre de référence, les cartes de la Figure 9 présentent les émissions de PM10 liées au trafic routier en
Dans la figure suivante, on présente l’évolution des émissions de PM10 liées au trafic routier entre 2005 et
2020. Dans cette figure, la somme des émissions de PM10 2005 liées au trafic routier est ramenée à 100.
Emissions de PM10
2005
Statu quo 2020
Travail 2020
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
75
PC
GC
IDF
Différences sur les émissions de PM10
∆statu quo
∆travail
0,00
-10,00
75
PC
GC
IDF
-20,00
-30,00
-40,00
-50,00
-60,00
-70,00
Figure 20 En haut : émissions de PM10 du trafic routier pour Paris, la Petite couronne et la Grande
émissions de PM10 calculées pour les scénarios : ∆statu quo (resp. ∆travail) désigne la différence en valeur
absolue entre les émissions calculées pour le scénario du statu quo (resp. de travail) et les émissions 2005
Les Figure 21 et Figure 22 présentent l’évolution des émissions linéaires de PM10 liées au trafic routier
entre 2020 et 2005, en pourcentage relativement aux émissions linéaires de 2005 présentées en Figure 9.
35
Sous le scénario du statu quo, les émissions de PM10 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de presque 60 % relativement aux émissions de PM10 en 2005 ; cette baisse est liée à l’évolution
technologique du parc roulant qui s’additionne à, ou contrebalance partout l’évolution locale du
trafic. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur Paris, la Petite et la
Grande Couronne (entre -58 et -60 %).
Sous le scénario de travail, les émissions de PM10 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, d’un peu plus de 60 % relativement aux émissions de PM10 en 2005. Cette diminution globale se
décline de façon relativement homogène sur Paris, la Petite et la Grande Couronne (entre -60 et -62 %).
Considérées axe par axe, les émissions de PM10 varient entre -70 et -55 % sous le scénario de travail ;
entre -65 et -45 % sous le scénario du statu quo.
émissions de PM10 liées au trafic routier (3 % sur Paris et la Grande Couronne et 8 % sur la Petite
Couronne).
36
Différence d’émissions de PM10 (en %)
Figure 21 Evolution des émissions de PM10 en 2020, sous le scénario du statu quo, relativement aux émissions 2005
37
Différence d’émissions de PM10 (en %)
Figure 22 Evolution des émissions de PM10 en 2020, sous le scénario de travail, relativement aux émissions 2005
38
IV.5 Les émissions de PM2.5
A titre de référence, les cartes de la Figure 8 présentent les émissions de PM25 liées au trafic routier en
Dans la figure suivante, on présente l’évolution des émissions de PM2.5 liées au trafic routier entre 2005
et 2020. Dans cette figure, la somme des émissions de PM2.5 2005 liées au trafic routier est ramenée à
100.
Emissions de PM2.5
2005
Statu quo 2020
Travail 2020
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
75
PC
GC
IDF
Différences sur les émissions de PM2.5
∆statu quo
∆travail
0,00
-10,00
75
PC
GC
IDF
-20,00
-30,00
-40,00
-50,00
-60,00
-70,00
-80,00
-90,00
Figure 23 En haut : émissions de PM2.5 du trafic routier pour Paris, la Petite couronne et la Grande
émissions de PM2.5 calculées pour les scénarios : ∆statu quo (resp. ∆travail) désigne la différence en
valeur absolue entre les émissions calculées pour le scénario du statu quo (resp. de travail) et les
émissions 2005
39
Les Figure 24 et Figure 25présentent l’évolution des émissions linéaires de PM2.5 liées au trafic routier
entre 2020 et 2005, en pourcentage relativement aux émissions linéaires de 2005 présentées cartes en
Figure 8.
Sous le scénario du statu quo, les émissions de PM2.5 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de presque 85 %. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur
Paris, la Petite et la Grande Couronne (entre -85 et -83 %).
Sous le scénario de travail, les émissions de PM2.5 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de plus de 85 %. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur
Paris, la Petite et la Grande Couronne (entre -86 et -84 %).
Considérées axe par axe, les émissions de PM2.5 varient elles entre -90 et -80 % sous le scénario de
travail ; entre -80 et -85 % sous le scénario du statu quo.
émissions de PM2.5 liées au trafic routier (4-5 % sur Paris et la Grande Couronne et 10 % sur la Petite
Couronne).
40
Différence d’émissions de PM2.5 (en %)
Figure 24 Evolution des émissions de PM2.5 en 2020, sous le scénario du statu quo, relativement aux émissions 2005
41
Différence d’émissions de PM2.5 (en %)
Figure 25 Evolution des émissions de PM2.5 en 2020, sous le scénario de travail, relativement aux émissions 2005
42
IV.6 Des gains d’émissions plus faibles que ceux du trafic
Entre deux scénarios, l’évolution relative des émissions est liée, d’une part, à l’évolution relative du
nombre de véhicules.km parcourus et d’autre part, à l’évolution de la composition du parc roulant10.
Les écarts relatifs en termes de trafic entre les deux scénarios et sur les émissions de polluants sont
présentés dans le tableau récapitulatif suivant : on constate que les gains de trafic entre les deux
scénarios ne se répercutent pas à l’identique sur les émissions de polluants.
Ecart scénario de
travail / statu quo
Paris
Petite couronne (PC)
Grande
Couronne
(GC)
Ile-de-France (IDF)
Trafic
-5 %
-12 %
-6 %
Emissions
NOx
-4 %
-8 %
-4 %
-7 %
-5 %
de
Emissions
PM10
-3 %
-8 %
-3 %
de
-4 %
Emissions
PM2.5
-4-5 %
-10 %
-4-5 %
de
-6 %
Tableau 2 Ecarts relatifs pour le trafic et les émissions de polluants, entre le scénario de travail et le
scénario du statu quo, relativement au scénario du statu quo
Dans la suite, la façon dont l’évolution du parc roulant entre les deux scénarios considérés affecte
l’évolution des émissions est étudiée. Le tableau suivant présente de manière qualitative sur chacune
des zones l’évolution du parc roulant moyen résultant des hypothèses de trafic du Tableau 1 sous les
scénarios du statu quo et de travail.
Paris
VP
VUL
PL
TC
2R
Evolution
PC
VP
VUL
PL
TC
2R
Evolution
+
GC
VP
VUL
PL
TC
2R
Evolution
Tableau 3 Evolution qualitative du parc roulant moyen sur Paris, la Petite et la Grande Couronne sous les
scénarios du statu quo et de travail. Les flèches indiquent si la part d’une catégorie de véhicules dans le
parc roulant sous le scénario de travail est à la hausse ou à la baisse par rapport au scénario du statu quo.
Sous le scénario de travail, sur Paris et la Grande Couronne, le parc roulant est constitué – en proportion
- de moins de VP, VUL et 2R (et donc de plus de PL et TC) que sous le scénario du statu quo (cf.
Tableau 1). Or, les facteurs d’émissions de NOx de ces deux dernières catégories de véhicules sont bien
plus élevés que ceux des premières catégories.
L’évolution de la composition du parc roulant entre le scénario du statu quo et le scénario de travail a
donc pour effet une augmentation du facteur d’émission de NOx moyen ; cet effet va donc à l’opposé
de celui du trafic : les émissions de NOx diminuent avec le trafic (qui est à la baisse entre le scénario du
statu quo et le scénario de travail).
De même pour la Petite Couronne, les écarts entre les facteurs d’émission de NOx des PL et des VP font
que l’augmentation de la part des PL – sous le scénario de travail par rapport au scénario du statu quo
- l’emporte sur celle des VP. Ceci est cohérent avec les tendances reportées dans le Tableau 2.
A titre illustratif, l’écart relatif sur le facteur d’émission de NOx moyen sous les deux scénarios a été
calculé. Les vitesses moyennes calculées sur les différentes zones sont les suivantes : 16 km/h sur Paris ;
23km/h sur la Petite Couronne et 34km/h sur la Grande Couronne.
Pour chaque vitesse moyenne et chaque type de véhicule, le facteur d’émission de NOx associé est
calculé en prenant en compte la composition du parc roulant par zone. L’écart relatif sur le facteur
d’émission de NOx moyen résultant de la variation du parc roulant est ensuite déduit.
10
Dans notre étude, les vitesses de circulation ne varient pas d’un scénario à l’autre.
43
Facteur d’émission moyen de NOx
FE statu quo
FE travail
Ecart entre les FE
Paris
16km/h
0,58
0,58
Petite
Couronne
23km/h
0,52
0,51
Grande
Couronne
34km/h
0,44
0,43
1%
2%
2%
Sur la base de ces calculs, on conclut que l’évolution de la composition du parc roulant entre les
scénarios du statu quo et de travail induit entre ces scénarios un écart relatif sur les émissions de NOx
compris entre +1 % et +2 %, ce qui est cohérent avec les valeurs du Tableau 2.
44
V. La qualité de l’air en Ile-de-France en 2020
Les émissions ont été évaluées et présentées dans la partie précédente pour les deux scénarios
considérés ; les résultats en termes de qualité de l’air sont maintenant étudiés : les concentrations de
NO2, PM10 et PM2.5 - polluants problématiques en Ile-de-France, émis de façon majeure par le trafic
routier – sont calculées à l’horizon 2020 selon la méthodologie détaillée en partie III, sous des
hypothèses qui sont explicitées au paragraphe suivant.
V.1 Hypothèses retenues pour l’estimation de la qualité de l’air
Hypothèses pour la détermination des concentrations de fond
L’évaluation des concentrations de fond pour l’année 2020 a été effectuée, par extrapolation, sur la
base des tendances observées ces dernières années sur les concentrations des polluants concernés ;
cette évaluation est disponible aux points de mesure en lesquels on dispose d’un historique
suffisamment long pour en déduire une tendance.
Pour les particules, on n’observe pas de tendance particulière ; par conséquent, les niveaux de fond en
particules sont supposés constants en 2020 par rapport à ceux de 200511.
Pour le dioxyde d’azote, en revanche, on a observé ces dernières années une baisse des niveaux en
fond. Cette baisse, importante de 2000 à 2005, est beaucoup plus modérée sur les dernières années.
Les concentrations de NO2 estimées par extrapolation logarithmique de la tendance observée entre
2000 et 2008 ont été réajustées sur la base de l’expertise d’Airparif. Les concentrations de NO2 sont
présentées dans la Figure 26 : tout en rendant compte de la tendance à la baisse des concentrations
de NO2 observée ces dernières années, elles restent cohérentes avec le motif « attendu » des
concentrations de fond en NO2.
µg/m3
50
45
40
PA18
35
2020
30
2020=2008-30%
TREMB
25
GON
20
GARCH
CERG
15
RUR-SO EIFF3
RUR-SE
10
5
0
0
10
20
30
40
2008
50
µg/m3
Figure 26 Concentrations en NO2 en µg/m estimées pour 2020 par extrapolation logarithmique des
niveaux observés sur la période 2000 – 2009 et réajustées, comparées aux concentrations 2008 (la droite
3
11
Au moment où ces travaux ont été exécutés, les dispositions liées au Plan Particules n’étaient pas
connues de sorte qu’elles n’ont pu être intégrées dans les calculs. Pour mémoire, le Plan Particules fixe
30 % comme objectif de réduction des teneurs en particules fines (PM10) dans l’air d’ici à 2015.
45
en noir matérialise l’égalité des concentrations 2020 et 2008 ; celle en rouge matérialise une diminution
des concentrations 2020 de 30 % par rapport aux concentrations 2008)
Selon ces estimations, la diminution moyenne des concentrations de fond en NO2 est d’environ 30 %
entre 2005 et 2020.
La carte des concentrations de fond de NO2 en 2020 est construite selon la méthodologie décrite dans
le paragraphe III, sur la base des concentrations ponctuelles estimées ci-dessus. Il est considéré que le
motif régional des émissions en 2020 diffère peu du motif actuel.
Hypothèses retenues pour la modélisation des concentrations en proximité du trafic routier
Les concentrations moyennes annuelles en NOx « au droit des axes » sont estimées par le logiciel STREET
à partir des émissions de NOx calculées par le système HEAVEN pour l’année 2020.
Le passage aux concentrations de NO2 nécessite de connaître l’évolution du rapport NO2 /NOx en
proximité au trafic routier d’ici à 2020. Ce ratio NO2 /NOx est calculé sur la base des concentrations
relevées sur les stations trafic en Ile-de-France, après avoir retranché les teneurs de fond, ceci pour se
rapprocher le plus possible du ratio NO2/NOx à l'émission (impact). Le ratio NO2 /NOx en 2020 est
obtenu par extrapolation linéaire de la tendance observée entre 1998 et 2008. Selon nos estimations,
alors que l'impact en NO2 en proximité au trafic représentait moins de 10 % en 1998, celui-ci a plus que
doublé en 10 ans (23,4 % en 2010) ; le ratio NO2 /NOx en proximité au trafic serait égal à environ 39 % en
2020. (Cf. Figure 27 ci-dessous)
Année Ratio NO2 /NOx
Type d’estimation
1998
0.0921
Mesures
1999
0.096
Mesures
2000
0.1108
Mesures
2001
0.1166
Mesures
2002
0.1313
Mesures
2003
0.1518
Mesures
2004
0.1604
Mesures
2005
0.1733
Mesures
2006
0.1988
Mesures
2007
0.2154
Mesures
2008
0.2211
Mesures
2009
0.2240
Mesures
2010
0.2340
Mesures
2020
0.3879
Extrapolation linéaire
Tableau 4 Evolution 2000 – 2008 du ratio NO2 / NOx en proximité au trafic ; extrapolation à 2020
Nota bene : au moment où ces travaux ont été réalisés, les ratios NO2 /NOx n’étaient pas disponibles
pour 2009 et 2010 ; la Figure 27 présente les deux courbes d’extrapolation obtenues respectivement sur
la base des données 1998-2008 (en bleu) et 1998-2010 (en rouge). Cela conduit à un écart de moins de
4 % sur le ratio 2020 ; celui-ci vaut environ 37 % en incluant les ratios estimés sur la base des mesures
2009 et 2010.
46
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
1998-2008
0,15
1998-2010
0,1
0,05
0
Figure 27 Ratio des concentrations NO2/NOx, une fois les teneurs de fond retranchées, en moyenne sur
les stations de proximité au trafic routier en Ile-de-France de 1998 à 2020 ; les valeurs calculées pour
1998-2008 (respectivement 1998-2010) sont extrapolées linéairement jusqu’à 2020 ; elles figurent en bleu
(resp. en rouge)
Il est à noter que la méthodologie COPERT propose une spéciation des NOx, mais la plage des valeurs
possibles pour le ratio NO2/NOx pour les véhicules diesel particuliers de normes Euro 5 et 6 varie entre 5
et 70 % ; cette très grande variabilité du ratio s’explique par le fait que celui-ci est hautement
dépendant de l’utilisation des filtres à particules catalysés, dont le taux de pénétration dans le parc de
véhicules particuliers actuel et futur n’est pas connu. (Voir à ce sujet AFSSET, 2009).
L’augmentation entre 2000 et 2008 de la part du NO2 dans les émissions de NOx est cohérente avec la
stabilité des niveaux de NO2 en proximité au trafic observée depuis quelques années (cf. Bilan 2010 de
la qualité de l’air en Ile-de-France d’Airparif) ; cette stabilité serait attribuable à l’effet conjugué de
divers facteurs tels que l’augmentation des niveaux d’ozone de fond et l’utilisation de filtres à particules
catalysés. Ces deux facteurs augmentent le ratio NO2 /NOx en proximité au trafic.
Avec ces hypothèses, les concentrations en NO2, PM2.5 et PM10 en 2020 ont été estimées.
47
V.2 Les concentrations de NO2
A titre de référence, les cartes des figures suivantes présentent les concentrations moyennes annuelles
en NO2 en 2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.
48
µg/m3
VL 40 µg/m3
Figure 28 Concentrations moyennes annuelles en NO2 en µg/m en 2005, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-de-France ; zoom sur la Petite
Couronne à droite
3
49
Les cartes des figures suivantes présentent les concentrations moyennes annuelles en NO2 en 2020 en
Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la petite couronne, sous le scénario du statu quo et le scénario de
travail.
En cohérence avec la construction des scénarios expliquée précédemment, les cartes réalisées pour
les deux scénarios à l’horizon 2020 présentent des concentrations de fond en NO2 en baisse importante
par rapport à 2005 (-30 %) ; l’extension spatiale des zones concernées par les dépassements de la
valeur limite réglementaire annuelle (VL_NO2) est fortement réduite par rapport à 2005. Ce phénomène
est flagrant à l’échelle de la région Ile-de-France, mais également à l’échelle du cœur de
l’agglomération ; seule la proximité immédiate des axes les plus importants est soumise en 2020 à un
dépassement de VL_NO2.
Entre les deux scénarios à l’horizon 2020, les cartes de concentrations en NO2 présentent les mêmes
caractéristiques : les zones de dépassement se situent dans les mêmes zones ; en revanche, l’ampleur
des dépassements est légèrement moins importante sous le scénario de travail que sous le scénario du
statu quo.
50
µg/m3
VL 40 µg/m3
Figure 29 Concentrations moyennes annuelles en NO2 en µg/m en 2020, sous le scénario du statu quo, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
zoom sur la Petite Couronne à droite
3
51
µg/m3
VL 40 µg/m3
Figure 30 Concentrations moyennes annuelles en NO2 en µg/m en 2020, sous le scénario de travail, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
3
52
La distribution des concentrations de NO2 en 2005 et en 2020 est présentée en Figure 31. Les figures
présentent dans chaque cas les distributions sur Paris, la Petite Couronne, l’Agglomération parisienne et
l’Ile-de-France. Les distributions sont présentées pour l’année de référence 2005 et les deux scénarios en
2020 (scénario du statu quo et de travail).
Les histogrammes mettent en évidence, à toutes les échelles considérées, une diminution des niveaux
de polluants entre 2005 et 2020, sous les deux scénarios : les valeurs fortes de concentrations
disparaissent au profit de valeurs plus faibles.
C’est particulièrement le cas pour le NO2 à Paris (respectivement en Petite Couronne et dans
l’Agglomération Parisienne) : alors qu’en 2005 les concentrations les plus fréquentes se situent au-delà
de 40 µg/m3 (resp. 30 µg/m3, 20 µg/m3), elles se situent entre 30 et 40 µg/m3 (respectivement. 20 et 30
µg/m3, 10 et 20 µg/m3) en 2020.
Ainsi, à l’horizon 2020, la diminution attendue des concentrations de fond en NO2 et l’amélioration du
parc technologique de véhicules (qui se traduit par une baisse des émissions unitaires de NOx)
permettent de contrebalancer l’augmentation du trafic – en particulier sous le scénario du statu quo et l’augmentation de la part de NO2 primaire dans les émissions de NOx sous les deux scénarios.
53
Paris
NO2 en 2005 - Paris
Petite-Couronne
NO2 en 2020sttq - Paris
NO2 en 2005 - PC
100
NO2 en 2020trvl - Paris
Fréquence (en %)
80
60
40
20
µg/m3
0
Fréquence (en %)
100
60
40
20
µg/m3
0
Ile-de-France
NO2 en 2005 - IDF
NO2 en 2020trvl - AGGLO
100
100
80
80
60
40
20
µg/m3
0
Fréquence (en %)
Fréquence (en %)
NO2 en 2020sttq - AGGLO
NO2 en 2020trvl - PC
80
Agglomération parisienne
NO2 en 2005 - AGGLO
NO2 en 2020sttq - PC
NO2 en 2020sttq - IDF
NO2 en 2020trvl - IDF
60
40
20
0
µg/m3
Figure 31 Histogrammes des concentrations en NO2 en µg/m pour 2005 et 2020, sous les deux scénarios du statu quo (sttq) et de travail (trvl)
3
54
La Figure 32 présente les écarts relatifs (en %) entre les concentrations moyennes annuelles en NO2 en 2020, entre le scénario de travail et le scénario du statu
quo ; cette figure met en évidence une baisse significative des concentrations le long des axes principaux de la Petite Couronne et du Boulevard Périphérique,
sous le scénario de travail par rapport au scénario du statu quo. Les écarts sont également négatifs sur paris, bien que plus faibles.
%
Figure 32 Ecarts relatifs (en %) entre les concentrations moyennes annuelles en NO2 en 2020, entre le scénario de travail et le scénario du statu quo ; à gauche sur
l’Ile-de-France ;
55
V.3 Les concentrations de PM10
en PM10 en 2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.
56
µg/m3
VL 40 µg/m3
OQ 30 µg/m3
Figure 33 Concentrations moyennes annuelles en PM10 en µg/m en 2005, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-de-France ; zoom sur la Petite Couronne à
droite
3
57
Les cartes des figures suivantes présentent les concentrations moyennes annuelles en PM10 en 2020 en
Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la petite couronne, sous le scénario du statu quo et le scénario de
travail.
les deux scénarios à l’horizon 2020 présentent des concentrations de fond en PM10 stables par rapport
à 2005 ; les zones concernées par les dépassements de la valeur limite réglementaire annuelle
(VL_PM10) se situent comme en 2005 en proximité immédiate des axes, mais le linéaire d’axes
concernés est fortement réduit par rapport à 2005. Seule la proximité immédiate des axes les plus
importants est encore soumise en 2020 à un dépassement de VL_PM10.
Sous les deux scénarios à l’horizon 2020, les zones de dépassement se situent le long des mêmes axes ;
l’ampleur des dépassements est très similaire sous le scénario de travail et le scénario du statu quo.
58
µg/m3
VL 40 µg/m3
OQ 30 µg/m3
Figure 34 Concentrations moyennes annuelles en PM10 en µg/m en 2020, sous le scénario du statu quo, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
3
59
µg/m3
VL 40 µg/m3
OQ 30 µg/m3
Figure 35 Concentrations moyennes annuelles en PM10 en µg/m en 2020, sous le scénario de travail, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
3
60
La distribution des concentrations de PM10 en 2005 et en 2020 est présentée en Figure 36. Les figures
Comme pour le NO2 , ces histogrammes mettent en évidence, à toutes les échelles considérées, une
diminution des niveaux de polluants entre 2005 et 2020, sous les deux scénarios : les valeurs fortes de
concentrations disparaissent au profit de valeurs plus faibles.
Cependant, selon nos calculs, les concentrations de PM10 continueraient de dépasser ponctuellement
en 2020 la valeur limite annuelle de 40 µg/m3 et l’objectif de qualité de 30 µg/m3 en moyenne annuelle
sur une bonne partie de l’Ile-de-France.
On observe également sur ces histogrammes peu d’écart, en termes de distribution des concentrations,
entre les deux scénarios étudiés. Les plus grandes différences sont observées sur Paris et la Petite
Couronne.
61
Petite-Couronne
Paris
PM10 en 2005 - Paris
PM10 en 2020sttq - Paris
PM10 en 2005 - PC
100
PM10 en 2020trvl - Paris
100
Fréquence (en %)
Fréquence (en %)
60
40
20
µg/m3
0
60
40
20
µg/m3
0
Ile-de-France
PM10 en 2005 - AGGLO
PM10 en 2020sttq - AGGLO
PM10 en 2005 - IDF
100
PM10 en 2020trvl - AGGLO
100
PM10 en 2020sttq - IDF
PM10 en 2020trvl - IDF
80
Fréquence (en %)
80
Fréquence (en %)
PM10 en 2020trvl - PC
80
80
60
40
20
PM10 en 2020sttq - PC
µg/m3
0
60
40
20
µg/m3
0
Figure 36 Histogrammes des concentrations en PM10 en µg/m pour 2005 et 2020, sous les deux scénarios du statu quo (sttq) et de travail (trvl)
3
62
V.4 Les concentrations de PM2.5
en PM2.5 en 2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.
63
µg/m3
VL 2015 25 µg/m3
OQ 10 µg/m3
Figure 37 Concentrations moyennes annuelles en PM2.5 en µg/m en 2005, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-de-France ; zoom sur la Petite Couronne à
droite
3
64
Les cartes des figures suivantes présentent les concentrations moyennes annuelles PM2.5 en 2020 en Ilede-France, ainsi qu’un zoom sur la petite couronne, sous le scénario du statu quo et le scénario de
travail.
les deux scénarios à l’horizon 2020 présentent des concentrations de fond en PM2.5 stables par rapport
à 2005. Comme pour les PM10, les zones concernées par les niveaux les plus élevés se situent comme
en 2005 en proximité immédiate des axes, mais le linéaire d’axes concernés est très fortement réduit en
2020 par rapport à 2005.
Sous les deux scénarios à l’horizon 2020, les zones de dépassement se situent le long des mêmes axes ;
l’ampleur des dépassements est très similaire sous le scénario de travail et le scénario du statu quo.
65
µg/m3
VL 2015 25 µg/m3
OQ 10 µg/m3
Figure 38 Concentrations moyennes annuelles en PM2.5 en µg/m en 2020, sous le scénario du statu quo, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
3
66
µg/m3
VL 2015 25 µg/m3
OQ 10 µg/m3
Figure 39 Concentrations moyennes annuelles en PM2.5 en µg/m en 2020, sous le scénario de travail, fond et proximité au trafic routier ; à gauche sur l’Ile-deFrance ;
3
67
La distribution des concentrations de PM2.5 en 2005 et en 2020 est présentée en Figure 40. Les figures
Les histogrammes mettent en évidence, à toutes les échelles considérées, une diminution des niveaux
de polluants entre 2005 et 2020, sous les deux scénarios : les valeurs fortes de concentrations
disparaissent au profit de valeurs plus faibles.
En ce qui concerne les PM2.5, selon nos calculs, les concentrations continueraient de dépasser
ponctuellement en 2020 la valeur limite annuelle de 25 µg/m3 ; l’objectif de qualité de 10 µg/m3
continuerait d’être dépassé sur l’ensemble de l’Ile-de-France.
On observe également sur ces histogrammes peu d’écart, en termes de distribution des concentrations,
entre les deux scénarios étudiés. Les plus grandes différences sont observées sur Paris et la Petite
Couronne
68
Paris
PM2.5 en 2005 - Paris
PM2.5 en 2020sttq - Paris
Petite-Couronne
PM2.5 en 2005 - PC
PM2.5 en 2020trvl - Paris
60
40
20
µg/m3
0
Fréquence (en %)
80
Fréquence (en %)
PM2.5 en 2020trvl - PC
100
100
80
60
40
20
µg/m3
0
PM2.5 en 2005 - AGGLO
PM2.5 en 2020sttq - AGGLO
Ile-de-France
PM2.5 en 2005 - IDF
PM2.5 en 2020trvl - AGGLO
100
100
80
80
60
40
20
µg/m3
0
Fréquence (en %)
Fréquence (en %)
PM2.5 en 2020sttq - PC
PM2.5 en 2020sttq - IDF
PM2.5 en 2020trvl - IDF
60
40
20
µg/m3
0
Figure 40 Histogrammes des concentrations en PM2.5 en µg/m pour 2005 et 2020, sous les deux scénarios du statu quo (sttq) et de travail (trvl)
3
69
V.5 Respect des valeurs réglementaires annuelles en 2020
En termes de surface potentiellement exposée
Sur la base des cartographies haute résolution construites pour les scénarios du statu quo et de travail,
la surface concernée en Ile-de-France par un dépassement de valeurs limites relatives aux
concentrations moyennes annuelles a été évaluée ; à savoir :
Dépassement de la valeur limite pour le NO2 (40µg/m3)
Dépassement de la valeur limite pour les PM10 (40µg/m3)
Dépassement de la valeur limite pour les PM2.5 (25 µg/m3).
Le résultat de cette évaluation est présenté dans le tableau suivant.
NO2
PM10
PM2.5
IDF
%Superficie
Superficie
(km2)
%Superficie
Superficie
(km2)
%Superficie
Superficie
(km2)
2005
2020-Statu
quo
3
412
≤1
≤112
≤2
≤296
1
106
0
≤46
≤1
≤124
2020-Travail
1
0
%Superficie
%Superficie
≤40
Superficie
(km2)
≤1
Agglo
96
Superficie
(km2)
%Superficie
≤119
Superficie
(km2)
2005
2020-Statu
quo
14
403
≤4
≤107
≤10
≤285
4
102
≤2
≤45
≤4
≤124
2020-Travail
3
≤1
%Superficie
%Superficie
≤40
Superficie
(km2)
≤4
Paris
93
Superficie
(km2)
%Superficie
≤119
Superficie
(km2)
2005
2020-Statu
quo
100
105
≤41
≤43
≤72
≤75
45
48
≤21
≤22
≤55
≤58
2020-Travail
44
46
≤20
≤21
≤55
≤57
Tableau 5 Estimation des surfaces concernées en Ile-de-France, sur l’agglomération parisienne et Paris
par un dépassement des valeurs limites relatives aux concentrations moyennes annuelles
de NO2, PM2.5 et PM10.
On peut donc conclure qu’à l’horizon 2020 :
la valeur limite pour le NO2 devrait encore être dépassée sur près de la moitié de Paris ; mais sur
une très faible part de la surface de l’Agglomération Parisienne et de l’Ile-de-France ;
la valeur limite pour les PM10 devrait continuer à être dépassée sur environ un cinquième de la
superficie de Paris ;
la valeur limite pour les PM2.5 devrait continuer à être dépassée sur plus de la moitié de Paris,
mais sur une très faible part de la surface de l’Agglomération Parisienne et de l’Ile-de-France.
En ce qui concerne le NO2 , on observe un léger écart entre les deux scénarios étudiés, en termes de
surfaces de dépassement, en faveur du scénario de travail : une stabilisation du trafic sur l’Ile-de-France
telle que celle envisagée sous le scénario de travail permettrait de diminuer la part de superficie
concernée par un dépassement de valeurs limites de l’ordre de 2 km2 sur Paris ; 10 km2 sur
l’agglomération parisienne et l’Ile-de-France.
L’hypothèse prise sur l’évolution du ratio NO2/NOx étant une hypothèse forte, un calcul avec une valeur
de 37 %12 (au lieu de 39 %) a été réalisé pour évaluer la sensibilité des superficies de dépassement à ce
paramètre. En termes d’écarts entre les deux scénarios étudiés, les résultats sont inchangés ; la
12
37 % est la valeur du ratio obtenue en extrapolant les valeurs estimées sur la base des mesures 19982010 (au lieu de 1998-2008 ; cf. paragraphe 0).
70
sensibilité de la « superficie concernée par un dépassement de la valeur limite annuelle NO2 » au ratio
NO2/NOx est faible : une variation de 1 point de pourcentage du ratio NO2/NOx entraîne une variation
inférieure à 1 point de pourcentage de la part de la superficie concernée par un dépassement de la
valeur limite annuelle NO2.
Pour les particules, on observe également un léger écart entre les deux scénarios étudiés, en termes de
surfaces de dépassement, en faveur du scénario de travail : une stabilisation du trafic telle que celle
envisagée sous le scénario de travail permettrait de diminuer la part de superficie concernée par un
dépassement de valeurs limites de 1 km2 sur Paris ; 5 km2 sur l’agglomération parisienne.
Si l’on s’intéresse au seuil de 15 µg/m3 pour les PM2.5 fixé par le PRQA francilien, la part de la surface
concernée par un dépassement de seuil à Paris, sur l’Agglomération Parisienne et sur l’ensemble de
l’Ile-de-France en 2020 s’élèverait alors respectivement à 100 %, 90 % et 38 %. On n’observe pour ce
seuil aucune différence entre les deux scénarios étudiés.
En termes de population potentiellement exposée
Sur la base des cartographies haute résolution construites pour les scénarios de statu quo et de travail,
et d’une cartographie à haute résolution de la population issue du recensement INSEE 1999 (source IAU
Ile-de-France), le nombre de personnes potentiellement exposées en Ile-de-France à un dépassement
de valeurs limites relatives aux concentrations moyennes annuelles a été évalué.
Le résultat de cette évaluation est présenté dans le tableau suivant.
NO2
PM10
PM2.5
IDF
%Population
Population
(en milliers)
%Population
Population
(en milliers)
%Population
Population
(en milliers)
2005
2020-Statu
quo
42
4560
14
≤1490
≤31
≤3350
13
1480
≤6
≤656
≤19
≤2050
2020-Travail
13
≤5
≤18
Agglo
%Population
1380
Population
(en milliers)
%Population
≤578
Population
(en milliers)
%Population
≤1990
Population
(en milliers)
2005
2020-Statu
quo
47
4550
15
≤1490
≤35
≤3350
15
1480
≤7
≤656000
≤21
≤2050
2020-Travail
14
≤6
≤21
Paris
%Population
1380
Population
(en milliers)
%Population
≤578000
Population
(en milliers)
%Population
≤1950
Population
(en milliers)
2005
2020-Statu
quo
100
2140
48
≤1040
≤84
≤1810
51
1100
≤24
≤513
≤69
≤1480
2020-Travail
49
1060
≤22
≤471
≤68
≤1470
Tableau 6 Estimation du nombre de personnes potentiellement exposées en Ile-de-France, sur
l’agglomération parisienne et Paris à un dépassement des valeurs limites relatives aux concentrations
moyennes annuelles de NO2, PM2.5 et PM10.
On peut donc conclure qu’à l’horizon 2020 :
la valeur limite pour le NO2 devrait encore être dépassée par environ la moitié de la population
parisienne ; environ 15 % de la population de l’Agglomération Parisienne et plus de 10 % de la
population francilienne ;
la valeur limite pour les PM10 devrait continuer à être dépassée par environ 20 % de la
population parisienne ; plus de 5 % de la population de l’Agglomération Parisienne et de l’ordre
de 5 % de la population francilienne ;
la valeur limite pour les PM2.5 devrait continuer à être dépassée par presque 70% de la
population parisienne ; 20 % de la population de l’Agglomération Parisienne et presque 20 % de
la population francilienne.
71
En ce qui concerne le NO2 , on observe un léger écart entre les deux scénarios étudiés, en termes de
nombre de personnes potentiellement exposées à des dépassements, systématiquement en faveur du
scénario de travail : une stabilisation du trafic sur l’DF telle que celle envisagée sous le scénario de
travail permettrait de diminuer la part de la population potentiellement exposée à un dépassement de
valeurs limites de l’ordre de 30 à 40 000 personnes sur Paris et de 80 à 100 000 personnes sur
l’agglomération parisienne et l’Ile-de-France.
Comme précédemment, les conclusions en termes d’écarts entre les deux scénarios étudiés, sont
inchangées si l’on considère un ratio de 37 % au lieu de 39 % ; la sensibilité du « nombre de personnes
potentiellement exposées à un dépassement de la valeur limite annuelle NO2 » au ratio NO2/NOx est
faible.
Pour les PM10, on observe également un léger écart entre les deux scénarios étudiés, en termes de
nombre de personnes potentiellement exposées à des dépassements, en faveur du scénario de travail :
une stabilisation du trafic telle que celle envisagée sous le scénario de travail permettrait de diminuer la
part de la population potentiellement exposée à un dépassement de valeurs limites de l’ordre de 40
000 personnes sur Paris ; 80 000 personnes sur l’agglomération parisienne et l’Ile-de-France.
Pour les PM2.5, l’écart entre les deux scénarios étudiés est faible, de l’ordre de 1 point de pourcentage,
soit de l’ordre de 10 000 personnes sur Paris ; 100 000 personnes sur l’agglomération parisienne et l’Ilede-France.
Si l’on s’intéresse au seuil de 15 µg/m3 pour les PM2.5 fixé par le PRQA francilien, la totalité de la
population francilienne serait concernée par un dépassement de seuil. On n’observe pour ce seuil que
très peu de différence entre les deux scénarios étudiés.
72
VI. Estimation des émissions de gaz à effet de serre (GES)
en 2020
VI.1 Méthodologie générique d’estimation des émissions de GES
L’estimation des émissions de GES par le trafic routier est faite sur la base des émissions du seul CO2. En
effet, ces émissions selon l’inventaire Airparif représentent 99 % des émissions de GES liées au trafic
routier.
L’estimation des émissions de CO2 se fait en deux temps dans la méthodologie COPERT :
-
Estimation de la consommation de carburant : elle est estimée de manière analogue aux
émissions de polluants type NOx, PM (cf. III.3), via un facteur de consommation (noté FC) issu
de la méthodologie COPERT4. Ce facteur dépendant de coefficients et de paramètres (la
vitesse des véhicules essentiellement).
Les FC sont donnés par grande catégorie de véhicules et pour chaque norme Euro.
-
Estimation des émissions de CO2 : selon le type de carburant utilisé (supercarburant, sans plomb
(formule 1) ou diesel (formule 2)), on applique un jeu de coefficients qui permet de passer de la
consommation de carburant aux facteurs d’émissions (notés FE_CO2) de CO2. Le détail des
formules et des coefficients utilisés est donné en Annexe Technique.
Les émissions de CO2 se déduisent alors par le calcul standard : Emission = FE_CO2 * # véhicules.km
La figure ci-dessous présente, pour un véhicule représentatif du parc roulant 2005, le facteur d’émission
de CO2 moyen (en g/km) en fonction de la vitesse moyenne. Dans la figure, on distingue les zones
urbaines, routes et autoroutes, car elles sont associées à des parcs roulants différents.
FE CO2
g/km
500
Urbain
450
Routier
400
Autoroutier
350
300
250
200
150
100
50
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 110 120 130
km/h
Figure 41 Facteur d’émission de CO2 (en g/km) en fonction de la vitesse moyenne pour un véhicule
représentatif du parc roulant 2005, en zone urbaine (en bleu), sur routes (en rose) et autoroutes (en
jaune). Ce facteur d’émission n’inclut pas les émissions à froid.
73
Dans la méthodologie COPERT4,, les dispositions postérieures à 2007 concernant les émissions de CO2 ne
sont pas prises en compte. Ainsi, à titre d’exemple, en
en ce qui concerne les VP, la consommation de
carburant et donc les émissions de CO2 sont considérées comme stabless à partir de la norme EuroIV
dans COPERT ; or, les
es dispositions réglementaires
r
les plus récentes imposent des diminutions de ces
émissions.
Dans la loi n° 2009-967
967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de
l'environnement, « l'Etat s’est fixé comme objectif de ramener les émissions moyennes de CO2 de
l'ensemble du parc des véhicules particuliers en circulation de 176 grammes de dioxyde de carbone
par kilomètre à 120 gCO2/km en 2020.
2020 (…) La France s'engage à défendre l'objectif communautaire
commun
de
120 gCO2/km d'ici à 2012 pour les véhicules particuliers neufs ». Par ailleurs, le règlement CE 443/2009
limite les émissions des VP à 120 gCO2/km – 130 gCO2/km provenant des véhicules eux-mêmes
eux
et 10
gCO2/km liés aux carburants - pour les véhicules neufs à partir de 2012.
Afin de prendre en compte de manière relativement réaliste ces éléments,, nous avons adopté la
démarche suivante a été adoptée :
Calcul des FE CO2 moyens sur le cycle MVEG13 (« Motor Vehicle Emission Group » pour les VP de
norme EuroIV.
Reconstruction des FE CO2 en fonction de la vitesse en imposant à tous ces véhicules un FE CO2
moyen de 120 gCO2/km sur le cycle MVEG.
Cela revient à conserver l’allure globale des FE CO2 actuels en fonction de la vitesse, et à les « abattre »
de manière à retrouver
ver la valeur moyenne de 120
12 gCO2/km.
La Figure 42 présente les courbes de FE CO2 en fonction de la vitesse ainsi obtenues, correspondant aux
FE CO2 pour les véhicules de norme EuroVI.
EuroVI. Les différents types de VP (3 catégories essence et deux
catégories
égories de diesel) apparaissent, ainsi que pour comparaison les FE CO2 pour les véhicules de norme
Euro IV.
FE CO2
600
Ess_<1.4l_EuroVI
550
Ess_1.4-2.0l_EuroVI
500
450
Ess_>2.0l_EuroVI
400
Diesel_<2.0l_EuroVI
350
Diesel_>2.0l_EuroVI
300
Ess_<1.4ll_EuroIV
250
200
Ess_1.4-2.0l_EuroIV
150
Ess_>2.0l_EuroIV
100
Diesel_<2.0l_EuroIV
50
Diesel_>2.0l_EuroIV
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 110 120
Figure 42 Facteurs d’émissions de CO2, par catégorie de véhicules particuliers de norme EuroIV et à
l’horizon 2020 sous les hypothèses explicitées dans le texte
13
Le Cycle MVEG sert à la certification des véhicules légers en Europe [EEC Directive 90/C81/01].
90/C81/01] Le
cycle entier inclut 4 segments ECE (correspondant à un cycle urbain) suivi d’un EUDC (correspondant à
un cycle extra urbain).
Ile
74
Enfin, pour reconstruire des FE CO2 pour les véhicules de norme EuroV qui soient « réalistes » par rapport
aux prévisions (65 % des véhicules neufs respectant la limite de 120
1 gCO2/km en 2012, qui correspond à
peu près à l’année d’application de la norme EuroV selon un rapport ADEME mai 2010), nous avons
calculé des FE CO2 moyens, sur la base de la formule
formu ci-dessous :
FE_CO2_EuroV = 0.65*FE_CO2_EuroVI + 0.35*FE_CO2_EuroIV
En pratique, les calculs décrits ci-dessus
ci
reviennent à appliquer des coefficients d’ « abattement » aux
émissions des VP EuroIV.
La figure ci-dessous
dessous présente, pour un véhicule représentatif du parc roulant à l’horizon 2020, le facteur
d’émission de CO2 moyen (en g/km) en fonction de la vitesse moyenne, toujours en distinguant les
zones urbaines, routes et autoroutes, associées à des parcs roulants différents.
FE CO2
400
Urbain
Routier
Autoroutier
350
300
250
200
150
100
50
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Figure 43 Facteur d’émission moyen en CO2 (en g/km) en fonction de la vitesse moyenne pour un véhicule
représentatif du parc roulant 2020, en zone urbaine
urbaine (en bleu), sur routes (en rose) et autoroutes (en
jaune). Ce facteur d’émission n’inclut pas les émissions à froid.
Dans la suite, les estimations des émissions de CO2 à l’horizon 2020 sont réalisées selon la méthodologie
expliquée en VI.1,, en prenant en compte les évolutions réglementaires sur les facteurs d’émissions des
VP.
VI.2 Les émissions de GES en Ile-de-France
Ile
à l’horizon 2020
Pour
our l’année de référence 2005, les émissions de CO2 du secteur routier s’élèvent à 12.6 millions de
tonnes (inventaire
inventaire 2005, v.2007, Airparif)
Airparif ; elles représentent 24 % des émissions régionales directes de
GES.
Emissions de GES sous les scénarios du statu quo et de travail
En Figure 44, on présente l’évolution des émissions de CO2 liées au trafic routier entre 2005 et 2020. Dans
cette figure, la somme des émissions de CO2 2005 liées au trafic routier sur l’ensemble de l’Ile-de-France
l’Ile
est ramenée à 100.
Ile
75
Emissions de CO2
2005
Statu quo 2020
Travail 2020
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
75
PC
GC
IDF
Différences sur les émissions de CO2
∆statu quo
∆travail
0,00
-2,00
75
PC
GC
IDF
-4,00
-6,00
-8,00
-10,00
-12,00
-14,00
-16,00
-18,00
Figure 44 Emissions de CO2 pour Paris, la Petite couronne et la Grande couronne, pour l’année 2005 et les
scénarios du statu quo et de travail ; ∆travail (resp. ∆statu quo) désigne la différence en valeur absolue
entre les émissions calculées pour le scénario de travail (resp. du statu quo) et les émissions 2005
Sous le scénario du statu quo, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de presque 12 % relativement aux émissions de CO2 en 2005 ; l’évolution technologique du
parc roulant s’additionne à ou contrebalance partout l’évolution locale du trafic. Cette diminution
globale se décline sur Paris (-18 %), la Petite Couronne (-12 %) et la Grande Couronne (-10 %).
Sous le scénario de travail, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-deFrance, de l’ordre de 17 % relativement aux émissions de CO2 en 2005. Cette diminution globale se
décline sur Paris (-22 %), la Petite Couronne (-20 %) et la Grande Couronne (-15 %).
76
Considérées axe par axe, les émissions de CO2 varient entre -33 et -5 % sous le scénario de travail; entre
-21 et +7 % sous le scénario de référence14.
émissions de CO2 liées au trafic routier (de l’ordre de 5 % sur Paris et la Grande Couronne et 9 % sur la
Petite Couronne), soit 630 kilotonnes de CO2 par an pour toute l’Ile-de-France.
Ajustement des objectifs du PDUIF en termes de trafic
Ces éléments ont conduit le STIF à réajuster ses objectifs initiaux en termes de trafic routier et de report
modal : l’objectif retenu dans le cadre du PDUIF est une baisse du trafic VP et 2RM de l’ordre de -2 %
au global sur l’Ile-de-France.
De plus, dans les travaux menés, l’évolution attendue des émissions de CO2 des véhicules utilitaires
légers et des deux-roues n’a pas été prise en compte, faute d’éléments précis à la date des travaux. Or
la loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de
l'environnement mentionne que « des objectifs similaires en proportion (à ceux fixés pour les véhicules
particuliers) devront être atteints pour les véhicules utilitaires et les motocycles. ».
Cette évolution des émissions de CO2 des véhicules utilitaires légers et des deux-roues, associée à un
objectif plus ambitieux du PDUIF en termes d’évolution du trafic, devrait donc selon toute probabilité
permettre d’atteindre l’objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) de 20%
mentionné par le Grenelle de l’Environnement.
14
Ces chiffres correspondent à des moyennes sur les zones EGT.
77
VII. Résultats et perspectives
VII.1 Contexte
Dans le cadre de l’élaboration du Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France (PDUIF), élaboré par
le STIF pour le compte des collectivités qui le constituent, un certain nombre d’actions relatives à la
question de la mobilité en Ile-de-France (les « défis » du PDUIF) ont été identifiées par les participants
aux débats : ces défis ont pour objectifs de promouvoir les modes de déplacements doux (dits « modes
actifs »), le développement des transports en commun, et de limiter autant que possible la part des
déplacements motorisés. En vis-à-vis de ces objectifs vertueux, l’Ile-de-France doit par ailleurs répondre
aux besoins de mobilité qui accompagnent son développement économique et démographique.
Airparif a accompagné le STIF dans l’élaboration du PDUIF en étudiant, tout au long du processus de
construction des défis du PDUIF, l’impact sur la qualité de l’air et les émissions de GES de différents
scénarii de développement de la Région Ile-de-France et diverses options du PDUIF.
L’évaluation de l’impact du PDUIF sur la qualité de l’air à l’horizon 2020
scénarios d’évolution de la mobilité en Ile-de-France :
-
-
a été menée pour deux
un scénario dit « du statu quo », qui prend en compte l’évolution du trafic routier en Ile-deFrance, en l’absence de toute action permettant un accroissement du report modal ainsi que
européennes ;
un scénario dit « de travail », qui correspond globalement à une stabilisation du trafic routier sur
la région grâce à des actions volontaristes favorisant le report modal.
L’année de référence retenue est l’année 2005. Les investigations sont menées à météorologie
constante. Il est à noter que, du point de vue météorologique, 2005 est une année plutôt favorable à la
dispersion des polluants.
Dans la phase finale d’évaluation environnementale du PDUIF, les résultats obtenus ont été comparés
d’une part, aux valeurs réglementaires relatives aux concentrations moyennes annuelles de particules
PM10 et PM2.5 et de dioxyde d’azote NO2, afin d’évaluer leur respect à l’horizon 2020 ; et, d’autre part,
à l’objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) de 20 % à l’horizon 2020 défini par
le Grenelle de l’environnement (loi n° 2009-967 du 3 août 2009).
VII.2 Moyens mis en œuvre
En tant qu’association chargée de la surveillance de la qualité de l’Air en Ile-de-France, agréée par le
Ministère chargé de l’Environnement, Airparif dispose d’un panel d’outils pour répondre à ce type de
question :
un réseau de mesure permanent constitué de 50 stations automatiques ; 18 stations
temporaires à proximité du trafic ;
des outils numériques de modélisation. Ces outils de modélisation sont alimentés par le
cadastre des émissions de polluants atmosphériques et de GES en Ile-de-France, lui-même
élaboré et mis à jour annuellement par Airparif ; une évaluation prospective des émissions
routières de GES à l’horizon 2020, sous les deux scénarios – statu quo et de travail – a été
réalisée.
L’évaluation de la qualité de l’air en 2020 est faite sur la base de cartographies « prox-fond » des valeurs
moyennes annuelles des concentrations en NO2, PM2.5 et PM10. Cette l’approche consiste à combiner
:
iii)
les concentrations de fond sur toute l’Ile-de-France ;
iv)
les concentrations en proximité au trafic.
L’évaluation des concentrations de fond est réalisée de manière simple, sur la base des tendances
observées ces dernières années sur l’évolution des concentrations des polluants concernés.
La détermination de la pollution en proximité au trafic s’effectue en deux étapes :
78
-
Elaboration du cadastre des émissions du trafic routier sur le réseau routier francilien, à l’aide du
système HEAVEN. Le système HEAVEN développé par Airparif en collaboration avec la Direction
de la Voirie et des Déplacements (DVD) de la Ville de Paris et la Direction Régionale et
Interdépartementale de l’Equipement et de l’Aménagement Ile-de-France (DRIEA) permet de
calculer les émissions liées au trafic routier. Il s’appuie sur des enquêtes portant sur les habitudes
de déplacement des franciliens (EGT 2001), des statistiques de comptage automobile
récupérées en temps quasi-réel (DVD, DRIEA/DIRIF) et la base de données européenne de
facteurs d’émissions COPERT.
-
Modélisation des concentrations en proximité au trafic à l’aide du logiciel STREET.
Une dernière étape consiste à combiner la pollution de fond et la pollution de proximité au trafic, en
respectant le motif de décroissance des concentrations de polluants à distance du trafic routier.
En ce qui concerne les émissions de GES, une difficulté particulière a résidé dans le fait que la dernière
version de la base de données de facteurs d’émissions COPERT utilisée (COPERT4) n’intègre pas les
règlements les plus récents relatifs aux émissions de CO2. Afin de les prendre en compte de manière
relativement réaliste, une démarche simple consistant à « abattre » les facteurs d’émissions de CO2
actuels a été adoptée, de manière à retrouver une valeur moyenne de 120 gCO2/km parcouru.
VII.3 Résultats
L’évaluation de la qualité de l’air à l’horizon 2020 met en évidence une diminution forte des émissions
de NOx , PM2.5 et PM10 - essentiellement liée à l’évolution technologique du parc roulant de véhicules
- qui se traduit par une diminution globale des niveaux de polluants sur l’ensemble du domaine
d’étude.
Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail – et a fortiori le scénario finalement retenu
suite aux travaux menés dans le cadre du PDUIF - permet un gain supplémentaire estimé de 1 à 2 points
de pourcentage en termes de nombre de personnes potentiellement exposées à des dépassements
de valeurs limites pour le NO2, soit de l’ordre de 30 à 40 000 personnes sur Paris et de 80 à 100 000
personnes sur l’agglomération parisienne et l’Ile-de-France.
Ces gains ne sont pas suffisants pour assurer le respect des valeurs limites réglementaires sur l’ensemble
de l’Ile-de-France : près de la moitié (respectivement un cinquième) de la superficie de Paris serait
encore concernée à l’horizon 2020 par un dépassement de valeurs limites relatives au NO2 et PM2.5
(respectivement PM10) ; le respect des valeurs limites réglementaires exigera des actions
supplémentaires visant l’ensemble des sources d’émissions.
Il est à noter que les niveaux de fond influencent notablement les résultats. Or, les niveaux de fond en
particules ont été supposés constants dans cet exercice d’évaluation, en l’absence de tout signal de
baisse des concentrations de fond dans les observations sur les dernières années.
Concernant le NO2, principalement émis en Ile-de-France par le trafic des véhicules à moteur, le nonrespect prévu des valeurs limites réglementaires est lié, en particulier, à l’augmentation de la part de
ce polluant dans les émissions de NOx : la majorité des filtres à particules équipant les véhicules diesel
particuliers ou utilitaires les plus récents, s’ils diminuent les émissions de particules, augmentent ce ratio
NO2/NOx. La part dans le parc roulant de ces véhicules diesel à FAP catalysés est difficile à
documenter.
Il convient d’avoir également à l’esprit les hypothèses retenues pour mener à bien l’évaluation des
impacts :
-
-
Les concentrations de fond à l’horizon 2020 ont été évaluées à la baisse, par extrapolation
logarithmique de la tendance observée entre 2000 et 2008 pour le NO2 ; elles ont été supposées
constantes pour les particules (pas de prise en compte possible des objectifs du Plan Particules)
L’estimation de la fraction volatile des PM10 a été supposée constante en 2020 par rapport à
2005 (1.3)
La même hypothèse a été prise pour évaluer la fraction volatile des PM2.5
Les concentrations de PM2.5 ont été estimées par application d’un ratio PM2.5/PM10 supposé
constant en 2020 par rapport à 2005 (0.66)
79
-
Les émissions liées au trafic ont été estimées sur la base des formules de calcul COPERT4, non
confrontées à la réalité pour les normes les plus futuristes
La prise en compte uniquement des émissions de particules primaires ; il n’y a pas de prise en
compte dans les calculs d’émissions de la resuspension des particules
Les concentrations de NO2 en proximité au trafic ont été évaluées sur la base d’un ratio
NO2/NOx qui résulte d’une extrapolation linéaire de la tendance observée sur 1998-2008.
En dehors de ces hypothèses de travail, les limites intrinsèques aux outils utilisés (modèles, outils
cartographiques) doivent également être considérées.
En ce qui concerne les émissions de GES, les calculs réalisés montrent que :
•
Sous le scénario du statu quo, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de
l’Ile-de-France, de presque 12 % relativement aux émissions de CO2 en 2005 ; cette diminution
•
Sous le scénario de travail, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ilede-France, de l’ordre de 17 % relativement aux émissions de CO2 en 2005 ; cette diminution
•
émissions de CO2 liées au trafic routier (de l’ordre de 5 % sur Paris et la Grande Couronne et 9 %
sur la Petite Couronne).
VII.4 Perspectives
Au moment où ces travaux ont été exécutés, les dispositions liées au Plan Particules n’étaient pas
connues de sorte qu’elles n’ont pu être intégrées dans les calculs. Pour mémoire, le Plan Particules fixe
30 % comme objectif de réduction des teneurs en particules fines (PM10) dans l’air d’ici à 2015 ; il est
clair que l’atteinte de cet objectif permettrait de revoir à la baisse l’ampleur des zones touchées par les
dépassements.
De la même manière, le dispositif ZAPA (Zones d’Actions Prioritaires pour l’Air) n’a pas été pris en
compte dans les calculs : la loi du 12 juillet 2010, "engagement national pour l’environnement" dite
Grenelle 2, offre en effet, à partir de mi-juillet 2012 et pour une durée de 3 ans maximum, la possibilité
aux communes ou groupements de communes de plus de 100 000 habitants où une mauvaise qualité
de l’air est avérée, d’expérimenter un projet de ZAPA. Les ZAPA visent à réduire les concentrations de
particules et de dioxyde d’azote, avec comme mesure phare l’interdiction d’accès aux véhicules les
plus polluants. En Ile-de-France, deux communes (Paris et Plaine-Commune) étudient à l’heure actuelle
la possibilité de mise en place d’un tel dispositif.
Les conclusions de cette étude effectuée par Airparif pour le compte du STIF pourront être mises à profit
pour d’autres plans qui doivent être élaborés en cohérence avec le PDUIF (SRCAE , PPA…). Les
méthodologies pourront également être réutilisées pour d’autres évaluations prospectives.
A l’avenir, l’évaluation de l’impact du PDUIF devra s’appuyer sur des éléments de suivi en continu. Les
outils en place à Airparif, alliant mesure et outils de modélisation des émissions et des concentrations de
polluants pourront y contribuer pour ce qui concerne la qualité de l’air et les émissions de GES.
Airparif veille à faire évoluer ses outils au fur et à mesure des connaissances scientifiques pour améliorer
les études prospectives et le suivi de l’efficacité des plans.
80
VIII. Bibliographie
-
-
-
ADEME (2002) Classification et critères d’implantation des stations de surveillance de la qualité
de l’air, Rapport ADEME 2002
Airparif (2004) Caractérisation de la qualité de l’air au voisinage d’un échangeur autoroutier
urbain : L’échangeur entre le boulevard Périphérique et l’autoroute A3 au niveau de la Porte de
Bagnolet – AIRPARIF – Décembre 2004
Airparif (2006) Etude de la qualité de l’air au voisinage des grands axes routiers essonniens –
AIRPARIF – Mai 2006
Airparif (2008a) Caractérisation de la qualité de l’air à proximité des voies à grande circulation :
- premier volet - Campagne de mesure portant sur le boulevard périphérique au niveau de la
porte de Gentilly – AIRPARIF – Février 2008
Airparif (2008b) Bilan 2008 de la qualité de l’air en Ile-de-France
Airparif (2009) Bilan 2009 de la qualité de l’air en Ile-de-France
Airparif (2010) Bilan 2010 de la qualité de l’air en Ile-de-France
DREIF, Études de déplacements en préparation des débats publics A12 et A104, Trafic de transit
et d’échange en Ile-de-France, Novembre 2005
STIF (2011), Rapport environnemental, Plan de Déplacements urbains d’Ile-de-France, Rapport
du STIF 2011
81
82
-
Annexes
83
84
Annexe 1 : Liste des stations et composés mesurés en 2005
Code
Dép.
Nom station
Typ.
Polluants mesurés
NOx
PM10
X
PA01H
75
PARIS 1er Halles
U
X
PA06
75
PARIS 6ème
U
X
PA07
75
PARIS 7ème
U
X
PA12
75
PARIS 12ème
U
X
PA13
75
PARIS 13ème
U
X
PA14
75
PARIS 14ème
U
PA18
75
PARIS 18ème
U
X
GARCH
92
GARCHES
U
X
GEN
92
GENNEVILLIERS
U
X
X
ISSY
92
ISSY-LES-MOULINEAUX
U
X
X
DEF
92
LA DEFENSE
U
X
X
NEUIL
92
NEUILLY-SUR-SEINE
U
X
AUB
93
AUBERVILLIERS
U
X
BOB
93
BOBIGNY
U
X
PM2,5
X
X
X
BAGN
93
BAGNOLET
U
STDEN
93
SAINT-DENIS
U
X
TREMB
93
TREMBLAY-EN-FRANCE
P
X
VILLEM
93
VILLEMOMBLE
U
X
CACH
94
CACHAN
U
X
CHAMP
94
CHAMPIGNY-SUR-MARNE
U
X
IVRY
94
IVRY-SUR-SEINE
U
X
NOGENT
94
NOGENT-SUR-MARNE
U
X
X
VITRY
94
VITRY-SUR-SEINE
U
X
X
LOGNES
77
LOGNES
U
X
X
MELUN
77
MELUN
P
X
X
VERS
78
VERSAILLES
P
X
MANT
78
MANTES-LA-JOLIE
P
X
EVRY
91
EVRY
U
X
MONTG
91
MONTGERON
U
X
X
X
ULIS
91
LES ULIS
P
ARG
95
ARGENTEUIL
U
X
CERGY
95
CERGY-PONTOISE
U
X
X
GON
95
GONESSE
P
X
X
RUR-SE
77
Zone rurale Sud-Est - Forêt de FONTAINEBLEAU
R
X
X
RUR-NE
77
Zone rurale Nord-Est - MONTGE-EN-GOELE
R
RUR-E
77
Zone rurale Est - SAINTS
R
RUR-SO
78
Zone rurale Sud-Ouest - Forêt de RAMBOUILLET
R
RUR-O
78
Zone rurale Ouest - PRUNAY-LE-TEMPLE
R
RUR-S
91
Zone rurale Sud - BOIS-HERPIN
R
RUR-NO
95
Zone rurale Nord-Ouest - FREMAINVILLE
R
X
X
X
85
RUR-N
95
Zone rurale Nord - ST-MARTIN-DU-TERTRE
R
EIFF3
75
Tour Eiffel 3ème étage
O
X
ELYS
75
Avenue des Champs Elysées
T
X
BONAP
75
Rue Bonaparte
T
X
AUT
75
Boulevard Périphérique Auteuil
T
X
CELES
75
Quai des Célestins
T
X
BASCH
75
Place Victor Basch
T
X
A1
X
X
X
93
Autoroute A1 Saint-Denis
T
X
U = station urbaine ; P = station périurbaine ; R = station rurale ; O = station d’observation; T = station
trafic
86
87

EVALUATION DES IMPACTS DU PLAN DE DEPLACEMENTS

Transcription

Similar documents

McKAY Johanne - Agence artistique Chantal David

Rapport - Airparif

saison 2013-2014

Ile_de_France_barometre_no1__mars_2013

Des passagers du monde entier

PDF, 3 - Cour des comptes

SOMMAIRE - Aéroport Toulouse

Migration du trafic des paiements en Suisse – bien plus qu

Nouvelle France Industrielle - Portail de l`économie et des finances