1. Présentation du projet AERA 

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Partenaires du projet :
la Région Ligurie
la Région Piémont
la Région autonome de la Vallée d’Aoste
la Région Rhône-Alpes avec le soutien technique d’Air Rhône-Alpes
la Province de Cuneo
la DREAL PACA
la Province de Turin
Air PACA

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Le programme ALCOTRA 2010-2013 est un programme européen de coopération, couvrant toute la frontière alpine entre la France et l’Italie. Il a pour objectif d'améliorer la qualité de la vie des populations et le développement durable des systèmes économiques et territoriaux transfrontaliers au travers de la coopération dans les domaines du social, de l'économie, de l'environnement et de la culture. Le programme est financé par les fonds structurels, instruments de mise en œuvre de la politique régionale communautaire destinés à financer les programmes pluriannuels de développement régional, établis entre la Commission Européenne, les États membres et les Régions.

Les cinq régions situées de part et d’autre des Alpes partagent depuis plusieurs années un même constat : l’air n’y est pas tout à fait sain. De quoi casser le mythe de l’air pur de nos montagnes…

C’est de ce constat que le projet stratégique AERA est né, la qualité de l’air s’étant imposée comme un sujet transfrontalier à forts enjeux sanitaires. Agir ensemble pour l’améliorer, c’est toute l’ambition du projet.

De mars 2010 à mai 2013, huit partenaires issus des cinq régions ont réuni leurs compétences et expertises :

• la Région Ligurie

• la Région Piémont

• la Région autonome de la Vallée d’Aoste

• la Province de Cuneo

• la DREAL PACA

• Air PACA

• la Province de Turin

• la Région Rhône-Alpes, avec Air Rhône-Alpes.

En relation avec les objectifs de la Communauté Européenne, le projet AERA vise à répondre à quelques questions fondamentales, à même d’apporter des éléments d’aide à la décision pour les acteurs locaux :

• Comment harmoniser le dispositif de surveillance de qualité de l’air à l’échelle de l’Eurorégion ?

• Comment identifier plus finement les populations exposées aux pollutions et agir pour leur santé ?

• Quels sont les secteurs d’activités contributeurs ?

• Peut-on prévoir la qualité de l’air à l’échelle de ce territoire ?

• Peut-on anticiper l’impact sur la qualité de l'air des politiques locales et notamment celles sur le chauffage au bois et ainsi adapter les décisions pour réduire cet impact ?

Après une phase d’état des lieux de la qualité de l'air de l’Eurorégion, les partenaires ont participé à la construction d’un inventaire des émissions et d’un outil de modélisation à l’échelle de la zone du programme ALCOTRA2.

Ces outils ont permis de montrer que les régions subissent inégalement l’impact de la pollution, notamment pour les particules, puisqu’en 2008, 0,6 % des Rhônalpins sont exposés à des niveaux supérieurs à la réglementation, alors que 85,6 % des Piémontais le sont. Malgré ce résultat contrasté, la France est engagée au niveau européen dans un contentieux qui pourrait la mener à de fortes amendes si elle ne démontrait pas l’efficacité de ses plans d’actions.

Le programme stratégique Alcotra AERA qui s’étend sur la période 2010-2013 prévoit de mettre en œuvre un modèle transfrontalier pour l’évaluation de la qualité de l’air à l’ensemble du territoire couvert par les cinq régions partenaires du projet : Rhône-Alpes, Provence-Alpes-Côte d’Azur, Ligurie, Piémont et Vallée d’Aoste.

2. Déploiements d’outils communs sur la zone ALCOTRA

2.1 Un réseau de mesure transfrontalier

Le projet AERA a été l’occasion de dresser une comparaison des réseaux de mesure des cinq régions partenaires et d’analyser les différences et les pistes d’amélioration et d’harmonisation.

Les données de mesure des organismes en charge de la surveillance de la qualité de l’air ont été réunies dans une base commune. L’interface web http://aera.airpaca.org/ permet l’accès aux métadonnées et aux mesures des 270 stations pour une quinzaine de polluants différents3.

Figure 1. Interface web du réseau de mesure qualité de l’air sur le territoire ALCOTRA.
Monitoring station network of the Alcotra’s territory (visualization of the AERA website).

2.2 L’harmonisation des inventaires d’émissions de part et d’autre de la fontière franco-italienne

Le projet AERA s’est poursuivi par une comparaison des différents inventaires d’émissions régionaux des partenaires. Une comparaison par macrosecteur (transports, résidentiel, tertiaire, industrie, agriculture…) a permis de corriger les principales divergences qui portaient sur le transport routier (ancienne version de facteurs d’émissions utilisée par la Ligurie) et le chauffage individuel au bois, pour lequel les facteurs d’émissions utilisés variaient fortement entre la France et l’Italie sans justification liée aux parcs d’appareils. Ce constat a conduit Air Rhône-Alpes à harmoniser le calcul de ces émissions pour l’ensemble de la zone d’étude. Une harmonisation sur la base du référentiel européen SNAP (Selected Nomenclature for Air Pollutant) a également été réalisée afin de disposer d’un format de rapportage commun à l’ensemble des inventaires.

Ce cadastre harmonisé alimente un géoportail permettant de visualiser sur l’ensemble du territoire les émissions 2008 classées par commune, polluant ou typologie de source d’émission. La visualisation est accessible à tous, avec la possibilité de télécharger directement ces données à l’adresse http://www.regione.piemonte.it/aeraw/.4

Figure 2. Interface web des émissions du territoire ALCOTRA : émissions de PM₁₀ selon le scénario étudié.
Alcotra’s territory emissions: PM₁₀ emissions according to various scenarios (visualization of the AERA website).

2.3 Un modèle commun de qualité de l’air

Une autre action consistait à concevoir un outil de modélisation de la qualité de l’air commun à toute la zone Alcotra afin de cartographier la qualité de l’air sur la zone en réponse à la directive 2008/50/CE et pouvoir simuler des scénarios pour évaluer l’impact des politiques régionales sur la qualité de l’air. Les différentes étapes ont été :

• le développement et la validation du modèle commun à l’aide des données d’entrée collectées (base de données des mesures de la qualité de l’air et inventaire des émissions de polluants atmosphériques) ;

• la maintenance du modèle et de la base de données le temps du projet et des tests en utilisant les résultats issus de l’inventaire transfrontalier des émissions.

En 2008, l’exposition de la population de l’espace ALCOTRA à la pollution de l’air se répartit comme suit :

• Pour les particules fines PM₁₀, plus de 3,8 millions d’habitants, soit 23 % de la population totale des 5 régions, sont soumis à des dépassements de la valeur limite sur la moyenne journalière (50 µg.m⁻³ à ne pas dépasser plus de 35 jours dans l’année). Le Piémont est la région la plus touchée par ces dépassements.

• Pour le dioxyde d’azote, 150 000 habitants, soit près de 1 % de la population totale des 5 régions, sont exposés à un dépassement de la valeur limite (40 µg.m⁻³ en moyenne annuelle).

• Pour l’ozone, une large partie du territoire (45 % en surface et en population) dépasse la valeur limite sur la moyenne glissante 8 h (maximum journalier de 120 µg.m⁻³ à ne pas dépasser plus de 25 jours par an).

• Pour les particules fines PM_2.5, près de 30 % de la population de l’ensemble de la zone ALCOTRA serait touchée par un dépassement de la valeur cible de 20 µg.m⁻³ en moyenne annuelle.

Figure 3. Cartographies des concentrations de polluants sur le territoire ALCOTRA.
Pollution maps (concentration levels of pollutants) on the ALCOTRA’s territory.

Le modèle transfrontalier AERA permet de tester des jeux d’émissions correspondant à des scénarios. Le modèle a été utilisé pour tester l’impact sur la qualité de l’air de différentes politiques bois-énergie menées par les territoires.

2.4 Zooms urbains

AERA a également permis la mise en place de nouveaux outils à l'échelle de la rue5. Pour les villes d’Antibes et de Nice, la Communauté du Pays d’Aix et la ville de Marseille, Air PACA a développé un nouveau système qui met en ligne des cartes à l’échelle de la rue. Trois polluants réglementés sont modélisés : le dioxyde d’azote (NO₂), l’ozone (O₃), les particules fines (PM₁₀).

À partir de leurs concentrations, Air PACA calcule un indice global de la qualité de l’air. Basées sur les estimations du modèle, ces représentations sont proches des mesures de terrain. Chacun peut désormais visualiser la qualité de l’air qu’il respire et connaître son exposition aux polluants, que ce soit à proximité de son lieu d’habitation, de son lieu de travail ou encore sur son trajet quotidien.

Aide à la décision : avec cette vision nouvelle de leur territoire, les acteurs locaux peuvent localiser les zones sensibles. C’est un outil supplémentaire d’aide à la décision pour l’urbanisme et les transports. Il est essentiel pour une estimation précise des populations les plus exposées aux trois polluants dont l’impact sur la santé est reconnu.

Figure 4. Cartographie de la pollution à l’échelle urbaine : zoom sur la ville de Nice (www.airpaca.org).
Pollution map at urban scale : focus on Nice.

2.5 Comment réduire plus efficacement la présence des particules ?

En quantifiant les principales sources d’émissions parmi des origines multiples. À titre d’exemple, pour AERA, Air PACA a donc identifié les secteurs sur lesquels devraient porter les efforts à Gap (Hautes-Alpes) et Cannes (Alpes-Maritimes)6.

Figure 5. Origine des particules en période hivernale (2011-2012) : exemples des villes de Gap et Cannes.
Sources of particulate matters on winter period (2011-2012): examples of Gap and Cannes.

La source principale des particules est la combustion de la biomasse (bois et dérivés) dans le secteur résidentiel avec les chauffages collectifs ou individuels, le brûlage des déchets verts… Puis, selon les communes, les sources des émissions sont liées :

• à la combustion d’énergies fossiles (le trafic routier et maritime…) ;

• aux activités industrielles ;

• aux envolements de poussière minérale (en période sèche, les particules fines sont remises en suspension) ;

• aux embruns marins, au salage des routes ;

• à des activités agricoles ou à des pollutions à grande échelle ;

• plus de multiples autres sources.

3. Le bois énergie et ses impacts : enseignements

3.1 Harmonisation des inventaires d’émissions et incidence de scénarios d’évolution de la filière bois-énergie sur les émissions de particules (PM₁₀)

Comme déjà évoqué, une harmonisation de l’inventaire transfrontalier des émissions de polluants atmosphériques dues au bois-énergie a été nécessaire suite à l’analyse des différents cadastres d’émissions. Ce travail a nécessité la collecte des informations suivantes :

Modes de chauffage et spécificités régionales de chaque partenaire afin de connaître les paramètres déterminant les émissions de polluants, en relation avec les partenaires d’AERA, les acteurs du programme ALCOTRA RENERFOR (www.renerfor.eu) et les professionnels du bois. Il s’agissait concrètement de construire un parc d’appareils au bois par région distinguant les types d’appareils (cheminée ouverte, insert, poêle, chaudière, cuisinière), le combustible utilisé (essentiellement bûche et granulés), un indicateur de performance (ancien, récent, labellisé) en distinguant si possible l’usage en base ou en appoint du chauffage au bois.

Émissions des polluants réglementaires liées au bois-énergie (facteurs d’émission, répartition temporelle et géographique, caractéristiques chimiques et granulométriques des émissions de particules).

Dans un second temps, deux scenarios ont été définis7 :

un scénario tendanciel : il s’agit d’obtenir une situation future des émissions si aucune mesure particulière, autre que ce qui existe déjà, n’est prise. Ce scénario est spécifique à chaque région de la zone ALCOTRA.

Un scénario volontariste : il s’agit d’un scénario commun à toutes les régions, décrit par trois actions phares :

Action 1 : 100 % des cheminées ouvertes remplacées en 2020 par des inserts performants.

Action 2 : 100 % des appareils anciens sont remplacés en 2020 par des appareils performants du même type.

Action 3 : la part des appareils performants dans les appareils neufs (modernes + performants) augmente de 20 % en 2020 par rapport au scénario tendanciel.

Figure 6. Bilan des émissions de PM₁₀ selon le scénario étudié.
Results for particulate matters according to various scenarios.

Figure 7. Cartographie des émissions de PM₁₀ selon le scénario étudié.
Map of particulate matters emissions according to various scenarios.

Ainsi, la baisse attendue des émissions 2020 de PM₁₀ entre le scénario tendanciel et le scénario volontariste à l’échelle de la zone ALCOTRA est de plus de 50 % !

3.2 Modélisation de l’impact sur la qualité de l’air

L’objet de cette action était de réaliser une modélisation interrégionale permettant de représenter des scenarios de modification des émissions liées à l’utilisation du bois-énergie, définis avec tous les partenaires d’AERA sur une année de référence, grâce au modèle validé en commun et calé avec les données de mesure des partenaires.Les émissions du chauffage individuel au bois ont été calculées par Air Rhône-Alpes pour les cinq régions et pour tous les scenarios, ce qui permet d'avoir des bilans cohérents et homogènes sur ce secteur. Cependant, dans la perspective de donner naissance à une concertation, voire une gouvernance commune, il sera préalablement nécessaire que les territoires adoptent des méthodologies communes afin de fournir des données comparables.

Ce travail de mise en commun des données et de détermination des scénarios a été réalisé en partie lors de réunions techniques relatives à cette action tout au long du projet stratégique AERA.

Les principales conclusions sont que la mise en œuvre d’une politique ambitieuse d’encadrement du chauffage au bois individuel, privilégiant à la fois des appareils performants (comme le label Flamme verte) et le bois sous forme de granulés, conduit à une baisse importante des émissions de polluants, notamment des particules fines, et à une amélioration sensible de la qualité de l’air dans la zone Alcotra, et plus particulièrement dans les vallées alpines.

Selon les modélisations prospectives, une politique volontariste sur le bois énergie permettrait d’éviter que 500 000 habitants de la zone Alcotra soient exposés à un dépassement des valeurs réglementaires prévues par la directive 2008/50/CE à l’horizon 2020.

3.3 Analyse des politiques en faveur du développement du bois-énergie : le cas de la région Rhône-Alpes

La Région Rhône-Alpes soutient une politique en faveur du bois-énergie, en particulier pour les besoins du chauffage résidentiel, afin de limiter la dépendance énergétique vis-à-vis des produits pétroliers tout en limitant les émissions de GES8. Cependant, le chauffage au bois pouvant avoir des conséquences sur les émissions de certains polluants locaux dans l'atmosphère, en particulier les particules fines, il est essentiel d’orienter le plus efficacement possible cette politique afin de réduire conjointement les émissions de GES et de polluants atmosphériques (particules, HAP, benzène…), en particulier sur les territoires soumis à des dépassements récurrents de seuils réglementaires.

Évaluation des émissions

Deux scénarios ont été testés, plus particulièrement sur les émissions et concentrations de particules PM₁₀, polluant visé par un contentieux européen :

• l’un est ciblé sur le développement et la modernisation du chauffage individuel au bois selon des hypothèses propres à la région Rhône-Alpes : scénario volontariste commun à la zone ALCOTRA renforcé par une pénétration plus forte des granulés et l’obligation du label Flamme Verte pour tous les appareils neufs achetés sur les communes appartenant à une zone PPA ;

• l’autre est orienté vers le développement ou l’extension de réseaux de chaleur biomasse (équivalant à environ 10 000 logements) et chaufferies bois collectives venant se substituer à des chauffages individuels fioul ou électriques en appartement (équivalant à environ 50 000 logements).

Figure 8. Synthèse des émissions résidentielles de PM₁₀ en Rhône-Alpes selon les différents scenarios.
Residential emissions of fine particles (PM₁₀) in the Rhône-Alpes region.

En rapportant les bilans d’émissions de PM₁₀ à l’ensemble des émissions du secteur résidentiel, on obtient une hausse des émissions de PM₁₀ de 0.6 % pour le scénario collectif, tandis que le scénario individuel permet une baisse de 41 % des émissions par rapport à la situation 2008.

Exposition de la population

Une simulation de la dispersion des polluants avec le modèle de dispersion PREV’ALP a été réalisée, avec une exploitation des résultats du modèle par croisement avec les données de population, afin de déterminer la part de population exposée à des niveaux supérieurs aux seuils réglementaires.

Le scénario individuel permet une amélioration généralisée de la qualité de l’air vis-à-vis des particules :

• sur la région, la population exposée passe de 26,4 % en 2008 à 16,8 % dans ce scenario 2020.

• sur les zones PPA, la population exposée passe de 21,0 % en 2008 à 14,8 %.

Le développement de chaufferies collectives en dehors des territoires sensibles permet de ne pas trop dégrader la situation actuelle, notamment sur les territoires sensibles :

• sur la région, la population exposée passe de 26,4 % en 2008 à 27,5 % dans ce scenario.

• sur les zones PPA, la population exposée passe de 21,0 % en 2008 à 21,4 %.

Figure 9. Pourcentage depopulation exposée a la valeur réglementaire PM₁₀ (35 jours de dépassement de la valeur 50 µg/m³).
Assessment of the pollution exposure of the population (based on the European standards for PM₁₀: 50 µg/m³ not to be exceeded more than 35 days per year).

Ce constat laisse entrevoir des perspectives de développement intéressantes, en combinant à la fois la modernisation du parc individuel et l’évolution raisonnable des chaufferies collectives. Un développement concerté du bois énergie est donc possible, tout en préservant la qualité de l’air.

Conclusions et perspectives

L'efficacité d'un plan de gestion de la qualité de l'air dans les Alpes dépend de la capacité des acteurs transfrontaliers à s'unir pour identifier les facteurs déterminant la pollution atmosphérique et des solutions pour réduire leur impact. C'est sur cette base que s'est construit le programme AERA.

Dans la perspective de donner naissance à une concertation, voire à une gouvernance transfrontalière, il est préalablement nécessaire que les territoires adoptent des méthodologies communes en mesure de fournir des données comparables permettant de construire des plans transversaux et intégrés aux compétences des territoires.

Le travail collaboratif mené dans le cadre d'AERA est une première étape qui a permis de construire les bases nécessaires à la réalisation des outils d'évaluation communs. Ainsi, après une phase d'état des lieux de la qualité de l'air de l'eurorégion, un inventaire des émissions (harmonisé sur les principales sources, notamment le transport routier et le chauffage individuel au bois) et un outil de modélisation à l'échelle de la zone du programme Alcotra ont été construits.

Ce projet de portée stratégique se prolongera par des aspects plus techniques d'amélioration des connaissances sur la composition et la propagation des particules dans l'atmosphère des Alpes. C'est l'objectif du programme Part'AERA (2013-2014).