AIRES Méditerranée

Créée en 2000 à l'initiative de la délégation régionale de l'ADEME, de la DRIRE Provence-Alpes-Côte d'Azur et des 3 réseaux de surveillance de la qualité de l'air de la région Provence-Alpes-Côte d'Azur de l'époque (QUALITAIR, AIRFOBEP et AIRMARAIX), la "Coordination Régionale" met en place des missions communes et développe des compétences à l'échelle régionale.

Parmi les six missions régionales alors définies et réparties, AIRMARAIX, devenue depuis Air PACA, puis AtmoSud, pilote notamment celle dédiée aux "émissions et modélisation des polluants". Cette mission régionale consistait essentiellement à ses débuts (2001-2003) en un suivi et une valorisation à vocation opérationnelle du programme scientifique ESCOMPTE (Expérience sur Site pour COntraindre les Modèles de Pollution atmosphérique et de Transport d'Emissions).

La Coordination Régionale prend ensuite pour dénomination officielle "Air Alpes Méditerranée", s'accompagnant d'une charte régionale de mutualisation des moyens et s'attache dès 2003, avec l'aide du CPER (Contrat de Plan Etat-Région), au développement de la plateforme régionale de modélisation AIRES, véritable outil intégré d'aide à la surveillance de la qualité de l'air, fournissant notamment :

• des données régionales d'émissions de polluants atmosphériques,
• des éléments de compréhension des phénomènes de pollution (sources, déplacements des panaches, évaluation des épisodes de pollution),
• une prévision quotidienne des épisodes de pollution photochimique à deux jours...

Les résultats sont rendus publics dès 2005 au travers de rapports d'études et de pages Internet.

A partir de 2007, le réseau Air Languedoc-Roussillon rejoint la plate-forme AIRES, et la prévision des épisodes de pollution à l'ozone est étendue sur le Languedoc-Roussillon.

Cette plateforme complète le dispositif de mesure des réseaux de surveillance en apportant une information géographique et temporelle plus étendue. Les études développées dans ce cadre visent notamment à optimiser la surveillance de la qualité de l’air et constituent des outils d’aide à la décision pour réduire les niveaux de pollution.

La modélisation est identifiée par les textes réglementaires (directives, décrets) comme un des outils de surveillance de la qualité de l’air, en complément du réseau de capteurs qui mesurent la pollution atmosphérique.

Son usage est notamment préconisé :

• en combinaison avec des mesures temporaires dans les zones modérément polluées où la mesure permanente ne se justifie pas,
• pour définir le positionnement de capteurs permanents ou temporaires sur une zone,
• pour une caractérisation rapide et objective de la qualité de l’air sur un territoire (cartographies)…

Un inventaire des émissions recense et évalue les rejets de polluants dans l’atmosphère. Ces rejets peuvent être d’origine anthropique (industries, transports, chauffage…), agricole (utilisation d’engrais et de pesticides, élevage…) ou naturelle (émissions de la végétation, des sols…). Pour en savoir plus, consultez notre rubrique Inventaire d'émissions.

Inventaire des émissions de NO_x en 2017 par commune

La simulation numérique de la pollution consiste en une modélisation du transport, de la transformation et de la dispersion des polluants pour mieux comprendre les processus physico-chimiques qui se développent dans l’atmosphère.

Ces simulations sont effectuées au sein du système inter-régional AIRES et permettent en outre d’évaluer l’impact d’actions de réductions des émissions (mesures d’urgence, aménagements).

La pollution de proximité (panaches industriels, pollution urbaine) est simulée à l’aide de modèles de types gaussien (logiciel ADMS). Cette approche permet d’évaluer les contributions respectives des différentes sources sur un épisode de pollution de proximité.

La simulation de la pollution de proximité liée spécifiquement aux transports (à l’échelle de la rue) est effectuée à l’aide d’un outil semi-empirique (logiciel STREET) qui permet d’estimer la moyenne annuelle en polluants sur le réseau de transports d’une agglomération en fonction du trafic et de la typologie des axes routiers.

Exemple de simulation de panaches de pollution industrielle

Cartographie de la pollution de proximité automobile

Une prévision de la qualité de l’air permet d’informer sur les risques d’atteindre les seuils réglementaires le lendemain et fournit une tendance à 2 jours. Elle permet d'anticiper l'information de la population et offre aux autorités compétentes la possibilité de prendre des mesures préventives destinées à réduire les pics de pollution.

L’approche statistique (modèle CART) mise en œuvre depuis 1999 est basée sur l’analyse et la classification des paramètres corrélés aux épisodes de pollution à partir de l’historique du réseau de mesures.

L’approche déterministe (système AIRES) développée en 2003 repose sur la simulation des phénomènes qui conduisent à un épisode de pollution (transport, dispersion, dépôt, chimie des polluants atmosphériques). Il s’agit de calculs similaires et imbriqués à ceux effectués au niveau national (système PREV’AIR), mais réalisés à une échelle et à une résolution plus fine et mieux adaptée à l’information régionale.

La prévision pour la journée en cours et le lendemain des risques de dépassement des niveaux réglementaires en ozone est quotidiennement diffusée à 11 heures sur les Bouches-du-Rhône, le Var, le Vaucluse, les Alpes de Haute-Provence et les Alpes-Maritimes. Cette information est actualisée à 17h pour le lendemain et complétée par une prévision de l’indice ATMO sur les grandes villes de la région.

Depuis l'été 2004, le dispositif réglementaire prévoit pour l'ozone le déclenchement de mesures d'urgence sur prévision, ce qui renforce l'importance de ce savoir-faire.

Prévision régionale brute d'un épisode de pollution à l'ozone

La plateforme AIRES s'appuie largement sur des partenariats scientifiques au travers des programmes de recherche qui se déroulent sur la région, notamment ESCOMPTE (Expérience sur site pour COntraindre des Modèles de Pollution atmosphérique et de Transport d'Emissions).

Parmi les nombreux partenariats établis:

• Le modèle de prévision statistique CART (Classification And Regression Tree) a été développé en partenariat avec le GREQAM (Groupement de Recherche en Economie Quantitative d’Aix-Marseille),
• Les outils relatifs à l’inventaire régional des émissions de polluants sont élaborés par l’EPCA (Équipe de Physico Chimie de l'Atmosphère - Université de Strasbourg),
• Le modèle de prévision déterministe CHIMERE est développé au LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique - Institut Pierre Simon Laplace – CNRS Paris) et la mise en œuvre opérationnelle (2004 – 2005) a été confiée au bureau d’études ACRI ST (Sophia Antipolis),
• La modélisation de scénarios photochimiques est réalisée en collaboration étroite avec le LISA (Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques - Université Paris 12 – CRETEIL),
• Une assistance importante du LCSQA (Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air) est apportée pour le choix des partenaires et des outils à utiliser au sein de cette plate-forme.

Les outils mis en oeuvre dans la plateforme AIRES sont une sélection de modèles de simulation de la pollution atmosphérique, intégrés (données d'entrée communes, sorties compatibles et complémentaires) et validés à différents niveaux (programmes scientifiques comme ESCOMPTE, instances nationales de référence comme l'INERIS, autres AASQA...).

Ces outils sont imbriqués à la plateforme de prévision nationale PREV'AIR (conditions aux limites), afinant ainsi les résultats aux échelles régionales et infra-régionales. Les données aux limites, à l'échelle européenne, sont issues principalement du NCEP aux Etats-unis (météorologie) et de l'INERIS en France (chimie, système PREV'AIR).

La météorologie régionale est ensuite affinée à l'aide du modèle météorologique MM5, puis intégrée avec l'inventaire régional des émissions dans le modèle de transport-chimie CHIMERE pour fournir, entre autres, quotidiennement une prévision à deux jour des épisodes de pollution photochimique sur différentes zones des Régions Provence-Alpes-Côte d'Azur et Languedoc-Roussillon.

Schéma du fonctionnement de la plateforme AIRES