Rpduif ges2020 300511

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Rpduif ges2020 300511

  1. 1. ÉVALUATION DES IMPACTS DU PDUIFSUR LA QUALITÉ DE L’AIRET LES ÉMISSIONS DE GES EN 2020 Mai 2011
  2. 2. 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 2011Etude réalisée par :AIRPARIF - Surveillance de la Qualité de l’Air en Île-de-France7, rue Crillon 75004 PARIS – Tél. : 01.44.59.47.64 - Fax : 01.44.59.47.67www.airparif.asso.fr
  3. 3. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 2Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  4. 4. SOMMAIREGLOSSAIRE_______________________________________________________________________________________ 4I. RESUME ____________________________________________________________________________________ 5II. INTRODUCTION _____________________________________________________________________________ 6 II.1 Contexte de l’étude ____________________________________________________________________ 6 II.2 Objectifs des travaux ___________________________________________________________________ 6 II.3 Moyens mis en œuvre __________________________________________________________________ 8III. 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 ___________________________________________________ 23IV. 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 ____________________________________ 43V. 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 ____________________________________________ 71VI. 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 _________________________________________ 77VII. RESULTATS ET PERSPECTIVES _________________________________________________________________ 78 VII.1 Contexte _____________________________________________________________________________ 78 VII.2 Moyens mis en œuvre _________________________________________________________________ 78 VII.3 Résultats ______________________________________________________________________________ 79 VII.4 Perspectives __________________________________________________________________________ 80VIII. BIBLIOGRAPHIE ____________________________________________________________________________ 81 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 3 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  5. 5. GLOSSAIREADEME Agence de lEnvironnement et de la Maîtrise de lEnergieDRIEA Direction Régionale et Interdépartementale de l’Equipement et del’Aménagement Ile-de-FranceDREIF Direction Régionale de l’Equipement Ile-de-FranceDVD Direction de la Voirie et des Déplacements de la Ville de ParisIAU Ile-de-France Institut d’Aménagement et d’Urbanisme Ile-de-FranceOMS Organisation Mondiale de la SantéINRETS Institut National de recherche sur les transports et leur sécuritéPDUIF, PDU Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-FrancePPA Plan de Protection de l’AtmosphèrePRQA Plan, Régional de la Qualité de l’AirSRCAE Schéma Régional Climat Air EnergieSTIF Syndicat des Transports dÎle-de-FranceZAPA Zone d’Action Prioritaire pour l’AirCOPERT Computer programme to calculate emissions from road transportEGT Enquête Globale de TransportHEAVEN Healthier Environment through the Abatement of Vehicle Emissions and NoiseTMJA Trafic Moyen Journalier AnnuelVRU Voies Rapides UrbainesVP Véhicules ParticuliersVUL Véhicules Utilitaires LégersPL Poids-LourdsTC Bus et Cars2RM Deux-roues MotorisésIDF Ile-de-FrancePC Petite CouronneGC Grande CouronneNOx Oxydes d’azote (=NO+NO2)NO2 Dioxyde d’azotePM2.5 Particules de diamètre aérodynamique inférieur à 2.5 mPM10 Particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 mPMcoarse Particules de diamètre compris en 2.5 m et 10 mGES Gaz à Effet de SerreVL, Valeur Limite Niveau à atteindre dans un délai donné et à ne pas dépasser, et fixésur la base des connaissances scientifiques afin déviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs sur lasanté humaine ou sur lenvironnement dans son ensemble.OQ, Objectif de Qualité Niveau à atteindre à long terme et à maintenir, sauf lorsque cela nestpas réalisable par des mesures proportionnées, afin dassurer une protection efficace de la santéhumaine et de lenvironnement dans son ensemble. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 4 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  6. 6. I. RésuméDans le cadre de l’élaboration du Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France (PDUIF), élaboré parle 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 promouvoirles 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 objectifsvertueux, la Région Ile-de-France doit par ailleurs répondre aux besoins de mobilités qui accompagnentson développement économique et démographique.Airparif a accompagné le STIF dans l’élaboration du PDUIF en étudiant l’impact sur la qualité de l’air etles 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-de- France, 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 desvaleurs moyennes annuelles des concentrations en NO2, PM2.5 et PM10, selon une approche quiconsiste à combiner, en respectant le motif de décroissance des concentrations de polluants àdistance 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 lesystème HEAVEN qui permet de calculer les émissions liées au trafic routier.Les résultats obtenus ont été comparés d’une part, aux valeurs réglementaires relatives auxconcentrations moyennes annuelles de particules PM10 et PM2.5 et de dioxyde d’azote NO2, afind’évaluer leur respect à l’horizon 2020 ; et, d’autre part, à l’objectif de réduction des émissions de gaz àeffet de serre (GES) de 20 % à l’horizon 2020 mentionné par loi n° 2009-967 du 3 août 2009 deprogrammation relative à la mise en œuvre du Grenelle de lenvironnement.L’évaluation de la qualité de l’air à l’horizon 2020 met en évidence une diminution forte des émissionsde 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 retenusuite aux travaux menés dans le cadre du PDUIF - permet un gain supplémentaire estimé de 1 à 2 pointsde pourcentage en termes de nombre de personnes potentiellement exposées à des dépassementsde valeurs limites pour le NO2, soit de l’ordre de 30 à 40 000 personnes sur Paris et de 80 à 100 000personnes 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’ensemblede l’Ile-de-France : près de la moitié (respectivement un cinquième) de la superficie de Paris seraitencore 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 actionssupplémentaires visant l’ensemble des sources d’émissions ; c’est le sens des actions prévues par le Planparticules ; 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 non-respect prévu des valeurs limites réglementaires est lié, en particulier, à l’augmentation de la part dece polluant dans les émissions de NOx : la majorité des filtres à particules équipant les véhicules dieselparticuliers ou utilitaires les plus récents, s’ils diminuent les émissions de particules, augmentent ce ratioNO2/NOx.Sous le scénario de travail, les émissions de CO2 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, de l’ordre de 17 % (contre 12 % sous le scénario du statu quo) relativement aux émissions deCO2 en 2005. Le scénario finalement retenu suite aux travaux menés dans le cadre du PDUIF, plusambitieux que le scénario de travail en termes d’évolution du trafic, devrait selon toute probabilitépermettre 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). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 5 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  7. 7. II. Introduction II.1 Contexte de l’étudeLe Plan de Déplacements Urbains d’Ile-de-France (PDUIF), élaboré par le Syndicat des Transports d’Ile-de-France (STIF) pour le compte des collectivités qui le constituent, a pour objet d’organiser lestransports de voyageurs et de marchandises en Ile-de-France d’ici à 2020. Il doit assurer un équilibredurable entre mobilité d’une part, protection de l’environnement et de la santé d’autre part. Enparticulier, le PDUIF doit favoriser les modes de déplacements les moins polluants et les moinsconsommateurs d’énergie et préciser les mesures d’aménagement et d’exploitation à mettre enœuvre.Le premier PDUIF adopté en 2000 a fait l’objet d’une évaluation par le STIF en 2007, qui a abouti à samise en révision et à l’élaboration d’un nouveau PDUIF.Conformément à la réglementation européenne et nationale1, le PDUIF doit faire l’objet avant sonadoption d’une évaluation environnementale. C’est pourquoi l’évaluation des impacts des actionsenvisagées a été réalisée. Dans ce contexte, Airparif s’est vue confier l’évaluation de la qualité de l’airet des émissions de GES et de l’impact du PDUIF sur celles-ci à l’horizon 2020. La démarche a étémenée de façon itérative avec le STIF, celui-ci ayant souhaité disposer dans un premier tempsd’éléments sur les évolutions tendancielles de la qualité de l’air en Ile-de-France afin, dans undeuxième 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 leMinistère chargé de l’Environnement, Airparif dispose d’un panel d’outils pour effectuer cettesurveillance et mener des études rétrospectives ou prospectives sur l’état de la qualité de l’air en Ile-de-France. 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 travauxL’objectif est d’évaluer l’état de la qualité de l’air et des émissions de GES sur l’ensemble du territoired’Ile-de-France à l’horizon 2020 et selon différentes hypothèses relatives à l’évolution desdéplacements : évolution du trafic routier en volume, évolution de la composition du parc roulant devéhicules, etc.L’année de référence (« cas de base ») par rapport à laquelle est jugée l’évolution de la qualité de l’airen 2020, est l’année 2005. On se place à météorologie constante : l’objectif n’est pas de prédire ce quise passera en 2020, mais d’étudier l’évolution de la qualité de l’air à l’horizon 2020, en tendanciel etsous l’effet de mesures volontaristes prises, toutes choses égales par ailleurs. Du point de vuemétéorologique, 2005 est une année plutôt favorable à la dispersion des polluants.Les concentrations moyennes annuelles de NO2, PM2.5 et PM10 sont comparées aux valeursréglementaires. Ces dernières sont rappelées dans le tableau suivant.1 Directive européenne 2001/42/CE relative à l’évaluation des incidences de certains plans etprogrammes sur l’environnement, transposée en droit français par lordonnance du 3 juin 2004 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 6 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  8. 8. Polluant Valeurs limites2 en Objectifs de qualité2 Objectifs de qualité2 moyennes annuelles réglementaires en spécifiques du PRQA moyennes annuelles (horizon 2015) en moyennes annuellesNO2 Depuis le 01/01/2010 : 40 g/m3 Pas d’objectif 40 g/m3 spécifiquePM10 Depuis le 01/01/2005 : 30 g/m3 25 g/m3, pour tendre 40 g/m3 vers les préconisations de l’OMS établies à 20 g/m3PM2.5 A partir du 01/01/2015 : 10 g/m3 15 g/m3, pour tendre 25 g/m3, cette valeur vers les préconisations est augmentée des de l’OMS établies à 10 marges de g/m3 dépassement pour les années antérieures, par ex. 28 g/m3 pour 2011Les critères nationaux de qualité de lair sont définis dans le Code de lenvironnement (articles R221-1 àR221-3). Le dernier décret en date a permis de transposer la directive 2008/50/CE du Parlementeuropéen 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 aumoment 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 deréduction de 20 %3, dans le domaine des transports, des émissions de GES affiché par la loi n° 2009-967du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de lenvironnement.Deux scénarios sont étudiés : - un scénario dit « du statu quo », qui prend en compte l’évolution du trafic routier en Ile-de- France, 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 actionsinscrites au PDUIF soient mises en œuvre et qui se traduit par une diminution du trafic des véhiculesparticuliers et deux-roues motorisés de l’ordre de 2 %. Seules les émissions de GES ont été calculées pource scénario.2 Voir en Glossaire la définition de la Valeur Limite et de l’Objectif de Qualité3 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 transportscollectifs 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. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 7 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  9. 9. II.3 Moyens mis en œuvrePour chacun des scénarios étudiés, le calcul des concentrations de polluants a été mené selon leprincipe 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 tendancesobservées 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 endeux 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, enrespectant 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 devalidation de cette méthodologie sont décrits dans la partie III ; les éléments de construction desscénarios 2020 dans la partie IV. L’évolution 2005 – 2020 de la qualité de l’air et en termess de respectdes valeurs réglementaires est analysée dans la partie V. L’évolution 2005 – 2020 des émissions de GESpar rapport aux objectifs de réduction des émissions du Grenelle de l’environnement (loi n° 2009-967 du3 août 2009) est analysée dans la partie VI. Les conclusions et les travaux à venir sont présentés enpartie VI. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 8 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  10. 10. III. Méthodologie de cartographie des concentrations de cartographiepolluants en Ile-de de-FranceL’approche utilisée pour estimer les concentrations en NO2, PM2.5 et PM10 consiste à utiliser des outilsde modélisation et de cartographie des concentrations. Elle est illustrée ici dans le cas particulier del’année de référence choisie, 2005. Les paramètres et les processus influençant les niveaux de pollutionsont pris en compte de manière simplifiée mais la plus explicite possible : trafic, émissions - en particulierémissions du trafic, météorologie, diffusion des polluants. III.1 Méthodologie générale énéraleLa méthodologie utilisée repose sur l’hypothèse d’additivité des niveaux de fond et ceux relevés enproximité du trafic ou sous l’influence directe de ce dernier, représentée de manière schématique dansla Figure 1. Figure 1 Principe général de l’approche par modélisation et cartographie des niveaux de polluantsLa définition retenue pour la notion de « fond » et de « proximité au trafic » est celle du guide del’ADEME relatif à la classification des stations de surveillance de la qualité de l’air (ADEME, 2002).Type de DéfinitionzoneFond « (…) La station ne se trouve pas sous l’influence dominante ou prépondé prépondérante d’uneurbain 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 d’un axe de T delà Trafic Moyen Journalier Annuel (TMJA) ≥ 70000 véhicules/jour (distance décroissa décroissante avec les TMJA)Proximité Jusqu’à 5 mètres d’un axe de TMJA ≥ 10000 véhicules/jour ou de type « canyon »au traficLe terme « zone influencée » désigne toute zone intermédiaire située entre le fond urbain et la proximitéau trafic. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile Ile-de-France 9 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  11. 11. Les concentrations sur l’ensemble de l’Ile-de-France sont déterminées par des méthodes géostatistiquesà partir des données mesurées pour les concentrations de fond ; l’estimation des émissions du traficroutier sur le réseau routier francilien puis la modélisation à l’aide du logiciel STREET permettentd’évaluer les concentrations au droit des axes ; les concentrations des zones influencées sont calculéesen appliquant les lois de décroissance des niveaux au voisinage des axes déterminées empiriquementpour 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 desstations. Par la méthodologie utilisée, la concentration moyenne annuelle des polluants liés au traficroutier peut être évaluée en tout point de l’agglomération. III.2 Détermination des concentrations de fondLes concentrations en situation de fond sont évaluées à l’aide d’outils géostatistiques (tels que le co-krigeage) à partir des observations du réseau de mesure (concentrations de NO2, PM2.5 et PM10) etdes données spatialisées d’émissions. L’outil géostatistique constitue un moyen classiquement utilisépour estimer à partir des mesures issues du réseau fixe ou de campagnes ponctuelles la répartitionspatiale de la pollution de l’air et pour produire des cartographies des polluants atmosphériques auxéchelles 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 dune 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 particulesEn 2005, la méthode de mesure de PM10 en Ile-de-France et plus généralement en France était lamesure TEOM (pour Tapered Element Oscillating Microbalance). Or, cette méthode sous-estime lesconcentrations de PM10 mesurées, du fait de l’évaporation de certaines espèces semi-volatilesprésentes dans les particules. Depuis le 1er janvier 2007, le TEOM / FDMS (pour Filtered DynamicsMeasurement System) est à utiliser en France comme méthode de mesure de référence des PM10 : cetappareil permet de prendre en compte la part volatile des particules. Sur la base d’un historique desdeux 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 comprisentre 23 et 33 %, et vaut en moyenne 30 %. (Consulter à ce sujet les Bilans 2008, 2009 et 2010 de laqualité 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 desconcentrations annuelles de fond de PM10 a été estimée pour l’année 2005, en corrigeant par unfacteur 1.3 les mesures TEOM de PM10 disponibles, ceci afin de prendre en compte l’écart entre lesdeux méthodes de mesure, en moyenne annuelle.Nota Bene : les cartes 2005 officielles émises par Airparif sont basées sur la méthode de référence àcette date, soit la mesure TEOM.Dans le cas des PM2.5, pour la même raison, un écart existe entre mesures TEOM et TEOM / FDMS. Cetécart est compris entre 19 et 50 % selon les sites et les années. Pour les travaux PDUIF, le mêmecoefficient correctif (1.3) a été appliqué aux concentrations annuelles de PM2.5 disponibles en fondpour 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 fondde PM2.5 pour l’année 2005, les mesures de PM2.5 ont été déduites des mesures de PM10 enappliquant un ratio PM2.5 / PM10 de 0.66 (cf. Bilan 2008). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 10 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  12. 12. 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 précisequelles stations mesurent quel(s) composé(s). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 11 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  13. 13. III.3 Modélisation des concentrations en proximité au trafic routierEstimation des émissions du trafic routier : le système HEAVENLes données d’émissions du trafic routier produites à Airparif sont issues de la chaîne de calculdéveloppée dans le cadre du projet européen HEAVEN6 en collaboration avec la DVD de la Ville deParis 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 prenden compte les deux sens de circulation). Ce réseau modèle représente le réseau structurant, c’est-à-dire 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 HEAVEN6 http://www.AIRPARIF.asso.fr/page.php?rubrique=modelisation&article=heaven. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 12 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  14. 14. 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 origine- destination 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 appartenanceà 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’émissionsCOPERT diffèrent en fonction de la cylindrée et de la norme technologique du véhicule considéré (quidépend de son âge). Dans COPERT4, dernière version disponible, les facteurs d’émissions sont fournispour 220 catégories de véhicules. A titre d’exemple, la Figure suivante présente les facteurs d’émissionde NOx en fonction de la vitesse, pour les véhicules essence de faible puissance et différentes normesEuro. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 13 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  15. 15. 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-98-69- EEC_etape_2000 0,5 Euro_IV-98-69- EEC_etape_2005 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 1.4lLa 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 desvéhicules-kilomètres parcourus pendant l’heure considérée), pour les jours ouvrés, les samedis et lesdimanches, et pour chaque type d’axe (axe en centre-ville, axe urbain dégagé, autoroute) du réseauroutier 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 motorisésDans le système HEAVEN, le parc roulant et son évolution au cours du temps sont construits pour lesvoies de type urbain sur la base d’enquêtes de la Ville de Paris et de boucles de comptages SIREDOpour les voies routières et autoroutières.Par ailleurs, la composition du parc roulant technologique provient des travaux récents del’INRETS/ADEME (2004, mise à jour 2008 communiquée par l’INRETS). La Figure 6 présente le parc roulanttechnologique considéré pour l’année 2005. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 14 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  16. 16. VP 2005 Die_Euro_IV Die_Euro_V Ess_Pre-Euro VUL 2005 1% Ess_Tous 8% 8% 2% Die_Pre-Euro Ess_Euro_I 17% 10% Ess_Euro_II Die_Euro_III 10% Die_Euro_III 25% 34% Die_Euro_I Ess_Euro_III 21% 14% Die_Euro_II Ess_Euro_IV 26% Die_Euro_II 1% 10% Die_Euro_I Die_Pre-Euro 8% 5%PL 2005 Pre-Euro_I TC 2005 7% Euro_I 10% Pre- Euro_I Euro_III 17% Euro_III 35% Euro_I 41% 11% Euro_II Euro_II 42% 37% AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 15 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  17. 17. 2RM 2005 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 Euro_II normes. 22% Pre-Euro_I Le parc roulant de Véhicules Utilitaires Légers est constitué dans sa presque 25% 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 Euro_I normes Euro II (41 % ; resp. 35 %) et III (42 % ; resp. 37 %). 53% 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) AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 16 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  18. 18. Les données de température, nécessaires pour évaluer les émissions « à froid » sont les données ARPEGEde 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 lacombustion sont considérées se produire sous forme de PM2.5. Celles liées à l’abrasion sont considéréescomme des PMcoarse (i.e. les particules de diamètre compris en 2.5 m et 10 m).Les cartes des émissions du trafic routier obtenues pour les NOx, PM2.5 et PM10 pour l’année 2005, sontprésentées en Figure 7, Figure 8 et Figure 9. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 17 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air et les émissions de GES en 2020
  19. 19. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 18 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  20. 20. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 19 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  21. 21. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 20 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  22. 22. Modélisation des concentrations en proximité du trafic routierLa modélisation de rue permet de renseigner les concentrations moyennes annuelles en NOx, PM2.5 etPM10 en situation de proximité immédiate au trafic (« au droit des axes routiers ») grâce à l’utilisation dulogiciel STREET. Celui-ci permet dévaluer de manière simple les concentrations moyennes annuelles depolluants 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 parle Ministère de l’environnement du Land Baden-Wurttemberg en Allemagne. Elles reposent sur la miseen œuvre de nombreuses simulations 3D menées à l’aide du modèle MISKAM dans différentesconfigurations : 98 types de rues et de carrefours, 30 situations météorologiques, pour des émissionsnormalisées. 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 validationont 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 etdisponibles au sein de la base de données de concentrations. Les données d’émissions du trafic surl’ensemble du réseau routier francilien utilisées dans le cadre de la présente étude sont issues dusystème HEAVEN, décrit dans le paragraphe précédent.Le logiciel STREET ne tient pas compte des phénomènes locaux qui pourraient intervenir dans desportions complexes de rue (décrochements dans la continuité du bâti). Ainsi, une concentrationmoyenne est affectée à l’ensemble de la portion d’axe considérée. Le logiciel estime par ailleurs lesconcentrations 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 queHO2, RO2 (où R désigne un radical carboné).Le logiciel STREET ne permet d’estimer que des concentrations d’espèces primaires passives. Aucuneréaction chimique n’est prise en compte dans cet outil. Par conséquent, ce logiciel permet d’estimerles concentrations annuelles de NOx. A partir des concentrations de NOx « au droit des axes » évaluéespar le logiciel STREET, on déduit les concentrations moyennes annuelles de NO2 en appliquant un ratioNO2/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 lamême manière de connaître le rapport NO2/NOx. La démarche suivie pour l’estimation de ce ratio àl’horizon 2020 est explicitée au paragraphe 0. III.4 Calcul des concentrations en zone influencéeLes concentrations de polluants des zones influencées, intermédiaires entre la proximité immédiate et lefond urbain, sont calculées par modélisation empirique de la décroissance des niveaux. Les lois dedécroissance sont déterminées notamment sur la base de campagnes de mesure temporaires réaliséespar Airparif (Airparif, 2004 ; Airparif, 2006 ; Airparif, 2008a) ; elles dépendent du degré d’urbanisation. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 21 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  23. 23. III.5 Limites de la méthode et éléments de validationComme dans tout exercice de modélisation, les résultats cartographiques présentent des limites liées àla nécessaire simplification des environnements modélisés (en particulier en milieu urbain) et auximprécisions sur les données d’entrée (variations spatio-temporelles des champs météorologiques parexemple ; précision du géoréférencement des sources d’émissions (réseau routier) en particulier pourles 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 moyensannuels modélisés et des mesures, disponibles pour les stations permanentes et des campagnes demesures par tube passif.Evaluation de la méthodologie pour le NO2Pour le NO2, la comparaison des concentrations moyennes annuelles - calculées avec la méthodologieexposée précédemment - avec les observations mesurées sur les stations de fond (respectivement enproximité au trafic) est présentée en Figure 10 (resp. Figure 11, sous la forme d’un « scatterplot » (oudiagramme de dispersion). Pour l’établir, 180 (resp. 126) couples de données observées etcartographiées en situation de fond (resp. de proximité au trafic) sur plusieurs années ont été utilisés. 70 65 60 55 50 45 40 35 Obs vs Carto 30 25 y=x 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70Figure 10 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de NO2 modélisées avec les observations 3 en fond (concentrations en µg/m ) AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 22 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  24. 24. 120 100 80 60 Obs vs Carto y=x 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120Figure 11 Comparaison des concentrations moyennes annuelles de NO2 modélisées avec les observations 3en proximité au trafic (concentrations en µg/m )Des différences importantes peuvent être notées sur certains sites de fond, toutefois la grande majoritédes écarts relevés est inférieure à 30 % : plus de 90 % des écarts sont compris entre -9 et +29 %. Enmoyenne, le biais « Carto – Obs » est égal à +9 % (6 % si l’on ne tient pas compte des couples de pointsles 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 législationeuropéenne (Directive 2008/50/CE). Cette Directive est la seule référence réglementaire européennequi impose un objectif de qualité des données modélisées en termess d’incertitude7. Pour le NO2, cetteincertitude est de 30 % sur les moyennes annuelles.En ce qui concerne les sites de proximité au trafic, des différences importantes peuvent être notées surcertains points, toutefois la grande majorité des écarts relevés (sur 87 % des points exactement) estinférieure à 30 %. En moyenne, le biais « Carto – Obs » est égal à -6 % (-2 % si l’on ne tient pas comptedes 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 PMNous présentons la comparaison des concentrations moyennes annuelles en PM10 - calculées avec laméthodologie exposée précédemment - en fond (Figure 12) et en proximité au trafic (Figure 13). Pourétablir les « scartter plots » présentés, 61 (resp. 20) couples de données observées et cartographiées ensituation 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 deconcentration mesurés et calculés de 90 % des points de surveillance particuliers, sur la périodeconsidérée pour la valeur limite (ou la valeur cible dans le cas de l’ozone), sans tenir compte de lachronologie des événements. L’incertitude pour la modélisation doit être interprétée comme étantapplicable dans la plage de la valeur limite (ou de la valeur cible dans le cas de l’ozone). Les mesuresfixes qui ont été sélectionnées à des fins de comparaison avec les résultats de la modélisation sontreprésentatives de l’échelle couverte par le modèle. ». AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 23 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  25. 25. 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 ; cecis’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 %. Enmoyenne, les résultats cartographiés sous-estiment les observations en proximité au trafic de l’ordre de10 %.Ces écarts respectent les objectifs de qualité des données modélisées imposés par la législationeuropéenne (Directive 2008/50/CE) : cette incertitude est de 50 % sur les moyennes annuelles pour lesparticules.Les limites de l’approche adoptée en proximité au trafic pouvant expliquer ces écarts sont enparticulier la prise en compte uniquement des émissions primaires sans tenir compte de la remise ensuspension. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 24 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  26. 26. IV. Les émissions de polluants en Ile-de-France en 2020 IV.1 Les scénarios étudiés à l’horizon 2020Deux 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-de- France, en l’absence de toute action permettant un accroissement du report modal4 ainsi que l’évolution prévisible du parc technologique résultant de l’application des normes 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 tableauci-dessous par rapport à 2005. Mode Scénario du statu quo Scénario de travail + 8,1 % au global IDF + 8,1 % au global IDFTrafic Tous Hausse répartie 70 % sur Voie Rapide Hausse à répartir 70 % sur VRU / 30 % horsexterne Urbaine (VRU) / 30 % hors VRU VRU + 10,6 % au global IDF Stable au global IDF VP Répartis par secteur selon résultats Répartis par secteur selon résultats Antonin Antonin + 10,6 % au global IDF Stable au global IDF 2RM Répartis par secteur selon résultats Stable sur chaque brin en valeur absolue Antonin (idem VP)Traficinterne Stable au global IDF Stable au global IDF PL Stable sur chaque brin en valeur Stable sur chaque brin en valeur absolue absolue + 10,6 % au global IDF Stable au global IDF VUL + 10,6 % sur chaque brin Stable sur chaque brin en valeur absolue TC Stable au global IDF Stable dans Paris8Estimation 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. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 25 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  27. 27. Stable sur chaque brin en valeur + 20 % sur chaque brin en banlieue sauf absolue sur autoroute/Boulevard Périphérique Tableau 1 Hypothèses de construction des scénarios trafic pour 2020Chaque scénario est défini par une évolution du trafic (déclinée en trafic externe et trafic interne) sur larégion. Le trafic externe correspond à la somme du trafic d’échange (c’est-à-dire le trafic dont l’origineest 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 traficinterne (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 surl’évolution globale attendue de la population et des emplois sur l’Ile-de-France entre 2005 et 2020, àsavoir +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 chaquezone 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 envoiture particulière en Ile-de-France entre 2006 et 2020 dans le scénario PDUIF9. Cette baisse globale sedécline 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 lachaîne de modélisation des émissions du système HEAVEN, sous forme de corrections apportées autrafic 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 traduitpar une diminution, par rapport au scénario de travail, de 2 % du trafic des véhicules particuliers et desdeux-roues motorisées. Ce scénario a été finalisé suite, notamment, aux travaux d’Airparif. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 26 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  28. 28. En dehors des hypothèses sur le trafic, les hypothèses communes aux deux scénarios et nécessairespour 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. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 27 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  29. 29. Ess_Euro_IVVP 2020 Ess_Pre- Euro_III 2% Ess_Euro_V VUL 2020 3% Ess_Tous Die_Pre- 1% 0% Ess_Euro_VI Euro_III 3% 5% Die_Pre- Die_Euro_IV Euro_III 13% 4% Die_Euro_VI Die_Euro_IV 44% 12% Die_Euro_VI Die_Euro_V Die_Euro_V 51% 31% 31%PL 2020 TC 2020 Pre-Euro_III 3% Euro_IV Pre-Euro_II 11% 6% Euro_III 14% Euro_IV Euro_VI Euro_V 13% 55% 31% Euro_V 67% AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 28 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  30. 30. 2RM 2020 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 Euro_II normes. 26% 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 Poids- Euro_III Lourds, ils sont réalisés par des véhicules de normes Euro V (31 %) et VI 74% (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) AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 29 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  31. 31. • 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 calculssont présentés dans les paragraphes suivants. IV.2 Le trafic en 2020Dans la Figure 16, les évolutions du trafic total – toutes catégories confondues - entre 2005 et l’année 2020sont présentées pour les deux scénarios considérés. Dans cette figure, le trafic total 2005 en Ile-de-France estramené à 100. 2005 Trafic total Statu quo 2020 Travail 2020 120 100 80 60 40 20 0 75 PC GC IDF Δstatu quo 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 30 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  32. 32. Les deux scénarios 2020 se distinguent par l’évolution du trafic sur Paris et en Petite couronne : le traficaugmente sous le scénario du statu quo sur ces deux zones géographiques, tandis qu’il diminue sous lescénario 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 lamanière 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, trèsmodérément (+2 %) relativement au trafic en 2005. Cette augmentation globale se décline de lamanière suivante : -2 % sur Paris ; -3 % sur la Petite Couronne ; de l’ordre de +4 % pour la GrandeCouronne.Ponctuellement, sur certains axes, le trafic total varie entre -20 et +15 % sous le scénario de travail ; entre0 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 % dutrafic routier (5 % sur Paris ; 12 % sur la Petite Couronne et 6 % sur la Grande Couronne). IV.3 Les émissions de NOxA titre de référence, les cartes de la Figure 7 présentent les émissions de NOx liées au trafic routier en2005 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 et2020. Dans cette figure, la somme régionale des émissions de NOx 2005 liées au trafic routier estramenée 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 31 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  33. 33. 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 lesémissions de NOx calculées pour les scénarios : ∆statu quo (resp. ∆travail) désigne la différence en valeurabsolue entre les émissions calculées pour le scénario du statu quo (resp. de travail) et les émissions 2005Les Figure 18 et Figure 19 présentent l’évolution des émissions linéaires de NOx liées au trafic routierentre 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-de-France, de presque 60 % relativement aux émissions de NOx en 2005 ; cette baisse est liée à l’évolutiontechnologique du parc roulant, qui s’additionne à, ou contrebalance partout l’évolution locale dutrafic. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur Paris, la Petite et laGrande Couronne (entre -57 et -60 %).Sous le scénario de travail, les émissions de NOx diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, d’un peu plus de 60 % relativement aux émissions de NOx en 2005. Cette diminution globale sedécline sur Paris (-59 %), la Petite Couronne (-63 %) et la Grande Couronne (-61 %) avec une plusgrande 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 detravail ; 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 lesémissions de NOx et de NO2 liées au trafic routier (4 % sur Paris et la Grande Couronne et 8 % sur la PetiteCouronne). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 32 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  34. 34. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 33 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  35. 35. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 34 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  36. 36. IV.4 Les émissions de PM10A titre de référence, les cartes de la Figure 9 présentent les émissions de PM10 liées au trafic routier en2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.Dans la figure suivante, on présente l’évolution des émissions de PM10 liées au trafic routier entre 2005 et2020. Dans cette figure, la somme des émissions de PM10 2005 liées au trafic routier est ramenée à 100. 2005 Emissions de PM10 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 75 PC GC IDF -10,00 -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 couronne, pour l’année 2005 et les scénarios du statu quo et de travail ; en bas : différences sur lesémissions 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 2005Les Figure 21 et Figure 22 présentent l’évolution des émissions linéaires de PM10 liées au trafic routierentre 2020 et 2005, en pourcentage relativement aux émissions linéaires de 2005 présentées en Figure 9. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 35 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  37. 37. Sous le scénario du statu quo, les émissions de PM10 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, de presque 60 % relativement aux émissions de PM10 en 2005 ; cette baisse est liée à l’évolutiontechnologique du parc roulant qui s’additionne à, ou contrebalance partout l’évolution locale dutrafic. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène sur Paris, la Petite et laGrande Couronne (entre -58 et -60 %).Sous le scénario de travail, les émissions de PM10 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, d’un peu plus de 60 % relativement aux émissions de PM10 en 2005. Cette diminution globale sedécline 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.Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail se traduit par un gain de 4 % sur lesémissions de PM10 liées au trafic routier (3 % sur Paris et la Grande Couronne et 8 % sur la PetiteCouronne). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 36 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  38. 38. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 37 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  39. 39. Différence d’émissions de PM10 (en %) Figure 22 Evolution des émissions de PM10 en 2020, sous le scénario de travail, relativement aux émissions 2005 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 38 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  40. 40. IV.5 Les émissions de PM2.5A titre de référence, les cartes de la Figure 8 présentent les émissions de PM25 liées au trafic routier en2005 en Ile-de-France, ainsi qu’un zoom sur la Petite Couronne.Dans la figure suivante, on présente l’évolution des émissions de PM2.5 liées au trafic routier entre 2005et 2020. Dans cette figure, la somme des émissions de PM2.5 2005 liées au trafic routier est ramenée à100. 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 couronne, pour l’année 2005 et les scénarios du statu quo et de travail ; en bas : différences sur les 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 39 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  41. 41. Les Figure 24 et Figure 25présentent l’évolution des émissions linéaires de PM2.5 liées au trafic routierentre 2020 et 2005, en pourcentage relativement aux émissions linéaires de 2005 présentées cartes enFigure 8.Sous le scénario du statu quo, les émissions de PM2.5 diminuent globalement sur l’ensemble de l’Ile-de-France, de presque 85 %. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène surParis, 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-de-France, de plus de 85 %. Cette diminution globale se décline de façon relativement homogène surParis, 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 detravail ; entre -80 et -85 % sous le scénario du statu quo.Par rapport au scénario du statu quo, le scénario de travail se traduit par un gain de 6 % sur lesémissions de PM2.5 liées au trafic routier (4-5 % sur Paris et la Grande Couronne et 10 % sur la PetiteCouronne). AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 40 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  42. 42. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 41 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  43. 43. 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 AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 42 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  44. 44. IV.6 Des gains d’émissions plus faibles que ceux du traficEntre deux scénarios, l’évolution relative des émissions est liée, d’une part, à l’évolution relative dunombre 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 sontprésentés dans le tableau récapitulatif suivant : on constate que les gains de trafic entre les deuxscénarios ne se répercutent pas à l’identique sur les émissions de polluants.Ecart scénario de Trafic Emissions de Emissions de Emissions detravail / statu quo NOx PM10 PM2.5Paris -5 % -4 % -3 % -4-5 %Petite couronne (PC) -12 % -8 % -8 % -10 %Grande Couronne -6 % -4 % -3 % -4-5 %(GC)Ile-de-France (IDF) -7 % -5 % -4 % -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 quoDans la suite, la façon dont l’évolution du parc roulant entre les deux scénarios considérés affectel’évolution des émissions est étudiée. Le tableau suivant présente de manière qualitative sur chacunedes zones l’évolution du parc roulant moyen résultant des hypothèses de trafic du Tableau 1 sous lesscénarios du statu quo et de travail. Paris Evolution PC Evolution GC Evolution VP VP + VP VUL VUL VUL PL PL PL TC TC TC 2R 2R 2RTableau 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 leparc 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 bienplus 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 adonc pour effet une augmentation du facteur d’émission de NOx moyen ; cet effet va donc à l’opposéde celui du trafic : les émissions de NOx diminuent avec le trafic (qui est à la baisse entre le scénario dustatu 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 fontque 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 étécalculé. 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 estcalculé en prenant en compte la composition du parc roulant par zone. L’écart relatif sur le facteurd’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. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 43 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020
  45. 45. Facteur d’émission moyen de NOx Paris Petite Grande 16km/h Couronne Couronne 23km/h 34km/h FE statu quo 0,58 0,52 0,44 FE travail 0,58 0,51 0,43 Ecart entre les FE 1% 2% 2%Sur la base de ces calculs, on conclut que l’évolution de la composition du parc roulant entre lesscénarios du statu quo et de travail induit entre ces scénarios un écart relatif sur les émissions de NOxcompris entre +1 % et +2 %, ce qui est cohérent avec les valeurs du Tableau 2. AIRPARIF – Surveillance de la qualité de l’air en Ile-de-France 44 Evaluation des impacts du PDUIF sur la qualité de l’air en 2020

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