Des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes - Cadastre 2000-2008 Méthodologie et résultats

 
Des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes - Cadastre 2000-2008 Méthodologie et résultats
Cadastre 2000-2008
des émissions atmosphériques
      en Rhône-Alpes

     Méthodologie et résultats

                                 Janvier 2011
Des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes - Cadastre 2000-2008 Méthodologie et résultats
Les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air de la Région Rhône-Alpes
(AASQA), l'Air de l'Ain et des Pays de Savoie, ATMO Drôme-Ardèche, COPARLY, ASCOPARG,
SUPAIR et AMPASEL font partie du dispositif français de surveillance et d’information de la
qualité de l’air. Leur mission s’exerce dans le cadre de la loi sur l’air du 30 décembre 1996 et
de ses décrets d’application notamment le décret 98-361 du 6 mai 1998 relatif à l’agrément
des organismes de surveillance de la qualité de l’air.

A ce titre et compte tenu du statut d’organisme non lucratif, les AASQA de Rhône-Alpes sont
garantes de la transparence de l’information sur le résultat de ses travaux.

Conditions de diffusion :

•   Les données recueillies tombent dès leur élaboration dans le domaine public. Le rapport
    d’étude est mis à disposition sur www.atmo-rhonealpes.org, un mois après validation
    interne.
•   Les données contenues dans ce document restent la propriété de l’association. Données
    non rediffusées en cas de modification ultérieure des données.
•   Toute utilisation partielle ou totale de ce document doit faire référence aux associations
    en termes de «l'Air de l'Ain et des Pays de Savoie, ATMO Drôme-Ardèche, COPARLY,
    ASCOPARG, SUPAIR et AMPASEL (Version 2011-1) Cadastre 2000-2008 des émissions
    atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats ».
•   les AASQA de Rhône-Alpes ne sont en aucune façon responsables des interprétations et
    travaux intellectuels, publications diverses résultant de ses travaux et pour lesquels
    aucun accord préalable n’aurait été donné.

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Sommaire

1. Introduction .......................................................................................................... 4
  1.1.    HISTORIQUE .......................................................................................................................................... 4
  1.2.    OBJECTIFS............................................................................................................................................. 4
  1.3.    CARACTERISTIQUES DE L'INVENTAIRE .................................................................................................. 5
    Domaine, années et polluants pris en compte ................................................................................................. 5
    Sources émettrices ........................................................................................................................................... 6
    Résolution spatiale .......................................................................................................................................... 6
2. Méthodologie générale .......................................................................................... 7
  2.1.    APPROCHE TOP/DOWN ET BOTTOM/UP .................................................................................................. 7
  2.2.    COLLECTE DES DONNEES D’ENTREE...................................................................................................... 8
    Données d’activités ......................................................................................................................................... 8
    Facteurs d’émissions ....................................................................................................................................... 8
  2.3.    OUTIL INFORMATIQUE .......................................................................................................................... 8
  2.4.    DE L’INVENTAIRE COMMUNAL AU CADASTRE KILOMETRIQUE .............................................................. 9
  2.5.    VALIDATION ....................................................................................................................................... 10
  2.6.    INCERTITUDES .................................................................................................................................... 10
3. Méthodologie par secteur d’activité .................................................................... 11
  3.1.    INDUSTRIE, ENERGIE ET DECHETS ....................................................................................................... 11
  3.1.1.  INDUSTRIE MANUFACTURIERE ............................................................................................................ 11
  3.1.2.  PRODUCTION, TRANSFORMATION ET DISTRIBUTION D’ENERGIE .......................................................... 12
  3.1.3.  TRAITEMENT DES DECHETS ................................................................................................................. 12
  3.2.    SECTEUR RESIDENTIEL ........................................................................................................................ 13
  3.3.    SECTEUR TERTIAIRE ............................................................................................................................ 15
  3.4.    SECTEUR DES TRANSPORTS ................................................................................................................. 17
  3.4.1.  TRANSPORT ROUTIER .......................................................................................................................... 17
  3.4.2.  LE TRAFIC FERROVIAIRE ..................................................................................................................... 20
  3.4.3.  LE TRAFIC AERIEN............................................................................................................................... 21
  3.4.4.  LE TRAFIC FLUVIAL............................................................................................................................. 23
  3.5.    SECTEUR AGRICOLE ET EMISSIONS NATURELLES ................................................................................ 23
  3.5.1.  AGRICULTURE/SYLVICULTURE ........................................................................................................... 23
  3.5.2.  LES SOURCES BIOGENES ...................................................................................................................... 27
4. Résultats ............................................................................................................. 28
  4.1.    SUBSTANCES RELATIVES A L’ACIDIFICATION, L’EUTROPHISATION ET A LA POLLUTION PHOTOCHIMIQUE
          28
  4.2.    LES PARTICULES EN SUSPENSION ........................................................................................................ 29
  4.3.    LES HYDROCARBURES AROMATIQUES POLYCYCLIQUES ...................................................................... 31
  4.4.    LES METAUX LOURDS ......................................................................................................................... 33
  4.5.    LES DIOXINES ET FURANES.................................................................................................................. 35
  4.6.    LES GAZ A EFFET DE SERRE ET LA CONSOMMATION D’ENERGIE .......................................................... 37
5. Conclusion .......................................................................................................... 39
6. Annexes .............................................................................................................. 40

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1. Introduction
Depuis près de dix ans, les AASQA de Rhône-Alpes développent et enrichissent en
continu un cadastre régional des émissions atmosphériques. Développé à l’origine pour
alimenter des modèles de simulation de la qualité de l’air, le cadastre des émissions s’est
peu à peu imposé comme un outil permettant de dresser un diagnostic environnemental
des territoires en mettant en avant les secteurs d’activité les plus émetteurs. Outre
l’analyse de la situation actuelle, l’outil permet, sur la base d’hypothèses, de se projeter
dans le futur en évaluant ce qu’induiront les politiques publiques de demain sur les
émissions de polluants.

1.1. Historique

Les premières versions de l'inventaire des émissions polluantes sur la région Rhône-Alpes
ont été développées par COPARLY au début des années 2000 sur le département du
Rhône. Avec le regroupement des AASQA du Rhône et de l'Isère en 2003, les travaux ont
été étendus sur ces deux départements. L’année de référence a été fixée à 2003.
Le cofinancement 2005-2007 de la région Rhône-Alpes a participé aux évolutions
significatives du cadastre des émissions :
    -   Extension   géographique      à    l'échelle   régionale des travaux     réalisés
        antérieurement ;
    -   Extension temporelle sur les années 2000 à 2006 permettant de faire ressortir des
        tendances spécifiques par territoire et par polluant ;
    -   Recensement de polluants complémentaires (HAP, dioxines et métaux lourds
        notamment).

Le cofinancement 2008 de la région Rhône-Alpes a permis de compléter le travail :
    -   Actualisation de l’inventaire avec l’année 2007
    -   Ajout de deux polluants complémentaires : PM2,5 et NH3
    -   Etude de faisabilité concernant l’inventaire des pesticides

Ce travail s’est poursuivi en 2010 avec l’actualisation de l’inventaire pour l’année 2008 et
1990 pour l’énergie et les GES.

1.2. Objectifs

Au niveau local, les utilisations d’un inventaire et d’un cadastre des émissions sont
multiples et répondent aux missions d’un organisme de surveillance de la qualité de l’air,
à savoir :

    •   Objectif 1 : Utilisation de l’inventaire régional comme donnée d’entrée de la
        modélisation photochimique ;

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•   Objectif 2 : Contribution à la surveillance réglementaire1 afin de fournir des
        éléments de réponse pour la caractérisation de la qualité de l’air sur l’ensemble du
        territoire, en particulier sur les zones non couvertes par de la mesure ou par des
        résultats de modélisation ;
    •   Objectif 3 : Aide à la décision, aussi bien auprès de l’Etat et de la Région, dans le
        cadre de l’élaboration ou de l’actualisation des documents planificateurs (SRCAE,
        PPA, PDU…), que pour la mise en œuvre de procédures de prévention des
        épisodes de pollution :
            - Détermination des gisements de réduction des niveaux de pollution
               pouvant être différenciés par zone géographique.
            - Aide aux collectivités locales dans les choix stratégiques mis en œuvre et
               guidant vers une meilleure qualité de l’air ;
    •   Objectif 4 : contribution à la lutte contre des phénomènes plus globaux de
        pollution atmosphérique comme le réchauffement climatique, en accompagnant
        les acteurs régionaux et locaux dans leurs choix de développement futurs.
    •   Objectif 5 : Analyse objective de polluants en cours de réglementation (directives
        européennes…),
    •   Objectif 6 : Analyse objective de polluants ayant des conséquences connues sur
        la santé (OMS…).

Cet inventaire d’émissions est un outil pérenne, intégré au dispositif régional de
surveillance de la qualité de l’air, en particulier pour la prévision d’épisodes de pollution
qui nécessite une mise à jour régulière.

1.3. Caractéristiques de l'inventaire

Domaine, années et polluants pris en compte
A ce jour, l’inventaire des émissions de polluants est disponible sur l’ensemble de la
région Rhône-Alpes, pour chaque année de la période 2000-2008 et pour les polluants
suivants :
        •   Substances relatives à l’acidification, l’eutrophisation et à la pollution
            photochimique :
               o Les oxydes d’azote (NOX)
               o Les Composés Organiques Volatifs Non Méthaniques (COVNM)
               o Le dioxyde de Soufre (SO2)
               o Le Monoxyde de carbone (CO)
               o L’Ammoniac (NH3)
        •   Les particules en suspension (PM10 et PM2.5)
        •   Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) décomposés selon 16
            espèces ;
        •   Les Métaux lourds décomposés selon 16 espèces ;
        •   Les dioxines et furanes ;

Les composés relatifs à la problématique du dérèglement climatique et notamment à
l'accroissement de l'effet de serre ont également été inventorié, les trois plus importants
d’entre eux étant disponibles à ce jour : le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4)
et le protoxyde d’azote (N2O). La consommation d’énergie finale est également

1
  Le code de l’environnement demande une information sur la qualité de l’air en tout point du territoire,
pouvant être issue d’une analyse (dite objective) des émissions ou de calculs de modélisation en dessous de
certains seuils.

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disponible. Ces travaux sont menés avec Rhônalpénergie Environnement dans le cadre
de l’OREGES depuis 2008 et ont abouti début 2011 à un premier inventaire harmonisé
des émissions de GES et des consommations d’énergie pour les années 2000-2008 et
1990.

Sources émettrices
Compte tenu des objectifs définis ci-dessus, l’inventaire doit être le plus complet
possible. L’exhaustivité dépend principalement de la qualité des données collectées
(statistiques, observations, déclarations).
Les sources prises en compte sont classées en fonction de la nature de l’activité
considérée :
        •   sources fixes anthropiques : industries (Grandes Sources Ponctuelles (GSP),
            PMI/PME), secteurs résidentiel (chauffage, eau chaude sanitaire, cuisson,
            utilisation de solvants…) et tertiaire ;
        •   sources mobiles : transports routier, ferroviaire, fluvial et aérien ;
        •   sources biogènes : agriculture, sylviculture et nature (sols, végétation).

Toutes les activités potentiellement émettrices sont prises en compte dans la mesure du
possible, certaines activités marginales sont toutefois exclues des calculs (exemple :
usure des chaussures…).

Résolution spatiale

L’inventaire des émissions de polluants a été « cadastré » : il s’agit d’une répartition
géographique sur un maillage régulier. Les contraintes liées à l’étendue géographique de
la région Rhône-Alpes, aux capacités informatiques et à la modélisation (résolution
optimale / temps de calculs) ont conduit à retenir une résolution finale kilométrique.
Cette résolution est également compatible avec les objectifs de surveillance, en
particulier pour les travaux de cartographie (géostatistiques), même si ces derniers
peuvent nécessiter une résolution plus élevée sur des zones d’études particulières (par
exemple dans le cas de la modélisation cartographique d’un polluant primaire en
agglomération).
Le cadastrage à l’échelle kilométrique nécessite d’effectuer des calculs d’émissions amont
au niveau le plus proche de la résolution finale : les calculs sont effectués au niveau
communal, certaines sources industrielles pouvant être localisées précisément. Cette
résolution intermédiaire a également l’avantage d’être compatible d’une part avec les
objectifs de surveillance et d'aide à la décision, d’autre part avec les bilans
intercommunaux.

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2. Méthodologie générale
Un inventaire des émissions est communément considéré comme une « description
qualitative et quantitative des rejets de certaines substances dans l'atmosphère issues de
sources anthropiques et/ou naturelles ».
La réalisation d’un inventaire des émissions consiste en un calcul théorique des flux de
polluants émis dans l’atmosphère (masses de composés par unité de temps). Ce calcul
est généralement réalisé par un croisement entre les données dites primaires
(statistiques, comptages routiers, enquêtes, consommations énergétiques…) et des
facteurs d’émissions issus d’expériences métrologiques ou de modélisation.
Le cadastre des émissions d’Atmo-RhôneAlpes s’appuie sur le référentiel français
OMINEA (Organisation et Méthodes des Inventaires Nationaux des Emissions
Atmosphériques en France) développé par le CITEPA (Centre Interprofessionnel
Technique d’Etudes de la Pollution Atmosphérique). Les calculs se basent sur plus de 400
activités recensées au sein de la classification européenne SNAP (Selected
Nomenclature for Air Pollution) décrite en annexe 1.

2.1. Approche top/down et bottom/up

La méthode privilégiée pour la réalisation de l’inventaire régionale est dite « bottom-up
» : elle utilise dans la mesure du possible les données (activités, émissions) les plus fines
disponibles à l’échelle infracommunale (établissement industriel, tronçon routier…). Ces
données sont ensuite agrégées à l’échelle communale pour le calcul des émissions.
Lorsque les données n’existent pas à une échelle fine, des données régionales sont
désagrégées à l’échelle communale au moyen de clés de désagrégation connues pour
l’ensemble des communes de Rhône-Alpes (base logements, population…). Le schéma ci-
dessous synthétise les étapes de réalisation d’un cadastre des émissions.
                               Consommations d’énergie,
            Données            Livraisons de produits pétroliers
           régionales          Productions…

                       Désagrégation
  Top/Down             logements, emplois, entreprises,
                       population, météo…

            Données               Facteurs (consommations, émissions)
          communales
                     Agrégation
 Bottom/Up                             Bilans                      Bilans           Bilans
                                    énergétiques                   GES               AIR
             Données
        infracommunales
      Comptages routiers,                Observatoire régional              Observatoire régional
      Modèles trafic                        Energie/GES                      de la qualité de l’Air
      Conso, émissions ICPE
      …

                                                          Plans réglementaires                Modélisation

         Principales étapes pour la réalisation d’un cadastre des émissions

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2.2. Collecte des données d’entrée

Données d’activités
La réalisation de l’inventaire nécessite la collecte de nombreuses données généralement
manipulées sous Système d’Information Géographique (SIG), telles que (liste non
exhaustive) :
    •   données de consommations énergétiques (statistiques CEREN, SOeS, CPDP,
        enquêtes EACEI, IAA…) ;
    •   données relatives aux transports (comptages et modélisation des trafics routiers,
        trafic aérien, ferroviaire et fluvial…) ;
    •   données socio-économiques (recensement de la population INSEE, bases de
        logements INSEE et SITADEL, base des entreprises SIRENE, emplois de
        l’UNEDIC…) ;
    •   données de production (statistiques des productions industrielles du SESSI,
        fédérations de producteurs…) ;
    •   données réglementaires d’émissions (déclarations industrielles) ;
    •   données environnementales et géographiques (occupation du sol Corine Land
        Cover, données IGN, recensement agricole, données météorologiques…).

Le bilan énergétique constitue une étape importante de consolidation de cette catégorie
de sources : des bilans de consommations énergétiques liés à l'utilisation de
combustibles fossiles sont effectués et comparés aux statistiques régionales (CPDP,
observatoire de l’énergie…).

Les sources d’émissions peuvent être distinguées selon leur format géographique :
    •   sources linéiques (transports) ;
    •   sources surfaciques (résidentiel, tertiaire, nature…) assimilées à des polygones de
        caractéristiques homogènes (communes, espaces naturels, zones bâties) ;
    •   sources ponctuelles (sites industriels importants…).

Facteurs d’émissions

Un important travail de documentation a également permis de constituer une base de
données de facteurs d’émissions pertinents, détaillés et actualisés, garants de la qualité
de l’inventaire obtenu. Ces facteurs d’émissions proviennent d’une compilation de
différents ouvrages de référence (OFEFP, EEA, TNO et CITEPA).

2.3. Outil informatique

L’outil InEPRA (Inventaire des Emissions de Polluants en Rhône-Alpes) a été développé
en interne, il regroupe à la fois les chaînes de calculs et la base de données centralisant
l’ensemble des données d’entrée nécessaires.

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Schéma de fonctionnement de l’outil InEPRA

2.4. De l’inventaire communal au cadastre kilométrique

Le passage d’un inventaire communal à un cadastre maillé des émissions se fait de
différentes façons :
    •   Le positionnement des Grandes Sources Ponctuelles a été réalisé sous SIG à partir
        de fonds de carte IGN (BD ORTHO), de photos aérienne ou encore directement
        par relevés GPS. L’affectation des émissions à la maille correspondante en est
        donc facilitée
    •   Les émissions des transports routier et ferroviaire étant linéiques, les différents
        brins sont découpés selon les mailles du cadastre et les émissions rapportées au
        prorata de la longueur intersectée.
    •   Pour ce qui est des autres activités (émissions surfaciques), les émissions
        communales sont réparties de facon optimale au sein de la commune au moyen
        de la classification de l’occupation des sols Corine Land Cover :

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-   Les émissions du résidentiel/tertiaire, de l’industrie et de l’agriculture
                (bâtiments) sont réparties sur les zones bâties ;
            -   Les émissions agricoles non énergétiques (cultures et élevage) sont
                réparties sur les zones cultivées ;
            -   Les émissions du transport fluvial sont réparties sur les polygones associés
                aux rivières concernées ;
            -   Les émissions du transport aérien sont réparties selon les zones identifiées
                manuellement par activité (cones de décollage/atterrisage, pistes, zones
                de circulation au sol…).

2.5. Validation

Plusieurs méthodes existent pour valider les inventaires d’émissions produits :
            -   comparaison avec d’autres sources de données d’émissions (inventaire
                national du CITEPA qui dispose pour certaines années d’un zoom régional)
            -   l’exploitation des inventaires d’émissions dans les outils de modélisation
                est également un bon moyen pour valider les ordres de grandeur. Par
                exemple, le changement de méthodologie pour le calcul des émissions du
                transport routier (passage de COPERT III à COPERT IV) a permis de
                compenser les 20% d’émissions que SIRANE (outil de modélisation de la
                qualité de l’air à l’échelle de la rue) avait détecté auparavant.
            -   Les consommations communales réelles de gaz et d’électricité, fournies par
                les syndicats d’énergie sur le Grand Lyon, St-Etienne Métropole et
                l’agglomération grenobloise (par l’intermédiaire de l’ALE de Grenoble) dans
                le cadre des Plans Climat, permettent de valider les consommations de gaz
                naturel et d’électricité obtenues par désagrégation de données régionales
                (certains facteurs d’émissions dépendant par exemple des consommations
                de gaz).

2.6. Incertitudes

Les incertitudes sur les inventaires d’émissions sont multiples :
        •   Incertitude    liée   aux    données    d’entrée :   l’utilisation de   données
            infracommunales (bottom/up) permet de réduire l’incertitude par rapport à
            une donnée régionale désagrégée au niveau communal (top/down)
        •   Incertitude liée aux facteurs d’émissions selon le polluant considéré :
            l’incertitude des facteurs d’émissions de COVNM est forte au regard d’autres
            polluants
        •   Incertitude liée aux activités : les émissions des feux de jardin présentent une
            incertitude élevée puisque l’on ne connaît pas précisément les volumes brûlés
            et la nature exacte de ce qui est brûlé. En revanche, on connaît précisément
            les consommations régionales de gaz
        •   Incertitude liée au domaine géographique considéré : l’incertitude d’un bilan
            régional sera moins élevée que celle d’un bilan d’agglomération ;

Des travaux ont été menés par le CITEPA pour évaluer l’incertitude de ses inventaires
nationaux. Une réflexion est en cours au sein des AASQA pour adapter au niveau local les
méthodologies utilisées au niveau national.

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3. Méthodologie par secteur d’activité

3.1. Industrie, Energie et déchets

3.1.1.         Industrie manufacturière
Les émissions de l’industrie manufacturière ont été évaluées, d’une part à partir des
Enquêtes Annuelles de Consommations d’Energie dans l’Industrie, d’autre part à partir
des données des Grandes Sources Ponctuelles (GSP).
Les données disponibles pour les GSP sont les suivantes :
    •     Emissions annuelles déclarées :
               -     Certaines valeurs manquantes ont été estimées, soit par extrapolation de
                     deux valeurs encadrantes, soit en affectant la valeur de l’année la plus
                     proche ;
               -     Concernant le CO2, les séries ont été homogénéisées, notamment pour les
                     cimenteries qui ne déclaraient pas initialement les émissions provenant de
                     la décarbonatation (d’où une forte variation interannuelle non justifiée).
                     Dans d’autres cas, des doubles comptes ont été corrigés.
    •     Les dossiers TGAP disponibles pour l’année 2003 permettent de disposer des
          consommations d’énergie par combustible, ainsi que de données de production.
          Les consommations des années différentes de 2003 ont été reconstituées à partir
          des évolutions interannuelles des consommations régionales par combustible.

Les émissions de l’industrie manufacturière sont calculées selon le logigramme suivant :

    Consommations 2003                Consommations                 Répartition nationale
    + Emissions des GSP               Régionales SESSI              des consommations
          An, Etab, Energie                    An, Energie              An, Activité, Energie

        Consommation des                        Consommations                       Emplois             Emplois des
             GSP                                  régionales                     An, Commune,             GSP
         An, Activité, Energie                  An, Activité, Energie                Activité              An, Etab
         ind.src_gsp_conso                       Ind.src_conso_reg

                                                                                                                          Données
                                                                                          Solde emplois                   d’activité
                   Solde consommations                                                  An, Commune, Activité              Activité
                        régionales
                       An, Activité, Energie

                                                                                                  Facteurs d’émissions
                                                          Consommation                          « procédés dépendants »
                                                   An, Commune, Activité, Energie
                                                                                                             Emissions procédés
                                        Facteurs d’émissions                                                    dépendants
                                       « énergie dépendants »                                                 An, Commune, Activité

                                                             Emissions
                                                             An, Commune
 GSP : Grandes Sources Ponctuelles

           Logigramme de calcul des émissions de l’industrie manufacturière

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats                                            11/48
La méthode retenue est la suivante :
    •   Les enquêtes énergétiques EACEI du SESSI fournissent des consommations
        annuelles régionales par combustible ;
    •   On soustrait des consommations régionales la part des Grandes Sources
        Ponctuelles pour lesquelles les consommations (et émissions) sont connues ;
    •   Pour chaque combustible, une ventilation de la consommation régionale est
        réalisée sur chaque secteur d’activités (NCE), à partir de la répartition nationale
        annuelle ajustée selon les emplois nationaux et régionaux de chaque secteur
        NCE ;
    •   La consommation résiduelle est ensuite répartie à partir des données d’emplois
        connues par commune et par secteur d’activités NCE ;
    •   Les émissions résultent de plusieurs calculs :
            o   GSP : émissions déclarées ;
            o   Autres industries : les émissions sont estimées :
                        d’une part à partir des consommations d’énergie                                       calculées
                         précédemment (émissions combustion dépendantes) ;
                        d’autre part à partir de facteurs d’émissions calculés à partir de
                         données régionales de production (fédérations de producteurs,
                         dossiers TGAP…) et ramenés au salarié (émissions procédés
                         dépendantes et liées à l’utilisation de solvants).

3.1.2.      Production, transformation et distribution d’énergie

Les émissions relatives au secteur de l’énergie résultent des déclarations des Grandes
Sources Ponctuelles associées (chaufferies urbaines et d’hôpitaux, raffineries, production
d’électricité sur plateforme industrielle…).
Une évaluation des émissions des petites chaufferies non soumises à déclaration a été
intégrée dans la dernière version, à partir des données ViaSEVA (nombre d’équivalent
logements chauffés et mixte énergétique pour chacun 45 réseaux de chaleur
Rhônalpins).

3.1.3.      Traitement des déchets
                                                                                  Liste d’établissements
                                                                                                        SINOE, DREAL
 Les émissions relatives au secteur du
                                                    Tonnage annuel de déchets
traitement des déchets proviennent de                SINOE , ORGANOM, GRAND-LYON...
trois principales sources :                                                             Facteurs d’émissions, paramètres
                                                                                                           GIEC, ASPA, OREGES
    •   Décharges, et plateformes de
        compostage :      les    tonnages                        Déduction
        annuels de chaque établissement                    Systèmes de récupération
                                                             du méthane pour les
                                                                                                Emissions
                                                                                              totales de CH4
        sont recensés et associés aux                            décharges
        facteurs d’émissions appropriés.                                        SINOE

                                                                Emissions
                                                                effectives
                                                                 de CH4

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Liste d’établissements
    •   Usines     d’Incinération         des                                                            SINOE, DREAL

        Ordures Ménagères (UIOM)         : les    Tonnage annuel de déchets
        émissions     proviennent         des           SINOE, DREAL

        déclarations   faites   par        les                                                        Facteurs d’émissions,
        établissements     auprès         des                                                          paramètres (normes)

        douanes.                                                                                                  CITEPA, NAEI

                                                                                              Emissions

                                                      Liste d’établissements
    •   Stations d’épuration STEP :                    Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse

        les   quantités    de    boues                                                            Quantité de boues produites à
                                                                                                   destination de l’épandage
        produites sont collectées pour
                                                                                          Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse
        chaque     établissement     et
        associées     aux      facteurs
                                                                              Facteurs d’émissions
        d’émissions adéquats.                                                   CITEPA, CORINAIR, ASPA, NPI

                                                                                    Emissions
                                                                        Issues de l’épandage des boues de STEP

3.2. Secteur résidentiel

Les émissions du secteur résidentiel résultent :
        •   de la consommation d’énergie des logements (chauffage, production d’eau
            chaude sanitaire, cuisson) ;
        •   d’activités domestiques telles que l’utilisation de peintures, colles et
            solvants. Un facteur d’émission par habitant a été calculé pour chacune de ces
            activités.
        •   Des feux de jardin sur la base des hypothèses suivantes :
                o 11% des maisons ont recours à cette pratique (source : étude ADEME)
                o 50 kg de végétaux sont brûlés en moyenne par feu
        •   Du brulage des câbles consistant à en récupérer certains métaux qui sont
            ensuite revendus. En l’absence de données précises sur cette activité, 10%
            des émissions nationales évaluées par le CITEPA ont été affectées à la région
            Rhône-Alpes et réparties au prorata de la population.
Les émissions des logements sont principalement surfaciques, les grandes installations de
chauffage urbain étant traitées comme des sources ponctuelles et affectées au secteur
industriel. Le logigramme suivant synthétise les différentes étapes de calcul.

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats                                13/48
Base logements        Logements neufs
                                                    INSEE 1999,2006       SITADEL 2007, 2008

                 Coefficients unitaires CEREN             Nombre de logements             Rigueur
                   An, Type, Age, Chauf, Energie,           An, Type, Age, Chauf,        climatique
                               Usage                          Energie, Surface          An, Commune

          Type :
          -Résidences principales                                     Consommation
          - Résidences secondaires                                 Commune, Energie, Usage
          Age : =1990
          Chauf :                                                                       Consommation régionale SOeS
          - chauffage central                                      Bouclage
                                                                                                    An, Energie
          - chauffage individuel
          Energie de chauffage :                                                                            Population
          - gaz de ville                                                                                    An, Commune
                                                        Facteurs d’émissions
          - électricité                                       Energie
          - fioul domestique                                                               Facteurs d’émissions
          - GPL                                                                                Autres usages
          - bois
          Usages :                                                 Emissions AIR et GES
          - Chauffage                                              Commune, Energie, Usage
          - Production d’eau chaude sanitaire
          - Cuisson
          - Electricité spécifique (froid, lavage, autres)

                Logigramme de calcul des émissions du secteur résidentiel

    •   Les consommations annuelles régionales par énergie sont fournies par le SOeS ;
    •   Les consommations unitaires par type de logement et par usage sont issues d’une
        étude nationale CEREN.
    •   Ces consommations sont réparties géographiquement à partir des bases de
        données logements 1999 et 2006 de l’INSEE complétées par la base SITADEL
        pour les logements neufs construits après 2006. Les logements ont été
        catégorisés selon les critères suivants :
            o    Distinction entre résidences principales, secondaires et logements
                 vacants (ceux-ci pouvant être chauffés dans un immeuble avec chauffage
                 collectif) ;
            o    Distinction entre maison individuelle et appartement ;
            o    Période d’achèvement : distinction des 4 classes représentatives des
                 réglementations thermiques (
Eau chaude sanitaire                  Cuisson

        Source de chauffage               GN       ELEC      GPL        GN      ELEC         GPL

        Chauffage urbain                50%       50%                           70%          30%

        Gaz de ville GN                 95%       5%                  95%       5%

        Fioul domestique                          50%       50%                 70%          30%

        Electricité ELEC                          100%                          70%          30%

        Gaz bouteille/citerne GPL                 50%       50%                 50%          50%

        Charbon                                   70%       30%                 70%          30%

        Bois                                      70%       30%                 70%          30%

    Clés de répartition des énergies utilisées pour la production d’eau chaude
      sanitaire et la cuisson en fonction de l’énergie principale du chauffage

    •   La rigueur climatique de l’année 2003 a été prise en compte pour la spatialisation
        communale des consommations dues au chauffage : à logement équivalent, une
        commune de montagne aura une consommation plus importante qu’une commune
        située en plaine. La méthode de calcul est indiquée en annexe 2. La variation
        météorologique interannuelle est prise en compte au travers de la variation
        interannuelle des consommations régionales d’énergie ;
    •   Les émissions sont calculées à partir des consommations communales, par le biais
        de facteurs d’émissions dépendant du combustible utilisé.
    •   Les émissions liées à la combustion du bois ont été obtenues à partir de facteurs
        d’émissions provenant d’une étude CITEPA. Afin de tenir compte du
        renouvellement progressif des appareils de chauffage individuel (qui contribuent à
        une diminution des émissions de particules notamment), un parc a été évalué
        pour les années 2000-2008, sur la base d’un renouvellement moyen de 4% par
        an.

3.3. Secteur tertiaire

Les émissions du secteur tertiaire résultent de la consommation d’énergie liée au
chauffage des bâtiments et aux autres usages (eau chaude sanitaire, cuisson, usages
spécifiques de l’électricité). Ce secteur est divisé en huit branches :
    •   Bureaux ;
    •   Cafés Hôtels Restaurants ;
    •   Commerces ;
    •   Enseignement/Recherche ;
    •   Santé ;
    •   Habitat communautaire ;
    •   Sport, culture et loisirs ;
    •   Activités liées aux transports (logistique, transports en commun).

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats         15/48
Les émissions du secteur tertiaire étaient calculées jusqu’à présent par désagrégation des
consommations régionales du SOeS au moyen de ratios unitaires provenant d’une étude
régionale CEREN 2002. L’évolution après 2002 des consommations unitaires par usage
était de ce fait mal reproduite par cette méthode.
Les évolutions méthodologiques ont porté sur :
-   L’actualisation de la répartition des consommations par branche et par énergie :
    s’appuyant initialement sur l’étude régionale 2002 du CEREN, les nouveaux calculs
    sont désormais réalisés à partir de la dernière enquête régionale CEREN de 2006 ;
-   L’exploitation des coefficients unitaires du CEREN, actualisés annuellement, ce qui a
    permis de raffiner la méthode de calcul :
        o   Evolution annuelle des consommations par usage
        o   Détail des usages autres que le chauffage (Eau Chaude Sanitaire, cuisson,
            usages spécifiques de l’électricité – climatisation et autres usages).
-   Le raffinement de la donnée communale utilisée jusqu’à présent (emploi privé) pour
    spatialiser les consommations régionales :
        o   Nombre d’élèves pour la branche Enseignement
        o   Nombre de lits pour la branche Santé
        o   Capacité des établissements pour la branche Habitat communautaire
-   Le raffinage du profil communal d’accès à l’énergie qui a été établi de la façon
    suivante :
        o   Chauffage urbain : base logements INSEE 2006
        o   Gaz naturel : la présence du gaz dans une commune était auparavant évaluée
            à partir des communes présentant un nombre minimal de logements se
            chauffant au gaz de ville (source INSEE). Cette méthode a été abandonnée au
            profit des données 2008 provenant de GRDF.
        o   Autres énergies : disponibles pour l’ensemble des communes
-   la correction d’un biais méthodologique qui affectait une demande par emploi en
    électricité, fioul et GPL fixe, que la commune soit desservie ou non par le gaz, voire
    un réseau de chaleur. Les consommations totales d’énergie des communes non
    desservies par le gaz et les réseaux de chaleur étaient donc légèrement sous
    estimées au détriment des autres communes.

Le schéma suivant synthétise la nouvelle méthode de calcul.

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats   16/48
Surfaces régionales             Clés locales désagrégation                  Profil communal
                              CEREN                        (emplois, lits, élèves)                  Accès à l’énergie
                     AnEnquetes, Branche, Energie          An, Commune, Branche                    An, Commune, Energie

                         Coefficients CEREN               Surfaces communales             Rigueur climatique
                       An, Branche, Energie, Usage      An, Commune, Branche, Energie          An, Commune

            Branches :
            - Bureaux
            - Cafés Hôtels Restaurants
                                                                        Consommation
            - Commerces
                                                                  An, Commune, Branche, Energie,
            - Enseignement/Recherche                                        Usage
            - Santé
            - Habitat communautaire                                                       Consommation régionale
            - Sport, culture et loisir                              Bouclage                  SOeS + CEREN
            - Activités liées aux transports                                                    An, Branche, Energie
            Energie de chauffage :
            -gaz de ville                                  Facteurs émissions
            - électricité                                        Energie                                           Population
            - fioul domestique                                                                                 An, Commune
            - GPL
            - bois                                                                             Facteurs émissions
                                                                                                   Autres usages
            Usages :
            - Chauffage
            - Eau chaude sanitaire                                   Emissions AIR et GES
                                                                     Commune, Energie, Usage
            - Cuisson
            - Electricité spécifique (clim et autres)

                 Logigramme de calcul des émissions du secteur tertiaire

    •   Les consommations annuelles régionales par énergie sont fournies par le SOeS ;
    •   La répartition des consommations par branche et par énergie résulte de plusieurs
        études régionales CEREN (1999, 2002 et 2006) spécifiques à la région Rhône-
        Alpes ;
    •   Les consommations unitaires par branche, énergie et usage sont issues d’études
        nationales CEREN actualisées environ tous les 3 ans ;
    •   L’évaluation des surfaces communales par branche et par énergie est réalisée par
        croisement avec des données disponibles à l’échelle communale (emplois, élèves,
        lits et capacité d’établissements) ;
    •   La rigueur climatique de l’année 2003 a été prise en compte pour la
        spatialisation communale des consommations dues au chauffage. La variation
        météorologique interannuelle est prise en compte au travers de la variation
        interannuelle des consommations régionales d’énergie ;
    •   Les émissions sont calculées à partir des consommations communales, par le biais
        de facteurs d’émissions dépendant du combustible utilisé.

3.4. Secteur des transports

3.4.1.      Transport routier

Le transport routier est une source majeure d’émissions que les acteurs locaux cherchent
le plus souvent à maîtriser. Il faut pour cela caractériser au mieux le trafic circulant sur
chacun des axes routiers de la zone d’étude. Il s’agit de connaître non seulement le débit
moyen de véhicules, mais aussi la proportion des poids lourds, les profils de vitesse de
chaque véhicule, le parc roulant de l’année considérée… La fiabilité de ces paramètres est
primordiale pour modéliser l’impact d’une mesure telle que la réduction de vitesse ou une

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats                                      17/48
restriction de circulation pour certaines catégories de véhicules (véhicules anciens par
exemple).
Les cadastres d’émissions obtenus (état des lieux et prospectives) sont des données
d’entrée précieuses pour les modèles de simulation de la qualité de l’air, tant à l’échelle
régionale (modélisation de l’ozone) que locale (modélisation du NO2 dans les rues).
La méthodologie mise en œuvre pour calculer les émissions liées au trafic routier est
issue de COPERT IV. Il s’agit d’une méthodologie bottom-up pour laquelle toutes les
sources de données sont clairement identifiées et où il existe des données précises :
comptages routiers, distribution des classes de véhicules, vitesses des véhicules, facteurs
d’émissions, rampe et sinuosité de la route…

Le logigramme suivant synthétise la démarche retenue pour le calcul des émissions à
chaud et à froid.

                 Volumes trafic
                 Modèle, comptages

                                                     Définition brins
                 Nature du trafic                       Pente, sinuosité,           Communes
                 VP, VUL, PL, TC…                    vitesse réglementaire       Niveau de congestion

                  Parc roulant
                  Selon carburant,           Météo                Profils de vitesse
                Euro, cylindrée/PTAC       An, Commune                   VL/PL

                                                                                             TypeTC :
                                                                                             - Tramway
                                                                                             - Trolleybus
                                                                                             - Métro
                                                                                             Agglo :
                                Facteurs         Validation
                                                                 Livraisons                  - Lyon
                               Émissions                                                     - Grenoble
                                                                   CPDP
                             Consommations                                                   - St-Etienne

                                                                                    Consommations
                                         Consommations
                                           An, Commune
                                                                                      électriques
                                                                                     An, TypeTC, Agglo

                                       Emissions AIR et GES
                                           An, Commune

           Chaîne de calcul simplifiée des émissions du transport routier.

    •   Une matrice régionale des brins routiers est constituée sur la région Rhône-Alpes.
        Les informations géographiques proviennent des modèles de trafic, complétés par
        la BDCARTO (base de donnée géoréférencée de l’IGN contenant notamment un
        couche réseau routier) sur le reste du territoire ;

    •   A chaque brin routier constituant la matrice régionale sont associées les
        informations suivantes :
            o     Volume de trafic : donnée provenant de plusieurs sources de données :
                           Modèle de trafic (disponible sur Lyon, Grenoble et St-Etienne).

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats                  18/48
    Comptages routiers : un long travail d’affectation des comptages
                         sur les tronçons adéquats a été réalisé, en s’appuyant notamment :
                             •   Sur un travail de la DRE portant sur les comptages 2003 des
                                 autoroutes et nationales ;
                             •   Sur un travail détaillé réalisé par les DDE26, 38 et 42 sur les
                                 routes départementales ;
                             •   Sur un travail d’estimation de la DDE69 sur l’ensemble des
                                 routes départementales ;
                             •   Les autres départements ont été traités en interne, en
                                 privilégiant les comptages associés à plus de 10 000
                                 véhicules par jour.
                        Les départementales demeurant non renseignées sont associées à
                         des valeurs forfaitaires établies par défaut :
                             •   Pour les départementales à desserte régionale ou principale,
                                 la valeur par défaut a été calculée à partir des comptages
                                 disponibles pour ces types de voies ;
                             •   Pour   les  départementales     à     desserte locale, les
                                 déplacements ont été considérés comme locaux, donc
                                 dépendants du nombre d’habitants de la commune. Cette
                                 approche corrige en partie la sous-estimation observée
                                 précédemment sur les trafics des villes moyennes.

                                                   TMJA

                                                          0%      20%          40%        60%          80%      100%

                                                                        Comptage     Modèle     Par défaut

                                 Source des volumes de trafic

            o   Part de poids lourds : estimation à partir des comptages, statistiques aux
                péages… Une estimation par défaut a été réalisée pour les brins sans
                information, à partir des données de comptages disponibles pour chaque
                type de voies.

Cadastre 2000-2008 des émissions atmosphériques en Rhône-Alpes – Méthodologie et résultats              19/48
Part PL

                                                             0%    20%            40%          60%          80%     100%

                                                                         Modèle     Comptage         Par défaut

                               Source des parts de poids lourds

            o   Parc roulant : le parc CITEPA a été pris en compte dans la dernière
                version, car il est actualisé annuellement et utilisé par les autres AASQA.
                Les véhicules considérés pour le transport routier sont :
                        Les voitures particulières (VP) ;
                        les 2 roues motorisées (DR) ;
                        les Véhicules Utilitaires Légers (VUL) ;
                        les Poids Lourds (PL) ;
                        les bus urbains (BUS) : un parc de bus spécifique                                   aux
                         agglomérations de Lyon et Grenoble a été intégré ;
                        les autocars interurbains (ATC).
            o   Profil de vitesse : à chaque brin routier est associé un profil VL et PL dont
                les critères pris en compte sont les suivants :
                        Vitesse maximale réglementaire
                        Pente de la route
                        Sinuosité de la route (profils spécifiques pour les routes de
                         montagne)
                        Présence de congestion (distinction des grandes agglomérations)
    •   Le calcul des émissions est réalisé pour chaque type de véhicule avec distinction
        entre :
            o   les opérations de moteurs chauds stabilisés ;
            o   la phase de chauffage (les émissions à froid) ;
            o   les sources d'évaporation (distinction entre évaporations au roulage,
                diurnes et suite à l'arrêt du véhicule). Ces deux derniers types sont évalués
                à partir du parc statique connu annuellement à l'échelon départemental ;
            o   l’usure des pneus, des plaquettes de freins et des routes : un facteur
                d'émission moyen par kilomètre est attribué selon le type de véhicule pour
                les particules.

3.4.2.      Le trafic ferroviaire

Les émissions ferroviaires ont diverses origines :

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