CARTE STRATEGIQUE AIR - AGGLOMÉRATION DE REIMS - ATMO Grand Est

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CARTE STRATEGIQUE AIR - AGGLOMÉRATION DE REIMS - ATMO Grand Est
CARTE STRATEGIQUE AIR -                                                        2016

AGGLOMÉRATION DE REIMS

APPLICABLE DE 2016 A 2020

       SURVEILLANCE DE LA QUALITE DE L’AIR EN CHAMPAGNE-ARDENNE
                MDA, 2 rue Léon Patoux, CS 50001, 51664 Reims Cedex
                        Tél : 03 26 04 97 50 - Fax : 03 26 04 97 51
             E-mail : contact@atmo-ca.asso.fr – Website: www.atmo-ca.asso.fr
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CONDITIONS DE DIFFUSION

Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous :
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          Ardenne.
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          intellectuels et publications diverses issus de ce document et pour lesquels elle n’aurait pas
          donné d’accord préalable.

PERSONNES EN CHARGE DU DOSSIER

 Rédaction :     Jérôme COQUELIN, Chargé d’Études

 Relecture :     Jérôme LE PAIH, Responsable Modélisation

 Approbation : Emmanuelle DRAB-SOMMESOUS, Directrice

Référence du rapport : MOD-JC-16-003
Date de publication : 12/10/2016

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SOMMAIRE

INTRODUCTION ................................................................................................................................. 3

I.        ELEMENTS METHODOLOGIQUES ET OUTILS EMPLOYES.......................................... 4
     1. PRESENTATION ET METHODOLOGIE D’ELABORATION DE LA CARTE
     STRATEGIQUE AIR.......................................................................................................................... 4
     2.      PRÉSENTATION DE LA PLATEFORME DE MODELISATION REM’AIR© ..................... 6
          2.1.      Fonctionnement de REM’AIR©........................................................................................... 6
          2.2.      Domaines d’étude ................................................................................................................ 9
     3.      POLLUANTS ÉTUDIÉS ET VALEURS LIMITES ................................................................ 11

II. REM’AIR© : CARTOGRAPHIES DE 2011 A 2015 ................................................................ 12
     1.      VALIDITE DES SORTIES DE REM’AIR©............................................................................. 12
     2.      DIOXYDE D’AZOTE : NO2 .................................................................................................... 20
          2.1.      Cartes des moyennes annuelles en NO2 ............................................................................ 20
          2.2.      Carte médiane pour le NO2 en moyenne annuelle ............................................................. 21
     3.      POUSSIERES FINES : PM10................................................................................................... 23
          3.1. Cartes des moyennes annuelles de PM10 .......................................................................... 23
          3.2. Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour les PM10 en moyenne annuelle . 24
          3.3. Cartes annuelles du nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 en PM10 ..... 26
          3.4. Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour le nombre de jours de dépassement
          du seuil de 50 µg/m3 en PM10 ...................................................................................................... 27
     4.      POUSSIERES TRES FINES : PM2.5 ....................................................................................... 29
          4.1.      Cartes des moyennes annuelles en PM2.5 ......................................................................... 29
          4.2.      Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour les PM2.5 en moyenne annuelle 30

III. CARTE STRATEGIQUE AIR .................................................................................................. 32
     1.      LOCALISATION DES SECTEURS EXPOSES ...................................................................... 32
     2.      EVALUATION DE LA POPULATION EXPOSEE ................................................................ 36
          2.1.      Méthodologie..................................................................................................................... 37
          2.2.      Population exposée ............................................................................................................ 38

CONCLUSION .................................................................................................................................... 43

ANNEXES ............................................................................................................................................ 44

                                      Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                                                   2/47
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INTRODUCTION

La communauté d’agglomération de Reims est composée de 16 communes regroupées sous le nom de
Reims Métropole. La qualité de l’air est surveillée par ATMO Champagne-Ardenne notamment par
l’intermédiaire de quatre stations de mesure fixes qui permettent le suivi en continu des polluants
réglementés en air ambiant.

En 2011, ATMO Champagne-Ardenne a développé, avec le soutien financier du Conseil Régional, une
plateforme de modélisation urbaine appelée Rem’Air©. Outre l’alimentation du Plan de Protection de
l’Atmosphère (PPA), Rem’Air© a permis jusqu’alors, avec le soutien financier de Reims Métropole et
de l’Etat, la fourniture de diagnostics cartographiés fins annuels à l’échelle de la rue, ainsi que la
production d’éléments de quantification visant à identifier les leviers d’action pour une diminution de
l’exposition de la population à l’échelle de l’agglomération.

Dans le cadre de la convention d’objectifs 2016-2020 entre Reims Métropole et ATMO Champagne-
Ardenne, la production d’une « Carte Stratégique Air » (CSA) a été actée sur l’année 2016. La CSA est
un outil de diagnostic de la qualité de l’air « simple » et standardisé au niveau national. Il s’agit d’une
cartographie unique, multi-polluants et réalisée à partir de cinq années de diagnostic, décrivant la qualité
de l’air selon quatre niveaux dont les noms et les « couleurs » sont explicites et normalisés. Cette carte,
valable 5 ans, permet un porté à connaissance lisible des enjeux territoriaux de la qualité de l’air pour
une prise en compte effective de l’exposition de la population à la pollution atmosphérique dans la
conception de l’urbanisme.

Ce rapport présente successivement, la méthodologie d’élaboration de la CSA, les résultats et
cartographies issues de Rem’Air© pour les années 2011 à 2015, ainsi que la Carte Stratégique Air
applicable à l’agglomération rémoise entre 2016 et 2020.

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I.    ELEMENTS METHODOLOGIQUES ET OUTILS EMPLOYES

1. PRESENTATION            ET     METHODOLOGIE             D’ELABORATION            DE     LA    CARTE
    STRATEGIQUE AIR

La production de la CSA est cadrée par le « Guide méthodologique d’élaboration de la Carte
Stratégiques Air » - Mai 2015 - ATMO France.

Il s’agit d’un outil cartographique qui permet d’établir simplement et rapidement un diagnostic
« air/urbanisme » et in fine de contribuer à la prise en compte effective de l’exposition de la population
à la pollution atmosphérique dans la conception de l’urbanisme.

Une unique couche cartographique issue des outils de modélisation permet de décrire la qualité de l’air
des cinq années passées sur la base de plusieurs polluants réglementés (indicateur multi-polluant). Une
échelle de couleur normalisée à quatre niveaux est appliquée avec des intitulés explicites. La CSA est
stable dans le temps avec une révision tous les 5 ans. Elle est moins marquée par les aléas
météorologiques que les cartes annuelles de qualité de l'air, et sa temporalité est cohérente avec celle de
l'urbanisme.

Pour cet exercice, la CSA est basée sur l’agrégation de cartes modélisées de la qualité de l’air de 2011
et 2015.

L’élaboration de la carte stratégique air se déroule en 5 étapes :

       Réalisation des cartes annuelles pour chaque valeur limite réglementaire retenue (cf I.3) (5
        années, 4 valeurs limites réglementaires associées à 3 polluants : 20 cartes) ;
       Pour chaque valeur limite et en chaque point de la carte, extraction de l’année médiane (4 cartes)
       Conversion de ces valeurs (en concentration ou en jour) en chaque point en pourcentage de la
        valeur limite ;
       Agrégation de ces cartes de pourcentage de la valeur limite par polluant en une seul carte
        correspondant au pourcentage de la valeur limite maximale en chaque point ;
       Application de l’échelle de couleur uniformisée au niveau national à la carte précédente afin
        d’obtenir la Carte Stratégiques Air.

Ces différentes étapes sont récapitulées sur le schéma suivant.

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Figure 1 : Schéma de la méthodologie d'élaboration de la Carte Stratégiques Air

L’échelle de couleur uniformisées au niveau national est la suivante :

  Zone non touchée par un
                                Zone en dépassement          Zone en dépassement
        dépassement                                                                      Zone « air » prioritaire
                               règlementaire potentiel          règlementaire
       règlementaire

0%                      Niveau 1 :                   Niveau 2 :          Valeur défini en utilisant           Maximum
                          90 %                        100 %              la méthode par défaut
                                                                         proposée par le guide, à
                                                                         savoir : 40 % de la surface
                                                                         dépassant le niveau 2

 Figure 2 : Echelle de couleur, basée sur le pourcentage d’atteinte de la valeur limite réglementaire, standardisée
                                au niveau national pour les Cartes Stratégique Air.

Remarque : Il convient de noter que la classe 1 intègre des niveaux de polluants assez hétérogènes et qui
peuvent être assez élevés (jusqu’à 90% de la valeur limite).

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2. PRÉSENTATION DE LA PLATEFORME DE MODELISATION REM’AIR©

La modélisation permet d'analyser des phénomènes réels et d’estimer ou prévoir des résultats à partir de
l'application d'une ou plusieurs théories à un niveau d'approximation maitrisé.

    2.1. Fonctionnement de REM’AIR©

Le cœur de la plateforme de modélisation est constitué du logiciel de dispersion physico-chimique
ADMS Urban développé par le CERC et adapté à l’échelle urbaine.

La Figure 3 récapitule les quatre grands jeux de données alimentant le modèle.

                           Figure 3: Fonctionnement de la Plateforme Rem’Air©

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   L’inventaire des émissions

Il s’agit de comptabiliser l’ensemble des émissions de polluants qui sont produites sur l’agglomération.
Cet inventaire est issu du travail d’ATMO Champagne-Ardenne (inventaire ATMOCA_M2014) selon
des méthodologies de référence nationale, il couvre une vingtaine de polluants sur l’ensemble de la
région, sur plus de 400 activités classées selon la nomenclature européenne SNAP (Selected
Nomenclature for Air Pollution) et réparties en grands secteurs : trafic routier, résidentiel/tertiaire,
industrie, énergie, agriculture, émissions naturelles.

Le calcul d’émission d’un polluant lié à une activité pour une période donnée, consiste à croiser une
information de base détaillée (information statistique, comptages routiers, consommation énergétique,
etc.) avec des facteurs d’émissions unitaires dépendant de l’activité et du polluant et issus d’expériences
métrologiques ou de modélisation. La quantité de polluant émise sur un territoire est la somme des
émissions relatives à ce polluant, engendrées par chaque source présente dans la zone d'étude.

L’exhaustivité d’un inventaire est dépendante de la qualité des données d’entrée disponibles.

Une attention particulière a été portée sur le secteur du transport routier, principal émetteur d’oxyde
d’azote (NOx), et de poussières de l’agglomération (voir Annexe 1 et Annexe 2). Dans le cadre de
Rem’Air©, les données de trafic ont été principalement fournies par l’agglomération de Reims
Métropole, le Conseil Général de la Marne et la SANEF.

       Les paramètres météorologiques

Les données météorologiques influent sur la dispersion et les réactions chimiques des polluants.

Les paramètres météorologiques utilisés sont :

       La vitesse et la direction du vent à 10 m ;
       La température sous abri ;
       Le cumul de précipitations ;
       La nébulosité globale ;
       Le rayonnement global.

Ce sont les données horaires de 2011 à 2015 de la station Météo-France de Reims-Prunay qui ont été
utilisées.

       La configuration du territoire

Les données géolocalisées de bâti permettent de lister les rues dites canyon, défavorables à une bonne
dispersion des polluants, et de quantifier également la population exposée à un dépassement
réglementaire. Ces données géolocalisées sont issues de la base IGN BD Topo® d’octobre 2014.

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   Les niveaux de fond

L’inventaire des émissions permet de prendre en compte l’activité de la zone d’étude. Afin d’intégrer
également les apports extérieurs au territoire, les données des stations de mesures d’ATMO Champagne-
Ardenne sont utilisées pour estimer le fond de pollution qui rentre dans la zone d’étude. Ce sont les
données du dispositif fixe de surveillance d’ATMO Champagne-Ardenne qui ont été extraites.

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2.2. Domaines d’étude

Rem’Air© a été développé pour couvrir l’ensemble de l’agglomération de Reims.

                                   Carte 1: Domaine d’étude de Rem’Air

Afin de caler et de valider l’outil Rem’Air©, les mesures suivantes ont été utilisées :

       3 stations fixes de mesure en fond urbain :
            o    Mairie (NO2) ;
            o    Bétheny (O3, PM10, NO2) ;
            o    Jean d’Aulan (O3, PM10, PM2.5, NO2).
       2 stations fixes de mesure trafic :
            o    Venise (PM10, PM2.5, NO2) de 2011 à 2013 ;
            o    Doumer (PM10, PM2.5, NO2) de 2014 à 2015.
       2 campagnes de mesure au moyen de tubes passifs NO2 en 2012 et en 2014.

Les stations de mesures fixes sont localisées sur la carte 2.

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Carte 2: Localisation du dispositif de mesures ATMO Champagne-Ardenne entre 2011 et 2015 sur
                                         l’agglomération de Reims

Définitions :
Station dite « urbaine » : il s’agit de suivre l’exposition moyenne de la population aux phénomènes de
pollution atmosphérique de fond dans les centres urbains.
Station dite « périurbaine » : il s’agit de suivre le niveau moyen d’exposition de la population aux
phénomènes de pollution atmosphérique de fond à la périphérie du centre urbain, en particulier la
pollution photochimique (l’ozone et ses précurseurs).
Station dite « trafic » : il s’agit de fournir des informations sur les concentrations mesurées dans des
zones représentatives du niveau maximum d’exposition auquel la population, située en proximité d’une
infrastructure routière, est susceptible d’être exposée.

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3. POLLUANTS ÉTUDIÉS ET VALEURS LIMITES

Trois polluants ont été retenus pour cette étude : le dioxyde d’azote (NO2), les particules fines (PM10)
et les particules très-fines (PM2.5).

Il s’agit de polluants à enjeux pour lesquels des valeurs réglementaires existent, et dont les
concentrations les plus élevées sont généralement observées dans les zones urbaines.

L’impact et les sources de ces polluants sont présentées en Annexe 1 pour le NO2 et en Annexe 2 pour
les poussières fines (PM10) et très fines (PM2.5).

Les valeurs limites associées à ces polluants sont présentées dans le tableau ci-dessous :

                          Tableau 1 : Polluants étudiés et valeurs limites associées

            Polluant                                             Valeurs limites

    NO2 : Dioxyde d’azote                                Moyenne annuelle : 40 µg/m3

                                                         Moyenne annuelle : 40 µg/m3
    PM10 : Poussières fines
                                     Nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 : 35 jours

 PM2.5 : Poussières très fines                 Moyenne annuelle (à partir de 2015) : 25 µg/m3

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II.      REM’AIR© : CARTOGRAPHIES DE 2011 A 2015

1. VALIDITE DES SORTIES DE REM’AIR©

La législation européenne impose des objectifs de qualité des données modélisées en termes
d’incertitudes (Directive 2008/50/CE). Ils sont résumés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2: Objectifs de qualité des données modélisées en termes d’incertitudes maximales pour l’évaluation de
                                          la qualité de l’air ambiant

                                Anhydride sulfureux, NO,            Particules
      Incertitude du modèle      NO2, et monoxyde de             (PM10/PM2.5) et Ozone, NO et NO2
                                          carbone                    plomb

            Par heure                      50 %                          --                  50 %

      Moyennes sur 8 heures                50 %                          --                  50 %

      Moyennes journalières                50 %                 Non encore défini             --

       Moyennes annuelles                  30 %                         50 %                  --

La Directive définit « l’incertitude pour la modélisation comme l’écart maximal des niveaux de
concentration mesurés et calculés de 90 % des points de surveillance particuliers, sur la période
considérée pour la valeur limite, sans tenir compte de la chronologie des événements ».

Cette incertitude se détermine à partir de mesures effectuées selon des méthodologies de référence, telles
que celles utilisées dans les stations fixes d’ATMO Champagne-Ardenne.

De 2011 à 2015, ATMO Champagne-Ardenne dispose de 4 stations en continu sur l’agglomération de
Reims permettant une comparaison des niveaux de concentration mesurés et calculés, rendant difficile
l’application des 90% de points de surveillance tel que défini dans la directive. Ainsi, dans le cas de
Rem’Air©, l’incertitude retenue est ainsi l’écart maximal des niveaux de concentration mesurés et
calculés aux stations fixes.

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       Dioxyde d’azote : NO2
     La figure 4 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes pour le dioxyde
     d’azote sur les années 2011 à 2015.

                     NO2 - 2011                                                  NO2 - 2012
50                                                         50
45                                                         45
40                                                         40
35                                                         35
30                                                         30
25                                                         25
20                                                         20
15                                                         15
10                                                         10
 5                                                          5
 0                                                          0
       Mairie        Betheny   Jean D'Aulan   Venise               Mairie       Betheny   Jean D'Aulan   venise

                      NO2 - 2013                                                 NO2 - 2014
50                                                         50
45                                                         45
40                                                         40
35                                                         35
30                                                         30
25                                                         25
20                                                         20
15                                                         15
10                                                         10
 5                                                          5
 0                                                          0
       Mairie        Betheny   Jean D'Aulan   Venise               Mairie       Betheny   Jean D'Aulan   Doumer

                      NO2 - 2015                                        Mesure
50                                                                      Rem’Air ©
45
40
35
30
25
20
15                                                           Figure 4 : Comparaison modèle/mesure aux stations
10
 5                                                                     fixes entre 2011 et 2015 en NO2
 0
       Mairie        Betheny   Jean D'Aulan   Doumer

                               Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                13/47
                                        ATMO Champagne - Ardenne
Avec un biais relatif maximum de 15,0% (Jean d’Aulan en 2011), le modèle reproduit bien les niveaux
de concentration moyens annuels en NO2 aux niveaux des différentes stations entre 2011 et 2015.

En complément de la validation du modèle aux stations fixes, directement comparable à la Directive,
Rem’Air© est également testé et comparé aux mesures réalisées lors de campagnes par tubes à diffusion
passive en NO2. Cette technique de mesure permet une estimation des concentrations et la multiplication
du nombre de sites évalués. Les figures 5 et 6 présentent la corrélation mesure/modèle au niveau des
différents sites de mesure par tubes passifs en 2012 et en 2014.

                                      Correlation mesure/modele - Tubes passifs NO2 - 2012
                              60.0

                              50.0
            Modele en µg/m3

                              40.0

                              30.0

                              20.0

                              10.0

                               0.0
                                     0.0       10.0      20.0       30.0          40.0       50.0    60.0   70.0
                                                                   Mesure en µg/m3

                      Figure 5 : Corrélation mesure/modèle des tubes passifs en NO2 sur l’année 2012

                                      Correlation mesure/modele - Tubes passifs NO2 - 2014
                              70.0

                              60.0
            Modele en µg/m3

                              50.0

                              40.0

                              30.0

                              20.0

                              10.0

                               0.0
                                     0.0         10.0       20.0           30.0           40.0      50.0    60.0
                                                                   Mesure en      µg/m3

                      Figure 6 : Corrélation mesure/modèle des tubes passifs en NO2 sur l’année 2014

                                           Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                          14/47
                                                    ATMO Champagne - Ardenne
Pour les années 2012 et 2014, les comparaisons modèle/mesure montrent que le modèle reproduit bien
la variabilité spatiale des niveaux de concentration en NO2 avec :

      Une corrélation modèle/mesure de 0,92 en 2012 et de 0,94 en 2014 ;
      Un biais moyen relatif de 5,1 % en 2012 et 2,2 % en 2014

Le modèle est donc validé pour le NO2.

      Particules fines : PM10

La figure 7 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes pour les particules
fines (PM10) sur les années 2011 à 2015.

                        Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                           15/47
                                 ATMO Champagne - Ardenne
PM10 - 2011                                               PM10 - 2012
45                                                  45
40                                                  40
35                                                  35
30                                                  30
25                                                  25
20                                                  20
15                                                  15
10                                                  10
5                                                     5
0                                                     0
     Betheny     Jean D'Aulan        Venise                   Betheny       Jean D'Aulan          Venise

               PM10 - 2013                                               PM10 - 2014
45                                                  45
40                                                  40
35                                                  35
30                                                  30
25                                                  25
20                                                  20
15                                                  15
10                                                  10
 5                                                   5
 0                                                   0
     Betheny     Jean D'Aulan        Venise                   Betheny       Jean D'Aulan          Doumer

                                                               Mesure
               PM10 - 2015
                                                               Rem’Air ©
45
40
35
30
25
20
15
10                                                    Figure 7 : Comparaison modèle/mesure aux stations
 5
                                                               fixes entre 2011 et 2015 en PM10
 0
     Betheny      Jean D'Aulan       Doumer

                        Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                 16/47
                                 ATMO Champagne - Ardenne
Le modèle est correctement calé en PM10 en moyenne annuelle avec un biais relatif moyen inférieur ou
égale à 14,2% (Doumer, 2015) pour l’ensemble des sites entre 2011 et 2015.

A noter que Rem’Air© a également été calé en prenant en compte la valeur limite réglementaire relative
à la moyenne journalière (ou percentile 90.4), pour laquelle il n’existe pas à ce jour d’objectif qualité
pour l’incertitude dans la directive européenne. Le biais relatif maximal sur les cinq années atteint
24,2 % (Bétheny en 2013).

Le modèle est donc validé pour les poussières fines.

       Particules très fines : PM25

La figure 8 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes pour les particules très
fines (PM2.5) sur les années 2011 à 2015.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                17/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
PM2.5 - 2011                                                PM2.5 - 2012
30                                                       25

25                                                       20
20
                                                         15
15
                                                         10
10

5                                                          5

0                                                          0
          Jean D'Aulan               Venise                          Jean D'Aulan                 Venise

                  PM2.5 - 2013                                                PM2.5 - 2014
30                                                       30

25                                                       25

20                                                       20

15                                                       15

10                                                       10

5                                                         5

0                                                         0
          Jean D'Aulan               Venise                          Jean D'Aulan                Doumer

                   PM2.5 - 2015                                      Mesure
30
                                                                     Rem’Air ©
25

20

15

10
                                                           Figure 8 : Comparaison modèle/mesure aux stations
 5
                                                                    fixes entre 2011 et 2015 en PM2.5
 0
          Jean D'Aulan               Doumer

     Le modèle est correctement calé en PM2.5 avec un biais relatif moyen inférieur ou égale à 10,0%
     (Doumer, 2014) pour l’ensemble des sites entre 2011 et 2015.

     Le modèle est donc validé pour les poussières très fines (PM2.5).

                             Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                18/47
                                      ATMO Champagne - Ardenne
    Bilan des incertitudes de Rem’Air©

Le Tableau 3 récapitule les incertitudes obtenues avec Rem’Air© au niveau des stations fixes.

                       Tableau 3 : Incertitudes Rem’Air© sur les moyennes annuelles

                                              NO2                  PM10               PM25

          Directive 2008/50/CE                30 %                  50 %              50 %

                         2011                15,0%                  9,2 %             1,1 %

                         2012                14,9 %                 7,5 %             8,6 %

        Rem’Air©         2013                10,2 %                12,9 %             7,2 %

                         2014                11,7 %                10,9 %             10,0 %

                         2015                14,1 %                14,2 %             9,5 %

Les incertitudes associées à Rem’Air© respectent ainsi largement les objectifs de qualité fixés par la
directive européenne, et ce pour les 3 polluants étudiés.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                             19/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
2. DIOXYDE D’AZOTE : NO2

Dans cette partie sont présentées les cartes annuelles de 2011 à 2015 en NO2 sur l’agglomération de
Reims puis la carte médiane de ces 5 années.

   2.1. Cartes des moyennes annuelles en NO2

  2011                                          2012

  2013                                          2014

  2015

                                               Figure 9 : Teneurs annuelles en NO2 pour l’année 2011 (en
                                                haut à gauche), 2012 (en haut à droite), 2013 (au milieu à
                                               gauche), 2014 (au milieu à droite) et 2015 (en bas à gauche)
                                                       sur l’ensemble de l’agglomération rémoise

                        Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                   20/47
                                 ATMO Champagne - Ardenne
Le NO2 est un composé principalement issu de la circulation (voir Annexe 1). Les cartes précédentes
confirment cette origine avec des concentrations plus élevées au niveau des principaux axes routiers de
l’agglomération ainsi qu’au centre-ville de Reims.

Bien que les cartes soient assez similaires, une diminution des niveaux de concentration en NO2 est
observée entre 2011 et 2015, en cohérence avec les observations sur le dispositif fixe de mesures. Cette
tendance est en grande partie à rapprocher du renouvellement continu du parc automobile associé aux
normes antipollution EURO plus contraignantes.

    2.2. Carte médiane pour le NO2 en moyenne annuelle

Les cartes suivantes présentent le pourcentage médian de la valeur limite pour le NO2 en moyenne
annuelle entre 2011 et 2015 sur toute l’agglomération et au niveau du centre-ville.

Sur la période 2011-2015, des secteurs en dépassement réglementaire pour le NO2 sont mis en évidence.

La CSA présentée dans la partie III intègre ces informations.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                               21/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
Avenue
                                                                                    Jean Jaurès

                                                   Boulevard Louis
                                                      Roederer

                                                                       Boulevard
                                                                      Paul Doumer

                                                     Rue du
                                                  Colonel Fabien
                                                                                       Rue de
                                                                                       Venise

                                                Traversée urbaine
                                                    de Reims

      Figure 10 : Pourcentage médian de la valeur limite en NO2 entre 2011 et 2015
sur l’ensemble de l’agglomération rémoise (à gauche) et en centre-ville de Reims (à droite)

                Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                    22/47
                         ATMO Champagne - Ardenne
3. POUSSIERES FINES : PM10
  3.1. Cartes des moyennes annuelles de PM10

 2011                                       2012

 2013                                       2014

 2015

                                           Figure 11 : Teneurs annuelles en PM10 pour l’année 2011
                                           (en haut à gauche), 2012 (en haut à droite), 2013 (au milieu
                                              à gauche), 2014 (au milieu à droite) et 2015 (en bas à
                                               gauche) sur l’ensemble de l’agglomération rémoise

                    Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                     23/47
                             ATMO Champagne - Ardenne
Comme pour le NO2, les principaux axes structurants de l’agglomération présentent les concentrations
les plus élevées. Cependant, les concentrations en PM10 sont plus homogène sur l’agglomération que
pour le NO2. Cela s’explique par les origines plus diverses des poussières fines (voir Annexe 2).

Une nette amélioration des concentrations en PM10 est observée entre 2011 et 2015 sur l’agglomération
rémoise. Cette évolution est cependant à tempérer, les concentrations en PM10 étant très sensibles à la
météorologie de l’année.

    3.2. Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour les PM10 en moyenne annuelle

Les cartes suivantes présentent le pourcentage médian de la valeur limite pour les poussières fines
(PM10) en moyenne annuelle entre 2011 et 2015 sur toute l’agglomération et au niveau du centre-ville.

Sur la période 2011-2015, des secteurs sont exposés à des valeurs proches ou supérieures à la valeur
réglementaire en moyenne annuelle pour les PM10.

La CSA présentée dans la partie III intègre ces informations.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                              24/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
Avenue
                                                                                    Jean Jaurès

                                                   Boulevard Louis
                                                      Roederer

                                                                       Boulevard
                                                                      Paul Doumer

                                                     Rue du
                                                  Colonel Fabien
                                                                                       Rue de
                                                                                       Venise

                                                Traversée urbaine
                                                    de Reims

     Figure 12 : Pourcentage médian de la valeur limite en PM10 entre 2011 et 2015
sur l’ensemble de l’agglomération rémoise (à gauche) et en centre-ville de Reims (à droite)

                Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                    25/47
                         ATMO Champagne - Ardenne
3.3. Cartes annuelles du nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 en PM10

2011                                       2012

2013                                       2014

2015

                                              Figure 13 : Nombre de jour de dépassement du seuil
                                           journalier en PM10 pour l’année 2011 (en haut à gauche),
                                          2012 (en haut à droite), 2013 (au milieu à gauche), 2014 (au
                                           milieu à droite) et 2015 (en bas à gauche) sur l’ensemble de
                                                            l’agglomération rémoise

                    Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                   26/47
                             ATMO Champagne - Ardenne
Les secteurs les plus exposés à un nombre élevé de dépassements du seuil des 50µg/m3 en moyenne
journalière se situent là encore à proximité des axes structurants et dans la zone la plus urbanisée.
Comme pour la moyenne annuelle en PM10, il y a une nette amélioration de la situation entre 2011 et
2015. Cette tendance est à tempérer, les concentrations en PM10 étant très sensibles à la météorologie
de l’année.

    3.4. Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour le nombre de jours de
         dépassement du seuil de 50 µg/m3 en PM10

Les cartes suivantes présentent le pourcentage médian de la valeur limite du nombre de jours de
dépassement du seuil journalier en PM10 en moyenne annuelle entre 2011 et 2015 sur toute
l’agglomération et au niveau du centre-ville.

Sur la période 2011-2015, dans une moindre mesure que pour le NO2, des secteurs en dépassement
réglementaire pour les PM10 sont mis en évidence vis-à-vis de cette valeur limite.

La CSA présentée dans la partie III intègre ces informations.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                             27/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
Avenue
                                                                                   Jean Jaurès

                                                  Boulevard Louis
                                                     Roederer

                                                                      Boulevard
                                                                     Paul Doumer

                                                    Rue du
                                                 Colonel Fabien
                                                                                      Rue de
                                                                                      Venise

                                               Traversée urbaine
                                                   de Reims

  Figure 14 : Pourcentage médian de la valeur limite correspondante entre 2011 et 2015
sur l’ensemble de l’agglomération rémoise (à gauche) et en centre-ville de Reims (à droite)

                Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                   28/47
                         ATMO Champagne - Ardenne
4. POUSSIERES TRES FINES : PM2.5
  4.1. Cartes des moyennes annuelles en PM2.5

 2011                                      2012

 2013                                       2014

 2015

                                           Figure 15 : Teneurs annuelles en PM2.5 pour l’année 2011
                                           (en haut à gauche), 2012 (en haut à droite), 2013 (au milieu
                                              à gauche), 2014 (au milieu à droite) et 2015 (en bas à
                                               gauche) sur l’ensemble de l’agglomération rémoise

                    Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                     29/47
                             ATMO Champagne - Ardenne
Comme pour la moyenne annuelle en PM10, les principaux axes de circulations présentent les
concentrations les plus fortes en poussières très fines. Cependant, ces concentrations sont plus
homogènes sur l’agglomération que pour le NO2.

Il y a également une nette amélioration de la moyenne annuelle en PM2.5 entre 2011 et 2015. Tout
comme les PM10, cette tendance est cependant à tempérer du fait de la sensibilité de ce polluant à la
météorologie de l’année.

    4.2. Carte médiane en pourcentage de la valeur limite pour les PM2.5 en moyenne annuelle

Les cartes suivantes présentent le pourcentage médian de la valeur limite applicable au 01er janvier 2015
pour les poussières très fines (PM2.5) en moyenne annuelle entre 2011 et 2015 sur toute l’agglomération
et au niveau du centre-ville.

Sur la période 2011-2015, des secteurs sont exposés à des valeurs proches ou supérieures à la valeur
réglementaire applicable au 01er janvier 2015 en moyenne annuelle pour les PM2.5.

La CSA présentée dans la partie III intègre ces informations.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                30/47
                                  ATMO Champagne - Ardenne
Avenue
                                                                                                  Jean Jaurès

                                                                 Boulevard Louis
                                                                    Roederer

                                                                                     Boulevard
                                                                                    Paul Doumer

                                                                   Rue du
                                                                Colonel Fabien
                                                                                                     Rue de
                                                                                                     Venise

                                                              Traversée urbaine
                                                                  de Reims

Figure 16 : Pourcentage médian de la valeur limite annuelle en PM2.5 (applicable au 01er janvier 2015) entre 2011 et 2015
               sur l’ensemble de l’agglomération rémoise (à gauche) et en centre-ville de Reims (à droite)

                                Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                   31/47
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III.    CARTE STRATEGIQUE AIR

1. LOCALISATION DES SECTEURS EXPOSES

La carte stratégique air résulte de l’agrégation des cartes médianes présentées précédemment, en retenant
en chaque point le pourcentage de la valeur limite le plus élevé. Elle est présentée ci-dessous, avec
l’échelle de couleur uniformisée au niveau national, pour l’ensemble de l’agglomération et au niveau du
centre-ville.

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                32/47
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Carte Stratégique Air – Reims Métropole

Date d’édition : Octobre 2016

Période d’application : 2016 – 2020

Années prises en compte : 2011 -2015

Méthode : Application de la méthode décrite dans le guide « Qualité de l’air et urbanisme – Guide d’élaboration de la Carte
Stratégique Air » – V1.3 – Mai 2015

Valeurs limites (VL) prises en compte : Moyenne annuelle en NO2, PM10 et PM2.5, nombre de jours de dépassement du
seuil journalier en PM10

Zone « air » prioritaire – Valeur de l’indicateur multi-polluant : 118% (correspond aux 40 % de la surface les plus exposés
de la zone en dépassement réglementaire sur Reims Métropole)

Réalisation technique : ATMO Champagne-Ardenne

                                                                       N51

                                                                                                      A34

                                   D951

   A26

                                Traversée urbaine        A4
                                    de Reims

         Zone non touchée par un dépassement règlementaire                      Zone en dépassement règlementaire
         Zone en dépassement règlementaire potentiel                            Zone « air » prioritaire
                    Figure 17 : Carte Stratégique Air de l’ensemble de l’agglomération rémoise

                              Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                            33/47
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Remarque : il convient de noter que la classe 1 intègre des niveaux de polluants assez hétérogènes et
qui peuvent être assez élevés (jusqu’à 90% de la valeur limite).

Les secteurs en dépassement réglementaire potentiel ou modélisé sont localisés en proximité des axes
structurants. Ainsi en dehors du centre-ville, sont mis en évidence :

    -   La traversée urbaine de Reims (Voie Jean Taittinger) ;

    -   La N51 en direction de Witry-les-Reims (Route de Witry) ;

    -   La D951 en direction de Champfleury (Avenue de Champagne) ;

    -   L’A4 (contournement sud) ;

    -   L’A26 ;

    -   L’A34.

Afin de mieux localiser les zones exposées sur le centre-ville de Reims, un zoom est présenté ci-dessous.

                                                                  Avenue Jean Jaurès

                   Boulevard Louis
                      Roederer

                                                 Boulevard Paul
                                                    Doumer

                  Rue du Colonel
                     Fabien

                                                                       Rue de Venise

             Traversée urbaine
                 de Reims

        Zone non touchée par un dépassement règlementaire                         Zone en dépassement règlementaire
        Zone en dépassement règlementaire potentiel                               Zone « air » prioritaire
                    Figure 18 : Zoom de la Carte Stratégique Air sur le centre-ville de Reims

                                 Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                       34/47
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Au centre-ville, en présence de population potentiellement exposée, les principaux axes mis en évidence
sont les suivants :

       La traversée urbaine de Reims en zone « air » prioritaire ;
       Les basses promenades (boulevard Louis Roederer) en zone « air » prioritaire ;
       La place Aristide Briand et les axes connexes (dont avenue Jean Jaurès) en zone « air »
        prioritaire ;
       Le boulevard Paul Doumer en zone « air » prioritaire ;
       La rue de Venise en zone « air » prioritaire ;
       La rue du Colonel Fabien en zone « air » prioritaire ;
       Les Hautes promenades jusqu’à la place de la République ;
       Le boulevard Lundy ;
       Le boulevard de la Paix ;
       Le boulevard Pommery ;
       L’avenue Brebant :
       La rue Cérès ;
       La rue de l’Etape ;

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                              35/47
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2. EVALUATION DE LA POPULATION EXPOSEE

L’estimation de la population exposée à un niveau de concentration donné repose sur le croisement de
deux informations :

      La spatialisation des niveaux de concentration ou du pourcentage de la valeur limite issue de la
       plateforme Rem’Air© ;
      La localisation de la population.

                                                         X

        Niveaux de concentration                              Bâtiments « habités » de l’agglomération

                               Quantification de la population exposée
                     Figure 19 : Principe de quantification de la population exposée

                        Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                               36/47
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2.1. Méthodologie

ATMO Champagne-Ardenne utilise la méthodologie de référence, publiée par le Laboratoire Central de
Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) en février 2016 et intitulé « Note de synthèse
méthodologique sur la caractérisation des situations de dépassement de seuil : délimitation des zones de
dépassement et estimation des populations et écosystèmes exposés » pour évaluer l’exposition de la
population.

Les informations relatives à la localisation de la population sont issues du LCSQA (base MAJIC sur la
base des données INSEE).

La méthodologie consiste à appliquer la population issue de la base MAJIC à un maillage de 10m ou
moins sur l’agglomération étudié.

Les résultats de la modélisation sont interpolés sur une grille de 10 mètres correspondant au centre des
mailles de populations.

Ainsi, la population exposée à des dépassements réglementaires correspond à la somme de la population
incluse dans les mailles dont la concentration modélisée est supérieure aux seuils réglementaires.

                                                                              Légende :

                                                                              Point interpolé en dépassement

                                                                              Maille en dépassement

                                                                              Bâtiment de la base MAJIC
                                                                              (sans dépassement)

                                                                              Bâtiment de la base MAJIC (en
                                                                              dépassement)

                                Figure 20 : Illustration de la méthodologie

                         Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                   37/47
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2.2. Population exposée

Le tableau suivant présente la population exposée selon les 4 classes de la Carte Stratégique Air.

                  Tableau 4 : Population exposées selon les 4 classes de la Carte Stratégique Air

                                                                        Pourcentage de population exposée

     Zone non touchée par un dépassement règlementaire                                  99,6%

        Zone en dépassement règlementaire potentiel                                      0,3%

                Zone en dépassement règlementaire                                        0,1%

                      Zone « air » prioritaire                                          < 0,1%

L’absence de bâtiments d’habitation à proximité immédiate des axes mis en évidence via la CSA permet
à une très grande majorité de la population de Reims Métropole de ne pas être exposée à un dépassement
réglementaire (99,6 %) sur leur lieu d’habitation, et à la lumière des années passées

Pour autant :

       0,3% de la population apparait exposée à un dépassement règlementaire potentiel (environ 700
        personnes).

       0,1% de la population est exposée à un dépassement réglementaire (environ 200 personnes)

       Moins de 0,1% de la population est en zone « Air » prioritaire (moins de 100 personnes).

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Les populations en zone « air » prioritaire sont situé à proximité :

       Du boulevard Paul Doumer ;

       De la rue de Venise ;

       De l’avenue Jean Jaurès ;

       De la rue du Colonel Fabien.

La figure suivante présente les bâtiments habités touchés par une Zone « Air » Prioritaire.

                           Figure 21 : Bâtiments habités en zone "Air" prioritaire

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Pour les populations en zone de dépassement réglementaire, il faut notamment ajouter à la liste
précédente :

        La place Aristide Briand et les axes connexes ;

        La rue Clovis Chezel (au niveau de la Traversé Urbaine de Reims).

        L’intersection du boulevard de la Paix et de la rue Gerbert.

La figure suivante présente à la fois les bâtiments habités touchés par une Zone « Air » Prioritaire ou
une zone en dépassement réglementaire.

        Figure 22 : Bâtiments habités en zone "Air" prioritaire ou en zone de dépassement réglementaire

A noter la présence également de bâtiments isolés en zone de dépassement réglementaire en dehors de
cette carte sur la route de Witry au niveau de la rue Sainte Thérèse, au croisement de l’avenue de Laon
et de la rue Fréderic Jacob, et au croisement de l’avenue d’Epernay et de la rue Cognacq-Jay

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Pour la population exposée à un dépassement réglementaire potentiel, il faut notamment ajouter aux
deux listes précédentes :

       L’intersection de l’Avenue de Laon et de la rue Edouard Mignot ;

       Les axes connexes à la place Royale ;

       La rue de l’Etape ;

       La rue Libergier ;

       La rue Hincmar.

La figure suivante présente à la fois les bâtiments habités touchés par une Zone « Air » Prioritaire ou
une zone en dépassement réglementaire ou une zone en dépassement réglementaire potentiel.

 Figure 23 : Bâtiments habités en zone "Air" prioritaire, en zone de dépassement réglementaire ou en zone de
                                    dépassement réglementaire potentiel

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A noter la présence également de bâtiments isolés en zone de dépassement réglementaire potentiel en
dehors de cette carte sur la route de Witry aux croisements avec la rue Sainte Thérèse et avec la rue
d’Alger, au croisement de l’avenue d’Epernay et de la rue Cognacq-Jay et au croisement de la rue
Chanzy et de la rue du Dr Roux (Cormontreuil).

Ainsi la Carte Stratégique Air :

       Permet de localiser les secteurs à enjeux « air » prioritaires en termes d’actions d’amélioration
        de la qualité de l’air

       Doit permettre d’éviter l’exposition de nouvelles populations, potentiellement sensibles, par
        l’intégration de ces éléments dans les projets d’urbanisme.

A noter également que ces estimations sont réalisées sur la base du lieu d’habitation. D’autres situations
impliquent une exposition potentielle à la pollution atmosphérique telles que sur son lieu de travail, au
sein d’un établissement scolaire ou de santé ou encore durant les transports.

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CONCLUSION

Depuis 2011, ATMO Champagne-Ardenne utilise une plateforme de modélisation urbaine appelée
Rem’Air© pour compléter le dispositif de mesure, avec des diagnostics, scénarisations et quantifications
d’actions à l’échelle de la rue sur l’agglomération de Reims.

Afin de faciliter la prise en compte de la qualité de l’air dans les projets d’urbanisme du territoire, la
production de la Carte Stratégique Air (CSA) sur l’ensemble de l’agglomération de Reims a été actée
dans le cadre de la convention d’objectifs 2016-2020 entre Reims Métropole et ATMO Champagne-
Ardenne

La CSA est un outil de diagnostic de la qualité de l’air « simple » et standardisé, dont l’élaboration est
cadrée par un guide méthodologique national. Il s’agit d’une cartographie unique décrivant la qualité de
l’air au regard de la réglementation selon quatre niveaux dont le nom et la « couleur » sont explicites et
normalisés. Cette carte, valable 5 ans, permet un porté à connaissance lisible des enjeux territoriaux de
la qualité de l’air auprès des décideurs et des professionnels de l’urbanisme.

Les polluants intégrés au processus d’élaboration de la CSA sont le dioxyde d’azote (NO2), les
poussières fines (PM10) et les poussières très fines (PM2.5).

La Carte Stratégique Air ainsi produite, applicable sur la période 2016-2020, a permis d’établir une liste
d’axes à l’échelle de l’agglomération rémoise à proximité desquels les valeurs réglementaires sont
approchées voire dépassées ces dernières années. Sur ces secteurs, la population exposée sur son lieu
d’habitation à un dépassement réglementaire effectif ou potentiel représente environ 0,4% de la
population de l’agglomération.

Cette Carte Stratégique Air permet de cibler les zones les plus affectées pour une pleine connaissance
de l’exposition actuelle et a vocation à s’intégrer dans les documents et projets d’urbanisme afin d’éviter
l’exposition de nouvelles populations.

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ANNEXES

Annexe 1 : Le dioxyde d’azote (NO2)

Les oxydes d’azote (NOx) sont constitués par le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2).
Ils sont formés dans toutes les combustions d’énergies fossiles, à haute température et par association
de l’azote et de l’oxygène de l’air.

Le NO2 est un gaz irritant qui pénètre profondément dans les voies respiratoires provoquant une
altération des alvéoles et une inhibition des défenses pulmonaires. Il est également responsable des
dommages causés aux bâtiments et végétaux de par son élimination de la phase gazeuse sous forme de
dépôt sec ou de liquide (il participe de ce fait à son acidification).

Au niveau régional, les sources principales sont le transport routier à 57 % puis l’agriculture à 17 % et
l’industrie à 14 %. Sur le territoire de l’agglomération de Reims, les principales sources sont le transport
routier à 63 %, le résidentiel tertiaire à 17 % et l’industrie à 12 %.

      Figure 24: Emissions de NOx en région (gauche) et sur l’agglomération de Reims (droite) en 2012
                     (Source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire ATMOCA_M2014)

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La valeur limite réglementaire annuelle pour le NO2 est une moyenne annuelle de 40 µg/m3 à ne pas
dépasser.

                     Tableau 5 : Réglementation NO2 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

                                                   NO2

                                                      Valeur limite annuelle
    Réglementation
                                                            40 µg/m3

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Annexe 2 : Les particules fines (PM10) et très fines (PM2.5)

Les particules fines (PM10) et très fines (PM2.5) sont des poussières en suspension de taille inférieure
respectivement à 10 microns et à 2,5 microns. Elles sont issues de phénomènes d’érosion, de
combustion, ou de réactions chimiques.

Les poussières sont des polluants irritants et leurs impacts est très dépendant de leur diamètre. En effet
les particules les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures tandis que les plus fines
peuvent pénétrer plus profondément dans les voies respiratoires. Leur toxicité est accentuée du fait
qu’elles peuvent transporter des composés nocifs et cancérogènes (plomb, hydrocarbures, …).

Au niveau régional, les sources principales de PM10 sont l’agriculture à 55 % puis le résidentiel tertiaire
à 19 % et l’industrie avec 15 %. Sur le territoire de l’agglomération de Reims, les principales sources
sont l’industrie à 39 %, le transport routier à 28 %, le résidentiel-tertiaire avec 17 % et l’agriculture à
11 %.

      Figure 25: Emissions de PM10 en région (gauche) et sur l’agglomération de Reims (droite) en 2010
                     (Source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire ATMOCA_M2014)

                          Carte Stratégique Air - Agglomération de Reims                                 46/47
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Deux valeurs limites réglementaires annuelles existent pour les poussières fines PM10 : une moyenne
annuelle de 40 µg/m3 à ne pas dépasser, ainsi qu’un nombre de jours avec une moyenne journalière
supérieure à 50 µg/m3 qui ne doit pas dépasser 35 fois par an.

                     Tableau 6: Réglementation PM10 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

                                                     PM10

                                                        Valeur limite annuelle

                                 Valeur limite annuelle                            40 µg/m3
    Réglementation       Nombre limite de jour de dépassement
                             du seuil de 50 µg/m3en moyenne                         35 jours
                                       journalière

Au niveau régional, les sources principales de PM2.5 sont le résidentiel-tertiaire avec 38 %, l’agriculture
à 33 % puis le transport routier avec 14% et l’industrie avec 13 %. Sur le territoire de l’agglomération
de Reims, les principales sources sont le transport routier à 36 %, l’industrie à 27 % et le résidentiel-
tertiaire avec 26 %.

     Figure 26: Emissions de PM2.5 en région (gauche) et sur l’agglomération de Reims (droite) en 2010
                      (Source ATMO Champagne-Ardenne Inventaire ATMOCA_M2014)

Pour les PM2.5, la valeur limite règlementaire est de 25 µg/m3 en moyenne annuelle depuis 2015.

                     Tableau 7: Réglementation PM2.5 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

                                                     PM2.5

                                         Année                               Valeur limite annuelle
    Réglementation
                                 Valeur limite annuelle                            25 µg/m3

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