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OSUG - Terre Univers Environnement OSUG

Qualité de l’air dans la Vallée de l’Arve : météorologie locale et mesures de réduction des émissions liées au chauffage au bois.

par BRONDEX Julien - 28 octobre 2015 - ( maj : 28 octobre 2015 )

Julie ALLARD

Date de début et de fin : octobre 2015 - septembre 2018

Financement : ADEME

Directeurs : Jean-Luc Jaffrezo (LGGE) et Jean-Luc Besombes (LCME)

Résumé :

La Vallée de l’Arve est le contexte d’importants dépassements des seuils réglementaires européens sur la qualité de l’air entraînant des conséquences autant sanitaires qu’économiques. Les concentrations élevées, notamment de PM10, se déroulent généralement en hiver. Cela est expliqué par des émissions de combustion plus intenses, particulièrement le chauffage au bois et par des phénomènes d’accumulation des particules proches du sol, formés en raison de la météorologie locale de vallée encaissée. L’objectif de cette thèse est de poursuivre le travail entrepris dans le cadre du projet DECOMBIO, d’exploiter les données des différents dispositifs de mesures afin de mesurer l’efficacité durant et a posteriori de la politique de rénovation des appareils de chauffage au bois domestiques sur la qualité de l’air dans la Vallée de l’Arve en tenant compte des conditions météorologiques. Ce projet permettra la création d’une méthodologie d’évaluation d’actions d’améliorations de la qualité de l’air applicable même en terrain complexe et d’affiner nos connaissances sur le mécanisme des épisodes de pollution dans la Vallée de l’Arve, ce qui permettra à terme une meilleure prévision et anticipation. Les points de blocage scientifiques que cherchera à lever cette thèse sont liés à l’adaptation des méthodologies à un terrain complexe de vallée encaissée. De nombreuses sources de combustion (biomasse, fuel, véhiculaire, industries) se juxtaposent dans les mesures de qualité de l’air. S’assurer que les méthodes utilisées permettent sur les 5 ans du programme une déconvolution appropriée des sources « combustion de biomasse » et « combustions de fuel fossile » est une grande avancée. D’autre part, l’évaluation des hauteurs de couche d’inversion au sol et la mesure de son influence sur la concentration particulaire est relativement complexe dans ce genre de contexte car relève de nombreux phénomènes locaux dus à la topographie particulière. Enfin, l’estimation des émissions dans un cadastre local sous SIG est sujette à des incertitudes nombreuses, qu’il faudra prendre en compte.

Abstract :

The Arve valley in the French Alps is the overall valley going from Annemasse to Chamonix. The air quality in this valley is not within the European limits for the PM10 concentrations, and a “Plan de Protection de l’Atmosphère” (PPA) was set to try to improve the air quality. One of the actions is the introduction of a large fund (about 5 M Euros from national and regional agencies) for the replacement of heating appliances on a large scale in the valley (replacement of several thousands stoves on a voluntary basis is expected), with a focus on non-efficient biomass burning stoves. This action is starting in summer 2013 and should last for a 4-year period. Together with this replacement action, scientific programs are started in order to evaluate the different parts of the PPA, including one to evaluate the actual impact of the actions on air quality. This is the DECOMBIO program. The final objective of DECOMBIO is to evaluate if the wood stoves changing operation in the valley induces changes in the PM concentrations. In the frame of DECOBIO project, a thesis has been led to validate an equipment of chemical measurements I order to characterize on one hand the source apportionment of the biomass burning fractions in the PM and on the other hand networks of local meteorology along the slopes. Information related to equipment changes by SM3A has been gathered. The main objective of the thesis is to pursue the study started in DECOMBIO project, to analyze deeply the data coming from the different measurements in order to determine the efficiency and the relevance of the renewal of wood heating equipments on the air quality, taking into account the local meteorology, i.e. inversion layers. This project will allow to create a methodology of evaluation of the actions to improve air quality that can be applied even in complex fields, and to improve our knowledge of the mecanisms of pollution events in the Arve Valley, which will enhance at the end the forecast.

Mots-clef : Pollution atmosphérique, sources de combustion, conditions météorologiques locales, programme DECOMBIO // air pollution, combustion sources, local meteorological conditions, DECOMBIO program

Sous la tutelle de :

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tutellesCNRSUniversité Joseph Fourier