Modélisation pour la recherche de sources expliquant l’épisode de pollution particulaire 2008/2009 en France avec le modèle de chimie-transport CHIMERE

Ce rapport présente une étude orientée recherche de sources effectuée avec le modèle de chimie-transport Chimere sur un épisode particulier de pollution particulaire, survenu en janvier 2009. Il s’inscrit dans le contexte plus large de la modélisation orientée recherche de sources, dont le développement à l’INERIS a pour but d’accompagner la mise en place des politiques de réduction d’émission.

Il existe plusieurs méthodes pour évaluer la contribution des différentes sources connues à la pollution particulaire. L’analyse chimique de prélèvements sur filtre et leur analyse statistique ultérieure par Chemical Mass Balance en est une, dont on compare, dans ce rapport, les résultats ([20, 24]) aux simulations Chimere effectuées.

La façon dont on choisit de modéliser les sources pour ces simulations est de type mécanistique ([1]) par opposition à une approche d’analyse de sensibilité : les sources d’intérêts (chauffage au bois et trafic routier) sont particularisées au moyen de traceurs passifs, ce qui permet de suivre de manière explicite leur contributions à un même polluant, tel le carbone suie.

Les émissions du chauffage au bois bénéficient par ailleurs des données de l’Inventaire National Spatialisé. Néanmoins, l’analyse de sensibilité n’est pas sans intérêt si elle prend en compte les effets non linéaires des modèles de chimie-transport. C’est ce que l’on présente aussi dans ce rapport en évaluant la sensibilité du modèle à ses différents paramètres, dont les émissions et champs météorologiques, au moyen de simulations Monte Carlo.

En définitive, nous rejoignons les conclusions de [20, 24] selon lesquelles l’épisode de pollution survenu à Rouen et Lyon en janvier 2009 est essentiellement le fait de conditions météorologiques propices à l’accumulation de particules, dont la présence s’explique largement par les émissions du chauffage au bois et du trafic.

Les difficultés de Chimere à reproduire cet évènement semblent principalement le fait d’une mauvaise représentation des paramètres météorologiques. L’amélioration des inventaires d’émission et du modèle Chimere
lui-même, notamment son modèle d’aérosols, ne sont bien évidemment pas à exclure. En effet, la pollution enregistrée lors de ces évènements est majoritairement de nature organique, fraction de la pollution qui reste un sujet de recherche ouvert tant à cause des incertitudes sur les émissions directes de composés semivolatiles, actuellement non prises en compte dans les inventaires, que par la faculté des modèles à modéliser leur vieillissement dans l’atmosphère.