Évaluation de la qualité de l’air dans l’environnement de l'Unité de Valorisation Energétique Arc-en-Ciel, campagne 2011

contexte : une qualité de l’air réglementée

Chaque année, l’Unité de Valorisation Energétique (UVE) Arc-en-Ciel traite plus de 300 000 tonnes de déchets de l’agglomération Nantaise [1].

Depuis les arrêtés préfectoraux du 2 juillet 1992 et du 14 avril 2003, une surveillance annuelle de la qualité de l’air autour de l’UVE, est exigée. Air Pays de la Loire a été chargé de cette mission et réalise, depuis 1997, une surveillance annuelle de la qualité de l’air dans l’environnement de l’établissement.

Deux types d’indicateurs sont ciblés par ce processus de surveillance :

•  les polluants atmosphériques, qui comprennent les métaux lourds, le chlorure d’hydrogène HCl, le dioxyde d’azote NO₂, le dioxyde de soufre SO₂, le monoxyde de carbone CO ainsi que les particules fines PM10,
•   les retombées atmosphériques, qui contiennent les dioxines et furannes et les métaux lourds.

objectifs : suivi réglementaire et évaluation de l’impact d’Arc-en-Ciel

Cette surveillance annuelle a pour but :

•     de comparer la qualité de l’air aux valeurs réglementaires,
•     d’évaluer l’impact des rejets d’Arc-en-Ciel sur la qualité de l’air environnant.

moyens : une campagne d’évaluation aux techniques de mesures normalisées

deux indicateurs de pollution

Le dispositif d’étude mis en œuvre par Air Pays de la Loire comprend la mesure :

•     des dépôts atmosphériques, par la collecte et l’analyse des eaux de pluie ;
•     les concentrations atmosphériques.

une campagne de mesure de 7 semaines

Durant la période de prélèvement, du 21 juillet au 15 septembre 2011, l’unité de valorisation énergétique a fonctionné régulièrement avec toutefois un arrêt de la ligne 1 du 5 au 8 août et de la ligne 2, du 1er au 6 septembre.

les polluants mesurés

Les polluants suivants émis par l’incinération des déchets ont été mesurés soit dans l’air soit dans les eaux de pluie à l’aide de différentes techniques de collecte et d’analyse normalisées selon la commande passée par l’établissement Arc-en-Ciel :

• 9 métaux : As, Ni, Cd, Pb, Zn, Cr, Cu, Hg, Mn, analysés dans l’air et dans les eaux de pluie (normes FDT 90-119, NF EN ISO 5961, NF EN 1233, NF EN 1483, NF EN ISO 11-885) ;
•  l’acide chlorhydrique via la mesure des chlorures analysés dans l’air (INRS 009 – NF ISO 10 304-2) et dans la précipitation (NF EN ISO 10304-2) ;
•  le dioxyde d’azote mesuré dans l’air (NFX 43-018) ;
•  les dioxines et furannes, dont les 17 congénères toxiques, analysés dans les eaux de pluie (Durif 2001 ; US EPA 1613) ;
•  le monoxyde de carbone (NFX 43-044), le dioxyde de soufre (NFX 43-019) et les particules fines, mesurés dans l’air.

trois sites de mesure dans l’environnement d’Arc-en-Ciel

deux sites de mesure non influencés par les rejets de l’établissement

Deux sites de mesure non influencés par les rejets de l’établissement Arc-en-Ciel, le site urbain de la Chauvinière à Nantes et le site rural de la Tardière en Vendée ont également été instrumentés. Sur ces deux sites, des collecteurs de précipitations ont été installés pour la collecte et l’analyse des dioxines et furannes dans les eaux de pluie. Ces mesures permettent de comparer les dépôts de dioxines et furannes avec ceux relevés dans l’environnement de l’usine.

résultats

les dépôts de dioxines et furannes

La figure ci-dessous présente l’évolution des niveaux de dioxines et furannes (en pg I-TEQ/m²/j) enregistrés depuis 2003 sur les sites de Couëron, St-Jean-de-Boiseau, La Chauvinière et la Tardière. Signalons que pour des raisons techniques, le site de la Gendarmerie a été transféré à l’école de la Métairie en 2010.

Jusqu’à présent, les concentrations de dioxines et furannes mesurées sur les sites de la gendarmerie ou de l’école de la Métairie n’avaient pas excédé 2 pg I-TEQ/m²/j. Avec 28 pg I-TEQ/m²/j, la concentration mesurée en 2011 à l’école de la Métairie doit être considérée comme significative (Durif, [6]). La confrontation du profil des 17 congénères (pg I-TEQ/m²/j) de l’école de la Métairie aux profils d’émissions en sortie de cheminée de l’installation met en évidence la contribution majoritaire d’une source de combustion de matières organiques, probablement de déchets verts, en complément des émissions industrielles.

En 2010, sur le site de St-Jean-de-Boiseau, des niveaux de dioxines et furannes comparables à ceux enregistrés à la Tardière en 2003, attribués alors à une source de combustion parasite, avaient été mesurés. De cette observation et en tenant compte des mesures d’autocontrôle de dioxines et furannes réalisées par Arc-en-Ciel, l’hypothèse d’une source d’émission parasite ayant influencé les mesures à St-Jean-de-Boiseau avait alors été envisagée. Les niveaux mesurés en 2011 sont très comparables à ceux des autres sites de mesure.

Les niveaux enregistrés lors de cette campagne de mesure à Couëron, La Chauvinière et La Tardière sont du même ordre de grandeur que ceux relevés lors des années précédentes durant lesquelles aucun impact significatif des émissions d’Arc-en-Ciel n’avait été montré.

les métaux lourds dans l’air

Les concentrations moyennes des métaux lourds relevées sur les sites de mesure de l’Ecole de la Métairie, de Couëron et du Cimetière de St-Jean-de-Boiseau, sont représentées sur le graphique suivant :

[1] Les concentrations de mercure Hg relevées lors de la campagne de mesure étant inférieures à la limite de quantification, elles ne sont pas représentées sur le graphique précédent.

D’après ces résultats, les concentrations pour chacun des différents métaux ciblés, sont homogènes sur les 3 sites de mesure.

Comme pour les mesures des métaux lourds dans les retombées atmosphériques, le zinc est l’élément majoritaire, avec des concentrations atmosphériques de l’ordre de 11 ng/m³.

Le cuivre, le manganèse, le plomb et le nickel constituent la seconde gamme de métaux lourds, dont les niveaux évoluent de 1,5 à 5 ng/m³.

Enfin, l’arsenic, le cadmium et le chrome sont détectés à l’état de traces avec des concentrations inférieures à 1 ng/m³.

Cette répartition est similaire à celle relevée lors de la précédente campagne d’évaluation de qualité de l’air dans l’environnement d’Arc-en-Ciel réalisée en 2010. Les niveaux de chacun des métaux sont par ailleurs restés relativement stables durant la campagne de mesure.

comparaison aux normes

En extrapolant à une année les moyennes des résultats obtenus, il est très vraisemblable que les valeurs cibles pour l’arsenic, le cadmium, le nickel, le plomb et le manganèse soient respectées dans l’environnement d’Arc-en-Ciel puisque les teneurs moyennes enregistrées au cours de la campagne ne représentent pas plus de 5 % des valeurs moyennes annuelles.

Étude de l’impact d’Arc en Ciel sur la qualité de l’air environnant
L’étude du potentiel impact de l’établissement Arc-en-Ciel sur la qualité de l’air environnant a été réalisée à partir de la rose de pollution des niveaux de pointe pour le dioxyde d’azote (ci-dessous), le dioxyde de soufre, les particules PM10 et le monoxyde de carbone. Cette représentation indique l’intensité de la pollution mesurée en fonction de la direction des vents et permet d’identifier les secteurs de vent pour lesquels la concentration est maximale.

Aucune des roses de pollution ne fait apparaître d’élévation des niveaux de pointe dans le secteur de vent en provenance d’Arc-en-Ciel. Ceci suggère que l’impact de l’établissement n’est pas significatif sur les concentrations de NO₂, SO₂, PM10 ni CO dans son environnement durant la campagne de mesure.

conclusions et perspectives

D’après les résultats de la campagne de mesure menée du 21 juillet au 15 septembre 2011 :

• l’influence de l’établissement sur les niveaux de dioxines et furannes dans l’air environnant n’est pas apparue significative, les concentrations plus élevées mesurées au niveau de l’école de la Métairie étant probablement dues à des combustions de matières organiques (feux de déchets verts par exemple).
•  les concentrations en métaux lourds, relevées aussi bien dans les retombées atmosphériques que dans l’air ambiant, restent faibles et sont inférieures aux valeurs réglementaires,
•  aucune relation de corrélation n’a pu être mise en évidence entre les niveaux de chlorure d’hydrogène dans l’air et les rejets de l’UVE,
•  les concentrations des polluants atmosphériques mesurées en continu sont inférieures aux seuils d’information et de recommandation,
•  aucune augmentation significative des niveaux de SO₂, NO₂, CO ou PM10 n’est observée dans le secteur de vent en provenance d’Arc-en-Ciel.