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Last update: May 2021

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UMR ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes

2016-2021 PolQA

PolQA
POLitiques d’amélioration de la Qualité de l’air grâce aux pratiques Agricoles
logos

 

APR PRIMEQUAL - 2016 – 2022

Coordination : INERIS, Frédérik Meleux

Coordination Tâches 2 et 3 : UMR EcoSys INRAE-AgroParisTech, Université Paris Saclay

Sophie Génermont et Jean-Marc Gilliot

Un des problèmes majeurs en qualité de l'air est la persistance de concentrations élevées en particules (PM) en particulier dans les zones urbaines. La France est régulièrement soumise à des pics de particules fines (PM10) notamment à la fin de l’hiver et au début du printemps, période où la fréquence des situations météorologiques favorables à l’accumulation des polluants se conjugue à des épandages agricoles soutenus. Le rôle de l’agriculture est souvent souligné pour ces pics de PM10, et ce même pour les concentrations observées en villes. Les aérosols incriminés dans ces pics de pollution sont des particules secondaires inorganiques de nitrate d’ammonium formées dans l’atmosphère à partir d’émissions anthropiques de gaz : oxydes d’azote (NOX) et ammoniac (NH3). Les émissions d’ammoniac attribuées à l’agriculture ne sont pas seules responsables car les particules concernées ne seraient pas formées en l’absence des oxydes d’azote (NOX) émis par les secteurs routier, industriel ou résidentiel. Néanmoins leur contribution sur la hausse des concentrations de particules à cette période est suffisamment importante pour inciter les pouvoir publics à prendre des dispositions pour limiter son influence sur la qualité de l’air. Par ailleurs, si des mesures de réduction d’émission ont déjà été prises pour les autres secteurs d’activité, on peut noter que les précurseurs de particules fines du secteur agricole ont été moins visés.

Dans ce contexte, le projet PolQA a été conçu pour explorer des scénarios de mesure de réduction des émissions d’ammoniac concernant à la fois la gestion de situation d’urgence, à savoir prise de mesure dans l’optique d’agir vite et efficacement sur un épisode de pollution particulaire annoncé ou en cours, et la gestion sur le long terme qui est la plus efficace pour diminuer l’exposition de la population à la pollution atmosphérique chronique. Un système interdisciplinaire d’aide à la décision par la modélisation numérique a été construit à cet effet : il consiste en une suite de modèles : (i) l’outil Cadastre_NH3 de calcul, de spatialisation et de temporalisation des émissions d’ammoniac de l’UMR EcoSys, (ii) le modèle de qualité de l’air CHIMERE développé par l’INERIS et le CNRS et (iii)le modèle de quantification et de monétarisation des impacts sanitaires de la pollution atmosphérique Alpha-RiskPoll exploité par l’INERIS et utilisé dans l’analyse coûts-bénéfices mise en œuvre dans le projet PolQA. Les scénarios ont quant à eux été construits sur la base des préconisations du plan national de réduction des émissions de polluants atmosphériques (PREPA) en adéquation avec les pratiques agricoles décrites dans l’outil Cadastre_NH3.

La mise en œuvre de ces mesures tant sur le long terme que sur le court terme s’avère assez concluante en termes d’effet sur les concentrations d’ammoniac dans l’air mais avec une implication limitée sur la diminution des particules du fait d’un excès d’ammoniac ambient dans les régimes de formation des particules inorganiques.

Les actions court terme certainement difficiles à mettre en œuvre pourraient également perturber le rendement agricole rendant l’acceptabilité de la mesure complexe auprès de la profession.

L’effet des mesures de long-terme testées dans PolQA bien que limité sur les concentrations en particules est bénéfique sur le plan sanitaire du fait de la baisse d’exposition de la population aux particules, bénéfices qui en conversion monétaire absorbent nettement les coûts d’application des mesures. Cette conclusion est très encourageante car les mesures testées ne sont pas les plus ambitieuses et des effets plus spectaculaires peuvent être attendus pour les autres mesures préconisées par le PREPA (apports en bande, injections, incorporations post-application, etc.).

logos polqa

Exemple de résultat :

PolQA_illustration_PM_substitution_uree

Moyennes annuelles des concentrations en NH3 (en μg/m3) pour la simulation de référence (gauche) et moyennes annuelles des différences relatives en NH3 liées à la substitution de l’urée par des ammonitrates (droite) 

Résumés à télécharger :