Prendre conscience de la qualité de l'air pour mieux agir dans son environnement

L’air, comme l’eau, bien commun à tout élément vivant – humain, animal ou végétal, est la source d’un bon développement de toute espèce et de sa survie.

Un site pour partager des informations sur la qualité de l'air entre citoyens

La qualité de l’air est impactée par de nombreux composants dont en particulier des particules fines affectant les voies respiratoires et des composés gazeux irritants.

La qualité de l’air est parfois odorante par forte dégradation mais plus rarement visible. Seules des mesures peuvent transcrire son état permettant de rassurer ou alerter le citoyen pour adapter son mode de vie.

Mesures des particules fines 24h/24h

Grâce à des capteurs mis en oeuvre par des citoyens responsables.

Réseau citoyen

Récupération des données au travers d'un réseau liant tous les acteurs.

Exploitation et diffusion

Les données sont traitées et les résultats diffusés grâce à des citoyens engagés.

Une démarche écologique et scientifique au niveau citoyen

De plus en plus les citoyens prennent conscience de l’importance de la qualité de l’air surtout dans les grandes agglomérations. La crise Covid 19 a accentué cette perception et poussé les individus à mieux percevoir leur environnement.

Aujourd’hui des capteurs de mesures de la qualité de l’air, principalement des particules fines et CO2, sont proposés dans le commerce ou par des associations.

Ce site présente ce que des citoyens peuvent recueillir au travers de l’exploitation de leurs capteurs quand leurs données sont mises en commun.

Une initiative sur Toulouse (France)

La ville de Toulouse et sa banlieue présente une concentration de capteurs de mesure permettant une vision globale de la qualité de l’air sur la région. 

Cette spécificité liée à la motivation de mieux comprendre les mesures acquises ont amené à la création de ce site principalement centré sur l’environnement de la région Toulousaine.

 

2024 ... Un an de traitement de données

Au travers de l’année 2024, de nombreux capteurs sur l’agglomération Toulousaine ont été analysés dont les résultats ont été présentés chaque mois sur ce site à partir de sa création (Juin 2024). 

La synthèse des analyses sur l’année entière permet de présenter une évolution de l’environnement de l’agglomération dont les résultats sont pleins d’enseignement.

Pour voir directement cette synthèse présentée en fin de page de cet onglet cliquez ici.

Une investigation étendue

Outre Toulouse, deux autres villes en France sont équipées de capteurs citoyens de manière à pouvoir mener une analyse adaptée: Paris et Rennes. Par curiosité de comparaison, le site s’est donc aussi intéressé partiellement (durée limitée) sur ces deux autres agglomérations.

Rennes

Rennes présente la particularité d’avoir une communauté de citoyens mobilisés dans le suivi de leur environnement au travers d’une association locale. En harmonie avec la démarche d’analyse mise en oeuvre pour Toulouse, les résultats de mesure sur l’agglomération de Rennes sont présentés ici-joint sur une période limitée (Juin 2024):

Paris

Paris est la zone où on trouve la plus grande concentration de capteurs de contrôle de la qualité de l’air en France, capteurs officiels et capteurs citoyens. C’est aussi une des villes les plus impactées par la dégradation de la qualité de l’air.

L’analyse des données disponibles autant avec les capteurs officiels qu’avec les capteurs citoyens est très intéressante et instructive pour les citoyens pour comprendre leur environnement et les encourager à faire leur propre surveillance.

Petit à petit une vision élargie ..... dans l'environnement européen

L’analyse citoyenne de la qualité de l’air peut conduire à l’émergence de nouvelles initiatives; ainsi plusieurs centres universitaires s’intéressent à ce sujet menant parfois une réflexion entre pollution et santé. Ainsi l’Université de Mayence (Mainz) en Allemagne cherche une corrélation entre niveau de pollution et occurrence de certaines maladies cardiaques auprès des habitants des zones étudiées. Si certes la corrélation est difficile et non évidente, l’initiative mérite d’être tentée pour aller plus loin que la simple transcription de mesures.

C’est dans cette optique qu’une première analyse de l’environnement de Mayence (Mainz) a été faite et est présentée dans l’article correspondant:

Surveillance de l'environnement de la région de Toulouse (Haute-Garonne - France)

Le groupe citoyen est situé à Castanet-Tolasan, commune dans la périphérie de Toulouse (Sud-Ouest de la France) et s’intéresse à l’environnement global de la région Toulousaine.

Il s’appuie sur un réseau local de capteurs, dits à bas coût, mis en place par divers citoyens de la région. Ces capteurs sont dédiés à la mesure de concentration de particules fines (PM10 et PM2.5, c’est à dire de taille voisine de 10 microns et 2,5 microns). Les données sont centralisées au sein d’une communauté internationale nommée “Sensor Community” et rendues publiques sur le site de cette communauté.

Environnement sur Toulouse

La qualité de l’environnement moyennée sur la période considérée est acceptable sur la ville de Toulouse et sur la banlieue de Toulouse. Ces valeurs présentent néanmoins une amélioration par rapport au mois précédent dont les mesures avaient été perturbées par un environnement humide (brouillards).

Les relevés détaillés présentés ci-dessous montrent des niveaux en général au dessus de la norme OMS avec des pics de mesure fréquents résultant de périodes de brouillard surtout dans la périphérie de Toulouse expliquant l’indicateur élevé ci-contre en PM10. pour rappel les senseurs citoyens sont sensibles aux effets de brouillard amenant à des valeurs en général excédentaires par rapport à la réalité.

Les valeurs moyennées présentées prennent en compte les mesures des capteurs citoyens et celles des capteurs officiels d’Atmo Occitanie.

L’échelle de couleurs ci-contre est la transcription classique des valeurs de concentration en terme de qualification de la qualité de l’air. Cette interprétation est moins sévère que la considération des nouvelles normes OMS telles prises en compte dans les analyses des différentes courbes de mesures présentées dans l’onglet correspondant.

Indicateurs de Qualité de l'Air

Valeurs d’indice de qualité de l’air pour les zones surveillées sur le mois de :

Décembre 2024

PM 10
Toulouse Intra-Périphérique

Acceptable

Toulouse Banlieu

Médiocre

Castanet-Tolosan

Bon

PM 2.5
Toulouse Intra-Périphérique

Bon

Toulouse Banlieu

Bon

Castanet-Tolosan

Bon

Les variations de mesures locales

Les figures suivantes montrent les valeurs moyennes correspondantes pour chaque capteur opérationnels et permettent de percevoir les variations par quartier et les alentours de l’agglomération.

Environnement détaillé de la région Toulousaine

  • Moyennes des mesures PM 10 (relevés en microgrammes / m3)

Les valeurs PM10 moyennées montrent une situation homogène acceptable au cours de ce mois dans la partie intra-muros de la ville. Les valeurs sur le périphérique de la ville au vu des relevés des capteurs officiels (en cercle bleu) sont fortes sur les deux points habituels de fort traffic (Rangueil -28- et Embouchure -23). 

Les points de mesure à proximité de l’aéroport  (Blagnac) et au nord de Toulouse montrent un environnement moyennement perturbé.

Les quelques valeurs élevées (entre 16 et 19) en périphérie (ouest – est et sud) sur des capteurs citoyens résultent des périodes de brouillard perturbant quelque peu ces capteurs (détection de gouttelettes d’eau en suspension plutôt que de la pollution).

Les parties Nord et Est de Toulouse, dépourvues de capteurs, ne peuvent être évaluées correctement.

Détails sur le centre de Toulouse

  • Moyennes des mesures PM 10

Focus particulier sur Castanet-Tolosan

  • Moyennes des mesures PM 10
  • Moyennes des mesures PM 2.5 (relevés en microgrammes / m3)

Les capteurs citoyens permettent d’évaluer en même temps les concentrations en PM10 et en PM2.5, ce qui n’est pas le cas de tous les capteurs officiels.

On constate en général des valeurs basses toutefois un peu au dessus des normes minima pour ce type de particules mais sans réelle inquiétude.

Phériphérique sud de Toulouse à hauteur de Rangueil

  • Moyennes des mesures PM 2.5
  • Moyennes des mesures PM 2.5

Visualisation dynamique des concentrations de particules

Bien plus qu’une carte des moyennes locales, la visualisation dynamique permet de voir les concentrations de particules en tous lieux et à tout moment. Cette representation est intéressante pour prendre conscience de la criticité d’un lieu par rapport à l’environnement global d’une zone.

Evolution de la concentration PM10 sur la  région Toulousaine

Visualisation

PM10 et PM2.5 sur Toulouse

 

Les deux videos ci-contre présentent l’environnement considéré sur la période du 1er décembre au 31 décembre 2024. La vitesse accélérée correspond à environ 4 heures toutes les secondes.

L’ensemble des points de mesure valide (capteurs Atmo Occitanie sur Toulouse et capteurs citoyens) sont pris en compte dans ces simulations.

Evolution de la concentration PM2.5 sur la région Toulousaine

Décryptage

Les températures sur le mois de décembre présente un niveau légèrement supérieur à la moyenne des dernières années. 

La première semaine apparait plus chaude que les suivantes, signe d’un hiver qui a peiné à s’imposer.

Les courbes détaillées ci-dessous, PM10 et PM2.5, montrent une phase moyennée au dessus de la valeur standard de la norme OMS. Toutefois de nombreuses perturbations (valeurs pics) viennent troubler cette impression avec trois phases spécifiques en début, milieu et fin de mois.

Bilan sur l'année 2024

Un cycle d’analyses sur une année complète a été réalisé et présenté depuis la création du site (chaque résultat détaillé mensuel est rappelé dans l’onglet bilan).

Les courbes ci-dessous traduisent ce bilan.

Synthèse globale

L’année 2024 est cataloguée comme ayant été l’année la plus chaude de l’ère industrielle; ceci se traduit parfaitement sur le relevé de température moyenne comparée à la moyenne standard attendue dont seul le mois de septembre a été en dessous des statistiques habituelles (mois pluvieux).

Les valeurs de concentration en PM10 sont de façon générale en dessous de la valeur recommandée par l’OMS en tout point de la région Toulousaine. Par contre les concentrations en particules fines PM2.5 sont plus critiques et dépassent la norme OMS en particulier pour la partie intra-périphérique de Toulouse; ce phénomène est bien identifié par les autorités régionales conduisant à des restrictions sur les catégories de véhicules autorisées à circuler dans la ville.

Globalement on constate une concentration de particules plus élevée pendant la période froide, plus faible aux périodes tempérées et une remontée pendant l’été.

Les évolutions de concentration de particules résultent de la combinaison de phénomènes naturels aux effets portés par les vents (ex: nuage de particules de sable en provenance d’Afrique, dispersion de pollens, résidus de feux naturels,…), mais aussi en milieu urbain des activités humaines. Ainsi on peut distinguer trois phases d’apparition de concentration de particules: 

– la période de moyenne concentration, printemps et automne, correspondant à une phase d’activité normale sans contrainte en particulier climatique. Toulouse et sa banlieue étant une région industrielle avec des industries faiblement polluantes, on constate pendant cette période un niveau moyen de pollution en particules conforme aux normes en vigueur.

– la période d’été, pendant laquelle s’ajoute à l’activité normale une activité humaine liée à la saison estivale (ex: tourisme, flux routier plus important…) amenant ses contributions à la pollution particulaire ambiante associée à des évènements climatiques spécifiques potentiels (feux locaux,…).

– la période froide, fin d’automne et hiver, au cours de laquelle les rejets de chauffage (en particulier au bois) constituent un phénomène prédominant dans la génération de  particules.

Synthèses locales

Pour confirmer l’influence de ces différents facteurs, une analyse de tendance sur différents points spécifiques de l’agglomération permet d’apporter une vision spécifique; par exemple:

  • évolution annuelle sur les grands axes routiers (points spécifiques du périphérique)
  • évolution sur des quartiers d’activités (centres ville, zones industrielles ..)
  • évolution en zone rurale.
Au travers des capteurs officiels Atmo Occitanie

Les mesures sur les grands axes de circulation (périphérique ou grandes voies) s’obtiennent principalement par les capteurs officiels. On constate que les concentrations en particules sont élevés tout au long de l’année et plus particulièrement pour les particules fines de 2.5 microns.

Confirmation avec les capteurs citoyens

Les points principaux dans Toulouse

Dans le centre de Toulouse, si la concentration en PM10 est acceptable, elle est jugée critique pratiquement partout au regard des particules PM2.5 selon la norme OMS

La banlieue de Toulouse

La banlieue de Toulouse (i.e à l’écart du périphérique) présente une situation plus acceptable, hormis la zone nord-ouest proche de l’aéroport (Cornebarieu) pour les PM2.5.

Point spécifique de Castanet-Tolosan

Castanet-Tolosan n’offre pas un avantage particulier par rapport à l’image globale de la banlieue. La ville est un point de passage important qui se traduit par une sensibilité particulière au croisement de ses deux axes de circulation principaux.

Un peu, modérément ou beaucoup pollué ?

Les courbes ci-dessus ont montré des relevés moyennés sur la durée de chaque mois en comparaison de la norme OMS recommandée en valeur moyenne sur l’année. On constate que certaines parties de l’agglomération de Toulouse sont alors critiques en particulier au regard des particule fines PM2.5.

Or que se passe-t-il lorsque l’on note des pics de concentration élevés lors de l’occurence d’évènements particuliers?

Par exemple en Novembre 2024 où certains capteurs montrent des pics de mesure importants au cours de deux voire trois périodes. La moyenne mensuelle est donc élevée mais reste inférieure à la norme OMS relative aux dépassement sur 24h où on constate une phase fin Novembre relativement critique.

La norme OMS de valeur haute (dépassement 24h) permet donc de caractériser les dépassements au dessus de cette valeur haute en comptabilisant leur durée cumulée au dessus de la valeur recommandée ( 45 microgrammes/m3 pour les PM10 et 15 microgrammes/m” pour les PM2.5). La norme OMS recommande de ne pas excéder l’équivalent de 4 jours par an pour ces périodes à forte émission.

Les cartes ci-dessous présentent la durée cumulée (en jours) sur l’année 2024 des dépassements mesurés au dessus de cette norme OMS.

Durée cumulée annuelle (jours) au dessus de la norme OMS PM10

Durée cumulée annuelle (jours) au dessus de la norme OMS PM2.5

On constate sur la région Toulousaine que:

  • la durée de dépassement de la valeur tolérable de 45 microgrammes/m3 en PM10 reste raisonnable, hormis pour les points spécifiques sur le périphérique (27 à Rangueil et 11 carrefour de l’embouchure – à partir des mesures des capteurs officiels)  ainsi que pour quelques points en périphérie (capteurs citoyens). La valeur moyenne équivalente pendant cette durée est de 57 microgrammes/m3, soit 29 % au dessus de la valeur recommandée de 45.
  • la durée de dépassement (>15) en PM2.5 est bien au-delà de la valeur recommandée (4 jours) pour atteindre 45 à 48 jours en certains points ( soit 12,5 % du temps). La valeur moyenne équivalente pendant cette durée est de 22 microgrammes/m3, donc bien au delà de la valeur recommandée de 15 (+47%).

Ces résultats confirment le caractère critique de la pollution en particules fines (en particulier PM2.5) en premier lieu sur le centre de Toulouse.

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