Les mesures d'environnement

De la donnée brute des capteurs à leur décodage et interprétation

Mois de Janvier 2024

(mois de référence pour la présentation des analyses détaillées)

Evolution des conditions climatiques

Cette section présente une analyse et discussion détaillées des diverses mesures disponibles et traitements effectués permettant de tirer le meilleur parti des capteurs citoyens utilisés. Un tel traitement est effectué chaque mois sur tous les capteurs opérationnels permettant de déduire les valeurs moyennes présentées en page d’accueil pour le mois écoulé ou dans l’onglet de synthèse mensuelle pour les mois précédents; ces résultats détaillés pour chaque mois ne sont pas présentés systématiquement sur le site. Cette page s’adresse donc aux passionnés qui souhaitent comprendre le comportement et performances de leur capteur.

Les conditions climatiques ont leur importance dans l’analyse des données capteurs au travers de la température et de l’humidité. Les périodes de brouillard perturbent les mesures des capteurs citoyens, qui sont aussi sensibles aux faibles températures; ces phénomènes sont en partie corrigés comme présenté dans l’onglet “Technique”.

L’évolution de la température et du taux d’humidité a été enregistrée comme suit:

Température (°C) : Certains capteurs citoyens sont équipés de mesures de température opérationnelles et fiables. On voit sur les relevés correspondants une reproductibilité fidèle; les points à forte température correspondent à des capteurs exposés au soleil au cours de la journée. On repère deux périodes froides en dessous des normales de saison de la région de Toulouse et de nombreux dépassements de la valeur normale haute de saison qui traduit le réchauffement climatique ambiant; la moyenne des températures sur le mois de Janvier 2024 est de 7,7 °C et donc bien supérieure à la normale habituelle (6,9°C).

Taux d’humidité (%) : Cette mesure est indicative sur les capteurs citoyens et ne permet pas de traduire les périodes de brouillard intense qui ont eu lieu en ce mois de Janvier 2024, principalement hors des zones urbaines. Les périodes de brouillard sont indiquées en bleu grisé selon leur intensité sur le graphique ci-contre et identifiées au travers du capteur de référence (Reference curve). Un taux d’humidité moyen de 80 % est constaté pour ce mois courant. Le taux d’humidité étant fonction de la température dimunue quand la température augmente, d’où la corrélation accentuée avec les courbes de température de certains capteurs.

Les mesures sur le périphérique Toulousain

Ces mesures sont effectuées uniquement par les capteurs officiels d’Atmo Occitanie, dont les données sont publiques sur leur site.

Il est donc intéressant d’avoir la traduction de ces mesures pour avoir une première image de reference de l’environnement de l’agglomération. Le site d’Atmo Occitanie présente aussi ces résultats mais d’une façon plus globale et sur une plus longue période.

Concentration en particules fines PM10

Quatre capteurs placés en bordure du périphérique ou très proches permettent d’avoir des mesures traduisant l’impact du traffic routier. On constate des périodes de concentration forte du 9 au 14 janvier, période qui correspond à une phase de basse température, et du 23 au 28 janvier, période à température plus douce. Une large période de pertes de données ne permet pas de relier les périodes à forte concentration. En général les mesures sont bien au dessus des valeurs annuelles recommandées par l’OMS confirmant la criticité du périphérique au regard de son environnement. Le point le plus critique est la partie sud du périphérique eu niveau de Rangueil (FR50048).

Concentration en particules fines PM2.5

Tous les capteurs Atmo ne fournissent pas des mesures PM2.5 simultanément avec les mesures PM10. Un seul donne des mesures disponibles avec de nombreuses interruptions ce mois-ci, au niveau de la route d’Albi (FR50054). Ces mesures montrent des dépassements significatifs des seuils recommandés.

Le périphérique Toulousain a toujours été identifié comme un point critique pour la qualité de l’air en agglomération Toulousaine. Ces résultats ne sont donc pas une surprise et reconnus et traduits dans les simulations faites par Atmo (voir sur leur site). Toutefois ces graphes nous donnent un repère pour le profil de mesures des autres capteurs en région.

Les mesures dans le centre de Toulouse

Deux capteurs d’Atmo Occitanie situés dans le centre de Toulouse permettent de surveiller l’environnement propre de la ville. En contreparie, dix à douze capteurs citoyens permettent de compléter ce panorama; en particulier il pourraient aider à identifier des dispersions de comportement d’un quartier à un autre.

Concentration en particules fines PM10

Mesures Atmo : Pour deux capteurs officiels, l’un (FR50021) est situé à quelques hectomètres du Canal du midi dans le quartier des Minimes (courbe bleue) et l’autre (FR50030) en proximité de la Garonne (courbe rouge). Leur comportement est similaire laissant à penser que l’environnement est uniforme dans le centre de Toulouse. Les deux capteurs présentent une anomalie de transmission du 17 au 23 janvier 2024.

Capteurs citoyens : Entre les deux capteurs Atmo, se trouvent deux capteurs citoyens situés dans des environnements géographiques similaires (ID15655 et ID21138); leurs courbes de mesure sont comparées aux deux capteurs Atmo (courbes en pointillé). Ces deux types de capteur présentent une signature dynamique similaire. Dans période de basse température du 7 au 14 janvier une correction de gain est effectuée sur les capteurs citoyens pour compenser une dérive constatée sur ces capteurs à basse température (voir onglet technique du menu). En dehors des périodes froides l’occurence de pics de concentration se retrouvent sur les deux types de capteurs avec des différences de niveau potentielles pouvant être liée à des spécificités de leur emplacement (traffic routier urbain).

Capteurs citoyens : L’ensemble des capteurs citoyens sur l’agglomération de Toulouse donne des tendances et résultats similaires. Certains capteurs se trouvant dans des zones soumises à des brouillards dans les périodes  critiques donnent des valeurs pics non représentatives de pollution réelle aux particules fines PM10.

En dehors des périodes de brouillard, des différences de niveaux  avec potentiellement des pics spécifiques sont observables liées aux spécificités de leur quartier; une analyse détaillée de leur environnement permettrait d’en expliquer la cause.

De façon générale, l’environnement en particules fines PM10 est en moyenne acceptable dans le centre de Toulouse. Des périodes critiques avec des pics de concentration au dessus de la norme annuelle OMS sont à noter pour les capteurs Atmo et citoyens principalement dans les périodes de brouillard plus ou moins intenses.

Concentration en particules fines PM2.5

Capteurs Atmo : Les deux capteurs prédément identifiés fournissent également des relevés en particules fines PM2.5. Les valeurs deviennent supérieures à la norme OMS recommandée principalement dans les périodes à faibles températures. Les deux capteurs montrent de nombreuses interruptions de fourniture de données au cours du mois.

Capteurs citoyens : En comparant les deux capteurs citoyens dans l’environnement proche des capteurs Atmo (courbes en pointillé) on retrouve les occurences de valeurs pic en cohérence avec les capteurs Atmo. Comme dans le cas des PM10, les valeurs présentées pendant les périodes froides (T<10°C) sont plus faibles dues à une correction de gain pour compenser des effets notés sur la réponse de l’électronique des capteurs (voir onglet technique). Outre cette correction les réponses des capteurs Atmo et citoyens montrent des similitudes.

Capteurs citoyens : La réponse des différents capteurs sur l’ensemble de l’agglomération de Toulouse reste homogène et cohérente avec les capteurs Atmo au niveau dynamique. Certaines mesures sont aussi perturbées (valeur crête) par la présence de brouillard dans les périodes et zones impactées.

La concentration en particules fines PM2.5 dans le centre de Toulouse est plus critique au regard des normes OMS que celle des particules PM10. Cette tendance est montrée aussi bien par les capteurs officiels Atmo que par les capteurs citoyens. Les raisons de cette situation peuvent être diverses, traffic routier, chauffage …. interactions avec des conditions climatiques….. 

Les mesures dans la périphérie Ouest de Toulouse

Des capteurs d’Atmo Occitanie, moins nombreux dans cette zone, ont des objectifs ciblés:

– 2 capteurs en proximité de l’aéroport permettent de surveiller la zone aéroportuaire très active, et proches des zones urbaines,

– 1 capteur en sortie sur l’autoroute vers les Pyrénées et l’Espagne permet de surveiller un traffic dense sur un axe stratégique; il est de plus situé au sein d’une zone industrielle à risques.

– 2 autres stations, situés à quelques dizaines de kilomètres de Toulouse (Nord et Sud-Est) permettent de surveiller les effets secondaires de la pollution de Toulouse (en particulier NO2 et O3), mais ne mesurent pas les concentrations en particules fines.

Neuf capteurs citoyens (mais pas assez nombreux et stratégiquement dispersés) permettent d’avoir une vision complémentaire sur l’Ouest de Toulouse.

Concentration en particules fines PM10 et PM2.5 aux abords de l'aéroport

Mesures PM10 Atmo : On trouve pour les deux capteurs Atmo en proximité de l’aéroport des niveaux semblables au capteur Atmo situé en centre ville (Minimes); ce résultat est étonnant sachant que  l’aéroport est une zone très active en bordure d’axes périphériques très fréquentés.

Entre les capteurs aéroport et centre ville on trouve un capteur sur le périphérique donnant des résultats plus élevés mais avec un profil d’évolution comparable; on ne donc peut en déduire que les environnements aéroport et centre ville sont liés par des effets de vent.

Mesures PM2.5 Atmo : Le même effet est constaté sur les mesures PM2.5.

Des mesures complémentaires seraient intéressantes pour comprendre l’ambiguïté de cette constatation.

Aucun capteur citoyen n’est proche de l’aéroport permettant de faire une corrélation fiable. Seule une tendance avec les capteurs dans l’ouest de la banlieue toulousaine permet d’esquisser une comparaison.

Concentration en particules fines PM10 et PM2.5 dans la banlieu Ouest de Toulouse

Mesures PM10 : En banlieu éloignée de la ville, seuls les capteurs citoyens permettent d’avoir une perception de l’environnement. Situés dans des zones très différentes (milieu urbain et campagne) leur réponse dynamique est cependant similaire avec des différences de niveau perceptibles. Ces capteurs montrent en PM10 des niveaux excessifs en période de brouillard (15, 25, 26 et 27 janvier); les mesures sont également corrigées pendant les périodes froides.

On constate toutefois dans les périodes non perturbées (température et brouillard) des niveaux supérieurs aux valeurs recueillies sur Toulouse et en particulier au regard du capteur Atmo sur l’aéroport. La raison de ces valeurs fortes reste à définir.

Mesures PM2.5 : Les valeurs relevées en teneur PM2.5 sont proches des attentes logiques et en particulier légèrement plus faibles que les valeurs observées au centre de Toulouse et  également des mesures en proximité de l’aéroport.

L’effet brouillard est moindre en PM2.5 qu’en PM10 et et ne résulte qu’en légers excès pendant les périodes correspondantes

Cas particulier de l'axe Sud-Ouest de sortie de Toulouse

Cette zone est particulière car elle englobe l’axe autoroutier vers l’Espagne, la zone industrielle Thibaud et le centre de valorisation des déchets urbains de Toulouse (incinérateur).

Elle constitue avec le périphérique l’une des zones de Toulouse les plus critiques pour la qualité de l’air.

Mesures PM10 : Un capteur officiel Atmo (courbe en pointillé), situé entre l’autoroute d’Espagne et la ceinture de délestage “Arc-en-ciel” (outer ring) donne des mesures cohérente avec ce que l’on perçoit sur le périphérique. Quatre capteurs se trouvent en proximité de cet axe dont un (ID26046) en proximité du centre de valorisation des déchets. Les mesures de ce dernier sont fortes et à surveiller tout en restant compatibles des normes OMS. Les pics élevés sur les périodes de brouillard (15, 25, 26, 27 et 31 janvier) sont à relativiser au regard de la sensibilité des capteurs à ce phénomène.

Mesures PM2.5 : Le capteur Atmo dans la zone ne mesure pas les particules PM2.5. La connaissance de cet environnement repose sur les capteurs citoyens: La concentration en particules fines PM2.5 apparait élévée malgré les corrections de minimalisation appliquées. 

Globalement en banlieue Ouest de Toulouse, la concentration en particules PM10 sur le mois courant est compatible des normes recommandées.

La situation au regard des concentrations PM2.5 est plus critique car au dessus des recommandations OMS.

Les mesures dans la périphérie Sud-Est de Toulouse

Point focus sur Castanet-Tolosan

Situé à environ sept kilomètres de l’agglomération toulousaine, Castanet-Tolosan n’est pas soumise aux mêmes contraintes environnementales que Toulouse mais reste sous influence de la grande agglomération et de la zone critique de l’axe Sud-Ouest, discutée ci-dessus, située à même distance mais dominante au travers de vents de direction ouest.

Une communauté de citoyens accros y a donc installé une dizaine de capteurs (aucun capteur Atmo dans la zone) pour y faire une auto-surveillance, base de la présente initiative.

Concentration en particules fines PM10 et PM2.5 dans Castanet-Tolosan

Mesures PM10 : Les capteurs situés dans Castanet sont ici présentés. Tous les capteurs ont été calibrés les uns par rapport aux autres afin de donner une même réponse dans un même environnement. On constate que la concentration en particules PM10 varie sensiblement en fonction de la position des capteurs tout en donnant une valeur moyennée acceptable. Une anlyse détaillée montre des disparités entre les capteurs selon leur emplacement le long des voies de forte circulation D813 et D79. De nouveau les périodes avec brouillard donnent des pics de mesure abusifs (15, 25, 26, 27 et 31 janvier). Les concentrations relevées sont par période un peu supérieures aux normes OMS.

Mesures PM2.5 : Les mêmes tendances et évolutions sont notables pour les concentrations en PM2.5. La moyenne des mesures sur toute la durée est légèrement au dessus de la recommandation de l’OMS. Une surveillance sur plusieurs mois est nécessaire pour statut sur une criticité éventuelle.

Influence des axes routiers les plus fréquentés

Deux axes routiers hautement fréquentés traversent la commune: la D813 (Toulouse – Carcassonne)  et la D79 transversale à la précédente  (Escalquens – Les Côteaux). Au vu des mesures la situation apparait tout aussi critique qu’au centre de Toulouse.

Mesures PM10 : Quatre capteurs situés sur ces axes (2 sur la D813 et 2 sur la D79 dont 1 à l’intersection avec la D813 – courbe en vert) donnent souvent des valeurs au dessus de la valeur moyenne recommandée OMS même en dehors des périodes critiques dites de brouillard moins intenses en centre ville. 

Mesures PM2.5 : Les mesures PM2.5 sont aussi légèrement au dessus de la norme moyenne OMS

Situation en zone résidentielle

Une zone résidentielle s’étale dans la la partie basse de Castanet entre le centre ville et les bords du Canal du Midi qui longe en parie l’autoroute A61 (Toulouse – Carcassonne). Deux capteurs citoyens sont installés au mileiu de cette zone  (ID78002 et ID81908) ; un nouveau capteur récemment installé (ID84351) en bordure d’autoroute permet de jauger l’impact du traffic routier.

Mesures PM10 :Bien que situés à l’écart des axes routiers fréquentés, les deux capteurs en zone résidentielle montrent de nombreux pics même en dehors des périodes de brouillard dans cette zone. La comparaison avec les mesures du capteur en bordure d’autoroute (courbe verte pointillée) ne permet pas de relier ces pics avec le traffic autoroutier. Les pics observés proviennent donc plus probablement des émissions de chauffage (chauffage au bois en particulier); on constate également l’occurence de bon nombre de ces pics en fin de journée. 

Mesures PM2.5 : La fréquence des pics est confirmée en PM2.5. Au vu de leur niveau plus élevés que ceux relatifs au traffic routier (voir ci dessus), on peut fortement soupçonner ces mesures liées aux résidus de chauffage.

Si l’agglomération de Castanet-Tolosan n’est pas ressentie comme une zone préoccupante au niveau de la qualité de l’air, celle-ci étant jugée acceptable au regard des critères classiques, les mesures montrent toutefois une sensibilité sur les axes fréquentés de la commune et une détérioration dans les zones résidentielles lié au mode de chauffage. Cette constatation repose sur un nombre limité de capteurs et certains lieux sensibles ne sont pas à ce jour scrutés comme l’avenue Mandés France très fréquentée par les automobilistes et bordée d’établissement scolaires et sportifs; c’est pourquoi un plan d’observation plus complet est préconisé pour mieux appréhender les risques et effets potentiels de valeurs au delà des normes OMS.

Quelle situation au Nord et l'Est de Toulouse?

Concentration en particules fines sur l'Est Toulousain

Peu de capteurs sont présents dans cette zone. Un seul capteur officiel Atmo Occitanie est localisé à Bessières (FR 50047 à environ 20 km de Toulouse). Uniquement trois capteurs citoyens sont répertoriés dans cette zone: un au nord mais ne fonctionnant pas correctement (donc inexploitoitable), un à l’est sur la commune de Mons (redonne sur le même lieu) et un au sud-est sur Escalquens proche de Castanet-Tolosan.

Mesures PM10 : L’analyse fine PM10 des deux capteurs citoyens permet d’identifier des périodes de brouillard impactant les mesures de concentration de particules.

Les périodes du 14, 15, et du 23 au 27 janvier ainsi que le 31 janvier correspondent à l’apparition de brouillard d’intensité différente sur les deux zones. Des brouillards plus intenses dans la zone de Mons, plus rurale, ont donné lieu à des impacts de mesure plus marqués.

En dehors de ces périodes les niveaux de concentration PM10 sont relativement modérés montrant un environnement peu perturbés dans ces deux zones. La signature des capteurs citoyens et du capteur Atmo sont proches; l’écart constaté entre le 9 et 13 janvier résulte de la correction de gain à basse température faite sur les capteurs citoyens.

Mesures PM2.5 : Les mêmes  constatations que pour les mesures PM10 peuvent être faites. Les niveaux restent faibles et acceptables.

Les capteurs situés dans cette partie de la banlieue Toulousaine ne permettent pas d’en tirer une vue concluante, hormis de constater qu’ils ne montrent pas de concentration de particules prononcée. Dans la partie Nord, autour de l’autoroute vers Bordeaux, une zone très urbanisée et industrialisée impacte nécessairement la qualité de l’air. Sur la partie Est, les sorties vers Albi et Castres par d’importants axes de circulation (routes et autoroute) ne peut être sans effet. La localisation de Mons dans un environnement encore rural est une particularité préservant la qualité de l’air. Au Sud-Est des zones résidentielles, mêlées à des zones industrielles réduites, permettent de préserver une qualité de l’air acceptable.

Toutefois une surveillance, même basée sur des capteurs à bas coût, serait rassurante pour les citoyens dans cette zone un peu délaissée sur le sujet.

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