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M.Goguet – Aircom et M. Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
Convergence - Thèmes
Développement durable – Santé - Climatologie – Sécurité - Statistique
STATION DE POLLUTION
SAINTE-CROIX - SAINT-LÔ
1) Évolution urbaine Saint-Loise.
Sources : Mme Santi-Perrin. Fille G Lavalley
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
Avant le 6 juin 1944, ce bâtiment était le poste de garde du dépôt de Remonte (ancien haras national).
Il fut transformé en toilettes publiques. Depuis 2002, ce bâtiment abrite pour moitié l'ensemble du
matériel servant de station automatique de mesure de la pollution urbaine et de l'autre moitié les
toilettes publiques ouvertes occasionnellement.
2) Contexte
L'air, c'est la vie. Chaque jour, nous respirons 14m 3 d'air qui
contiennent 78% d'azote, 21% d'oxygène et 1% de gaz rares et de
polluants. La qualité de l'air fait l'objet de recommandations
internationales par l'OMS, de directives par UE. En 1975, le
ministère de l'environnement Français a mis en place un dispositif
de surveillance géré par des associations. AIR C.O.M. (Calvados,
Orne, Manche) analyse automatiquement et 24H/24 l'air que nous
respirons sur 13 sites fixes ou mobiles en Basse-Normandie. Elle Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
étudie, surveille, fait de la prévention. Elle surveille les principaux
polluants pouvant être préjudiciables à notre santé (SO2, NO 2, CO, O3, PS,
Pb, ...). A Saint-Lô, la surveillance de la qualité de l’air est effectuée par la
station urbaine de mesure de pollution implantée derrière l’église SainteCroix. Les têtes de prélèvement gaz, particules et températures sont visibles
sur le toit du bâtiment. Les résultats des analyses sont représentatifs de la
qualité de l’air respirée par la majorité des habitants de l’agglomération SaintLoise. Ce site a été choisi suite à plusieurs campagnes de mesures à l’aide
du laboratoire mobile et après l’établissement d’une cartographie de la
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
répartition de la pollution par le dioxyde d’azote (NO 2).
Evolution : 1960, Prise en considération des problèmes de santé et de la planète. 1970,
réglementation en ville et zone industrielle. 1996, extension partout sur le territoire.
Les polluants mesurés par la station Sainte-Croix :
• le monoxyde d’azote ( NO ), représentatif de la pollution automobile de proximité ;
• le dioxyde d’azote ( NO2 ), traceur de l’ensemble des combustions ;
• l’ozone ( O3 ), caractéristique de la pollution photochimique ;
• les particules en suspension ( PM10 ), fraction respirable des poussières en suspensions.
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Les seuils pour la pollution photochimique (μg : microgramme).
• Qualité de vie : 120 μg/m3 en moy sur 8 heures
• Seuil de pré-alerte (personne d'astreinte) : 170 μg/m3 /heure
• Seuil préfet et d'information de la population : 180 μg/m3 /heure
• Seuil officiel d'alerte : 240 μg/m3 /heure.
Source : Aircom.
3) Composants et fonctionnement
La station de pollution doit respecter un certain nombre de contraintes : la
réglementation UE, de température du local, des matériaux inertes par rapport
aux mesures, de fonctionnement, qualité des signaux électriques, transmissions
d'informations, calibrage et étalonnage régulier du matériel, maintenance,
Bouteille gaz étalon.
réseaux, ...
a) Le climatiseur
Le climatiseur régule la température du local. Cette contrainte
permet ainsi une meilleure qualité et fiabilité des analyses ainsi
que la transmission des signaux. Un capteur de température
intérieure est placé derrière les appareils de mesure.
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
b) Mesure de particules - PM10
Pour l'Homme, le nez est un filtre qui empêche les
grosses particules et poussières de rentrer dans les
poumons. Les particules fines par contre rentrent
dans celui-ci. Elles sont donc mesurées avec le
capteur PM10 : tête de prélèvement des particules
(tailles des particules en µm : 10 m soit 10µm). Dans l'air, deux types
de particules : les grosses non respirées (poussières)
et les fines respirées qui flottent par exemple dans
une pièce visible par un rayon du soleil. Évolution
des techniques de pesées. T1 : Date 1960 Pesée.
Filtration d'air en m3 avec plusieurs pesées manuelles
donc longues d'un filtre avant puis après filtration.
Environ 30m3 / heure. Résultat par 24h. T2 : Date
1975 Jauge béta. Pesée par radioactivité. De la
radioactivité traverse un film et la différence
d'absorption de rayonnement dû à la masse de Sources : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
particule accumulée permet de quantifier les particules. Pesée automatique toutes les deux
heures pour environ 2m3 / heure. T3 : Date 1990 à Sainte-Croix : TEOM. Un filtre, parcouru d'air,
est posé sur un quartz en vibration. La vibration est créée par un courant électrique qui parcourt
le quartz. La différence de fréquence de vibration permet de déterminer la masse de particules
fines captées et déposées sur le filtre. La mesure est automatique
tous les ¼ heure.
Seuil limite de santé PM10 : 40 μg/m3 moy annuelle
-6
c) Aspiration des gaz
La tête de prélèvement des gaz est en inox. L'intérieur du tube inox
est en téflon pour ne pas altérer les gaz. Le distributeur des gaz
aspirés par une pompe (manifold) alimente l'analyseur d'ozone O 3
et l'analyseur NOX en air extérieur par les deux tuyaux noirs qui
partent du distributeur vers les analyseurs (Voir ci-contre).
Sources : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
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d) Analyseur d'oxydes d'azote – par chimiluminescence
Les gaz subissent différentes réactions chimiques qui
permettent aux capteurs de compter la quantité de lumière.
Plus il y a d'oxydes d'azote, plus il y a de lumière. Le signal
lumineux est converti en signal électrique, puis en signal
numérique utilisable par l'ordinateur. Trois types d'indications
en sortie : NOX (ex : 24,7), NO2 (ex : 12) et NO (ex : 19,7).
Seuil limite de protection de la végétation NOX
30 μg/m3 moy annuelle
Seuil limite de santé NO2 :
200 μg/m3 moy horaire
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
e) Analyseur d'ozone – par photométrie
Les gaz sont traités sous lumière UV puis convertis en signal
lumineux. Le signal lumineux est converti en signal électrique
puis en signal numérique pour l'ordinateur. Plus l'air a de
l'ozone, moins il y a de lumière. Ex : 17,27 PPB (vol d'ozone / 1
milliard de vol d'air) correspond à environ 34 μg/m3.
Seuil limite de santé O3: 180 μg/m3 moy horaire
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
Source : AIRCOM
f) Ordinateur de traitement des données
L'ordinateur récupère, traite, analyse, stocke, alerte, transfert et communique les données
numériques. La tête de prélèvement des gaz et de particules capte ceux-ci, sont analysés puis
convertis en signal numérique pour l'ordinateur. Deux autres
capteurs de température intérieure et extérieure captent
celle-ci pour être convertis en signal numérique pour
l'ordinateur. Le signal numérique de la station de pollution de
Sainte-Croix est transmis via internet et l'opérateur
Source : Lecharpentier – Collège Louis Pasteur
téléphonique vers Aircom à Hérouville-Saint-Clair. Ces
données brutes numériques sont privées et non accessibles
par Internet. C'est un réseau extranet. Par contre, les
données analysées sont diffusées sur le site d'AIRCOM ( http://www.air-com.asso.fr ).
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4) Le système de surveillance automatique en réseaux
Le mode liaison entre les deux ordinateurs est maître-maître.
En temps normal, le poste central
d'Hérouville-Saint-Clair appelle l'ordinateur de
la station de Sainte-Croix pour récupérer les
données numériques une fois par jour.
L'ordinateur de la station de Sainte-Croix peut
appeler le poste central en cas de panne d'un
analyseur, de valeur forte dépassant les seuils
Source : AIRCOM – Les trois disques durs de sauvegarde
de cadre de vie, du Préfet ou d'alerte.
de la base de donnée : archivage.
Pour la maintenance, le calibrage et
l'étalonnage peuvent se faire à distance. Ce
contrôle s'effectue tous les trois jours.
En cas de forte valeur, c'est le poste central
qui demande des données dans tout le réseau
de stations régionales, via les modems, pour
Source : AIRCOM
savoir si le phénomène est localisé ou non. Il
lance
une
procédure
pour
confirmer ou infirmer le seuil de
vigilance.
Source : AIRCOM – Le serveur et son onduleur
La personne d'astreinte vérifie et
contrôle les données en liaison
avec Météo France pour obtenir
des informations météorologiques
permettant de se projeter dans les
heures à venir. Il contrôle si cela
est une panne de matériel ou un
capteur défectueux. Il contacte parSource : AIRCOM – Les modems entre les stations de
fax le Préfet en cas demesure et le serveur.
Source : AIRCOM : baie de contrôle des analyseurs et le poste central.
dépassement de seuil et attend la confirmation de réception.
La personne d'astreinte, avec son ordinateur portable, peut réagir immédiatement le week-end.
5) Les polluants recherchés à Sainte-Croix et ses effets
a) Effets sur la santé
Source : AIRCOM
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b) Effets sur l'environnement
• NO2 : les NOx participent aux pluies acides, formation ozone troposphérique, porte atteinte
à la couche d'ozone stratosphérique (effet de serre).
• O3 : effet néfaste sur la végétation (rendement) et sur certains matériaux.
• PM : effet de salissure des bâtiments et des monuments.
c) Statistiques et graphiques :
Site aircom au quotidien.
Mesures usuelles : NO2, O3, PM10.
Mesure exceptionnelle : NO2.
Mesure exceptionnelle : O3.
Mesure exceptionnelle : PM10.
Source : AIRCOM
Source : AIRCOM
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