ACIV Préambule

Les préoccupations environnementales occupent actuellement une place importante tant au niveau local, national qu'international. De nombreuses directives ou lois ont été édictées depuis le rapport Brundtland (1987). Des concepts nouveaux ont vu le jour " développement durable , déchets ultimes, mais aussi " qualité de vie " notamment en milieu urbain. Les avancées sociales, technologiques, culturelles ont facilité dans bien des cas, la prise en compte des enjeux liés à l'environnement. En effet, les possibilités techniques ont permis la diminution des polluants atmosphériques, par l'usage de l'essence sans plomb et du pot catalytique, ou la diminution du soufre provenant de sources ponctuelles comme les centrales électriques, par exemple. Il en est de même pour d'autres secteurs : énergie (avec l'utilisation de sources d'énergie alternatives), eau avec des améliorations de filtrage, gestion des déchets…

Cependant les préoccupations environnementales étudiant les relations qui existent entre milieu naturel et milieu anthropique au sein de " l'écosystème humain ", se présentent de manière ambiguë lorsque sont abordées les relations Homme / Milieu car elles correspondent à la fois à une démarche de protection du milieu et à une démarche d'exploitation de celui-ci. L'étude de ces relations nécessite une attention soutenue dès lors qu'elles associent des intérêts sectoriels légitimes mais divergents. Elles stigmatisent, en effet, le hiatus entre exploitation et protection de l'environnement . Il s'agit là d'une problématique d'impacts à estimer tout en s'efforçant d'intégrer les formes de développement de la société à l'environnement. Il nous faut donc ramener le discours à une étude des relations entre les hommes et le milieu dans lequel ils évoluent, en abordant les interactions multiples qui peuvent exister, à des échelles très différentes, selon des situations spatio-temporelles diverses, parfois antagonistes et qui ont des effets non perceptibles, a priori. On le voit bien, il ne peut y avoir une approche unique qui ne s'arrête qu'aux seules mesures prises ou aux actions perpétrées face à un danger imminent, ou à celles permettant de remédier à une dégradation manifeste de l'environnement (naturel ou humain) ou encore à celles tentant de préserver des biens patrimoniaux divers. Une appréhension globale des questions environnementales est de toute évidence nécessaire.

La concentration de la population dans des sites urbanisés rend cette compréhension de plus en plus complexe, car la ville se trouve à l'interface de différents processus qu'ils soient atmosphériques, de surfaces ou souterrains, qu'ils soient d'origine naturelle ou anthropique (Figure 1). Les effets en sont plus ou moins connus, et de fait plus ou moins suivis et contrôlés. L'évolution des nuisances urbaines requiert des approches pluridisciplinaires qui puissent prendre en charge le domaine " naturel ou abiotique" du milieu urbain (eau, air, sol) et le domaine " biotique ", les êtres vivants et leurs activités. Les premières sont analysées en fonction du degré de nocivité ou de danger qu'elles ont pour l'homme, les secondes en fonction des interactions productives d'actions ou de comportements associées. La gestion écologique d'un système urbain suppose une approche intégrée en vue de gérer le cycle " ressources, énergie et déchets " au sein des villes. " Diminuer la consommation des ressources, diminuer la production de déchets, juguler la pollution de l'air, de l'eau et du sol, et augmenter la proportion des zones naturelles et la diversité biologiques (DG XI, 1996) " telles sont les ambitions des mesures européennes en faveur des villes durables. Les ambitions sont vastes, mais à la mesure des enjeux.

Figure 1 Pollution atmosphérique

La pollution atmosphérique constitue ainsi un problème de plus en plus important partout dans le monde. Peu d'améliorations ni même de stabilisation, ont été relevées en Europe ces dernières années. Changement global, qualité de l'air urbain et ozone troposphérique restent des questions cruciales, difficiles à résoudre " soit en raison d'une activité économique accrue, soit en raison du nombre important et croissant d'émissions diffuses basées sur les combustibles fossiles, liées aux véhicules par exemple. Cependant, le même polluant étant en cause (CO2) on peut penser qu'une diminution des émissions en vue de s'attaquer au changement climatique permettra aussi une réduction des SO2, NOx et CO, et donc d'améliorer l'acidification, l'ozone troposphérique et la qualité de l'air urbain. " (AAE, 1997).

" En France comme partout dans le monde , la pollution atmosphérique a radicalement changé depuis les années 70 " (InVS, 1999). La loi sur l'Air donne pour la première fois obligation à l'Etat " d'assurer la surveillance de la qualité de l'air et de ses effets sur la santé ". Un réseau de surveillance épidémiologique de la pollution atmosphérique a été mis en place au niveau régional et local afin d'évaluer à court terme la relation entre pollution et santé. La préservation de la qualité de vie en milieu urbain est ainsi un élément important des préoccupations sur la ville et son développement. Les efforts faits en matière de modification des plans de circulation, d'infrastructures de déplacement en sites propres et d'attraction des moyens de transport collectifs, d'amélioration des émissions ne sont cependant pas réellement couronnés d'effets comme le montre le rapport de l'Agence Européenne de l'Environnement. Pour les villes qui comme Strasbourg présentent un site favorisant la stagnation des masses d'air à l'échelle régionale, le phénomène de dôme de pollution urbaine est accentué. En conclusion à une étude menée sur 8 sites français sur la relation pollution atmosphérique et santé, les auteurs (InVS, 1999) confirment la nécessité d'appréhender le phénomène de pollution atmosphérique de manière globale, de ne plus considérer la prévention des risques en termes de " pics " de pollution mais en termes d'exposition quotidienne permanent à la pollution de fond, de prendre en compte un ensemble d'indicateurs et donc d'améliorer les connaissances et l'estimation de l'exposition des populations, enfin de rendre accessible les résultats à l'ensemble des acteurs et à la population.

La qualité de l'air et une meilleure connaissance des processus de répartitions des polluants sont au cœur de notre projet de recherche. La démarche du projet se veut applicative, certes, tout en favorisant les avancées conceptuelles notamment sur les interactions s'illustrant à plusieurs niveaux d'observation : la mesure au sol, la répartition de polluants, la sectorisation des zones les plus concernées. L'analyse de ces interactions requiert des informations spatiales adéquates, qu'il faut vérifier et quantifier afin de pouvoir extrapoler le comportement de différents polluants (SO2, COV, NOx, CO…) à divers niveaux d'observation, le point de mesure au sol, le réseau de voirie et les mailles, et enfin l'aire urbaine. Les interfaces qui matérialisent les interactions en présence sont multiples : l'environnement restreint de la station de mesure, la rue, la zone et l'unité urbaine. Cet emboîtement d'éléments urbains met en avant l'importance que peut avoir la morphologie du bâti dans un tel contexte. Les caractéristiques géométriques, topologiques et de surface de ces éléments influencent-elles le comportement des polluants ? Le développement des modèles de simulation du comportement des polluants au niveau des rues laisse à penser que la dimension linéaire du réseau est somme toute un paramètre à retenir dans les processus de transport et de dispersion. Les conditions météorologiques sont, bien entendu, de prime importance tout comme les éléments qui vont modifier leurs caractéristiques de température, de vent ou de précipitations. Ainsi la rugosité de la canopée urbaine, les toits et les formes urbaines associées sont-elles nécessaire à une bonne appréhension de la qualité de l'air. Ceci revient à se pencher sur la troisième dimension du milieu urbain, le volume, avec non seulement sa représentation mais sa prise en compte dans la description des indicateurs de pollution. Ceux-ci caractérisent la pollution ambiante dite de fond, et sont les particules mesurées par l'indice de fumées noires (FN), le dioxyde de soufre (SO2), le dioxyde d'azote (NO2) et l'ozone.

Bien entendu ces mesures doivent être relevées selon des protocoles assurant la qualité des informations recueillies. L'ADEME a défini des nomenclatures de sites de mesures, déterminant une typologie des stations de mesures et des critères de localisation afin de faciliter la comparaison des mesures collectées. Cependant, il convient de revoir ces nomenclatures et d'en analyser la représentativité et la qualification. En effet, les semis de points de mesures (14 stations à Strasbourg) ne couvrent pas en générale la totalité des aires urbaines, il convient donc de pouvoir extrapoler les résultats obtenus en tenant compte des spécificités de la surface urbaine. La spatialisation des données doit bénéficier d'un vecteur d'information uniformément réparti. L'image satellite ouvre des possibilités en tenant compte des relations qui existent entre les valeurs spectrales et certains polluants. L'implication des acteurs de terrain (en l'occurrence l'ASPA) est un élément essentiel pour mener à bien un tel projet. Garants de la crédibilité des informations qu'ils diffusent et de la transparence des résultats, leur action doit renforcer la visibilité des actions de l'Etat et des organisations européennes dans ce domaine. Les missions des organismes chargés de la qualité de l'air, dans le cadre de l'application de la Loi sur l'Air (1996) sont : la planification de la gestion et la surveillance de la qualité de l'air ainsi que l'information des autorités et du public.

Une sectorisation spatiale fine est nécessaire pour rendre compte de la complexité du milieu urbain (en terme de morphologie), et pour appréhender et modéliser les phénomènes de pollution aux différentes échelles de la ville.

L'objectif principal de ce projet est de fournir des éléments de réponse à cette préoccupation. Il doit permettre d'approfondir les connaissances fondamentales des phénomènes de pollution urbaine, et plus particulièrement de la répartition des polluants en milieu urbain, et contribuer ainsi à l'ouverture de perspectives d'actions dans ce domaine.

L'approche proposée est intégrative de plusieurs modes d'appréhension de la pollution urbaine. Elle aborde cette question dans un cadre d'analyse multi-échelle, permettant de prendre en compte la complexité des phénomènes.

Cette approche s'appuie nécessairement sur une équipe pluridisciplinaire qui met en commun ses connaissances fondamentales afin de répondre à une meilleure connaissance des phénomènes de pollution en milieu urbain. L'appui de l'ASPA est à ce titre tout à fait essentiel, car il permet d'articuler les compétences en aménagement et urbanisme et en traitement d'image autour de la gestion de la qualité de l'air dans un continuum reliant la technologie aux préoccupations du citoyen.