Literatura académica sobre el tema "Zone à faibles émissions"

La place de l’automobile en ville est au cœur de nombreux débats largement médiatisés. Si ces débats révèlent des conflits partisans entre personnalités et groupes politiques, ils sont aussi marqués par des oppositions et contradictions entre échelles de planification et de régulation, corollaire d’une géographie de la dépendance automobile. Cet article a pour objectif d’explorer la dimension spatiale de ces conflits dans la région francilienne. Après avoir caractérisé la gouvernance de la métropole francilienne automobile, trois études de cas sont traitées : la fermeture des berges de Seine à Paris, les débats sur la requalification du boulevard périphérique, la mise en place de la Zone à faibles émissions dans le périmètre métropolitain. Ces études de cas permettent d’identifier une géopolitique de l’automobile caractérisée par une forte politisation du débat, une absence de consensus entre acteurs de l’action publique locale (nationale, régionale, intercommunale et communale) et enfin une fragmentation et une différenciation spatiale des politiques publiques sur cet objet automobile.

L’état de la qualité de l’air dans les agglomérations françaises reste préoccupant, tant pour les oxydes d’azote que les particules, deux polluants dont les effets sanitaires sont avérés. Une des solutions que plusieurs de nos voisins européens ont mises en place massivement depuis 2007-2008, consiste à interdire la circulation des véhicules les plus polluants dans certaines zones. L’objectif est que les véhicules les plus émetteurs, c’est-à-dire les plus anciens, soient remplacés par des véhicules récents et donc peu polluants car bénéficiant des derniers progrès technologiques en matière de réduction des émissions. L’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) a étudié en 2009, puis en 2012, ces « Zones à faibles émissions » (Low Emission Zone ou LEZ), notamment leur impact sur la qualité de l’air. Elles ont inspiré les Zones d’Actions Prioritaires pour l’Air (ZAPA) instaurées à titre expérimental en juillet 2010 dans la loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement. Suite à un appel à projets lancé par l’ADEME en 2010, huit collectivités locales ont été retenues pour étudier la faisabilité de ce type de mesure sur leur territoire. Cela a permis d’identifier les freins juridiques, réglementaires, organisationnels, socio-économiques, comportementaux et techniques liés à la mise en place de cette mesure, de définir les scénarios les plus adaptés à chaque territoire et d’en évaluer les bénéfices sur la qualité de l’air. Dernièrement, un comité interministériel sur la qualité de l’air a été créé par le ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie afin de retravailler le dispositif initial des ZAPA et de construire avec les collectivités territoriales des solutions adaptées à leurs spécificités pour améliorer la qualité de l’air. En parallèle, des recherches appliquées ont été lancées via un appel à proposition de recherche PRIMEQUAL dans l’objectif de préparer l’évaluation de ce type de mesure des points de vue environnemental, économique et social.

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du programme national de MEsure des Retombées Atmosphériques (MERA). Ils portent sur la recherche de l'origine des précipitations collectées entre 1997 et 1999 dans trois (Morvan, Iraty, Le Casset) des onze stations du réseau MERA localisées en différents points du territoire français. Deux méthodes statistiques ont été utilisées dans cette étude. Les régions à l'origine des fortes concentrations mesurées au site récepteur ont d'abord été déterminées à l'aide d'un modèle (méthode de Seibert) combinant les mesures réalisées sur site et les rétrotrajectoires de masses d'air puis, dans un second temps les différents profils de transport atmosphérique, leur fréquence et concentrations associées ont été évaluées à l'aide d'une classification par Nuées Dynamiques (méthode K-means/distance Euclidienne simple) des rétrotrajectoires de masses d'air. Le test de Kruskal-Wallis a été utilisé pour vérifier si les médianes des concentrations associées à chaque classe sont statistiquement différentes. L'étude réalisée à Iraty (Pyrénées) et au Casset (Alpes) a montré que ces deux stations sont influencées différemment du Morvan. Plus exactement, ces deux sites ne sont pas, ou pratiquement pas, influencés par les zones d'Europe centrale ou du Nord-Ouest fortement émettrices de SO2, de NOx et de NH3. Seul le pH des précipitations collectées à Iraty semble dépendre des émissions de SO2 et de NOx d'une de ces zones. Iraty et le Casset sont très influencées par les émissions anthropiques et par les poussières d'origine terrestres en provenance d'Afrique du Nord. Néanmoins, les niveaux de concentrations mesurés dans les flux en provenance d'Afrique du Nord sont similaires pour Iraty, le Casset et le Morvan (sauf en ions calcium, pour lequel le Casset et Iraty montrent de fortes concentrations). Une autre région européenne peut influencer les niveaux en composés acidifiants mesurés au Casset, il s'agit de l'Italie et de la zone localisée au niveau de l'ex-Yougoslavie. Mais, les niveaux de concentrations qui en résultent sont faibles par rapport à ceux mesurés dans certains flux arrivant au Morvan.

Au Bénin, une typologie de quatre groupes d’éleveurs a été établie sur la base des deux pratiques agroforestières (agrosylvopastoralisme et sylvopastoralisme) en lien avec l'adaptation au changement climatique. Il s’agit : des petits agrosylvopasteurs (Groupe 1 : PAS), des petits sylvopasteurs (Groupe 2 : PSV), des grands sylvopasteurs (Groupe 3 : GSV), et enfin des grands agrosylvopasteurs (Groupe 4 : GAS). Les effets de ces pratiques sur la productivité du bétail ont été évalués et connus. Cependant, des informations sur les effets de ces pratiques sur l’émission de gaz à effet de serre (GES) font défaut. Ainsi, la présente étude permet de combler cette lacune. Pour l’atteinte de cet objectif, 180 éleveurs ont été enquêtés. Des données sur l'alimentation animale, la gestion du fumier et la composition des troupeaux ont été collectées, et l’outil GLEAM-i (Global Livestock Environmental Assessment Model interactive) de la FAO a été utilisé pour estimer les émissions de GES au sein de chaque type d’élevage. Les résultats ont révélé que les émissions de GES de tous les types d'élevage bovin étaient de 34,24 Gg CO2-eq/an dont les élevages GAS, GSV, PSV et PAS contribuaient respectivement pour 37,57 % ; 35,89% ; 13,87% et 12,67%. Dans tous les types d'élevage, le CH4 issu de la fermentation entérique était le principal contributeur aux émissions de GES. Les intensités d'émission du lait et de la viande étaient plus faibles dans les élevages GAS (60,21 kg CO2/kg de protéines du lait ; 178,68 kg CO2/kg de protéines de la viande) et PAS (61,61 kg de CO2/kg de protéines du lait ; 180,61 kg CO2/kg de protéines de la viande). Cette étude servira d'outil d'appui à l'élaboration de lignes directrices pour les systèmes de production animale à faibles émissions au Bénin et ailleurs en Afrique subsaharienne. In Benin, a typology of four groups of herders was established on the basis of two agroforestry practices (agrosilvopastoralism and silvopastoralism) related to adaptation to climate change. These are small agro-silvopastoral (Group 1: PAS), small silvopastoral (Group 2: PSV), large silvopastoral (Group 3: GSV), and finally large agro-silvopastors (Group 4: GAS). The effects of these practices on livestock productivity have been assessed and known. However, information on the effects of these practices on greenhouse gas (GHG) emissions is lacking. Thus, the present study fills this gap. To achieve this objective, 180 farmers were surveyed. Data on animal feed, manure management, and herd composition were collected, and the Global Livestock Environmental Assessment Model interactive (GLEAM-i) tool was used to estimate GHG emissions within each farming type. The results revealed that the GHG emissions of all cattle farming types were 34.24 Gg CO2-eq/year, of which GAS, GSV, PAS, and PSV breeding contributed respectively for 37.57 %; 35.89%; 13.87% and 12.67%. In all farming types, CH4 from enteric fermentation was the main contributor to GHG emissions. The emission intensities of milk and meat were lower in GAS (60,21 kg CO2/kg milk protein; 178.68 kg CO2/kg meat protein) and PAS (61.61 kg CO2/kg milk protein; 180.61 kg CO2/kg meat protein). This study will serve as a support tool for the development of guidelines for low-emission animal production systems in Benin and elsewhere in sub-Saharan Africa.

Cet article représente une évaluation de l'état actuel et des tendances observées dans les écosystèmes lacustres, ainsi que de leur état futur probable lorsque les réductions d'émissions requises dans le cadre de l'Entente Canada-États-Unis sur la qualité de l'air auront été effectives. Outre une synthèse des faits saillants de ce dossier pour l'ensemble du Canada, le présent article s'appuie aussi sur l'ensemble des données physico-chimiques récentes (8874 échantillons) observées sur 2779 lacs de l'est canadien, ainsi que celles recueillies (1012 échantillons) sur 252 lacs de l'ouest canadien depuis 1985. Des données biologiques (poissons, benthos, zooplancton et oiseaux aquatiques) ont également été inventoriées pour identifier l'ampleur des dommages biologiques. Les nombreux lacs ayant subi une acidification anthropique récente sont situés pour la plupart dans l'est du Canada où les dépôts de SO- sont élevés. La sensibilité des sols influence également leur distribution spatiale. Durant la période s'échelonnant de 1981 à 1994, seulement 33% des 202 lacs faisant l'objet d'un suivi temporel dans l'est du Canada ont montré une amélioration significative de leur acidité (réduction) en réponse à la baisse des dépôts de SO- (11% des lacs ont subi une hausse d'acidité et 56% n'ont montré aucun changement). Plus de la moitié des lacs ayant récupéré se situent à proximité de Sudbury en Ontario. Plusieurs processus biogéochimiques sont responsables du retard dans la réversibilité de l'acidification. Pour cette raison, la récupération biologique a été très faible dans l'est canadien, exception faite de la région immédiate de Sudbury. Trois scénarios d'émissions ont été considérés: scénario 1: niveaux d'émission canadiens et américains de 1985; scénario 2: émissions canadiennes de 1994 et émissions américaines de 1990 ; scénario 3: réductions d'émissions américaines et canadiennes complétées. Ces scénarios de réductions d'émissions, qui ont été utilisés comme données d'entrée à des modèles stationnaires simulant la chimie des eaux de surface et qui ont été appliqués à cinq grandes zones lacustres du l'est canadien, suggèrent que la proportion de lacs "endommagés" (définis comme étant des lacs de pH<6) diminuera conséquemment aux réductions d'émissions américaines et canadiennes. De 11 à 49% des lacs acidifiés le resteront après l'ensemble des réductions prévues (scénario 3). Le Québec et l'Ontario, qui reçoivent actuellement les plus fortes retombées acides, bénéficieront le plus des réductions. Les gains environnementaux seront plus faibles dans l'est et dans l'ouest du Canada. De plus faibles dépôts acides et une contribution naturelle à l'acidité pourraient expliquer cette moins grande récupération. Il est maintenant reconnu que le pH est le principal facteur d'influence de la diversité spécifique du poisson, bien que d'autres facteurs comme la morphométrie du lac, l'altitude et les concentrations de COD soient aussi en partie responsables. Une réduction des dommages biologiques (i.e.baisse des disparitions de populations de poisson) serait donc possible, mais cette amélioration ne surviendra qu'après la hausse du pH des eaux de surface. L'importance relative des gains au plan biologique suivra une évolution similaire à celui des aspects chimiques. Des dommages significatifs aux écosystèmes lacustres subsisteront néanmoins après réalisation de l'ensemble des réductions d'émissions. Des pertes de populations de poissons devraient subsister dans 6% (Sudbury) à 15% (Kejimkujik) des lacs. Compte tenu du grand nombre de lacs situés dans le sud-est canadien, les pourcentages précédents impliquent que les ressources piscicoles perdues pourraient être très élevées. La restauration des communautés piscicoles devra passer dans bien des cas par un ré-enpoissonnement. De nouveaux programmes de contrôle visant des réductions supplémentaires d'émissions seront dès lors nécessaires pour protéger correctement les écosystèmes sensibles.

Une meilleure connaissance de la dynamique spatio-temporelle des racines fines et des gaz à effet de serre dans les couches profondes du sol est indispensable pour identifier des pratiques sylvicoles plus durables pour les forêts plantées dans un contexte de changement climatique. Notre étude visait à évaluer les effets des coupes claires et de la sécheresse sur la production de racines fines et les flux et la production de CO2, CH4 et N2O sur tout le profil de sol jusqu'à la nappe, dans des plantations d'Eucalyptus grandis conduites en taillis au Brésil. Les racines fines (diamètre < 2 mm) ont été échantillonnées jusqu'à une profondeur de 17 m sur un dispositif d’exclusion de pluviolessivat permettant de comparer des peuplements où 37 % du pluviolessivat a été exclu à l'aide de bâches en plastique (–W) avec des peuplements sans exclusion d'eau de pluie (+W). La dynamique racinaire, les flux en surface et les concentrations dans le sol de CO2, CH4 et N2O ont été mesurés dans deux fosses permanentes pour les deux traitements, + W et – W, avant la coupe des arbres et ensuite en conduite en taillis. La croissance des racines fines était considérable à grande profondeur (> 13 m) pour les arbres menés en taillis et, étonnamment, la mortalité des racines fines était extrêmement faible quelle que soit la profondeur et le traitement. La biomasse des racines fines, leur longueur et leur surface spécifiques étaient respectivement plus élevées d'environ 25 %, 15 % et 15 % pour le traitement –W que pour +W. Les concentrations moyennes de CO2 et N2O pour –W sont plus faibles de 20,7 % et 7,6 % que pour +W, et les concentrations de CH4 pour –W sont plus élevées de 44,4 % que pour +W sur l'ensemble des profils du sol. Un modèle de diffusivité montre une production et une consommation de CO2, N2O et CH4 en grande profondeur et similaire pour les deux traitements, +W et –W. La mise en place de systèmes racinaires profonds dans les forêts tropicales plantées pourrait permettre aux arbres de résister aux périodes de sécheresse attendues dans le futur. Notre étude réalisée dans des peuplements d'eucalyptus gérés en taillis, représentatifs de vastes zones tropicales, suggère que les émissions de gaz à effet de serre pourraient être peu influencées par les modifications de régimes de précipitations dues au changement climatique.

Les interactions entre l’élevage et l’environnement sont l’objet d’un débat médiatique, sociétal et scientifique depuis les années 70. Ce débat, focalisé sur les impacts négatifs de l’élevage sur l’environnement et jusqu’ici limité aux pays développés, concerne dorénavant les pays émergents et en développement où se fera l’essentiel de l’accroissement de la production animale. Toutefois, il est désormais admis que l’élevage peut aussi produire des services écosystémiques en plus de sa fonction productive. Cette synthèse propose un bilan des impacts et des services environnementaux liés aux productions animales dans les pays du Sud et trace des pistes d’amélioration pour les élevages de ruminants, les porcs et volailles ainsi que l’aquaculture. Les changements historiques d’utilisation des terres et de certains habitats aquatiques en cours dans le monde tropical nécessitent une réflexion pour des systèmes de production plus durables. Les émissions de gaz à effet de serre concernent en grande partie les zones tropicales où les systèmes à faible productivité sont forts émetteurs par kg de lait ou de viande produite. Elles sont compensées en partie par un stockage de carbone dans les pâturages, mais les références en zone tropicale restent à préciser. L’augmentation rapide des productions animales au cours des dernières décennies est essentiellement issue de l’industrialisation de l’élevage dans de nombreux pays du Sud où les questions sur la pollution des sols, des eaux, de l’air et le traitement des effluents deviennent incontournables. Les systèmes extensifs moins productifs mais moins polluants conduisent aussi à des services environnementaux. L’élevage est fort consommateur d’eau, mais principalement d’eau «verte» liée à la production végétale. La consommation de ressources fossiles (énergie, phosphates...) s’avère fortement dépendante de l’intensification des systèmes d’élevage. Le risque d’érosion de la biodiversité animale et végétale est une menace avérée, en lien avec la déforestation et les pratiques d’élevage. Dans une discussion globale, les principaux systèmes d’élevage des pays du Sud sont évalués à l’aune de leurs performances environnementales. Des perspectives d’évolution vers des systèmes de production à plus faible impacts et intégrant des services écologiques existent notamment par la mise en place de mécanismes financiers incitatifs. Mais les priorités de lutte contre la faim et la pauvreté constituent des obstacles de taille dans de nombreux pays du sud. Elles conditionnent l’amélioration des performances environnementales à la mise en place de systèmes d’élevage assurant la réponse aux besoins alimentaires des populations et la durabilité économique et sociale indispensable aux sociétés en développement.

Cet article résume les apports du programme «Porcherie verte» dans la connaissance et la maîtrise des émissions gazeuses intervenant lors des différentes phases de l’élevage porcin. Ces émissions comprennent des gaz à effet de serre, particulièrement le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O), ainsi que l’ammoniac (NH3), nocif pour les animaux et pour l’homme et qui a un impact sur l’environnement en termes d’acidification et d’eutrophisation. Les émissions de NH3 ont été modélisées pour le cas des bâtiments d’élevage sur caillebottis. Ces émissions peuvent être réduites en diminuant la teneur en protéines de l’aliment distribué aux animaux ou en renouvelant fréquemment le lisier dans les bâtiments. Le traitement biologique du lisier permet aussi de réduire ces émissions, surtout en l’absence de séparation de phases. Le brassage du lisier dans les fosses de stockage les favorise au contraire. Les émissions de NH3 varient fortement en fonction du substrat utilisé pour la litière et de son mode de conduite. Pendant le compostage, elles dépendent aussi fortement des caractéristiques initiales du substrat composté, mais aussi de la technique utilisée. Les émissions de N2O sont en général plus élevées avec de la litière que sur caillebotis, mais il y a de très fortes variations en fonction de son mode de conduite. Le compostage peut aussi conduire à des émissions de N2O, tout particulièrement s’il est pratiqué en couche mince. Lors du traitement biologique des lisiers, ces émissions sont assez faibles mais dépendent de la technique d’aération utilisée. Dans le sol, les émissions de N2O ne sont pas plus importantes après apports d’effluents animaux qu’après apports de fertilisants minéraux et restent difficiles à quantifier. Les émissions de CH4 sont plus faibles sur litière que sur caillebotis. Elles sont faibles également lors du compostage, sauf s’il est réalisé en couche mince. Le traitement biologique du lisier conduit à une forte réduction des émissions par rapport à un simple stockage. Les litières et le compostage ont une excellente image de marque auprès du grand public et sont souvent réputées avoir beaucoup moins d’impact sur l’environnement que le lisier. Nous avons pu montrer cependant qu’elles génèrent en général davantage de gaz à effet de serre, que ce soit de façon directe (émissions de N2O) ou indirecte (gaspillage de fertilisants azotés dont la synthèse est très «énergivore»), et ce d’autant plus que l’on cherche à rogner sur les coûts en augmentant la densité animale ou en diminuant la quantité de paille utilisée comme substrat de compostage. De même, le traitement biologique du lisier, qui semble à première vue avoir un impact favorable puisqu’il conduit à réduire les émissions de NH3 sans trop relarguer de N2O, a en fait un bilan environnemental très défavorable du fait qu’il est très énergivore aussi bien directement qu’indirectement (gaspillage de fertilisants). On a là un double transfert de pollution, du sol et de l’eau vers l’atmosphère d’une part, et de l’exploitation vers l’extérieur de l’exploitation d’autre part.

L’énergie nucléaire, seule technologie de production électrique à faibles émissions de carbone pouvant être dimensionnée à volonté, est appelée à jouer un rôle important pour atteindre les objectifs de zéro émission nette auxquels un nombre croissant de pays de l’OCDE se sont engagés. Toutefois, pour parvenir au niveau de puissance nucléaire installée nécessaire au cours des prochaines années et décennies, il faudra pouvoir mobiliser des quantités considérables de capitaux à des taux concurrentiels. À cette fin, l’AEN présente un nouveau cadre d’analyse des risques financiers liés à la construction de nouvelles centrales nucléaires. La minimisation du coût du capital dépend de l’optimisation de la gestion des risques financiers. Le cadre proposé ici permet de tirer deux conclusions clés. D’abord, dans un monde contraint par les émissions de carbone, les coûts en capital réels de l’énergie nucléaire et d’autres sources de production à faibles émissions de carbone sont inférieurs à ce qui est généralement supposé en raison de leur capacité à compenser le risque financier systémique. L’incorporation d’investissements dans la production d’énergie à faibles émissions de carbone peut donc réduire les risques globaux du portefeuille. Ensuite, il existe des politiques et des mesures efficaces pour réduire de manière radicale les coûts économiques et financiers d’autres composantes du risque, tels que les risques liés à la construction, les risques liés aux prix et les risques politiques. Ces conclusions s’appliquent de la même manière aux investissements privés et publics. Cependant, les gouvernements ont eux aussi un rôle important à jouer. Tout d’abord, ils doivent garantir des engagements crédibles et efficaces en faveur de l’objectif de zéro émission nette de carbone d’ici 2050. Ils doivent également mettre en œuvre les mesures nécessaires pour éliminer ou réduire les coûts économiques liés aux risques de construction, aux risques de prix et aux risques politiques. Enfin, les gouvernements peuvent intervenir en tant que promoteurs directs de projets en cas de défaillance du marché lorsque les acteurs privés ne reconnaissent pas la vraie valeur économique d’un projet nucléaire. Au-delà de la réduction des risques financiers, les gouvernements ont alors un rôle à jouer dans la mise en place de structures de gestion de projet efficaces pour les projets complexes et de grande envergure tels que la construction de nouvelles centrales nucléaires, ainsi que dans la stabilité macroéconomique. Si les mesures indiquées ci-dessous sont pleinement mises en œuvre et que les projets de nouvelles centrales nucléaires sont entièrement sans risques, les investisseurs privés et publics rivaliseront pour bénéficier des avantages d’une électricité pilotable à faibles émissions de carbone, en réduisant le rendement exigé sur le capital à des taux nettement inférieurs à ceux d’aujourd’hui.

Une expertise scientifique collective conduite par l’Inra (INRA 2012) pointe l’importance des flux d’azote liés aux activités d’élevage et identifie des leviers pour limiter la pression sur l’environnement. Depuis une vingtaine d’années, les pollutions azotées font l’objet de diverses législations et plans d’action dans le cadre des politiques relatives à la qualité des eaux, de l’air et des écosystèmes. La transposition de la directive «Nitrates» (12 décembre 1991) fait actuellement l’objet d’un contentieux avec la commission européenne. C’est dans ce contexte que les ministères français en charge de l’Agriculture et de l’Ecologie ont sollicité l’Inra pour dresser un bilan de l’état des connaissances scientifiques sur les flux d’azote en élevage et leur devenir. L’objectif était de mettre à disposition des décideurs et des acteurs publics et privés les connaissances scientifiques actualisées et d’identifier des options permettant de réduire les pressions de l’azote sur l’environnement. 1/LA MÉTHODE D’EXPERTISE SCIENTIFIQUE COLLECTIVELe travail d’expertise a été porté par un collectif de 22 experts. Deux tiers d’entre eux appartiennent à l’Inra, un tiers à d’autres organismes de recherche (Irstea, CNRS, universités) dont deux experts des Pays-Bas (WUR) et un du Canada (Agriculture et Agroalimentaire Canada). Les sciences sociales ont fourni un quart de l’effectif d’experts, la zootechnie et l’approche systémique des systèmes d’élevage 40% et le complément regroupe des spécialistes des cycles biogéochimiques et de l’agronomie. La méthode a consisté à dresser un état des lieux critique des connaissances scientifiques publiées. Quelque 1360 références bibliographiques (2900 auteurs) ont été sélectionnées parmi les articles les plus récents (80% des sources sont postérieures à 1998) et relatifs ou transposables au cadre géographique français. L’analyse a privilégié l’échelle de l’exploitation agricole car c’est l’unité de référence des politiques agricoles et environnementales et des actions agronomiques. Cependant les informations scientifiques portent souvent sur un niveau infra : l’animal, l’atelier d’élevage, la parcelle, le bâtiment, la zone de stockage, etc., ou sur un niveau supra : le bassin versant, le paysage, les statistiques et modélisations nationales et internationales. Ces différents niveaux d’information ont permis d’approcher les variations entre productions et celles liées aux pratiques agricoles. 2 / L’EXPERTISE A MIS EN AVANT LE RÔLE MAJEUR DE L’ÉLEVAGE DANS LES FLUX D’AZOTE ET LES IMPACTS POTENTIELS 2.1 / Les flux d’azote en élevage et les fuites vers l’environnement sont élevésL’élevage utilise plus des trois quarts des quantités d’azote entrant dans les systèmes agricoles. Mais l’efficience, c’est-à-dire le rapport entre les sorties valorisées et les entrées d’azote, calculée au niveau de l’animal est globalement faible : souvent beaucoup moins de la moitié de l’azote ingéré se retrouve sous forme de protéines consommables, lait, œufs et viande. A l’échelle de l’exploitation d’élevage, une part de l’azote excrété dans les déjections est recyclée avec les effluents mais l’efficience reste néanmoins généralement inférieure à 50%. Le reste de l’azote se disperse dans l’environnement. L’élevage contribue ainsi pour environ la moitié aux pertes nationales de nitrates vers les eaux, et pour plus des trois quarts aux émissions nationales atmosphériques azotées, notamment sous forme d’ammoniac (et jusqu’à 90% si on tient compte du fait qu’une grande partie des engrais industriels est employée sur les cultures utilisées pour produire des aliments du bétail). L’azote se trouve de ce fait à la croisée de préoccupations croissantes en termes de compétitivité des filières animales et d’impacts sur l’environnement et sur la santé humaine. Ces impacts ont été récemment décrits dans une expertise européenne (European Nitrogen Assessment 2011). Ils interviennent au niveau de l’écosystème environnant (dépôts de NH3), de la région (NH3, NO3 -) et plus globalement dans le changement climatique (émissions de N2O). 2.2 / La question de l’azote ne se réduit pas à celles du nitrate, les émissions de NH3 constituent un enjeu fort Alors qu’en France, la question du nitrate a longtemps focalisé les débats, dans certains pays d’Europe du Nord, l’ammoniacest aussi de longue date au centre des préoccupations. D’abord étudié pour son rôle dans l’acidification et l’eutrophisation des milieux, l’ammoniac est aujourd’hui examiné dans le cadre de la pollution de l’air par les particules. Au niveau national, le premier contributeur d’émissions d’ammoniac est l’élevage bovin. 2.3 / Risques et impacts dépendent aussi de la sensibilité des territoires et de leur capacité d’épurationLes teneurs en nitrate des eaux ne dépendent pas seulement du niveau de surplus des bilans azotés mais aussi du climat, des types de sol, de la topographie et des modes d’occupation des sols : densité animale, part des terres agricoles dans les utilisations totales des surfaces, importance des prairies permanentes, etc. La présence majoritaire de prairies au sein des territoires réduit les risques de fuites de nitrate et d’émissions d’ammoniac. 3/LES FLUX D’AZOTE SONT AUSSI DÉTERMINÉS PAR DES CONSIDÉRATIONS ÉCONOMIQUES ET JURIDIQUES3.1 / La concentration spatiale des élevages a un rôle déterminant dans les impacts des pollutions azotéesLes plus fortes pressions azotées se situent dans les territoires de l’Ouest qui combinent productions de ruminants et de monogastriques. Les quantités d’azote contenues dans les effluents y dépassent parfois largement les capacités d’absorption des surfaces agricoles. Les territoires d’élevage plus extensifs connaissent des pressions azotées faibles. Cette hétérogénéité s’explique par la concentration géographique des filières animales, résultant principalement de facteurs économiques dont les moteurs relèvent des économies d’échelle et des économies d’agglomération qui sont liées à l’intensification et à la spécialisation des élevages ainsi qu’à leur concentration territoriale. La littérature scientifique pointe la difficulté de sortir d’une telle trajectoire, notamment parce que le fonctionnement technique et économique des acteurs des filières (producteurs d’intrants, éleveurs, transformateurs) est étroitement dépendant. 3.2 / L’encadrement juridique n’a pas permis d’atteindre les objectifs environnementaux La réglementation française a abouti à une multiplicité de zonages auxquels sont dédiés des normes, obligations ou programmes d’action volontaire. L’architecture d’ensemble est confuse et ses résultats critiqués de longue date. Parmi les difficultés rencontrées, la littérature pointe i) le caractère diffus des pollutions, qui, à la différence d’autres pays, n’a pas incité en France àune responsabilisation individuelle des éleveurs, ii) l’intégration de préoccupations économiques et sociales dans les politiques environnementales, iii) le suivi des objectifs environnementaux confié aux acteurs du développement agricole et les échelles administratives peu pertinentes vis-à-vis du réseau hydrographique. Enfin, la multiplicité des formes de pollution azotée pose la question de la cohérence d’ensemble des politiques, notamment entre les critères de la directive «Nitrates» et ceux la Convention de Genève sur la pollution atmosphérique (1979). 4/DE NOMBREUSES PISTES DE PROGRÈS EXISTENT QUI ENGAGENT PLUS OU MOINS EXPLOITANTS AGRICO- LES, TERRITOIRES ET FILIÈRES D’ÉLEVAGE4.1 / Améliorer les pratiques à l’échelle de l’exploitationLa littérature fournit de nombreuses pistes d’actions pour limiter les pertes d’azote dans l’exploitation (figure 1). Il est encore possible d’optimiser la nutrition azotée des animaux, cependant les gains escomptés sont modestes en regard des enjeux. La maîtrise de la chaîne de gestion des effluents ouvre plus de marges de manœuvre pour préserver l’azote organique et réduire les achats d’engrais minéraux. En effet, selon les modalités de gestion des effluents, les fuites vers l’environnement varient de 30 à 75% de l’azote rejeté par les animaux. Des innovations sont déjà disponibles pour le stockage et l’épandage, même si les incertitudes sur les facteurs de variation des émissions sont encore grandes. Il est enfin démontré que développer les prairies à base de légumineuses, les cultures intermédiaires pièges à nitrate (Cipan) et ajuster les rotations réduit les risques de lixiviation du nitrate. A l’échelle des systèmes, les modes de production à bas intrants (moins de fertilisants et d’aliments riches en protéines) améliorent l’efficience de l’azote et limitent donc les pertes vers l’environnement. Les indicateurs de type bilan d’azote à l’échelle de l’exploitation et de ses sous-systèmes (troupeau, gestion des effluents, sols et cultures) sont des outils adaptés pour identifier les sources d’inefficacité et rechercher les voies d’amélioration les mieux adaptées localement. De nombreux autres indicateurs approchent les niveaux d’émissions, de pollution ou les impacts, mais ne sont pas toujours d’usage facile. pour le document complet voir le pdf https://www6.inrae.fr/productions-animales/content/download/6365/88149/version/1/file/nouvelles+de+la+recherche.pdf

Cette thèse explore l'utilisation des simulations dynamiques de transport pour évaluer les politiques de mobilité urbaine, en se concentrant sur le covoiturage et la Zone à Faibles Émissions dans la région métropolitaine de Paris. Elle s'appuie sur deux simulateurs de transport : METROPOLIS1, déjà existant, et METROPOLIS2, un simulateur développé dans le cadre de cette thèse. Les deux simulateurs utilisent la théorie du choix discret pour estimer les réactions des usagers aux changements de politique et évaluer les impacts sur leur utilité. En utilisant un cadre mésoscopique, ces simulateurs modélisent efficacement la congestion routière à l'échelle urbaine et régionale. METROPOLIS2 améliore son prédécesseur en permettant d'évaluer une gamme plus large de politiques, telles que les restrictions basées sur les véhicules, avec une efficacité et une précision accrues.Le premier chapitre examine un schéma de covoiturage avec des conducteurs inflexibles qui conservent des heures de départ et des itinéraires fixes, qu'ils aient des passagers ou non. METROPOLIS1 est utilisé pour modéliser les choix d'itinéraires et d'heures de départ de chaque usager, ainsi que les niveaux de congestion en résultant. L'appariement optimal entre conducteurs et passagers, ainsi que les points de prise en charge et de dépose, est obtenu en résolvant un problème de programmation linéaire en nombres entiers. Les simulations des trajets du matin dans Paris montrent que, même avec une faible participation, le covoiturage peut réduire la congestion, la consommation de carburant et les émissions de CO2. Des avantages supplémentaires peuvent être obtenus en augmentant la capacité des véhicules ou en offrant des incitations financières, sans compromettre l'inflexibilité des conducteurs.Le deuxième chapitre présente METROPOLIS2, un simulateur mésoscopique à base d'agent, capable de modéliser les décisions de voyage (mode, heure de départ et itinéraire) en se basant sur la théorie du choix discret dans un cadre dynamique et en temps continu. Ce simulateur améliore METROPOLIS1 en intégrant des chaînes de trajets, plusieurs types de véhicules, une plus grande flexibilité dans la spécification des utilités, etc. Son efficacité et sa précision sont validées par deux études de cas : la première réplique des résultats analytiques du modèle dit « bottleneck » à une route ; la seconde démontre une meilleure vitesse et convergence par rapport à son prédécesseur dans un scénario à grande échelle de la région parisienne.Le troisième chapitre applique METROPOLIS2 pour évaluer la Zone à Faibles Émissions (ZFE) de Paris. Des données ouvertes sont utilisées pour générer une population synthétique et un réseau routier, tandis que des techniques d'apprentissage automatique (comme la régression Lasso et l'optimisation bayésienne) sont utilisées pour calibrer la simulation et reproduire les temps de trajet et les comportements observés. L'analyse évalue les effets de la ZFE sur la qualité de l'air, la congestion et les inégalités, mettant en évidence les bénéfices pour les résidents du centre-ville, mais révélant des impacts néfastes potentiels pour les populations suburbaines dépendantes de véhicules plus anciens
This thesis investigates the use of dynamic transport simulations to evaluate urban mobility policies, focusing on ride-sharing and Low Emission Zone in the Paris metropolitan area. It relies on two transport simulators: the existing METROPOLIS1 and METROPOLIS2, a novel simulator developed as part of this PhD. Both simulators employ discrete-choice theory to estimate responses of commuters to policy changes and assess the impact on utility. Using a mesoscopic framework, the simulators efficiently model road congestion at the city and regional scales. METROPOLIS2 builds upon its predecessor, enabling the evaluation of a broader range of policies, such as vehicle-based restrictions, with enhanced efficiency and accuracy.The first chapter explores a ride-sharing scheme with inflexible drivers who maintain fixed departure times and routes regardless of whether they carry passengers. METROPOLIS1 is used to model the departure time and route chosen by each commuter, as well as the resulting congestion levels. The optimal matching of drivers with passengers, as well as the pick-up and drop-off points, are obtained by solving an integer linear programming problem. Simulations of Paris's morning commute demonstrate that, even with low participation, ride-sharing can reduce congestion, fuel consumption, and CO2 emissions. Additional benefits can be achieved by increasing vehicle capacity or offering monetary incentives, without compromising driver inflexibility.The second chapter introduces METROPOLIS2, a mesoscopic agent-based transport simulator capable of modeling travel decisions (mode, departure time, and route) based on discrete-choice theory within a dynamic, continuous-time framework. The simulator improves upon its predecessor METROPOLIS1 by incorporating trip chaining, multiple vehicle types, greater flexibility in utility specification, etc. Its efficiency and accuracy are validated through two case studies: replicating analytical results from the standard single-road bottleneck model and demonstrating superior speed and convergence compared to its predecessor on a large-scale scenario of the Paris region.The third chapter applies METROPOLIS2 to evaluate the Low Emission Zone (LEZ) in Paris. Open data are used to generate a synthetic population and road network, while machine-learning techniques (such as Lasso regression and Bayesian optimization) calibrated the simulation to replicate observed travel times and behaviors. The analysis assesses the LEZ's effects on air quality, congestion and inequalities, highlighting benefits for city-center residents but revealing potential disadvantages for suburban populations dependent on older vehicles

Dans cette étude, on s'est intéressé à deux systèmes catalysés voués à réduire les émissions polluantes des automobiles : la pile à combustible alimentée en reformât et le piège à NOx dans une ligne de post-traitement Diesel. Malgré leurs fonctions très différentes dans les groupes motopropulseurs, ces systèmes ont en commun la nécessité de contrôler les niveaux de polluants stockés sur les catalyseurs afin d'optimiser leur rendement. De par la similitude des équations les régissant, les mêmes stratégies de surveillance et de commande s'appliquent aux deux technologies. La pile à combustible est un système qui convertit l'énergie de composés chimiques en électricité tout en émettant peu de polluants. La mise en équation des phénomènes électrochimiques et thermodynamiques régissant une pile à combustible alimentée en reformât a abouti à un modèle réduit qui a été validé expérimentalement et appliqué à l'observation, à la surveillance et au contrôle de l'empoisonnement au monoxyde de carbone de la pile à combustible. Un piège à NOx est un système catalytique dont la fonction première est de collecter les oxydes d'azote (NOx) des gaz d'échappement afin de ne pas rejeter ces polluants dans l'environnement. Après l'identification d'un modèle de piège à NOx dans une ligne de post-traitement Diesel, nous avons développé des stratégies pour surveiller l'efficacité de la purge du piège et pour réduire le nombre de capteurs en vue d'une application industrielle
In this thesis, we have studied two catalysed systems for low emission vehicles: the fuel cell supplied with reformate and the NOx trap for Diesel engine after-treatement. Despite their different functions powertrains, these two systems have in commun the need for monitoring the level of stored pollutant on the catalyst in order to optimize their efficiency. Due to the similarity of the equations involved, the same strategies of control can by applied in the two technologies. A fuel cell is a system which converts chemical energy into electricity with very low emissions. The mathematical modeling of the eletrochemical and thermal phenomena of the fuel cell supplied with reformate leads to a reduced model which was validated on experimental data and applied to the observation, the fault detection and the control of fuel cell carbon monoxide poisoning

Les aérosols minéraux constituent une des plus importantes sources en masse des aérosols atmosphériques. Ces particules ont différents impacts sur l'environnement : elles exercent un forçage radiatif, et peuvent intervenir dans la chimie hétérogène atmosphérique, ainsi que dans la dynamique des nuages. Elles jouent aussi un rôle dans la redistribution de matière à l'échelle globale, notamment par leur dépôt loin des zones sources. L'estimation des quantités d'aérosols minéraux présents dans l'atmosphère, et donc de leurs flux d'émission, qui se font sous l'action du vent en zones arides et semi-arides, demeure l'objet de fortes incertitudes. Si les émissions de particules minérales en zones arides sont relativement bien contraintes à l'heure actuelle, les processus d'érosion éolienne en zones semi-arides sont plus complexes, en raison notamment de la dynamique des états de surface. L'objectif de cette étude est de quantifier les émissions d'aérosols minéraux par érosion éolienne en zone semi-aride sahélienne, et plus précisément d'estimer l'impact de la végétation saisonnière sur ces émissions, sans prendre en compte à ce stade les perturbations induites par l'action de l'homme. Nous avons mis en œuvre des outils de modélisation pour simuler le couvert végétal saisonnier et l'émission d'aérosols par érosion éolienne. La zone d'étude est la ceinture sahélienne, de 10°N à 20°N et de 20°W à 35°E. Les résolutions spatiales retenues sont de 0.10° à 0.25° et 0.5°, et la résolution temporelle de 1 à 10 jours. Afin de pouvoir tenir compte de la variabilité interannuelle des phénomènes observés, la couverture temporelle de l'étude est de 4 ans, sur la période 2004-2007. En régions semi-arides, la disponibilité en eau est le principal facteur limitant le développement de la végétation. Trois produits d'estimation des précipitations issus d'observations satellitaires (CMORPH, RFE2.0 et TRMM3B42) ont donc été comparés entre eux et comparés à des mesures de pluviomètres spatialement interpolées (AGHRYMET), au cours de la saison des pluies au Sahel. Trois critères de comparaisons ont été définis pour qualifier leur pertinence en termes de dynamique de la végétation (distribution spatiale, fréquence journalière et quantités des précipitations). Les trois produits sélectionnés montrent un bon accord sur la ceinture sahélienne, et ce pour les trois critères. De plus, le niveau d'accord est stable au cours du temps, de l'échelle intrasaisonnière à l'échelle interannuelle. La végétation est simulée avec le modèle STEP, conçu spécifiquement pour reproduire la dynamique de la végétation sahélienne. Les simulations sont réalisées en utilisant en entrée les trois champs de pluie issus de l'étape précédente. Les résultats sont comparés à des observations régionales issues de mesures satellitaires (LAI MODIS). Les critères de comparaisons sont déterminés pour leur pertinence en termes de caractérisation de l'état de la surface (limite nord, dates de démarrage et de maximum, et valeurs du maximum de végétation). Ces comparaisons montrent la capacité du modèle utilisé à reproduire la dynamique régionale annuelle. Les différentes phases du cycle végétatif sont bien restituées, avec toutefois des réserves sur le démarrage précis de la pousse. Les émissions d'aérosols désertiques sont simulées en utilisant le modèle DPM, qui repose sur la description explicite des processus physiques mis en jeu. Les caractéristiques des états de surface en l'absence de végétation (rugosité, types de sol) sont décrites en se basant sur des produits de surface satellitaires et de données issus de d'analyses géomorphologiques. En période végétative, les caractéristiques du couvert végétal simulé (hauteur, taux de couverture) sont converties en termes de rugosité dynamique de la surface. L'effet de l'humidité gravimétrique de la couche superficielle du sol est également pris en compte. L'impact de ces différents facteurs est alors illustré, notamment les différences dues à la présence du couvert végétal, en termes d'émissions d'aérosols minéraux, dans une zone définie comme la " frange émissive saisonnièrement végétalisée ", et dont l'étendue varie selon l'année et le produit de pluie utilisé en forçage. Pour la période 2004 à 2007, la strate herbacée saisonnière présente ainsi une capacité d'inhibition des émissions de l'ordre de 8 à 28% en masse du flux total annuel de cette frange, qui lui peut varier de 1 à 30 Mt environ.

"Les dioxines" (PCDD/F : polychlorodibenzodioxines/furanes) sont des polluants organiques persistants émis dans l'atmosphère, provenant de combustions incomplètes. Cette étude concerne l'oxydation et la pyrolyse du dibenzofurane (DBF) choisie comme molécule modèle des PCDF. La réaction est étudiée dans un réacteur parfaitement agité entre 500 et 950°C, pour un temps de passage de 3 à 5s et à très faible concentration de DBF (~2 ppm) pour se rapprocher des conditions des incinérateurs (UIOM). Les espèces intermédiaires, formées lors de la décomposition du DBF, sont identifiées par GC/MS puis quantifiées par TD/GC/FID. Ces produits sont des dérivés du benzofurane, des composés aromatiques et poly-aromatiques. A partir de ces résultats, un mécanisme cinétique détaillé a pu être développé et validé. Ce mécanisme est ensuite utilisé pour simuler d'autres conditions opératoires et optimiser la zone de postcombustion des UIOM
"Dioxins" (PCDD/F) are persistent organic pollutants which are emitted in the atmosphere by several combustion and thermal processes. The present study concerns the oxidation and the pyrolysis of dibenzofuran which is chosen as a model molecule of polychrorodibenzofurans. The reaction is studied at very low concentration of dibenzofuran (~2 ppm) in a continuous perfectly stirred reactor between 3s and 5s, whereas temperature is ranging from 500°C to 950°C. During dibenzofuran decomposition, several intermediary species are formed; they are identified by GC/MS and then quantified by TD/GC/FID. The main products are derivatives of benzofuran, polyaromatic hydrocarbons and other volatile organic compounds. Taking into account our experimental results and the literature data, we have proposed and validated a detailed mechanism of DBF reaction. This mechanism is used to model the abatement of dioxins by total oxidation in the postcombustion area of a municipal waste incinerator

Les politiques publiques environnementales cherchent à impacter des comportements de consommation. Néanmoins, la relation causale entre l'action publique mise en œuvre et le changement de comportement se caractérise par des discontinuités. Elle doit donc être approfondie en combinant l'angle d'analyse des politiques publiques et du processus de décision du consommateur. En effet, ce dernier dépend également d'autres déterminants psychosociaux et d'autres facteurs contextuels. L'impact spécifique des instruments des politiques publiques doit cependant pouvoir y être distingué. Notre étude sur la politique publique environnementale française visant à l'acquisition de voitures à faibles émissions de carbone permet de comprendre l'impact des instruments des politiques publiques sur le processus de décision d'achat du consommateur. En effet, l'attitude envers les instruments de l'action publique produit des effets sur le processus de décision du consommateur. Cet impact n'est pas direct, mais il modère les relations causales entre les principaux déterminants du comportement. Ces effets modérateurs dépendent de la nature psychologique ou structurelle des instruments des politiques publiques qui impactent des relations spécifiques du processus de décision du consommateur.

L'objectif de cette thèse est de concevoir et tester un dispositif qui permet d'intensifier le flux évacué par une double-paroi de chambre de combustion à faibles émissions polluantes. L'étude bibliographique a conduit à retenir le principe d'ailettes plissées en quinconce (Offset Strip Fins). Trois double-paroi OSF ont été testées sur un banc aérothermique au moyen d'analyseurs de gaz pour le calcul des coefficients de débit, capteurs de pression, thermocouples et thermographie infrarouge. Nous avons également réalisé des mesures de vitesses par vélocimétrie laser sur une maquette OSF à échelle 40. Un modèle simplifié 1D de calcul ou de dépouillement d'essais a été écrit. La confrontation entre résultats d'essais et calculs 1D et/ou 3D Fluent RANS a permis d'évaluer la corrélation de Manglik & Bergles portant sur les pertes de charge et le coefficient de convection d'échangeurs à ailettes OSF. Une méthodologie spécifique de dépouillement a été construite et une corrélation écrite
The objective of this thesis is the conception and testing of a device which promotes the heat flux of a double-wall for low emissions combustion systems. The literature study prevailed the use of Offset Strip Fins (OSF) as heat flux promoter. Three double-wall with OSF have been tested in a combustion test cell equipped with: gas analysers, for calculating discharge coefficients, pressure sensors, thermocouples, and infrared thermometry. Velocity measurements on a 40 scale OSF also have been obtained by using Laser Doppler Anemometry. A simplified 1D model, capable of calculating temperatures profiles or analysing the experiments, is presented. The comparisons between the experimental results and the 1D / 3D RANS Fluent calculations permitted the evaluation of the Manglik & Bergles correlations concerning the pressure drop and the heat transfer coefficient of heat exchangers of the type OSF. After presenting the specific methodology of analysis a new correlation is derived

En zone urbaine, la pollution atmosphérique représente un enjeu majeur de santé publique. La caractérisation du risque associé dépend fortement de la qualité de l’estimation des expositions. Si les études étiologiques s’appuient maintenant souvent sur des modèles ayant une résolution spatiale fine, les études d’impact sanitaire (EIS) reposent encore généralement sur des approches avec une faible résolution spatiale. Ces contrastes spatiaux pourraient entraîner des inégalités sociales dans la distribution de l’impact sanitaire des polluants atmosphériques. D’autres facteurs, et en particulier le bruit, partagent les mêmes sources et ont potentiellement des effets sur la santé, et devraient aussi être pris en compte dans les études épidémiologiques. Les objectifs étaient : 1. D’étudier la possibilité de modéliser la distribution des particules ultrafines (UFP) en milieu urbain, et d’évaluer la corrélation entre UFP et bruit ; 2. De réaliser une EIS des particules fines avec une résolution spatiale fine, et d’investiguer les inégalités socio-économiques dans le fardeau de maladie généré par les particules ; 3. D’estimer les bénéfices sanitaires de scénarios théoriques de réduction de la pollution de l’air à l’échelle urbaine.Le premier objectif fait partie du projet Tri-tabs, conduit dans les villes de Bâle, Gérone et Grenoble. Des mesures de 20 min du bruit routier et du trafic, mais pas des UFP, étaient fortement reproductibles sur plusieurs mois. Sur des mesures simultanées, la corrélation entre le bruit et les UFP était modérée, ce qui ouvre la possibilité d’un ajustement réciproque pour de futures études épidémiologiques, permettant ainsi de démêler leurs potentiels effets court terme.Le second objectif se focalise sur le long terme. La plupart du temps, les études d’impact sanitaire ne prennent pas en compte les variations spatiales des concentrations en polluants en zone urbaine. Dans les agglomérations de Grenoble et Lyon en 2012, l’exposition aux PM2.5 a été estimée à une échelle de 10×10 m en combinant un modèle de dispersion à des données de densité de population. Les événements de santé retenus étaient la mortalité ainsi que l’incidence du cancer du poumon (Grenoble) et des petits poids des naissances à terme. Les estimations de l’impact sanitaire ont été répétées en considérant les concentrations en polluants de façon homogène au sein de chaque agglomération. La proportion de cas attribuables à la pollution de l’air était de 3–8% pour la mortalité et 9–43% pour les petits poids de naissances à terme. A Grenoble, 6,8% des nouveaux cas de cancer du poumon étaient attribuables à la pollution de l’air. L’impact était sous-estimé de 8 à 20% lorsque les stations de mesure de fond étaient utilisées. Le risque attribuable était plus important dans les quartiers dont le niveau de défaveur sociale était intermédiaire ou légèrement au-delà.Nous avons estimé l’impact de scénarios de réduction des niveaux de particules fines. Les scénarios visant une réduction de ces niveaux de 5% permettraient une réduction d’environ 10% des décès attribuables aux particules, tandis que les actions visant à réduire uniquement la pollution chez les 10% d’habitants les plus exposés ne procureraient qu’un gain sanitaire marginal (environ 1%). En conclusion, nous avons montré que les mesures à court terme ne peuvent pas être utilisées pour modéliser les UFP en zone urbaine ; nous avons été parmi les premiers à réaliser une EIS s’appuyant sur un modèle de dispersion à résolution spatiale fine, et à avoir intégré les petits poids de naissances. Nos estimations ont montré que les stations de fond utilisées couramment en France pour les EIS tendent à sous-estimer les expositions, comparées à un modèle de dispersion. Notre estimation de la réduction des niveaux de particules fines nécessaire pour atteindre une réduction significative de l’impact sanitaire de la pollution de l’air en zone urbaine pourrait servir de guide à des politiques publiques
In urban areas, atmospheric pollution represents a major threat to human health. The accurate characterization of this threat relies centrally on the quality of exposure assessment. It also requires assessment of other factors sharing the same sources and also possibly impacting health, such as noise. Fine-scale exposure assessment of air pollution levels may allow identifying spatial contrasts. Such spatial variations may lead to social differences in the distribution of the health impact of these pollutants.The general aims of the PhD were: 1. To study the possibility to model ultrafine particles distribution in urban areas and assess the correlation of ultrafine particles levels with road traffic noise; 2. To assess the risk incurred by air pollution exposure with a fine-scale modelling approach and investigate the potential socio-economic disparities in health burden induced by particulate matter; 3. To investigate the health benefits expected from hypothetical scenarios of reduction of air pollution levels at the urban scale.The first aim relies on Tri-tabs project, conducted in three European cities (Basel, Girona, Grenoble). Measurements during 20 minutes of outdoor noise and traffic, but not of UFP, were strongly reproducible over durations of a couple of days or months. In these areas, on the short-term, noise levels and UFP concentrations exhibited relatively moderate correlations, which may allow adjustment for mutual confounding in epidemiological studies, thus allowing to disentangle their possible short-term health effects.The second aim introduces health effects, and focuses on the longer term. Risk assessment studies often ignore within-city spatial variations of air pollutants. In Grenoble and Lyon areas (0.4 and 1.2 million inhabitants, respectively) in 2012, PM2.5 exposure was estimated on a 10×10 m grid by coupling a dispersion model to fine-scale data on population density. Outcomes were mortality, lung cancer and term low birth weight incidences. The numbers of cases attributable to air pollution were estimated overall and stratifying areas according to the European Deprivation Index, a measure of social deprivation. Estimations were repeated assuming spatial homogeneity of air pollutants within city. The proportion of cases attributable to air pollution was in the 3-8% range for mortality and 9–43% range for term low birth weight. In Grenoble, 6.8% (95% CI: 3.1–10.1%) of incident lung cancer cases were attributable to air pollution. The impact was underestimated by 8 to 20% when background monitoring stations were used to assess exposure, compared to fine-scale dispersion modeling. Health impact was highest in neighborhoods with intermediate to higher social deprivation.Several countries across Europe have implemented air pollution regulation policies, or low emission zones, France being an exception. We estimated the health impact of air pollution under different scenarios of reduction of fine particulate matter concentrations. Scenarios targeting a reduction in the PM2.5 annual averages by 5% led to a 10% decrease of the health burden, while actions aiming at only reducing the exposure of the population exposed above the 90th percentile did not yield a significant reduction of the health burden (around 1%).In conclusion, we have shown that short-term measurements cannot be used to model ultrafine particles levels in urban areas; we were among the first to rely on a fine-scale exposure model for estimating the health impact of air pollution, and quantify its impact on term low birth weight. Our estimations showed that background air quality monitoring stations used classically in France for health impact assessment studies tend to underestimate exposure, compared to a spatially-resolved dispersion model. We have provided an estimate of the air pollution decrease required to obtain a significant reduction of the health impact of air pollutants in urban areas

Les émissions naturelles, qui regroupent des composés organiques volatils (COV) ainsi que des composés azotés et soufrés, participent à la physico-chimie de l'atmosphère. La connaissance qualitative et quantitative de telles émissions est indispensable à la compréhension de phénomènes de pollutions tels que la formation d'ozone troposphérique. Le travail réalisé comporte une série de résultats parmi lesquels : - Le recensement des principales sources naturelles en zone méditerranéenne et la mise au point d'algorithmes de calcul des émissions. - L'estimation annuelle des émissions naturelles dans la région PACA par application de modèles mathématiques. - Des procédures de validations des résultats. - L'étude de la sensibilité des principaux parmètres responsables de l'émission - La détermination lors de campagnes sur sites méditerranéens, de taux et flux d'émission terpéniques à partir des méthodes des cuvettes instrumentées et des gradients.

Les militaires projetés en opérations extérieures sont amenés à vivre plusieurs mois sur une zone de déploiement. Dans ces circonstances, une exposition répétée à des toxiques chimiques environnementaux, même à de faibles concentrations, peut altérer leur santé. Des illustrations historiques de ces risques sanitaires, comme le cas de l’« agent orange » par exemple, ont conduit les armées à se doter d’outils pour étudier les risques sanitaires dans ces situations. En France, il existe une doctrine relative à la prévention des risques professionnels en opérations extérieures qui implique notamment le Service de santé des armées pour appréhender ce sujet. L’évaluation sur le terrain des risques chimiques d’origine environnementale peut s’appuyer sur une campagne de prélèvements. Cependant, aucun consensus n’existe sur la manière de réaliser cette campagne avant un déploiement opérationnel. Ce travail se propose de contribuer à cet objectif en s’appuyant sur les conseils d’un comité d’experts et une étude bibliographique. L’air et le sol sont les deux milieux retenus pour cette campagne de prélèvements puisqu’une exposition hydrique est plus facilement contrôlable par les militaires. Notre étude a permis de définir une liste de polluants chimiques à mesurer sur un site inconnu et ne présentant a priori aucun signe de contamination.