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Cartographie du black carbon

Modélisation du black carbon et exploitation des données collectées

Afin d’exploiter au mieux les données collectées par les participants volontaires à la campagne ExpAIR, une méthodologie a été mise en place afin de cartographier les concentrations de black carbon dans les principales rues de la Région bruxelloise.

Celle-ci s’articule autour d’une modélisation de la qualité de l’air couplée à une « recalibration » basée sur les mesures mobiles.

La modélisation est basée sur un modèle « de rue canyon » simple pour obtenir des valeurs de concentrations dans les rues de Bruxelles. Pour calculer les concentrations, le modèle se base notamment sur :

  • le nombre de véhicules par heure dans chaque rue ainsi que leur vitesse moyenne,
  • la vitesse et la direction du vent au niveau des toits, heure après heure,
  • les dimensions caractéristiques de la rue, soit
    • d’une part la hauteur moyenne des bâtiments,
    • d’autre part la largeur moyenne de la rue (distance d’une façade à l’autre),
  • les concentrations de fond en black carbon mesurées par le réseau télémétrique (5 stations).

La recalibration repose sur les mesures effectuées par les participants à la campagne. Elle a pour objectif de corriger statistiquement les valeurs brutes du modèle. Cette méthodologie permet de réduire l’incertitude du modèle et de ramener les valeurs modélisées vers une gamme de valeurs compatible avec les concentrations observées.

Cartographie du black carbon dans l’ensemble de la Région bruxelloise

Cartographier les axes les plus polluants était l’un des objectifs de l’expérience. Dans ce cas-ci, la carte du black carbon obtenue permet d’évaluer les différences de concentrations moyennes entre les différentes rues de la ville. Il s’agit pour rappel de moyennes des concentrations de trottoirs gauche et droit sur une longue période. La carte présentée ici ne capture donc pas les variations spatio-temporelles de concentration au sein même de la rue qui dépendront entre autres :

  • de la manière dont l’écoulement local de l’air à lieu, étant donnée l’agencement précis des rues (carrefours, places, etc. ) et les détails fins de leur géométrie (abribus, arbres, etc.).
  • de la variation précise du trafic et en particulier de la congestion, non prise en compte ici. On utilise en effet comme donnée le nombre de véhicules par heure mais l’écoulement précis des véhicules n’est pas connu. Les effets d’accumulation des polluants liés aux différents arrêts du trafic (feux rouges, embouteillages, etc.) ne sont également pas pris en compte.

Les résultats présentés en figures 5, 6 et 7 sont des moyennes sur la période 2014-2016 et permettent de donner un aperçu de la situation actuelle de la qualité de l’air tout en exploitant les mesures effectuées sur ces trois années.

Si l'on considère la valeur de 1 µg/m³ comme référence correspondant à la pollution de fond ou encore au niveau moyen à l'intérieur des habitations, on constate que les concentrations moyennes lors des heures de pointe sont entre 2 et 5 fois plus élevées que cette valeur de référence dans 73 % du réseau routier, et plus de 5 fois plus élevées pour 4 % des routes.

Dans le détail, les concentrations de black carbon en journée, lors des heures de pointe et hors heures de pointe, se répartissent comme suit dans le réseau routier bruxellois :

Date de mise à jour: 30/10/2017