Problématique et contexte réglementaire
Modélisation des transferts atmosphériques de polluants - Éléments opérationnels

La qualité de l’air que l’on respire chaque jour est essentielle à une bonne hygiène de vie. Cette notion de qualité de l’air ainsi que le phénomène de pollution atmosphérique associé sont étudiés depuis très longtemps. Hippocrate, aux IV^e et V^e siècles avant J.-C., soulignait déjà dans son traité sur « des Airs, des Eaux et des Lieux » que celui qui veut approfondir la médecine doit examiner « quels sont les vents chauds et froids, surtout ceux qui sont communs à tous les pays, ensuite ceux qui sont propres à chaque localité ». Hippocrate s’est ainsi attaché à montrer que les maladies, n’ayant en apparence aucune ressemblance entre elles, avaient un seul et même vecteur : l’air que nous respirons.

Aujourd’hui, dans le cadre de toute activité, industrielle, agricole, naturelle ou autre, émettrice de polluants atmosphériques, il est nécessaire d’évaluer le devenir de ces polluants et leur impact sur la santé humaine et les écosystèmes exposés. Ces études sont généralement réalisées dans le cadre d’étude de risques pour des expositions planifiées ou chroniques, et d’études de dangers ou de sûreté pour des situations accidentelles. La réalisation de ce type d’études est une obligation réglementaire qui entre dans le cadre des autorisations soumises aux autorités compétentes notamment pour le bon fonctionnement des installations industrielles de type ICPE (installation classée pour la protection de l’environnement) ou INB (installation nucléaire de base).

Les études de risques et de dangers se basent sur la modélisation de la dispersion atmosphérique des rejets d’effluents, soit émis par des exutoires dédiés (par exemple cheminées d'usine), soit émis de manière non contrôlée en cas d’accident. L’objectif est d’estimer l’exposition des populations et des écosystèmes aux polluants rejetés, par voie externe (exposition au panache et aux dépôts surfaciques) ou interne (exposition par inhalation ou ingestion).

Les situations normales et accidentelles sont bien différenciées car répondant à des objectifs différents. En effet, en situation normale il convient de démontrer l’absence de risque d’une exposition aux rejets de routine de l’installation. À tout rejet est associé un programme de surveillance à l’émissaire (contrôle du rejet) et de la qualité de l’air et des médias exposés (sol, végétaux, produits fermiers, etc.), afin de s’assurer de l’absence d’impact sur les populations et les écosystèmes au voisinage de l’installation. En situation accidentelle, il convient de démontrer le bon dimensionnement des installations et des moyens de prévention pour éviter tout risque inacceptable, suite à un évènement d’origine interne comme un incendie ou externe comme un événement climatique extrême.

L’étude de la dispersion des polluants peut également être menée dans le cadre d’études spécifiques telles que le dimensionnement d’un émissaire de rejet, l’étude de l’effet du bâti ou du relief sur un site complexe ou encore la pollution diffuse en milieu urbain.

Les outils de modélisation sont utilisés à des fins prédictives là où les mesures de la qualité de l’air sont déployées dans le cadre d’une surveillance de routine ou pour des campagnes ponctuelles. Les deux techniques sont complémentaires et se répondent, permettant de s’assurer de l’absence de risque dans le temps.

Après un rapide rappel du contexte réglementaire, les principaux mécanismes de la dispersion atmosphérique sont présentés et les différents types d’outils de modélisation sont abordés, illustrés par des exemples d’études opérationnelles.