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XIX e Colloque de l’Association Internationale de <strong>Climato</strong>logie Les associations agréées de surveillance de la qualité de l'air ont aujourd'hui, entre autres, pour missions de prévenir les pics de pollution et d'informer la population sur les risques éventuels. Or, leur réalisation passe nécessairement par une bonne connaissance et compréhension des principes mêmes de formation et de destruction de l'ozone qui sont aujourd'hui bien acquis. Elle suppose également une parfaite maîtrise des phénomènes jouant un rôle sur son transport et sa répartition spatio-temporelle. A l'heure actuelle, des recherches sont encore nécessaires, notamment en milieu littoral où les phénomènes en jeu sont plus complexes en raison des nombreuses interrelations se produisant à des niveaux scalaires différents, en particulier lorsque les brises de mer et de terre soufflent. En effet, sur les littoraux, les épisodes de pollution apparaissent en période estivale lorsque les conditions sont particulièrement favorables aux réactions chimiques aboutissant à la formation d'ozone. Avec ces conditions, les brises de mer et de terre peuvent également apparaître et ainsi complexifier le transport des polluants. L'objectif de ce travail est donc de déterminer le rôle joué par les circulations de brises de mer et de terre sur le transport de la pollution photochimique dans la région caennaise. Plusieurs questions sont ici posées : Au sein de la région caennaise, où sont enregistrées les concentrations d'ozone les plus élevées durant les épisodes de pollution photochimique par temps de brises de mer et de terre ? De quelle manière les circulations de brises influent-elles sur la pollution photochimique ? 1. Méthodes Il est aujourd'hui connu que les épisodes de pollution photochimique par temps de brises de mer et de terre sont particulièrement difficiles à étudier en raison des nombreuses interrelations se produisant entre plusieurs phénomènes d'échelles variées (Plummer et al., 1997 ; Koffi, 2002). A l’échelle continentale, en altitude, les concentrations d'ozone varient très peu en raison de l'absence de processus de destruction. Ainsi, en situation radiative, lorsque la couche d'inversion de température disparaît aux premières heures de la journée, les concentrations d'ozone piégées en altitude depuis la veille n'ont presque pas diminué quand elles sont rabattues au sol. De plus, l'ozone peut être transporté sur de très longues distances parce qu'il a une durée de vie importante (environ sept jours) : l'ozone est de ce fait considéré comme un « polluant voyageur ». A l'échelle régionale, des phénomènes météorologiques particuliers telles que les circulations de brises de mer et de terre, modifient les conditions de dispersion des polluants et peuvent, par des phénomènes d'accumulation ou de recirculation, accentuer les problèmes de pollution photochimique. Et, à l'échelle locale, d'autres phénomènes interviennent pour expliquer les concentrations d'ozone observées. En effet, pendant la journée, l'ozone formé au niveau du sol peut être également détruit par les mêmes polluants qui sont à l'origine de sa formation, le processus chimique de destruction d'ozone le plus important se faisant par réaction avec le NO (Koffi, 2002). C'est pourquoi les concentrations d’ozone en milieu urbain sont souvent relativement basses, car les émissions de monoxyde d’azote par le trafic automobile sont importantes. De plus, parce qu'il est produit à partir du rayonnement solaire, l'ozone présente, en surface, un cycle diurne. En effet, la nuit, en l'absence de soleil, la production d'ozone est arrêtée ; l'ozone peut alors être piégé par la végétation ou détruit par les autres polluants lorsqu'ils sont fortement concentrés (monoxyde d'azote émis par le trafic). L'analyse et l'interprétation des épisodes de pollution photochimique par temps de brises de mer et de terre doit donc nécessairement passer par la prise en compte : du transport d'échelle continentale de la pollution photochimique ; du transport d'échelles régionale et locale de la pollution photochimique ; des émissions polluantes locales ; des facteurs locaux (topographie, occupation du sol) ; ainsi que des nombreuses interrelations existants entre ces divers éléments. Pour se faire, plusieurs types de données ont été analysés. La compréhension des 215
Les risques liés au temps et au climat épisodes de pollution photochimique observés dans la région caennaise est ainsi d'abord passée par l'étude des rétrotrajectoires des masses d'air arrivant au-dessus de la zone d'étude le jour de pollution. Puis, l'étude des données enregistrées entre 1997 et 2004 au sein du réseau de mesures d'Air COM (organisme s'occupant de la qualité de l'air en Basse-Normandie) a permis de mettre en évidence le rôle des circulations de brises sur la répartition spatiotemporelle des concentrations d'ozone à l'échelle régionale. Enfin, nous avons mis en place un réseau de mesures local en période estivale (1 er avril – 30 septembre) en 2003 et en 2004 pour compléter celui d'Air COM qui ne permettait pas de rendre compte des incidences des brises de mer et de terre sur la qualité de l'air en milieu rural au Sud de la région caennaise. 2. Résultats L'analyse des rétrotrajectoires des masses d'air arrivant sur la région caennaise le jour de pollution a souligné que les fortes concentrations d'ozone sont d'origine exogène, c'est-à-dire qu'elles sont observées quand la masse d'air provient de l'Europe moyenne, des Iles Britanniques, de l'Ile de France, du Nord ou du Nord-Est de la France, pays et régions plus urbanisés et davantage industrialisés que la zone d'étude (Dudouit-Fichet, 2006). Cependant, l'étude des données de concentrations d'ozone enregistrées au sein du réseau de mesures d’Air COM et par nos soins lors des campagnes de terrain à différents sites (littoraux, urbains, périurbains, ruraux) a mis en évidence le rôle joué par les brises de mer et de terre ainsi que par les caractéristiques géographiques de la région caennaise sur la variabilité spatiale des concentrations d'ozone (figure 1). Figure 1 – Concentrations d’ozone moyennes enregistrées en période de brises au sein de la région caennaise De manière générale, les stations situées au Sud de la région caennaise (Vacognes et Mutrécy) enregistrent les concentrations d'ozone les plus importantes. En effet, contrairement au milieu urbain, l'ozone n'est pas détruit dans ce secteur rural parce que les éléments destructeurs sont <strong>be</strong>aucoup moins nombreux du fait d'un faible trafic routier. De plus, situées sous le vent de l'agglomération caennaise, lorsque la brise de mer souffle, ces stations reçoivent les polluants émis le jour même par la ville et ceux de la veille recirculés par la brise de terre le matin et rabattus par la brise de mer ensuite. Au Nord, les niveaux d’ozone les plus élevés sont observés à Ranville ainsi qu'aux stations périurbaines de Caen Sud et de Caen Ouest parce que les éléments locaux destructeurs d’ozone y sont relativement peu nombreux en raison d’un trafic routier assez faible par rapport à la station de Caen Centre où les niveaux d’ozone sont les moins élevés. Ils sont, de plus, légèrement plus importants à la station de Caen Sud 216
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