Projet CONFLUANT - Caractérisation des émissiONs du secteur FLUvial, étude des polluANTs secondaires
Programme : AQACIA 2022 - Préserver la qualité de l’air dans un monde en transition
Mots-clés : Mobilité / Transport / Qualité de l'air
Contexte : Les émissions gazeuses des transports représentent un enjeu majeur du fait de ses impacts sur le climat, l’environnement et la santé. L’exposition à la pollution de l’air aurait entraîné en France en 2018 plus de 40 000 morts prématurées  ADDIN ZOTERO_ITEM CSL_CITATION {"citationID":"EhUG9E29","properties":{"formattedCitation":"(European Environment Agency, 2020)","plainCitation":"(European Environment Agency, 2020)","dontUpdate":true,"noteIndex":0},"citationItems":[{"id":1046,"uris":["http://zotero.org/users/5344021/items/IJK7Q3K4"],"itemData":{"id":1046,"type":"report","event-place":"LU","language":"en","publisher":"Publications Office","publisher-place":"LU","source":"DOI.org (CSL JSON)","title":"Air quality in Europe: 2020 report.","title-short":"Air quality in Europe","URL":"https://data.europa.eu/doi/10.2800/786656","author":[{"literal":"European Environment Agency"}],"accessed":{"date-parts":[["2022",7,3]]},"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"https://github.com/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"} (EEA, 2020) . L’impact sanitaire induit également un coût économique, estimé en 2010 à 1,6 trillion de dollars pour l’Europe  ADDIN ZOTERO_ITEM CSL_CITATION {"citationID":"bSFaHXIj","properties":{"formattedCitation":"(WHO, 2015)","plainCitation":"(WHO, 2015)","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":136,"uris":["http://zotero.org/users/5344021/items/RQNJ2V6E"],"itemData":{"id":136,"type":"report","language":"en","page":"66","publisher":"WHO","source":"Zotero","title":"Economic cost of the health impact of air pollution in Europe: Clean air, health and wealth","author":[{"family":"WHO","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2015"]]}}}],"schema":"https://github.com/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"} (WHO, 2015) . Le secteur des transports constitue une des sources principales de polluants atmosphériques. Les émissions sont principalement le fait du transport routier, et notamment des poids lourds et véhicules utilitaires légers affectés au transport de marchandise. À titre d’exemple, les véhicules utilitaires et poids-lourds représentaient à eux seuls en 2019 plus de 35 % des émissions de PM10 du secteur routier  ADDIN ZOTERO_ITEM CSL_CITATION {"citationID":"FlmkItai","properties":{"formattedCitation":"(CITEPA, 2019)","plainCitation":"(CITEPA, 2019)","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":135,"uris":["http://zotero.org/users/5344021/items/9G3W2FSJ"],"itemData":{"id":135,"type":"report","title":"Citepa_Secten-2019_Rapport_Completv3.pdf","URL":"https://www.citepa.org/wp-content/uploads/publications/secten/Citepa_Secten-2019_Rapport_Completv3.pdf","author":[{"family":"CITEPA","given":""}],"accessed":{"date-parts":[["2020",3,31]]},"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"https://github.com/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"} (CITEPA, 2019) . Pour réduire ces émissions liées notamment au transport de marchandises, le développement du secteur fluvial est encouragé du fait d’émissions de CO2 par tonne transportée réduites  ADDIN ZOTERO_ITEM CSL_CITATION {"citationID":"WLY4fHXu","properties":{"formattedCitation":"(VNF, 2021)","plainCitation":"(VNF, 2021)","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":1380,"uris":["http://zotero.org/users/5344021/items/AAWVGDUH"],"itemData":{"id":1380,"type":"webpage","abstract":"Après une année 2019 en très forte croissance, le transport fluvial a enregistré en 2020 une baisse de -10,6% en volumes (50,4 millions de tonnes transportées) et de -11,5% en tonnes kilomètres (6,5 milliards de t-km). La baisse est même rapportée à 4,7% en t-km si l’on fait abstraction des mois du premier confinement. 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Cette tendance est particulièrement élevée pour la filière des matériaux de construction, avec une hausse des quantités transportées par voie fluviale de 16,8 % entre 2020 et 2021  ADDIN ZOTERO_ITEM CSL_CITATION {"citationID":"fohwC9cY","properties":{"formattedCitation":"(VNF, 2021)","plainCitation":"(VNF, 2021)","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":1380,"uris":["http://zotero.org/users/5344021/items/AAWVGDUH"],"itemData":{"id":1380,"type":"webpage","abstract":"Après une année 2019 en très forte croissance, le transport fluvial a enregistré en 2020 une baisse de -10,6% en volumes (50,4 millions de tonnes transportées) et de -11,5% en tonnes kilomètres (6,5 milliards de t-km). La baisse est même rapportée à 4,7% en t-km si l’on fait abstraction des mois du premier confinement. 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Il est donc important d’accompagner le développement de ce secteur par la caractérisation de son impact à la pollution atmosphérique, à travers l’étude des émissions polluantes et du potentiel de formation d’aérosols organiques secondaires associés. Le projet CONFLUANT a pour objectif le développement de connaissances nouvelles sur l’impact du secteur fluvial à la pollution de l’air. L’approche proposée vise à quantifier les polluants primaires et les aérosols organiques secondaires (AOS) pour un carburant classique (gazole non routier GNR) ainsi que pour deux carburants alternatifs (gaz et biocarburant). De plus, la méthodologie de mesure des AOS est basée sur l’utilisation de conditions représentatives pour se rapprocher des conditions atmosphériques réelles. Ce développement expérimental constitue une approche innovante, jamais mise en œuvre sur des bateaux.
Description : Le projet CONFLUANT est divisé en 4 lots : Le lot 1 est commun à l’ensemble du projet, et concerne le pilotage des différentes actions administratives, financières et scientifiques. Ce lot est placé sous la responsabilité de l’université Gustave Eiffel, et inclut l’ensemble des partenaires (IRCELYON) et prestataires (prestataire 1 « bateau », prestataire 2 « mesures »). La coordination des actions (T1.1) et la stratégie de valorisation des résultats (T1.2) sont incluses dans ce lot. Le lot 2, placé sous la responsabilité de l’université Gustave Eiffel, concerne la définition des paramètres relatifs au bateau (T2.1), aux conditions de navigation (T2.2) et aux carburants (T2.3). Ce lot constitue la base à partir de laquelle les mesures de polluants seront effectuées. L’ensemble des partenaires et prestataires sont impliqués dans ce lot, mais le prestataire 1 « bateau », qui met à disposition le bateau, joue un rôle important dans la caractérisation des paramètres techniques relatifs au bateau et à ses trajets. Le lot 3 est placé sous la responsabilité du partenaire IRCELYON, et concerne la quantification des facteurs d’émission des polluants pour les conditions définies dans le lot 2. La mesure des particules (T3.1) et des polluants gazeux réglementés et non-réglementés (T3.2) sera assurée par le prestataire 2 « mesures ». La mesure des composés organiques gazeux et des aérosols organiques (T3.3) sera assurée par l’IRCELYON. Le lot 4 concerne l’étude de la formation des aérosols organiques secondaires (AOS), et est placée sous la responsabilité de l’université Gustave Eiffel. Les conditions expérimentales de prélèvement des gaz d’échappement sont celles décrites dans le lot 2. Les mesures et analyses en chambre de simulation atmosphérique seront effectuées par l’université Gustave Eiffel. L’analyse des composés organiques sera réalisée par l’IRCELYON. Les expérimentations du projet sont pensées avec une approche territoriale en conditions réelles, en considérant un bateau de transport de marchandise circulant sur le Rhône entre la région avignonnaise et Lyon. Ce projet vise toutefois à obtenir des données utilisables à l’échelle nationale dans le cadre du développement du secteur fluvial, du fait de la sélection d’un bateau avec des caractéristiques techniques relativement communes et comparables à un grand nombre de bateaux fluviaux. Le premier point fort de ce projet est la mesure de polluants réglementés et non réglementés pour un bateau représentatif de la flotte fluviale (péniche de transport de matériaux) navigant sur le Rhône. Le second point fort est la comparaison de trois carburants, dont deux carburants pouvant représenter des alternatives futures au GNR. Enfin, l’étude de la formation d’AOS à l’aide d’une chambre de simulation installée directement sur un bateau n’a a priori jamais été réalisée, et présente un caractère innovant certain pour le secteur fluvial.
Objectifs et résultats attendus : La problématique autour de laquelle le projet CONFLUANT est conçu est la suivante : « Mieux comprendre l’impact du secteur fluvial à la pollution atmosphérique, à travers l’étude des émissions polluantes et de la formation d’aérosols organiques secondaires, liées au gazole non routier, au GTL et au biocarburant B100 ». Le projet CONFLUANT a donc pour objectif premier de caractériser les émissions polluantes d’une péniche de transports de matériaux, en termes de polluants réglementés (CO2, CO, HCT, NOx), non réglementés (SO2, CH4, NH3), de particules et carbone suie et de composés organiques volatils (COV, COVI) et aérosols organiques. Le second objectif est de quantifier le potentiel de formation des aérosols organiques secondaires sous des conditions atmosphériques représentatives, à l’aide d’études en chambre de simulation atmosphérique. Pour chacun de ses objectifs, l’approche consistera à comparer les émissions et formation d’AOS d’une part pour le carburant classique Gazole Non Routier (GNR), et d’autre part pour deux carburants alternatifs (GTL et B100). Les objectifs scientifiques du projet CONFLUANT sont ainsi : - Mesurer les émissions polluantes d’une péniche de transports de matériaux : o Particules en nombre et masse, o Carbone suie, o Composés réglementés (CO2, CO, HCT, NOx), o Composés non réglementés (SO2, CH4, NH3), o Composés organiques gazeux (COV, COVI) et aérosols organiques, - Quantifier le potentiel de formation des aérosols organiques secondaires sous des conditions atmosphériques représentatives, - Comparer les émissions et formation d’AOS pour différents carburants, o Gazole non routier GNR, o Gaz GTL, o Biocarburant B100, Les verrous à lever sont : - Le manque de connaissances sur les émissions du secteur fluvial, - Le manque de connaissances sur les émissions non réglementées des carburants alternatifs, - Le manque de connaissances sur le potentiel de formation d’AOS par les bateaux, - Le manque d’études sur la formation d’AOS pour les carburants alternatifs et le secteur fluvial notamment, Les résultats et produits finaux escomptés sont : - Un inventaire de facteurs d’émission des composés réglementés pour le GNR, le GTL et le B100, - Un inventaire de facteurs d’émission des composés non réglementés pour le GNR, le GTL et le B100, - Une comparaison des potentiels de formation d’AOS estimés pour chacun des trois carburants en conditions atmosphériques représentatives. Les résultats du projet CONFLUANT apporteront des éléments d’information très précieux dans le cadre du développement souhaité du secteur fluvial. La comparaison du carburant classique (GNR) avec deux carburants alternatifs (gaz et biocarburant) pourrait aider les décideurs dans l’orientation de futures politiques publiques. La mesure des polluants non réglementés et l’étude de la formation d’AOS permettra de caractériser avec une vision large l’impact du secteur sur la pollution atmosphérique. Les données seront également utiles aux acteurs économiques travaillant en lien avec le secteur fluvial, à l’instar du prestataire mettant à disposition le bateau, pour évaluer l’intérêt que pourraient représenter certains carburants alternatifs. Le développement du transport fluvial, qui apparait aujourd’hui comme une bonne alternative face à l’impact du transport routier et des poids-lourds, représente un potentiel d’amélioration de la qualité de l’air. Il est donc important d’éclairer les futures décisions relatives à ce secteur, notamment pour répondre aux objectifs de décarbonation et de qualité de l'air, avec l’apport de connaissances que propose le projet CONFLUANT.
Bénéficiaire : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Localisation : Villeurbanne, Auvergne-Rhône-Alpes, FRANCE
Début : 02/10/2023 — Durée : 36 mois
Budget total : 586601.85 € — Aide ADEME : 261000 €
Statut : Suivi du projet