### 2.4.3. AXES D'AMELIORATION

En préambule, notons que des axes d'amélioration transverses, d'ordre techniques, organisationnels, de contractualisation ou de sensibilisation ont également été identifiés ; ils sont détaillés en §2.7.2.

#### REDUCTION DES EMISSIONS

Selon les conclusions d'une étude pilote menée par VEOLIA [ZAN ALVAREZ 2013], les émissions de COV et d'odeurs sont spécialement importantes pendant la phase active du compostage.

De manière générale, la réduction des émissions peut être recherchée à travers la qualité du produit mis en andains et l'optimisation du cycle de compostage.

* Un pré-traitement optimisé, en amont de l'étape de méthanisation ou de compostage (essentiellement pour les ordures ménagères résiduelles), est recommandé.

L'objectif est de pouvoir enlever les verres et plastiques au plus tôt dans le process afin de limiter le nombre de manutentions et donc le risque de fractionnement de ces matières, qui seraient alors plus difficiles à gérer. La présence de matériaux indésirables dans le substrat peut générer des difficultés de pressage du digestat et/ou des casses mécaniques (par exemple, sur les centrifugeuses) évidemment défavorables à de bonnes conditions d'exploitation : matière trop humide, temps de séjours allongés, ... Ce mode d'exploitation dégradé sera davantage susceptible de générer des émissions de polluants.

L'utilisation d'un BRS ventilé est également recommandée. Cela permet à la fois d'évacuer le maximum de vapeur d'eau à ce stade (ce qui favorise la gestion du bilan hydrique) et de mieux maîtriser le taux d'humidité du déchet en sortie pour stabiliser le fonctionnement des cribles, table à rebord, ...

* L'optimisation du compostage (de tout type de déchets) par la gestion de l'oxygénation et de l'humidité. Les émissions peuvent être limitées si le process fonctionne correctement : il faut chercher à maintenir, de manière homogène dans les andains, des conditions aérobie et une humidité du substrat adaptée à l'activité bactérienne.

L'humidité du substrat est un point de vigilance dans la mesure où un excès d'eau peut engendrer la production de gaz et/ou la création de zones anaérobie (où l'air ne circule plus). De façon à favoriser une répartition homogène de l'eau d'arrosage, les actions d'humidification peuvent être envisagées juste en amont des actions de déplacement des andains. D'un autre côté, dans un substrat trop sec, l'activité bactérienne sera ralentie et le risque de passages préférentiels en phase d'aération est élevé. Enfin, un substrat sec générera beaucoup de poussières lors des étapes de manutention, de criblage, ...

Un apport d'oxygène insuffisant conduit à des conditions anaérobie favorables à la production d'H₂S. Ainsi, une bonne gestion de l'oxygénation dès et durant la phase de fermentation par un apport en oxygène adapté, maîtrisé et contrôlé pendant le procédé de compostage doit contribuer à réduire la gêne olfactive et les émissions de COV. Notons que cet apport ne doit pas pour autant être surestimé, afin de limiter le stripping de l'ammoniac. La régulation devrait davantage être envisagée via des sondes O₂ permettant d'ajuster l'injection d'air au minimum sans être limitant.

Les retours d'expérience démontrent également l'impact du structurant, notamment le ratio de mélange mis en œuvre sur la qualité du compostage. Cette fois encore, un équilibre est à trouver car si l'ajout de structurant permet de limiter les émissions, cela génère davantage de volume à traiter et donc une plus grande surface de stockage nécessaire (et donc soit un coût au moment de la conception du projet, soit des contraintes d'exploitation supplémentaires si sous-estimé en phase de conception).
* Enfin, la **gestion des effluents liquides** est également cruciale.

En effet, toute stagnation d'effluent (collecteur sans pente, regard surdimensionné, ...) aura tendance à générer des émissions de composés soufrés (en particulier l'hydrogène sulfuré). il est à noter que les process vendus avec un bilan hydrique nul, séduisants par l'absence de problématique de gestion des rejets d'eaux usées (lixiviats, purges, ..), a en corollaire un fonctionnement en circuit fermé par réutilisation des lixiviats pour l'humidification des andains (entre autres). La qualité de ces lixiviats (concentrés en ammoniac) si elle n'est pas améliorée avant son réemploi génère des émissions significatives lors des opérations de manutention. Ainsi, le fonctionnement en circuit fermé nécessite, s'il est envisagé, de traiter les lixiviats avant réemploi.

Une réutilisation partielle des effluents reste envisageable plus facilement, comme par exemple la récupération de l'eau de l'étage de dépoussiérage, moins chargée en sels d'ammonium.

## LIMITATION DES TRANSFERTS / REDUCTION DES CONCENTRATIONS

Les problèmes d'ambiance de travail constatés sur plusieurs usines de méthanisation, mises en service avant 2012, permettent de servir de retour d'expérience pour la conception de nouvelles unités. Ainsi, l'INRS [INRS 2014a], édite les grands principes suivants :

* faire entrer plus d'air neuf,

* extraire l'air pollué (sans nuire au voisinage ni au procédé),

* limiter la présence d'opérateurs dans les zones critiques,

* confiner et mettre en dépression les ouvrages/process émissifs : convoyeurs (avant et après criblage), digestat, cellules de compostage, voire même les box de produits finis.

Les appels d'offres sont généralement assortis d'une enveloppe budgétaire, ne permettant pas toujours les optimisations du process nécessaires (voir § 2.7.2). De ce fait, ces principes constructifs semblent évidents, mais n'ont pas toujours été appliqués, notamment pour des raisons budgétaires.

Ainsi, par exemple, afin de limiter le débit global d'air traité, il est arrivé que sur certains sites l'air issu d'une zone « moins » polluée soit réintroduit dans une zone « plus » polluée. Dans les faits, la zone « moins » polluée est rarement exempte de contaminants (chimiques ou biologiques) et contribue ainsi à une augmentation de la concentration en polluants dans la zone suivante [IOM 2012]. A l'heure actuelle, le transit d'air d'une zone à une autre n'est généralement plus réalisé. Il reste cependant toléré pour les zones où le personnel d'exploitation n'a pas accès en fonctionnement normal d'exploitation (tunnels fermés de fermentation par exemple).

Les constructeurs semblent aujourd'hui avoir pris conscience de ce sous-dimensionnement de la ventilation. A titre indicatif, en termes de débits d'air traité, le design de conception est passé d'un ratio de 1,5 m³ par tonne de déchets entrants (Angers, Montpellier) à 3 m³ par tonne de déchets entrants (UTV65 - Tarbes ; source : www.smtd65.fr). Notons que d'une part ces volumes plus conséquents peuvent également être rapprochés de l'interdiction plus ferme par les CARSAT du transit des airs d'une zone à une autre ; d'autre part, ces débits plus élevés ne garantissent pas à eux seuls l'amélioration de la qualité de l'air dans les zones de travail, l'efficacité étant également liée à la bonne diffusion de l'air.

Toutefois, cette optimisation de la ventilation semble malgré tout s'accompagner d'un meilleur confinement des sources d'odeurs dans les nouveaux projets (compostage réalisé à l'intérieur de tunnels fermés situés eux-mêmes à l'intérieur d'un bâtiment ; tous les convoyeurs de déchets sont capotés ; ...).

Enfin, selon le retour d'expérience de traiteurs d'air, la ventilation des enceintes est aujourd'hui mieux appréhendée ; elle n'est plus basée sur un « simple » taux de renouvellement mais sur l'efficacité de cette ventilation. Les règles de l'art suivantes font leur apparition :
* prise en compte de la convection thermique, qui peut générer des flux bien plus conséquents que la ventilation mécanique ;

* prise en compte de la structure du bâtiment, qui aura une influence sur les mouvements naturels des flux d'air (ne pas chercher par exemple à contourner une poutre IPN) ;

* apport d'air neuf mécanique et non pas par de simples ventelles (soumises aux variations des conditions météorologiques), dirigé ou non (gaines soufflantes) ;

* mise en place de plafond dynamique, avec modules inducteurs type push-pull® (éviter les ventilateurs hélicoïdes qui créent une recirculation « en 8 horizontal »)

Toutefois, les actions locales sont à privilégier dans la mesure où la gestion de la ventilation générale reste difficile.

De façon à optimiser le design de la ventilation générale, de plus en plus de constructeurs s'associent à des bureaux d'étude de modélisation (ou développent des logiciels internes) afin de simuler les écoulements d'air dans les bâtiments et implanter judicieusement les bouches d'extraction et gaines de soufflage.

## EXPLOITATION, ENTRETIEN ET MAINTENANCE

Les axes d'amélioration proposés sont transposables à tous type de site et sont détaillés en §2.7.2.
## 2.5 Incinération

### 2.5.1 VENTILATION

#### RAPPEL SUR LES ENCEINTES CONSIDEREES

Selon la première phase de l'étude, les enceintes suivantes sont à considérer ; un exemple de positionnement de ces enceintes sur une usine d'incinération est proposé en Figure 18.

<table><caption>Tableau 17. Enceintes d'intérêt dans les usines d'incinération</caption><thead><tr><td>Zone</td><td>Local</td><td>Commentaire</td></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">1. Réception</td><td>Hall de réception</td><td>Présence régulière lors des dépotages et pour les nettoyages.<br>Inclus la zone trémie (cas des dépotages en fosses).</td></tr><tr><td>Salle de commande</td><td>Lien aéraulique avec les « zones source » contiguës à étudier même si ces salles sont généralement en surpression (à étudier en phase 2)</td></tr><tr><td rowspan="2">3. Traitement</td><td>Hall four-chaudière</td><td>Rondes régulières dans l'usine pour en surveiller le bon fonctionnement.<br>Conditions d'exposition dans les fours (installation à l'arrêt) à étudier en phase 2.</td></tr><tr><td>Hall traitement des fumées</td><td>Rondes régulières dans l'usine pour en surveiller le bon fonctionnement.</td></tr><tr><td rowspan="3">6. Zones connexes</td><td>Vestiaires (uniquement si contigus)</td><td>Lien aéraulique avec les « zones source » contiguës à étudier en phase 2</td></tr><tr><td>Atelier de maintenance</td><td>Pas de source spécifiquement liée au site mais lien aéraulique avec les « zones source » contiguës à étudier en phase 2</td></tr><tr><td>Bureaux (uniquement si contigus)</td><td>Lien aéraulique avec les « zones source » contiguës à étudier en phase 2</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Figure 18 : Schéma de principe d'une usine d'incinération</figcaption></figure>

"Le hall de déchargement permet l'accueil des véhicules (1), déposant les déchets dans la fosse (2).
Un pont-roulant avec grappin alimente le four (3).

La combustion des déchets (4) dégage de la chaleur récupérée sous forme de vapeur (5), utilisée par un groupe turbo-alternateur pour produire de l'électricité.

Les gaz de combustion sont traités en trois étapes :

* injection d'urée pour traiter les oxydes d'azote (6),

* injection de lait de chaux et de charbon actif pour les gaz acides, métaux lourds et dioxines (7),

* captation des produits de réaction dans un filtre à manches (8).

Après traitement les fumées filtrées sont acheminées, grâce à un ventilateur (9), vers la cheminée (10)."

Source : www.smictom-rhonegarrigues.fr

## ZONES PROCESS

De manière générale, peu d'information est disponible dans la littérature sur les conditions de ventilations spécifiques à chaque enceinte.

Les recommandations générales d'isolement des espaces, de confinement des émissions et de captations à la source (extractions locales) développées en § 2.3.1 peuvent être transposées ici.

## ZONES CONNEXES

Les zones connexes sont un sujet transverse commun à tous types de site et sont traitées au §2.6.
## 2.5.2. POLLUANTS EN PRESENCE

### SOURCES ET POLLUANTS

Si beaucoup d'études ont été menées sur l'impact environnemental des incinérateurs, les travaux portant sur les salariés de ces usines, qui travaillent à proximité immédiate des fours et sont de ce fait directement exposés aux gaz émis durant la combustion des déchets, sont moins nombreux [Maitre 2003]. Parmi ces travaux, la plupart sont basés sur la biosurveillance des travailleurs (analyse de sang et d'urines). Il existe ainsi très peu d'études portant sur la qualité de l'air de ces usines [IOM 2012].

En 2004, le Comité de la prévention et de la précaution [MEDD, 2004] publie ses recommandations sur les unités d'incinération et confirme qu'il est évident que les personnels sont potentiellement exposés à l'ensemble des nuisances présentes sur le site. Les principales expositions professionnelles identifiées résultent de la nature des matériaux traités (ordures ménagères, donc nuisances microbiologiques) et de la nature du processus (incinération, donc nuisances chimiques résultant de la décomposition thermique des déchets).

Une étude, conduite en France en 2003 [Maitre 2003] présente dans le détail les concentrations en polluants auxquelles sont exposés les employés de deux usines d'incinération, en différents postes de travail, comparativement à une population témoin (employés de supermarché). Sur la base des résultats obtenus, Maitre [Maitre 2003] conclut que les polluants mesurés à des concentrations significativement plus élevées dans les usines d'incinération sont essentiellement les particules (fractions inhalable et respirable) et les métaux.

Une récente publication de l'INRS [INRS, 2014b], basée sur 13 campagnes de mesures (dont 4 durant la période particulière des arrêts techniques) sur 5 centres de traitement, dresse globalement le même constat : le principal risque provient des expositions aux poussières pouvant contenir du Chrome hexavalent.

Le procédé de traitement thermique étant un système clos qui ne génère que très peu de fuites en fonctionnement normal, les sources principales d'exposition sont la zone de réception (fosse et trémie) ainsi que les zones de transfert et de stockage des résidus.

La publication de l'INRS [INRS, 2014b] s'intéresse également au risque biologique et démontre que la principale zone à risque d'exposition aux bioaérosols se situe au niveau du hall de déchargement des déchets.
CONCENTRATIONS MESUREES DANS L'AIR

Selon Maitre [Maitre 2003], pour les poussières, les zones les plus émissives correspondent à la fosse de réception et la trémie d'alimentation. Les petites particules (fraction alvéolaire) n'y représentent que 15 à 30% des poussières totales. Les opérations de nettoyage (hall de réception, trémie) sont identifiées comme ayant un impact sur la teneur en poussières.

<table><caption>Tableau 18. Résultats des mesures en particules, métaux et HAP sur les deux incinérateurs et le site témoin (selon Maitre, 2003)</caption><thead><tr><th>Substance</th><th>French TLV-TWA</th><th>Incinerators</th><th>Plant 1</th><th>Plant 2</th><th>Control site</th><th>Plant 1 v control</th><th>Plant 2 v control</th><th>Plant 1 v plant 2</th></tr></thead><tbody><tr><td>Particles (mg/m³)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Inspirable particles</td><td>10</td><td>M ± SD (n)</td><td>1.45 ± 1.61 (34)</td><td>1.44 ± 1.41 (15)</td><td>1.46 ± 1.78 (19)</td><td>0.06 ± 0.06 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.76; 0.13-6.43</td><td>0.90; 0.20-5.22</td><td>0.58; 0.13-6.43</td><td>0.05; 0.01-0.17</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Respirable particles</td><td>5</td><td>M ± SD (n)</td><td>0.39 ± 0.58 (34)</td><td>0.30 ± 0.22 (15)</td><td>0.46 ± 0.76 (19)</td><td>0.03 ± 0.02 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.2; 0.03-2.90</td><td>0.20; 0.07-0.80</td><td>0.18; 0.03-2.90</td><td>0.02; 0.02-0.06</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Metals (µg/m³)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arsenic</td><td>200</td><td>M ± SD (n)</td><td>-</td><td>-</td><td>0.14 ± 0.08 (20)</td><td>ND (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td></td><td></td><td>0.11; 0.06-0.43</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cadmium</td><td>50</td><td>M ± SD (n)</td><td>0.29 ± 0.62 (36)</td><td>0.22 ± 0.25 (16)</td><td>0.34 ± 0.81 (20)</td><td>0.001 ± 0.001 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.07; 0.01-3.56</td><td>0.10; 0.03-0.98</td><td>0.07; 0.01-3.56</td><td>0.001; 0.0004-0.003</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chromium</td><td>500</td><td>M ± SD (n)</td><td>0.68 ± 0.67 (36)</td><td>0.74 ± 0.60 (16)</td><td>0.64 ± 0.73 (20)</td><td>0.015 ± 0.019 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.43; 0.09-2.64</td><td>0.44; 0.09-1.81</td><td>0.43; 0.10-2.64</td><td>0.006; ND-0.044</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lead</td><td>150</td><td>M ± SD (n)</td><td>4.73 ± 7.82 (36)</td><td>7.98 ± 9.32 (16)</td><td>2.29 ± 5.55 (20)</td><td>0.078 ± 0.052 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.05</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.91; 0.09-28.00</td><td>1.43; 0.29-28.00</td><td>0.68; 0.09-25.47</td><td>0.073; 0.027-0.134</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Manganese</td><td>1000</td><td>M ± SD (n)</td><td>-</td><td>-</td><td>2.67 ± 3.33 (20)</td><td>0.033 ± 0.021 (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td></td><td></td><td>1.53; 0.26-13.02</td><td>0.031; 0.006-0.065</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nickel</td><td>1000</td><td>M ± SD (n)</td><td>0.10 ± 0.27 (36)</td><td>0.17 ± 0.39 (16)</td><td>0.05 ± 0.10 (20)</td><td>0.09 ± 0.15 (6)</td><td>NS</td><td>NS</td><td>p&lt;0.05</td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>0.03; 0.01-1.60</td><td>0.04; 0.01-1.60</td><td>0.02; 0.01-0.49</td><td>0.04; ND-0.39</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAHs (ng/m³)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BaP</td><td>150</td><td>M ± SD (n)</td><td>-</td><td>-</td><td>1.09 ± 2.71 (19)</td><td>0.43 ± 0.13 (6)</td><td>NS</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td>-</td><td>-</td><td>0.06; ND-11.64</td><td>0.42; 0.28-0.65</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pyrene</td><td></td><td>M ± SD (n)</td><td>-</td><td>-</td><td>5.48 ± 10.46 (19)</td><td>6.42 ± 14.8 (6)</td><td>NS</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td></td><td></td><td>0.58; ND-91.12</td><td>0.27; ND-36.61</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAHs</td><td></td><td>M ± SD (n)</td><td></td><td></td><td>18.84 ± 36.16 (19)</td><td>9.68 ± 16.87 (6)</td><td>NS</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>m; range</td><td></td><td></td><td>6.21; 0.02-147.46</td><td>2.92; 1.20-43.99</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

L'étude INRS [INRS, 2014b], qui propose quant à elle une quantification des expositions par catégorie de travailleurs, rejoint cette analyse en concluant que les agents les plus exposés sont le personnel de maintenance et d'entretien (qui s'occupe du dépannage, du nettoyage, de la réparation - planifiée ou non - des installations). En effet, ce personnel intervient dans toutes les zones de l'usine pour différents travaux sur des équipements souvent très poussiéreux. La réparation ou le nettoyage de l'équipement peut remettre en suspension des poussières et des aérosols métalliques ou en générer par l'utilisation d'appareil électroportatif (meuleuse, burineur...) ou de poste à souder. Des dépassements de la VLEP 8 heures sont constatés pour le Plomb, le Chrome hexavalent et, plus modérément, le Cadmium.

<table><caption>Tableau 19. Concentrations en particules et aérosols métalliques mesurées lors des différentes campagnes de prélèvements (selon INRS, 2014b)</caption><thead><tr><th rowspan="3"></th><th rowspan="3"></th><th colspan="2">POUSSIÈRES INHALABLES</th><th colspan="2">POUSSIÈRES ALVÉOLAIRES</th><th colspan="2">PLOMB</th><th colspan="2">ARSENIC</th></tr><tr><th colspan="4">mg.m<sup>-3</sup></th><th colspan="4">µg.m<sup>-3</sup></th></tr><tr><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="5">Normal</td><td>Agent d'exploitation</td><td>0,1</td><td>4,1</td><td>0,67</td><td>0,00</td><td>0,19</td><td>0,11</td><td>0,03</td><td>9</td><td>1,30</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,04</td></tr><tr><td>Agent de maintenance</td><td>0,3</td><td>392,4</td><td>3,75</td><td>0,03</td><td>2,89</td><td>0,26</td><td>&lt;0,03</td><td>161</td><td>3,60</td><td>&lt;0,03</td><td>13,4</td></tr><tr><td>Agent Dasri ou boues</td><td>0,26</td><td>0,93</td><td>0,48</td><td>0,03</td><td>0,35</td><td>0,10</td><td>&lt;0,03</td><td>1</td><td>0,13</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,11</td></tr><tr><td>Agent spécifique</td><td>&lt;0,1</td><td>1,72</td><td>0,84</td><td>0,02</td><td>0,37</td><td>0,17</td><td>&lt;0,03</td><td>4</td><td>0,14</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,04</td></tr><tr><td>Toutes zones usine</td><td>&lt;0,01</td><td>70,6</td><td>0,41</td><td>0,00</td><td>5,2</td><td>0,08</td><td>&lt;0,03</td><td>2</td><td>0,30</td><td>&lt;0,02</td><td>1,4</td></tr><tr><td>AT</td><td>Toutes opérations</td><td>0,04</td><td>460</td><td>10,1</td><td>0,03</td><td>111,4</td><td>0,52</td><td>&lt;0,03</td><td>781</td><td>21,9</td><td>&lt;0,03</td><td>19,4</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th rowspan="3"></th><th rowspan="3"></th><th colspan="3">CADMIUM</th><th colspan="3">COBALT</th><th colspan="3">CHROME HEXAVALENT</th></tr><tr><th colspan="9">µg.m<sup>-3</sup></th></tr><tr><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="5">Normal</td><td>Agent d'exploitation</td><td>&lt;0,03</td><td>0,13</td><td>0,03</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,04</td><td>&lt;0,03</td><td>0,03</td><td>1,82</td><td>0,09</td></tr><tr><td>Agent de maintenance</td><td>&lt;0,03</td><td>2,26</td><td>0,04</td><td>&lt;0,03</td><td>2,51</td><td>0,03</td><td>0,05</td><td>1,86</td><td>0,3</td></tr><tr><td>Agent Dasri ou boues</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,11</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,11</td><td>&lt;0,03</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Agent spécifique</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,04</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,03</td><td>&lt;0,04</td><td>&lt;0,03</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Toutes zones usine</td><td>&lt;0,02</td><td>0,21</td><td>0,03</td><td>&lt;0,02</td><td>0,09</td><td>0,03</td><td>0,01</td><td>1,86</td><td>0,06</td></tr><tr><td>AT</td><td>Toutes opérations</td><td>&lt;0,02</td><td>52,5</td><td>0,1</td><td>&lt;0,02</td><td>13,6</td><td>0,06</td><td>0,05</td><td>18,3</td><td>1,41</td></tr></tbody></table>

(AT = période d'arrêt technique)

Le personnel d'exploitation est lui beaucoup moins exposé car il réalise la conduite du procédé majoritairement depuis une salle de contrôle. Toutefois, l'agent en charge des rondes de supervision au niveau des installations peut être exposé lors des interventions de décolmatage (trémie, convoyeur, extracteur à mâchefer...).

Selon Maitre [Maitre 2003], les métaux identifiés sont principalement le plomb (Pb), le manganèse (Mn) et le chrome (Cr). Le cadmium (Cd), l'arsenic (As) et le nickel (Ni) sont également quantifiés mais en moindre proportion. Si les concentrations en chrome sont homogènes sur l'ensemble des zones investiguées, le plomb est essentiellement présent après combustion (zone de transfert et de stockage des résidus ; les niveaux d'exposition les plus élevés aux métaux ont été constatés lors des transferts et chargements des résidus dans les camions) et le manganèse en amont (fosse de stockage). Selon la CRAMIF [CRAMIF, 2011], ces métaux lourds sont très généralement de granulométrie inférieure à 2 µm (respirables).

Les BTEX apparaissent également en concentrations plus élevées d'un ordre de grandeur (voir Tableau 20) par rapport au site témoin, sans précision sur les sources principales ; l'on peut toutefois supposer qu'il s'agit des ordures ménagères fraiches. Les concentrations mesurées restent cependant très inférieures aux VLEP.

<table><caption>Tableau 20. Résultats des mesures en aldéhydes et COV sur les deux incinérateurs et le site témoin (selon Maitre 2003)</caption><thead><tr><th>Substances (µg/m<sup>3</sup>)</th><th>French TLV-TWA</th><th>Incinerators</th><th>Plant 1</th><th>Plant 2</th><th>Control site</th><th>Plant 1 v control</th><th>Plant 2 v control</th><th>Plant 1 v plant 2</th></tr></thead><tbody><tr><td>Formaldehyde</td><td>600</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>11 ± 9.6 (33)<br>8.5; 2-42</td><td>3.4 ± 1.1 (16)<br>4; 2-5</td><td>16.9 ± 9 (17)<br>15; 7-42</td><td>29.1 ± 13.7 (6)<br>33.4; 10-45</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td><td>p&lt;0.001</td></tr><tr><td>Acetaldehyde</td><td>180000</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>39.3 ± 31.3 (33)<br>29; 4-140</td><td>31.8 ± 21.9 (16)<br>21; 11-78</td><td>45.1 ± 36.6 (17)<br>34; 4-140</td><td>78 ± 98.1 (6)<br>33.7; 7-260</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>Aldehydes</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>54 ± 36.3 (33)<br>42; 15-166</td><td>37.2 ± 23.5 (16)<br>27; 16-86</td><td>66.8 ± 39.6 (17)<br>57; 15-166</td><td>109.6 ± 92.1 (6)<br>62; 40-277</td><td>p&lt;0.05</td><td>NS</td><td>p&lt;0.05</td></tr><tr><td>Alkanes</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>453 ± 601 (33)<br>124; 20-2347</td><td>590 ± 760 (16)<br>308; 30-2347</td><td>324 ± 383 (17)<br>119; 20-1244</td><td>ND (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td>Benzene</td><td>16000</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>20 ± 34 (33)<br>8; 2-147</td><td>34 ± 46 (16)<br>11; 2-147</td><td>7 ± 4 (17)<br>7; 2-17</td><td>ND (6)</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td>Toluene</td><td>375000</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>430 ± 636 (33)<br>140; 35-2677</td><td>614 ± 843 (16)<br>206; 35-2677</td><td>257 ± 280 (17)<br>107; 41-899</td><td>81 ± 79 (6)<br>42; 9-184</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>Xylenes</td><td>435000</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>223 ± 388 (33)<br>57; 9-1948</td><td>364 ± 519 (16)<br>97; 32-1948</td><td>91 ± 101 (17)<br>35; 9-265</td><td>21 ± 38 (6)<br>ND; ND-88</td><td>p&lt;0.005</td><td>p&lt;0.05</td><td>p&lt;0.01</td></tr><tr><td>Aromatic hydrocarbons</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>774 ± 1212 (33)<br>244; 60-5506</td><td>1160 ± 1616 (16)<br>354; 76-5506</td><td>410 ± 448 (17)<br>154; 60-1226</td><td>169 ± 135 (6)<br>151; 9-332</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>Dichloromethane</td><td>360000</td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>283 ± 680 (33)<br>73; ND-3775</td><td>51 ± 54 (16)<br>35; ND-162</td><td>501 ± 905 (17)<br>121; 9-3775</td><td>ND</td><td>p&lt;0.005</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.005</td></tr><tr><td>Chlorinated hydrocarbons</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>754 ± 1237 (33)<br>231; 9-5359</td><td>715 ± 1197 (16)<br>229; 9-4226</td><td>791 ± 1309 (17)<br>231; 23-5359</td><td>ND</td><td>p&lt;0.001</td><td>p&lt;0.001</td><td>NS</td></tr><tr><td>Oxygenated hydrocarbons</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>883 ± 1063 (33)<br>476; 5-4253</td><td>1226 ± 1189 (16)<br>989; 5-4253</td><td>561 ± 842 (17)<br>364; 11-3580</td><td>710 ± 770 (6)<br>380; 244-2068</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>VOCs</td><td></td><td>M ± SD (n)<br>m; range</td><td>2917 ± 3499 (33)<br>1202; 182-13396</td><td>3826 ± 4350 (16)<br>1461; 182-13396</td><td>2061 ± 2267 (17)<br>937; 220-8421</td><td>881 ± 880 (6)<br>457; 252-2400</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr></tbody></table>

Les autres composés détectés (COV dont aldéhydes) sont considérés du même ordre de grandeur par Maitre [Maitre 2003] sur les usines et les sites témoins, même si la concentration en COV totaux apparaît plus élevée sur les usines, notamment la 1. L'étude INRS [INRS, 2014b] confirme que le risque d'exposition aux composés organiques volatils est relativement faible.

Selon Maitre [Maitre 2003], les principales sources de COV sont les OM fraiches (fosse de réception, trémie d'alimentation). L'acétaldéhyde représente 80% des aldéhydes identifiés.
Concernant les HAP, Maitre [Maitre 2003] considère là encore les valeurs mesurées du même ordre de grandeur sur les 2 usines et le site témoin (voir Tableau 18). Sur les usines, les concentrations les plus élevées sont mesurées à proximité de la fosse, dans le hall de réception. Les HAP y sont alors essentiellement composés de Pyrène et Fluoranthène (50% des HAP). Ces émissions de HAP sont rapprochées par l'auteur de la circulation des camions dans cette zone.

Ces conclusions sur les HAP ne rejoignent pas celles de d'Oh et al. (2005), citées dans RECORD [RECORD, 2009]. L'étude menée avait pour objectif de quantifier les lésions à l'ADN dans les globules blancs d'individus travaillant dans une usine d'incinération sud-coréenne et d'évaluer les effets immunotoxiques associés. 31 individus travaillant dans une usine d'incinération de déchets (Corée du Sud, Ansan) constituent le groupe « exposé » et 84 individus sains non exposés composent le groupe « témoin ». Pour chaque individu, un prélèvement d'urine et une prise de sang ont été réalisés et les urines utilisées pour doser deux métabolites des HAP, le 1-hydroxy-pyrène (1-OHP) et le 2-naphtol. Les résultats de l'étude démontrent que les concentrations urinaires en 1-OHP et 2-naphtol sont 8,8 et 4,6 fois plus élevées dans le groupe « exposé » que dans le groupe témoin.

Ces conclusions opposées confirment cependant le constat de différents auteurs [IOM 2012, Anzivino 2012, Maitre 2003, MEDD 2004] qui s'accordent sur le lien direct entre performance des systèmes de traitement (four et traitement des fumées) et exposition des travailleurs, cette dernière diminuant avec l'efficacité des installations. Ainsi, l'exposition dans les usines les plus modernes est plus faible que dans les usines les plus anciennes, ce qui limite la transposabilité des études antérieures à 2002 (mise aux normes des incinérateurs français) [Anzivino 2012]. L'INRS [INRS, 2014b] confirme que le procédé de traitement thermique est un système clos qui ne génère que très peu de fuites en fonctionnement normal des installations. Les différentes mesures réalisées en ambiance de travail dans les principales zones des sites indiquent effectivement qu'il est très peu émissif en polluants.

Concernant l'exposition aux *risques biologiques*, l'étude INRS [INRS, 2014b] indique que les salariés les plus exposés aux bioaérosols sont à nouveau les agents de maintenance et d'entretien et que la principale zone à risque se situe au niveau du hall de déchargement des déchets (voir tableau ci-dessous). Durant les opérations de nettoyage ou de maintenance sur cette zone (grappin, broyeur, convoyeur, plateforme d'alimentation des fours), les niveaux de moisissures et de bactéries dépassent les 10⁵ UFC/m³ et les teneurs maximales en endotoxines dépassent la valeur guide proposée par le réseau assurance maladie - Risques professionnels (INRS, HST n°239, 2015) de 200 UE/m³. Tandis que les mesures en ambiance de travail à travers les autres zones de l'usine mettent en évidence des niveaux en moisissures et bactéries compris entre 10³ et 6.10⁴ UFC/m³.

<table><caption>Tableau 21. Résultats des mesures en bioaérosols sur les centres de traitement thermique des déchets (selon INRS, 2014b)</caption><thead><tr><th rowspan="3"></th><th rowspan="3"></th><th colspan="4">ENDOTOXINES</th><th colspan="3">BACTÉRIES MÉSOPHILES</th><th colspan="3">MOISISSURES MÉSOPHILES</th></tr><tr><th colspan="4">UE.m<sup>-3</sup></th><th colspan="3">UFC.m<sup>-3</sup></th><th colspan="3"></th></tr><tr><th>nb</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th><th>min</th><th>max</th><th>médiane</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Normal</td><td>Agent d'exploitation</td><td>12</td><td>4</td><td>269,9</td><td>14</td><td>&lt;40</td><td>1.10<sup>4</sup></td><td>1.2.10<sup>3</sup></td><td>&lt;40</td><td>2.7.10<sup>4</sup></td><td>5.8.10<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Agent de maintenance</td><td>16</td><td>9</td><td>287,9</td><td>73,1</td><td>&lt;70</td><td>4.8.10<sup>5</sup></td><td>3.5.10<sup>4</sup></td><td>&lt;580</td><td>5.5.10<sup>5</sup></td><td>1.7.10<sup>4</sup></td></tr><tr><td>Agent Dasri ou boues</td><td>6</td><td>4,6</td><td>26,8</td><td>13,4</td><td>1.10<sup>3</sup></td><td>4.5.10<sup>3</sup></td><td>2.6.10<sup>3</sup></td><td>570</td><td>4.7.10<sup>3</sup></td><td>1.5.10<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Toutes zones</td><td>27</td><td>&lt;0,3</td><td>163,8</td><td>16,2</td><td>&lt;40</td><td>8.2.10<sup>5</sup></td><td>5.10<sup>3</sup></td><td>30</td><td>5.9.10<sup>5</sup></td><td>5.3.10<sup>3</sup></td></tr><tr><td>AT</td><td>Toutes opérations</td><td>15</td><td>0,46</td><td>449,54</td><td>16,6</td><td>&lt;460</td><td>8.4.10<sup>5</sup></td><td>2.1.10<sup>4</sup></td><td>500</td><td>1.1.10<sup>6</sup></td><td>4.3.10<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Réf.</td><td>Point de référence</td><td>15</td><td>&lt;0,3</td><td>18,3</td><td>0,6</td><td>&lt;530</td><td>9.3.10<sup>3</sup></td><td>580</td><td>&lt;40</td><td>5.3.10<sup>3</sup></td><td>770</td></tr></tbody></table>

(AT = arrêt technique, Réf. = référence)

Concernant l'exposition aux *dioxines*, la plupart des études sont basées sur la biosurveillance des travailleurs (analyse de sang et d'urines). Il existe ainsi très peu d'études portant sur la qualité de l'air des usines sur ces paramètres [IOM 2012].

Sur la base des résultats de biosurveillance, les synthèses bibliographiques réalisées [IOM 2012, MEDD 2004] se rejoignent sur le fait que, contrairement à la notion classique qui évoque des niveaux d'exposition 100 à 1000 fois supérieurs chez les professionnels par rapport à la population générale, le différentiel des TEQ observé entre professionnel et population générale est faible. Toutefois, les
limites suivantes, relayées à la fois par l'IOM [IOM 2012] et le CCP [MEDD, 2004], doivent être apportées à ce constat :

* Contrairement à la population générale qui est principalement exposée aux dioxines par voie orale, les travailleurs des UIOM sont eux principalement exposés par voie respiratoire. Ainsi, même si la contamination de l'air s'avère significative, la contamination orale est modeste, en dehors de certains cas particuliers en rapport avec une contamination de type main-bouche. Si l'on admet que la voie de pénétration systémique principale des dioxines est orale, alors les expositions réelles des professionnels sont faibles.

* Il est possible que le marqueur utilisé (dioxines exprimées en TEQ par gramme de lipides sanguins) ne soit pas un bon reflet d'une exposition par inhalation. Les synthèses bibliographiques [IOM 2012] [MEDD, 2004] font en effet état de plusieurs résultats démontrant des niveaux équivalents en TEQ, mais avec des concentrations très différentes des différents congénères entre salariés des UIOM et population témoin.

Enfin, plusieurs publications [IOM 2012] [Maitre 2003] [CRAMIF 2011] font référence à des niveaux d'exposition majorées durant les phases de maintenance des fours. L'IOM [IOM 2012] fait notamment référence à des concentrations en dioxines pouvant varier d'un facteur 10 entre les phases d'exploitation et de maintenance, passant de 7,2 µgTEQ/m³ à 92 µgTEQ/m³. En dehors de la maintenance des fours, les phases de nettoyage avec remise en suspension des poussières contribuent à ce constat.

L'exposition du personnel durant les phases d'arrêt technique a été étudiée par l'INRS [INRS, 2014-b]. Ces phases sont supposées critiques, d'une part puisque les installations sont ouvertes (exposition) et, d'autre part, car elles sont associées à l'intervention de sociétés prestataires extérieures au site (co-activité). Effectivement, lors des périodes d'arrêt technique, les dépassements du niveau des VLEP ont représenté 5,5% des mesures effectuées (contre 0,5% en fonctionnement normal). Ces données mettent en évidence le caractère plus exposant de cette période d'activité. Les expositions relevées concernent les poussières inhalables et alvéolaires, les aérosols de plomb, fer, aluminium, cuivre, de calcium (métaux peu retrouvés en fonctionnement normal) et également le chrome hexavalent.

Elles ont été localisées principalement au niveau du four, au niveau de la chaudière ainsi qu'au niveau de la partie traitement des fumées.

### 2.5.3. AXES D'AMELIORATION

En préambule, notons que des axes d'amélioration transverses, d'ordre techniques, organisationnels, de contractualisation ou de sensibilisation ont également été identifiés ; ils sont détaillés en § 2.7.2.

#### REDUCTION DES EMISSIONS

Le procédé de traitement thermique est un système clos qui ne génère que très peu de fuites en fonctionnement normal. Pour rester dans cette configuration et éviter les dégagements de fumées et gaz de combustion dans les bâtiments par les interstices (interstices de dilatation des fours à grille) de l'ensemble four/chaudière, il est recommandé par la CRAMIF [CRAMIF, 2011] de :

* mettre en place des joints de dilatation lors de la construction,

* prévoir la possibilité d'une mise en dépression de cet ensemble four/chaudière (en mode manuel ou automatique) qui interviendra en cas de surpression à l'intérieur.

Le procédé de traitement thermique est donc peu émissif en polluants, ce qui est confirmé par les résultats des différentes mesures en ambiance de travail [INRS, 2014-b] ; ainsi, peu d'actions de réduction à la source sont nécessaires, mis à part agir sur le gisement lui-même (organisation de la collecte des déchets, évolution des ordures entrantes, ...). Citons, par exemple, la suppression du
mercure dans les piles et les thermomètres ou les directives européennes de 2004 sur les déchets d'équipement électriques et électroniques (DEEE) qui, par la mise en place d'une filière spécifique, contribuent à collecter et traiter séparément ce flux. Il en découle une diminution des substances dangereuses dans la composition des produits bruts entrants sur les usines d'incinération.

Néanmoins, les expositions peuvent ne pas être négligeables pour le personnel de maintenance et d'entretien qui intervient sur toutes les zones de l'usine, sur des équipements souvent poussiéreux. Les zones principales d'exposition sont la zone de réception (fosse et trémie) ainsi que les zones de transfert et de stockage des résidus. Les principaux axes d'amélioration identifiés portent ainsi sur la limitation des transferts depuis ces zones et leurs conditions d'exploitation ; ils sont détaillés ci-après.

## LIMITATION DES TRANSFERTS / REDUCTION DES CONCENTRATIONS

### Stockage des résidus

Plusieurs études démontrent que les opérations de transfert des résidus (REFIOM) peuvent s'avérer non négligeables en termes d'exposition aux métaux notamment. C'est pourquoi la CRAMIF [CRAMIF, 2011] recommande de prévoir, lors du stockage et du chargement des REFIOM pour évacuation :

* un stockage en silos et non en grands sacs,

* une évacuation en camion-citerne, comprenant une manche de chargement avec aspiration et un arrêt automatique du chargement par détecteur de niveau.

### Zone de réception

Selon l'INRS [INRS, 2014-b], le hall de déchargement des déchets est la zone où le personnel est le plus exposé aux agents biologiques. L'isolement du hall de déchargement par rapport au reste du procédé de traitement limite la diffusion des bioaérosols au reste de l'installation et garantit ainsi des niveaux faibles en bioaérosols dans les bâtiments connexes.

Par ailleurs, la partie haute de la zone de déchargement est généralement la zone d'une usine de traitement la plus fortement empoussiérée. Le personnel intervenant dans cette zone peut être exposé à des niveaux de poussières inhalables pouvant dépasser la VLEP-8h [INRS, 2014-b] et contenir du chrome hexavalent. Ainsi, les pistes d'amélioration suivantes sont à explorer pour limiter le niveau d'empoussièrement dans le hall de déchargement et réduire l'exposition du personnel :

* Un meilleur cloisonnement de la fosse pour éviter la dispersion des poussières,

* Une action sur la ventilation de la zone,

* Un procédé de nettoyage de la zone par aspiration centralisée (proscrire le balayage).

## EXPLOITATION, ENTRETIEN ET MAINTENANCE

L'étude INRS [INRS, 2014-b] a mis en évidence que les agents les plus exposés sont le personnel de maintenance et d'entretien. Contrairement au personnel d'exploitation qui réalise majoritairement la conduite du procédé depuis une salle de contrôle (à l'exception de l'agent en charge des rondes), le personnel de maintenance est amené à intervenir sur toutes les zones de l'usine pour différents travaux, sur des équipements souvent très poussiéreux.

* Fonctionnement normal des installations

Il est ainsi recommandé d'envisager une conception limitant au maximum ces interventions humaines. La CRAMIF [CRAMIF, 2011] propose que le débourrage des trémies d'enfournement ou des sorties des mâcheurs soit réalisé sans que le personnel n'accède dans la trémie.
* Prévoir, pour éviter les bourrages des trémies d'enfournement :

* des trémies de forme dissymétrique pour éviter les voûtages

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

* des dispositifs de débourrage mécanique utilisables à l'aide du grappin, sans présence de personne à proximité des trémies.

* Prévoir, pour éviter les bourrages de la sortie des mâchefers du four ou en faciliter la résolution :

* des dimensions de sorties des mâchefers suffisantes pour permettre la sortie des encombrants,

* des accès (portes) permettant sans risques l'évacuation des encombrants coincés (après arrêt du four).

Par ailleurs, il ressort des différentes campagnes de mesures [INRS, 2014-b] que le risque lié aux bioaérosols est méconnu des salariés. Des moyens de prévention sont en place dans les entreprises (appareil de protection respiratoire, ventilation générale, etc.) mais leur vocation première est de prévenir l'exposition aux poussières. Un renforcement de l'information auprès des salariés sur le risque biologique aéroporté est nécessaire pour une prévention plus efficace.

* Périodes d'arrêts techniques

Les résultats de l'étude INRS [INRS, 2014-b] confirment que les opérations de maintenance en périodes d'arrêt technique sont particulièrement critiques d'un point de vue exposition des travailleurs, avec 10 fois plus de dépassement des VLEP que durant le fonctionnement normal du process.

Pour les salariés intervenant dans ces conditions, la limitation des expositions passe nécessairement par une analyse spécifique de la fréquence et des méthodes de nettoyage des zones et des installations. Les principes suivants devraient permettre de limiter la remise en suspension ou les transferts des aérosols :

* utiliser un système d'aspiration afin d'éviter la remise en suspension des poussières ;

* privilégier une avancée des travaux de l'amont vers l'aval du procédé,

* maintenir autant que possible la ventilation de tirage.
## 2.6 Zones connexes

Des zones appelées zones connexes peuvent être attenantes aux zones de traitement des déchets. Ces zones sont occupées de manière épisodique (les vestiaires par exemple) ou pour de plus longues durées (comme les ateliers de maintenance par exemple) par le personnel travaillant dans les centres de traitement des déchets. On peut citer (liste non exhaustive) :

- les vestiaires, bureaux, salles de réunion et locaux sociaux (pollution non spécifique).

- les salles de commande (pollution non spécifique),

- les ateliers de maintenance (pollution spécifique).

En ce qui concerne la ventilation des locaux à pollution non spécifique, la réglementation précise les valeurs minimum de débit d'air neuf à mettre en œuvre (voir tableau au § 2.2.1.).

Pour les locaux à pollution spécifique (ateliers par exemple), les débits d'air neuf par personne à mettre en œuvre sont les mêmes que pour les locaux à pollution non spécifique (voir le tableau au § 2.2.1., par exemple 60 m³/h/pers dans les ateliers), auxquels il faut ajouter :

- l'air de compensation pour compenser les débits d'air extraits via la ventilation locale.

- l'air neuf supplémentaire jugé nécessaire pour abaisser les concentrations des polluants en-dessous des VLEP.

L'INRS recommande de traiter de manière particulière les bureaux et locaux sociaux (INRS, 2006 – ED948) en prenant en compte un concept de **zones sales et zones propres**. Il s'agit de séparer de manière physique les zones où des activités différentes sont présentes et pour ces locaux particuliers il est recommandé de les équiper de système d'assainissement de l'air dont le débit d'air est 3 fois supérieur aux valeurs imposées par la réglementation.

Cette séparation physique des zones est également recommandée par Sykes (2011), une distance minimale de 50m entre les bureaux ou vestiaires et les zones process est recommandée par l'auteur.

Dans les ateliers de maintenance, diverses activités comme le travail des métaux et du bois peuvent générer des polluants particuliers : brouillards d'huile, fumées de soudage, poussières de bois, etc. L'assainissement de l'air de ces ateliers requiert l'utilisation de ventilations locales qui permettent le captage de la pollution à la source. Des guides pratiques de ventilation de l'INRS sont à cette fin des outils précieux :

- ED 972 (INRS, 2005d) pour le captage et le traitement des fluides de coupe,

- ED 668 (INRS, 2010d) pour la ventilation des ateliers où se pratiquent des opérations de soudage à l'arc et de coupage,

- ED 978 (INRS, 2006) pour la réduction de l'exposition des travailleurs aux poussières de bois.

Ainsi, sur un site de traitement de déchets, chaque zone doit faire l'objet d'une étude particulière afin de déterminer si elle est à pollution spécifique ou non spécifique et le cas échéant les systèmes et équipements de ventilation les plus appropriés. Il convient qu'elles soient séparées de manière physique afin d'éviter des transferts d'air d'une zone à l'autre.

Enfin, concernant la qualité de l'air dans ces espaces, les quelques publications qui comparent les concentrations en polluants mesurées dans ces zones et dans les zones « process » mettent en évidence une atmosphère davantage préservée.
## 2.7 Synthèse

### 2.7.1 BILAN DE L'ETAT DES LIEUX

#### POLLUANTS

Cette revue bibliographique met en lumière que l'identification des principaux polluants par type de site et par niveau d'enceinte est une tâche complexe, les paramètres influents étant nombreux (matière première collectée, délai entre la collecte et le traitement, activité dans les halls, ...).

Par ailleurs, si la qualité de l'air des usines de compostage est aujourd'hui bien documentée, la littérature est globalement plus rare sur les autres types de sites. Toutefois, 2 études françaises récentes viennent compléter l'état des lieux sur les centres de tri [ADEME, 2014] et les usines d'incinération [INRS, 2014-b]. Par ailleurs, dans le cadre de l'appel à projets PNR EST<fnref n="8" /> 2015 de l'ANSES, le projet MAMBO<fnref n="9" />, financé par l'ADEME, a été retenu et devrait permettre, entre autres à travers les audits de plusieurs sites de méthanisation-compostage, d'affiner davantage les connaissances en termes d'exposition travailleurs sur ce type d'activité.

L'ensemble de la littérature consultée encourage à poursuivre les investigations sur les expositions des travailleurs chez les professionnels des déchets. En effet, plusieurs études (Anzivino 2012, Rushton 2003) font référence à des troubles de la santé chez ces professionnels : troubles respiratoires aigus, gastro-intestinaux, cutanés, oculaires et divers (nausées, maux de tête) et maladies infectieuses. Ces troubles apparaissent principalement du fait de l'inhalation de bioaérosols et au contact direct avec des déchets contenant certaines substances chimiques toxiques, ce qui confirme la pertinence d'une meilleure connaissance de la qualité de l'air de ces enceintes en vue de son amélioration.

Selon les éléments présentés précédemment, la synthèse des polluants majoritaires par type de site est présentée dans le Tableau 22 suivant.

<footnote n="8">⁸ Programme National de Recherche en Environnement-Santé-Travail</footnote>

<footnote n="9">⁹ Maîtrise des émissions d'Ammoniac en usines de Méthanisation-compostage de déchets, Biodéchets et effluents Organiques</footnote>
<table><caption>Tableau 22. Synthèse des polluants majoritaires par type de site de traitement de déchet</caption><thead><tr><th>Type de site</th><th>Polluants majoritaires</th><th>Commentaire</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Compostage et/ou méthanisation</td><td>Poussières</td><td>Pics durant les phases de déplacement de matière et de maintenance. Peu problématique le reste du temps. Les concentrations dans les locaux connexes sont plus faibles, toutefois les fractions en jeu dans les ateliers de maintenance peuvent être davantage critiques (PM<sub>0,5</sub> et PM<sub>1</sub> ; mais données d'une seule étude)</td></tr><tr><td>Bioaérosols</td><td>Pics durant les phases de déplacement de matière et concentrations globalement plus élevées en zone de prétraitement. Locaux connexes moins impactés (données d'une seule étude). En France 10% des sites présentent des concentrations supérieures à la valeur guide de 1000 UE/m<sup>3</sup> (INRS, n°239, 2015) nécessitant des actions immédiates de prévention et environ 20% des sites présentent des concentrations supérieures à la valeur guide de 200 UE/m<sup>3</sup> (INRS, n°239, 2015) nécessitant la planification d'actions de prévention.</td></tr><tr><td>Ammoniac</td><td>Concentrations très variables en fonction du substrat. Concentrations particulièrement élevées en compostage de boues et digestat OMR, notamment en zone de fermentation avec des dépassements réguliers de la VLEP.</td></tr><tr><td>Tri des déchets recyclables</td><td>Poussières<br>Bioaérosols</td><td>Pour ces deux polluants, l'exposition des opérateurs « mobiles » est plus élevée que pour les opérateurs postés en cabine. Les concentrations mesurées en moisissures et bactéries apparaissent les plus préoccupantes.</td></tr><tr><td rowspan="3">Incinération</td><td>Poussières</td><td>Exposition élevée durant les phases de maintenance, avec des dépassements de la VLEP.</td></tr><tr><td>Bioaérosols</td><td>Exposition essentiellement au niveau du hall de déchargement. Exposition majorée durant les phases de nettoyage et de maintenance, avec dépassement des valeurs repère retenues dans l'étude (200 UE/m<sup>3</sup> pour les endotoxines 10<sup>5</sup> UFC/m<sup>3</sup> pour les bactéries et moisissures).</td></tr><tr><td>Métaux</td><td>Selon l'INRS [XXB], l'exposition au Cr VI est générale et récurrente. Les expositions élevées aux métaux (notamment Pb) constatées lors des phases de transfert des résidus (selon [Maitre, 2003]) seront limitées sur les usines modernes (procédé automatisé, espaces confinés ; hors phases de maintenance) [IOM, 2012].</td></tr></tbody></table>

Pour l'ensemble de ces sites, les opérations de maintenance génèrent un niveau d'exposition plus élevée, notamment du fait de la remise en suspension des particules déposées sur les surfaces.

Concernant les poussières, le niveau de détail requis pour préciser la nature, granulométrie et composition spécifique éventuelle des poussières n'est pas toujours fourni par les auteurs. Lorsqu'aucune précision n'est apportée, nous avons considéré qu'il s'agissait de « poussières totales ». Celles-ci sont susceptibles de contenir une part plus ou moins élevée de « poussières organiques » (exemple : poussières de papier, particules animales,...) qui contiennent elles-mêmes une sous-fraction de bioaérosols (bactéries, champignons, virus,...). Dans les sites de compostage, il semble exister une bonne corrélation entre l'exposition aux poussières et l'exposition aux endotoxines [IOM 2012, Sykes 2011].

Concernant la composition des bioaérosols sur les sites de traitement des déchets, la bibliographie est conséquente sur le sujet. La multitude de bioaérosols ayant des effets toxiques parfois spécifiques (voir annexe 2), rend complexe et la conduite de mesure et leur interprétation. Les bioaérosols dans l'air des enceintes mériteraient une étude spécifique dédiée.

Enfin, il est à noter que dans la bibliographie identifiée à ce jour, aucune donnée n'est relative à l'exposition des travailleurs aux particules diesel. La note INRS ND2239 (INRS, 2005a) aborde la thématique des « Moteurs diesel et pollution en espace confiné », mais sans aborder spécifiquement les sites de traitement des déchets.
# VENTILATION

Les informations disponibles dans la littérature sur la ventilation des enceintes de type déchets concernent essentiellement les cabines de tri, qui sont les lieux où les travailleurs sont en travail posté à proximité des déchets.

Pour les autres enceintes, peu d'informations sont disponibles, que ce soit dans la littérature ou obtenues au cours des interviews téléphoniques. Le bon sens et l'application d'une démarche classique d'assainissement de l'air des locaux de travail amène à la prise en compte des points suivants pour la conception de la ventilation :

* séparer physiquement les différentes zones auxquelles sont dédiées des ventilations spécifiques ; il s'agit en particulier de ne pas recycler l'air provenant d'une zone à pollution spécifique vers une zone de travail.

* éviter les zones de stagnation des polluants (zones mortes et accumulation en partie haute de locaux).

* respecter les exigences de la réglementation : il y a des valeurs de débit d'air neuf par personnes auxquelles doivent s'ajouter les valeurs de débits d'air liées à la compensation (en cas d'utilisation de systèmes d'extraction d'air avec rejet extérieur) et les valeurs de débits d'air supplémentaires pour abaisser les concentrations en polluants en-dessous des VLEP.

* traiter l'air rejeté à l'extérieur, en particulier pour réduire les nuisances liées aux odeurs.

Rappelons que des dispositifs de détection de défaillance des systèmes de ventilation (en particulier la ventilation locale) doivent, selon la réglementation, être utilisés par les exploitants (voir §2.2.1). La pratique montre que de tels systèmes sont quasi-inexistants et que par ailleurs, pour certains polluants, il n'existe pas de tels systèmes sur le marché ou alors leur mise en œuvre est très complexe et très coûteuse.

## 2.7.2 MOYENS DE PREVENTION ET DE REDUCTION DES EMISSIONS

L'amélioration de la qualité de l'air et *in fine* de l'exposition des travailleurs dans les enceintes de traitement des déchets nécessite d'agir sur plusieurs axes qu'ils soient techniques, organisationnels, de contractualisation ou de sensibilisation. Ces axes sont synthétisés en Figure 19 en page suivante et développés ensuite.
<table><caption>Figure 19 : Axes d'amélioration de la qualité de l'air des enceintes de traitement des déchets</caption><thead><tr><th colspan="4">CONSTRUCTION</th></tr><tr><th>Besoin<br/>Cahier des charges<br/>Marché</th><th>Conception</th><th>Construction<br/>Livraison</th></tr></thead><tbody><tr><td>Privilégier des marchés de construction - exploitation longs (10 ans) [e]<br/>Critères de jugement des offres [d]<br/>Identification de l'attente vis-à-vis de la qualité de l'air [c] [d]<br/>Demandes d'études de conception couplées process-ventilation [d]<br/>Exigences vis-à-vis de la passation des éléments nécessaires au fonctionnement et à l'entretien des dispositifs [h]</td><td>Optimisation conjointe des process et de la ventilation (études de conception spécifiques) [d] [e]<br/>Engagement sur l'efficacité de la ventilation [d]<br/>Intégration des attentes de l'exploitant [e]</td><td>Mise en œuvre effective des choix effectués en conception<br/>Dossier d'installation et manuel d'exploitation des systèmes et équipements explicites [h]<br/>Passation des consignes d'exploitation en lien avec l'installation [h]</td></tr><tr><th colspan="4">EXPLOITATION</th></tr><tr><td>Privilégier des marchés de construction - exploitation longs (10 ans) [e]<br/>Engagement sur du personnel à fonction spécifique (entretien et maintenance de la ventilation) [i]<br/>Organisation de la collectivité pour s'assurer du respect du marché [f]</td><td>Expression des attentes de l'exploitant sur la construction [e]</td><td>Poste et fréquence d'entretien et de maintenance [i]<br/>Passation d'un contrat de maintenance [i]<br/>Passation des consignes d'exploitation en lien avec l'installation [h]</td><td>Optimisation de la qualité des déchets en lien avec le traitement<br/>Optimisation des process de traitement (tri, andain) et de gestion des résidus (refiom)<br/>Nettoyage régulier des enceintes<br/>Entretien et maintenance conforme aux consignes d'exploitation [h] et au marché [f]<br/>Appréhender les modifications de ventilation nécessaires aux modifications éventuelles de process</td></tr></tbody></table>

Et plus largement ...

Sensibilisation des maîtres d'ouvrage, constructeurs et exploitants

Acquisition de connaissances sur les contaminants et l'aéraulique des enceintes pouvant permettre l'établissement de recommandations et une réglementation adaptée (ventilation, VLEP biocontaminants)

Développement de guides de règles de l'art sur :

- les études de conception

- l'entretien et la maintenance
# ACTIONS TRANSVERSES

## a. Acquisition de connaissances

De façon générale, les pratiques sont plus faciles à faire évoluer une fois que le constat a été posé et accepter par l'ensemble des acteurs. Des études globales, comme celle menée par l'INRS sur les usines d'incinération, devraient ainsi être menées sur d'autres types de site. C'est notamment le cas en méthanisation avec le projet MAMBO.

Concernant les polluants biologiques, des travaux de recherche sur la toxicologie de ces composés devront vraisemblablement être conduits afin d'envisager l'établissement d'une réglementation vis à vis des expositions sur les sites de traitement de déchet.

## b. Recommandations – réglementations

Une évolution de la réglementation serait également souhaitable, car si les contraintes réglementaires sont généralement suivies, les bonnes pratiques purement incitatives le sont moins. Cela a par exemple été la démarche suivie dans le cadre de la filière DEEE, où une meilleure connaissance des polluants émis a permis au législateur d'identifier les composés pertinents à suivre et fait évoluer la réglementation en conséquence. Ainsi, sur les sites de traitement des déchets étudiés ici, des VLEP sur les paramètres biologiques apparaitraient plus pertinentes que sur le paramètre « poussières sans effets spécifiques ».

# EN AMONT DU PROJET

## c. Sensibilisation des donneurs d'ordre

Des actions de sensibilisation voire de formation des donneurs d'ordre à la ventilation, à la qualité de l'air et à l'exposition des travailleurs apparaitrait pertinente afin qu'ils puissent dans les appels d'offre de construction et/ou d'exploitation intégrer dans la démarche leurs attentes.

Cette action pourra reposer sur les grands principes d'ores et déjà publiés (guides sectoriels, recommandations constructives, ...) mais également sur des supports spécifiques à créer.

Une réflexion est également à mener sur la stratégie globale de gestion des déchets de la part de la collectivité. Concernant la mise en place d'une redevance incitative par exemple, certains retours d'expérience indiquent un impact négatif sur le taux de refus des centres de tri (qui grimpe à plus de 30%), ce qui nuit à l'ensemble du process.

L'extension des consignes de tri devrait être généralisée sur les communes où les ordures résiduelles sont traitées par méthanisation dans la mesure où le plastique est un réel problème en méthanisation.

## d. Cahier des charges - construction

Le marché de construction est établi à partir d'offres elles-mêmes répondant à un cahier des charges. La sensibilisation des donneurs d'ordre devrait permettre d'intégrer dans ces cahiers de charges les éléments permettant au constructeur d'optimiser à travers les études de conception la qualité de l'air sans que cela soit au détriment du process.

Une telle optimisation représente un coût d'investissement et d'exploitation. Ainsi, favoriser l'intégration de l'enjeu de qualité de l'air par les équipes de construction nécessite de revoir les critères de jugement des offres qui devront dépasser ceux actuellement largement employés (coûts d'investissement, coûts d'exploitation et impact environnemental du site).

Ces appels d'offre permettant aux équipes de réfléchir conjointement au process et à l'amélioration de la qualité de l'air pourront potentiellement conduire à des développements d'ingénierie et de technologiques innovantes.

Les postes suivants devraient être évoquer à minima dans les cahiers des charges :
* Le respect des VLEP dans les zones de travail récurrentes.

A l'heure actuelle, les cahiers de charges mentionnent soit le respect des VLEP, soit le respect du code du travail. Si la première mention fait référence à des concentrations inférieures aux VLEP, la seconde fait référence à des expositions (y compris avec des EPI adaptés) inférieures aux VLEP. Une vigilance sur la terminologie employée permettra de s'assurer que les mêmes contraintes sont bien prises en compte par l'ensemble des candidats, la seconde mention pouvant orienter les réponses vers une ventilation moindre et le port d'EPI.

Il convient toutefois d'adapter les objectifs aux enjeux et de n'imposer le respect des VLEP qu'aux zones de travail récurrentes et non à l'ensemble des locaux (notamment en méthanisation).

* La réalisation autant que nécessaire d'études de conception couplant process et ventilation

De façon à optimiser le design de la ventilation générale (après avoir cherché à confiner au maximum le process et les transferts,...), de plus en plus de constructeurs s'associent à des bureaux d'étude de modélisation (ou développent des logiciels internes) afin de simuler les écoulements d'air dans les bâtiments et implanter judicieusement les bouches d'extraction et gaines de soufflage. Une telle démarche est à promouvoir afin de garantir une bonne diffusion de l'air, la notion de débit par bouche (et de renouvellement d'air global) n'étant pas suffisant pour assurer dans les lieux d'exposition des travailleurs un respect des VLEP.

Le budget consacré à ces études peut être amorti dans la mesure où cela permet de dimensionner au mieux l'installation de ventilation. Le recours à de la modélisation permet en effet de limiter les éventuels travaux de mise en conformité en cours d'exploitation souvent plus coûteux et moins efficaces.

* La définition claire du contenu et des objectifs des essais de réception (cf [h]).

* La fourniture d'un dossier d'installation des systèmes et équipements et d'un manuel d'exploitation (cf [h]).

### e. Marchés de construction – exploitation

Les évolutions constructives évoquées dans ce document (voir [g]) ont bien sûr un coût engendrant une augmentation du ratio investissement / capacité annuelle de traitement. Mais elles sont censées permettre d'éviter d'engager des investissements ultérieurs (pour mieux confiner les sources d'émissions, mieux isoler les bâtiments et rendre plus efficace la ventilation...) souvent plus coûteux que s'ils sont intégrés dès la conception.

De façon à encourager cette tendance sans que les coûts soient trop lourds à supporter pour les collectivités, il semble pertinent d'encourager ces dernières à s'orienter :

* sur des marchés de type conception/exploitation, de façon à impliquer au plus tôt le futur exploitant dans la conception du site,

* vers des marchés longs (10 ans), afin de permettre au prestataire d'envisager un retour sur investissement.

Des marchés de type conception/exploitation, permettront :

* d'impliquer au plus tôt le futur exploitant dans la conception du site en lui permettant d'influer sur les choix techniques plutôt que de disposer d'une simple « opportunité de se prononcer » ;

* favoriser un travail de concert entre les différentes équipes intervenant en conception.

Ainsi, il parait nécessaire que les lots "process" et "ventilation" soient regroupés afin de permettre d'optimiser la ventilation sans que ce soit au détriment du process et inversement. Cela permettrait en outre d'avoir un seul responsable sur l'efficacité de l'ensemble.
La réalisation d'éléments type d'un cahier des charges de consultation pour cet ensemblier focalisant sur les éléments essentiels à intégrer aux études de conception pourrait favoriser ce travail et limiter les situations où la construction achevée est inadaptée et les mesures correctives difficilement applicables.

Cette synergie exploitant / constructeur peut aussi être envisagée lorsque la collectivité exploite en régie ou sous forme d'un marché de DSP (Délégation de Service Public). Dans ce dernier cas, la collectivité conserve pour seul interlocuteur l'exploitant. Charge à ce dernier de retenir le fournisseur de technologie lui permettant d'atteindre les objectifs de performances sur lesquels il s'est engagé auprès de la collectivité.

### f. Exploitation - Cahier des charges et marché

Comme pour les marchés de conception, la contrainte budgétaire se répercute sur les marchés d'exploitation. Si certains appels d'offre (peu – pas assez ? – nombreux) formalisent les attentes en termes de contraintes d'exploitation (périodicité de nettoyage, trémie vide tous les soirs, ...), aucun contrôle par un tiers indépendant du respect de ces conditions d'exploitation (imposées dans le marché ou définies – et formalisées – par le constructeur) n'est mis en œuvre.

Or pour optimiser les coûts, les effectifs peuvent être réduits. Rappelons que l'impact des conditions d'exploitation est déterminant sur la qualité de l'air des lieux de travail.

## EN PHASE DE CONCEPTION

### g. Recommandations techniques en conception - construction

Les bonnes pratiques suivantes peuvent être transposées, de façon assez générale, à tous les types de site étudiés ici :

* Favoriser au maximum les systèmes automatisés permettant de limiter les interventions humaines.

* Prévoir des stocks tampon « maitrisés » pour favoriser un travail à cadence fixe ; Eviter les stockages « sauvages » (accumulation de chutes des déchets au sol depuis les convoyeurs par exemple) sources d'émission complémentaire de polluants.

* Conserver des espaces disponibles pour prévoir les évolutions futures (techniques, réglementaires, nature du déchet).

* Isoler et ventiler mécaniquement les parties des installations où se produisent des émanations de gaz ou poussières de façon à en limiter la concentration et la diffusion.

* Un confinement au plus près des sources est recommandé, notamment où du déplacement de matière est en jeu (opérations de broyage, criblage, chute de convoyeur, ...).

* Adopter des dispositions constructives concernant le transport des poussières pour en éviter l'envol pendant l'exploitation, par exemple :

* en capotant les convoyeurs,

* en limitant les hauteurs de chute des déchets,

* en privilégiant les systèmes de transport continu (convoyeurs) aux systèmes discontinus (pelles, camions) et/ou en limitant la distance à parcourir par ces derniers.

* Ne pas recycler de l'air "vicié" vers une zone de travail. Le transfert n'est à envisager que vers une zone où le personnel n'a pas accès. Cette règle de l'art aura un impact sur le dimensionnement du système de ventilation et du traitement final.

* Privilégier les apports d'air mécanique et diriger ces insufflations, dans la mesure du possible, vers les zones de circulation du personnel piéton.
* Eviter la stagnation de l'air et l'accumulation des polluants en partie haute, via par exemple la mise en place de modules inducteurs de type « push/pull ».

### h. Réception et livraison

La réalisation des essais de performance est une étape clé dans la vie d'un site ; elle doit permettre de clôturer la période de mise en service industrielle et de transférer la responsabilité du constructeur au futur exploitant. Une attention particulière doit ainsi être apportée au contenu et aux conditions de réalisation de ces essais.

L'objectif de ce document n'est pas d'apporter une réponse à ces questions, mais il semble toutefois indispensable de clarifier en amont dans les marchés :

* les critères de performances fixés et le contenu des essais, tout en dissociant les moyens (par exemple, la ventilation) des résultats (par exemple : concentrations en polluants, VLEP)

* les conditions d'exploitation durant les essais (constructeur ? exploitant ? exploitant sous supervision du constructeur ?) ;

* A la charge de qui sont ces essais (constructeur ? exploitant ? Maitre d'Ouvrage ?) ;

* Comment seront traitées les éventuelles non conformités, en sachant qu'elles n'auront pas toutes le même impact.

Il est par ailleurs fortement recommandé :

* de réceptionner l'usine dans sa globalité, et non pas secteur par secteur, afin de tenir compte des répercussions, en amont et en aval, de l'exploitation dans des conditions données d'un maillon de la chaine ;

* d'anticiper les possibles évolutions de la nature du déchet entrant, le délai étant non négligeable entre la phase de conception et l'étape de réception.

La passation claire des informations de fonctionnement, d'entretien, de maintenance, de process, entre le constructeur et l'exploitant est indispensable :

* Il est ainsi primordial que les **consignes d'exploitation** (ratios de mélange, structuration des andains, temps de séjour, périodicité de nettoyage, ...) définies par le constructeur soient clairement formalisées afin d'en faciliter le suivi par l'exploitant.

* **Dossier d'installation, Manuel d'exploitation et cahier d'entretien / maintenance**
Un contenu adapté du **dossier d'installation** est nécessaire pour permettre que l'exploitant et les équipes dédiées à l'entretien et la maintenance aient connaissance des systèmes, de la liste des éléments qu'il convient de vérifier (et de la fréquence) ou des pièces qu'ils convient de changer (filtres par exemples). La création par l'installateur d'un **cahier d'entretien et maintenance** (check liste) pourrait remplir cet office.

L'investissement des deux acteurs (exploitant / constructeur), lors de la mise en service industrielle et de la réception de l'installation, est essentielle ; cette synergie apparaît facilitée lors de marchés communs de conception / exploitation.

## EN PHASE D'EXPLOITATION

### i. Exploitation – Entretien et maintenance

Un entretien régulier est nécessaire à la bonne marche des installations et à la conservation d'une qualité de l'air optimale. Il concerne :
1. Le nettoyage du site (pour éviter la stagnation de déchets au sol par exemple),

De façon à limiter les réenvols de poussières, un nettoyage régulier des locaux est recommandé. Le nettoyage s'effectuera en deux phases : d'abord un ramassage du plus gros par l'ensemble des opérateurs à l'aide de râteaux à feuilles, pelle à neige, ... puis un nettoyage via une **aspiration centralisée** (ou avec système de filtration type HEPA<fnref n="10" />) ; l'utilisation du balai est à proscire.

Les opérations de nettoyage et maintenance sont généralement associées à des pics de concentrations en polluants. Pour l'opérateur en charge de cette action, le port de protections individuelles (masque respiratoire) est la plupart du temps indispensable (pas de mesures collectives ; action au niveau de la ventilation générale peu efficace).

2. L'entretien et la maintenance des équipements de process et de ventilation

Outre une bonne conception des installations, l'exploitation et la maintenance sont primordiaux pour maintenir une qualité de l'air optimale. Il est notamment impératif, pour maintenir les débits d'extraction prévus au nominal, d'assurer un nettoyage régulier des différentes grilles d'aspiration. De même, il faudra veiller à maintenir une perte de charge cohérente sur le système de désodorisation, exutoire final du réseau de ventilation.

Ces tâches n'étant pas directement liées au process peuvent pour certains exploitants apparaître secondaires. Il est ainsi impératif de former et sensibiliser au mieux les exploitants à la question de la qualité de l'air, avec idéalement du personnel dont une des fonctions est relative à l'entretien et la maintenance de la ventilation. Pour être efficace, la formation doit être assurée par le fournisseur de la technologie, avec remise d'un **manuel d'exploitation**. Elle devrait s'accompagner d'un **contrat de maintenance**, au moins sur les premières années afin de permettre le transfert de compétences de l'installateur à l'exploitant.

La sensibilisation du personnel exploitant pourrait être améliorée par le déploiement de dispositifs visuels. Dans cette optique, des pupitres tactiles, plus interactifs commencent à faire leur apparition. Ils peuvent être dotés d'un module GSM permettant à l'entreprise chargée de la maintenance un suivi à distance de l'installation. La GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur) permet de planifier la maintenance préventive ou curative des systèmes et équipements en place en intégrant l'ensemble des actions dès le stade de la réception.

La systématisation des contrats de maintenance, même si elle a un coût, pourrait permettre de favoriser la longévité et le bon fonctionnement des installations. Une alternative intéressante peut résider en l'acquisition de **systèmes de GMAO** permettant à l'exploitant de disposer d'un plan de maintenance quotidien créé par le fournisseur du process.

3. La remédiation de situations dégradées

Lors de l'exploitation, de multiples raisons peuvent conduire à une dégradation de la qualité de l'air. Au-delà de l'identification de cette dégradation, l'étude des solutions pouvant permettre de rétablir une bonne qualité de l'air peut nécessiter – quand la solution n'est pas facilement identifiable et applicable – le recours à des mesures et à des outils de modélisation.

Les diagnostics doivent être dimensionnés en fonction de la connaissance de l'origine de cette dégradation, de sa variabilité temporelle et spatiale. Dans une approche proportionnée, il pourra être nécessaire de conduire successivement plusieurs types de mesures apportant un approfondissement de la connaissance et de la compréhension du problème rencontré. Le § 1.2 présente les différents types de mesure et les objectifs auxquels ils répondent.

Le développement d'actions de remédiation pour une situation dégradée en termes de qualité de l'air ne doit pas être conduit sans connaissances suffisantes des différents facteurs contribuant à cette dégradation. En particulier le contrôle de l'efficacité de la ventilation reposant sur des mesures classiques de débits, de pertes de charge et d'étanchéité des réseaux, s'ils sont indispensables, ne suffisent pas à s'assurer d'une bonne diffusion de l'air. L'analyse de l'efficacité du balayage pourra, si nécessaire, reposer sur les tests décrits au § 1.2 (test à la fumée, traçage).

<footnote n="10">¹⁰ High Efficiency Particulate Air filter</footnote>
L'interprétation de la cartographie des concentrations ou de leur variation au cours du temps peut nécessiter le recours à des outils de modélisation décrits au § 1.3. La modélisation est alors non seulement un outil d'aide à l'interprétation mais également un outil prospectif visant à rechercher les solutions de remédiations possibles. Parmi les solutions pouvant être modélisées, on peut citer les actions sur les écoulements et débits d'air (les débits d'insufflation et d'extraction en lien avec d'éventuelles différences de pression, la localisation dans l'espace de ces bouches, ...) et les actions sur les émissions (limitation, confinement physique ou aéraulique), et sur les transferts (confinement, géométrie des espaces,...).
# 3. ENCEINTE DE TRANSPORT FERROVIAIRE SOUTERRAIN

Les gares ferroviaires se situent généralement en surface et celles qui sont souterraines sont attachées à des réseaux urbains de type métro ou RER. Aussi cette partie de l'étude ne concerne que les enceintes de type métro ou RER.

Il est à noter que l'ANSES a finalisé une étude d'expertise collective (ANSES, 2015) traitant de la pollution chimique de ces enceintes et des risques sanitaires pour les travailleurs. Ces travaux ayant été publiés à l'issue de la synthèse faite sur les polluants et les concentrations pour la présente étude, il est possible que le lecteur puisse trouver dans le rapport de l'ANSES des éléments complémentaires.

## 3.1 Réglementation et recommandations

### Ventilation

Pour la ventilation des stations de métro, s'applique le RSDT (Règlement Sanitaire Départemental Type) (JORF, 1978). Au sens du RSDT, les enceintes du métro (stations, couloirs, escaliers, etc.) peuvent être considérées comme des lieux à présence humaine épisodique et alors le débit d'air neuf (pris à l'extérieur) pour la ventilation est égal à au moins 0,1 l/s/m² (0,36 m³/h/m²). Par ailleurs, dans les conditions habituelles d'occupation, la concentration en CO₂ ne doit pas dépasser 1300 ppm.

### Paramètres de confort

Les paramètres de confort sont, même s'ils ne sont pas réglementaires, des critères importants. En effet, les enceintes de transport souterrain étant des établissements recevant du public, ces critères sont intégrés dans la conception, le dimensionnement des enceintes et l'exploitation des systèmes de ventilation.

La norme NF EN ISO 7730 (2005) traitant de l'ergonomie du confort thermique permet d'exprimer le degré de gêne lié au courant d'air par le pourcentage prévisible de la population se déclarant dérangé par ce courant d'air (personnes insatisfaites). Le calcul prend en compte les valeurs de température locale de l'air, vitesse moyenne locale de l'air et l'intensité locale de turbulence.

### Concentrations

A partir des années 2000, le Conseil Supérieur d'Hygiène Public de France (CSHPF) a rendu plusieurs avis relatifs à la qualité de l'air dans les enceintes de transport souterraines recommandant de développer la surveillance de la qualité de l'air. Parallèlement avaient été établies par le CSHPF (avis du 5 mai 2001), en référence aux valeurs guides ou réglementaires françaises pour la qualité de l'air, des niveaux de concentration en particules PM₁₀ qu'il était recommandé de ne pas dépasser dans ces enceintes. Ces valeurs ne sont plus utilisées actuellement. En effet, de nombreuses données ont été acquises ces dix dernières années nécessitant de modifier les interprétations faites en 2001.

Ainsi, aucune réglementation spécifique ne s'applique aux enceintes souterraines de transport. La réglementation vis-à-vis de la qualité de l'air s'appliquant à la population est présentée en annexe 1.
## Sécurité

L'instruction technique interministérielle n°98-300 relative à la sécurité dans les tunnels ferroviaires (Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie, 2011), du 11 juin 2002 (mise à jour le 10 mars 2011), vise à :

- limiter la probabilité d'occurrence d'un incident,

- détecter les situations anormales et assurer les communications avec l'extérieur (équipements de surveillance et de détection, signalisation, radio sol-train etc...),

- se prémunir et lutter contre l'incendie,

- permettre la protection et, en cas d'incident, l'évacuation des personnes (voyageurs, personnel) et l'accès des secours.

Le texte stipule que le désenfumage des tunnels urbains est obligatoire et que la vitesse de balayage ne peut être inférieure à 1,5 m/s.

L'Arrêté du 24 décembre 2007 portant approbation des règles de sécurité contre les risques d'incendie et de panique dans les gares (JORF, 2007) s'applique aux locaux des établissements recevant du public affectés aux transports ferroviaires et aux locaux recevant du public destinés à des fins autres que ferroviaires situés dans ces établissements.

Dans les gares ne disposant que d'un niveau en infrastructure, le désenfumage peut être soit naturel, soit mécanique. Dans les gares disposant de plusieurs niveaux en infrastructure, le désenfumage de ces niveaux doit être exclusivement mécanique. Le désenfumage peut être réalisé naturellement ou mécaniquement selon l'une des méthodes suivantes :

- balayage de l'espace que l'on veut maintenir praticable par l'apport d'air neuf et l'évacuation des fumées,

- différence de pression entre le volume que l'on veut protéger et le volume sinistré mis en dépression relative,

- combinaison des deux méthodes ci-dessus.

En partie souterraine, le désenfumage mécanique est en principe réalisé par zones définies au cas par cas. Dans chaque zone le débit minimal de renouvellement d'air doit être de 15 volumes par heure.

Est également à mentionner l'Arrêté du 22 novembre 2005 relatif à la sécurité dans les tunnels des systèmes de transport public guidés urbains de personnes (JORF, 2005) qui définit les conditions de désenfumage des tunnels (implantation des ouvrages de ventilation, vitesse de l'air minimum, alimentation des ventilateurs, etc.).
## 3.2 Ventilation et effet piston

Dans cette partie du document, il est d'abord rappelé les objectifs de la ventilation des métros ainsi que les grands principes de ventilation. Ensuite, une large partie est consacrée au métro de Paris, ce chapitre se terminant par des exemples de la ventilation d'autres métros.

### 3.2.1 UN PEU D'HISTOIRE

Un document daté de 1908 (Soper, 1908) nous informe que c'est à Londres que le premier métro a été mis en service au 19ème siècle et que d'autres réalisations ont suivi dans d'autres villes (Paris, Berlin, Prague, New-York) à la fin du 19ème siècle et au début du 20ème. De la chaleur est dissipée à l'intérieur du réseau souterrain par les trains (moteurs, freins) et la présence humaine. Cette chaleur doit être évacuée afin que l'air ne devienne pas inconfortable. L'auteur du document affirme alors que le meilleur moyen de rafraîchir l'air c'est la ventilation :

- En introduisant ou extrayant l'air en différents points à l'aide de ventilateurs.

- En créant un courant d'air d'une extrémité à l'autre de la ligne à l'aide de ventilateurs.

- Par ventilation naturelle.

- Par l'effet piston créé par le déplacement des trains dans les tunnels.

Les ventilateurs sont généralement utilisés pour extraire l'air, pas pour l'introduire. L'air est extrait à l'intérieur des tunnels, entre les stations, et est acheminé à l'extérieur via des conduits débouchant en surface (Figure 20 comme exemple pour le métro de Boston) ; l'air neuf entre via les stations ou d'autres endroits. Les ventilateurs sont conçus pour que l'air dans le tunnel entre 2 stations soit renouvelé toutes les 15 minutes.

La ventilation du métro de Londres repose sur le même principe que celui du métro de Boston. Dans un deuxième temps, dans le métro de Londres, et afin de tirer profit de l'effet piston produit par le déplacement des rames dans les tunnels, l'air a été plutôt extrait en station, sous les quais (Figure 21). Les ventilateurs sont conçus pour que l'air dans le tunnel entre 2 stations soit renouvelé toutes les 30 minutes.

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Figure 21 : Schéma de principe de la ventilation du métro de Londres (d'après Soper, 1908)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_22.png" /></figure>

### 3.2.2 LA VENTILATION AUJOURD'HUI

Aujourd'hui le renouvellement d'air des métros s'effectue toujours selon le même principe que celui qui a été développé dès les premières mises en service. Un tunnel ou puits d'extraction, dans lequel est inséré un ventilateur, est creusé entre 2 stations afin de permettre l'évacuation à l'extérieur de l'air à partir du tunnel (Figure 22 d'après ASHRAE (ASHRAE, 2011)).

Pour des questions de confort thermique en hiver, plusieurs publications font état d'un mode de fonctionnement particulier des ventilateurs de ces puits. Afin de réchauffer l'air des stations en hiver, sur certains métros le ventilateur était positionné non plus en extraction mais en insufflation créant un flux d'air entrant en station en provenance du tunnel. Ces dispositions si elles peuvent encore être présentes dans certains métros à travers le monde ne sont plus en œuvre en France depuis plus de 10 ans pour la RATP et plus récemment pour la SNCF.

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 22. La ventilation de tunnels ferroviaires (d'après ASHRAE, 2011).</figcaption></figure>
A noter que le puits ("shaft" sur la Figure 22) est également installé sans ventilateur dans les tunnels permettant alors une ventilation naturelle. Celle-ci permet en outre d'atténuer, au niveau des quais, l'effet piston créé par le déplacement du train dans le tunnel (évacuation de l'air poussé par le train) (Maevski, 2006). Les puits d'extraction sont installés dans le tunnel ; généralement à proximité des stations (Figure 23, d'après (Tabarra et al., 2004)).

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Figure 23. La ventilation des métros (d'après Tabarra et al., 2004).</figcaption></figure>

Selon le guide de l'ASHRAE (ASHRAE, 2011), la ventilation mécanique peut également être installée au niveau des quais. Ce type de dispositif peu rencontré dans la littérature est généralement dimensionné pour limiter les flux de chaleur vers les quais.

Compte tenu de son intérêt potentiel vis-à-vis de l'amélioration de la qualité de l'air, il est présenté au § 3.4 sur les axes d'amélioration.
### 3.2.3 LA CONNEXION TUNNEL- STATION ET L'EFFET PISTON

Le passage des trains conduit à une surpression en tête de train (arrivée dans la gare) et une sous pression en queue de train lors de son redémarrage et entrée dans le tunnel. Les pressions dépendent de la géométrie des stations et tunnels, de la vitesse des trains et également de la présence de puits de ventilation dans les tunnels à proximité des stations. Ces puits présentent en effet l'avantage de pouvoir capter une partie des variations de pression lors de l'arrivée / du départ du train.

Les champs de pression et de vitesse d'air instationnaires induits par les passages des trains sont particulièrement complexes et lorsqu'ils ont été étudiés, c'est généralement vis-à-vis de l'aérodynamique dans les tunnels (configuration des tunnels et designs des trains) ainsi que vis-à-vis de l'impact des températures du tunnel sur la température dans la station (confort des usagers).

Le recours à des outils de modélisation en complément de mesures en station s'avère nécessaire tant pour comprendre les effets sur une installation existante que pour dimensionner les futurs métros. De nombreux auteurs ont modélisé à l'aide d'outils CFD l'effet piston dans l'objectif de caractériser son impact sur la température de l'air dans la station (Gonzales et al., 2014, Haitao Bao et al. 2014, Peng Xue, 2014, Ke et al. 2002, Kim, 2007, Ruy et al., 2012, Yuan et al., 2007, etc.).

La figure ci-contre montre les résultats de modélisation CFD conduites par Ke et al (2002) où pour des vitesses de train de 55 à 80 km/h, la surpression lors de l'entrée en station varie de 170 à 1700 pascals.

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Figure 24 : Pression de l'air modélisée en fonction de la distance au train quand il arrive en station (source Ke et al., 2002)</figcaption></figure>

Les vitesses d'air associées à cette surpression ont été mesurées par plusieurs auteurs. Le graphique ci-dessous, extrait de Pflitch (2003), montre dans le tunnel des vitesses d'air lors de période de trafic variant de 0,1 à plus de 2,5 m/s. De telles vitesses ont également été mesurées sur un quai de la station de RER parisien de Magenta (Fortain, 2008), la vitesse est de l'ordre de 0,1 m/s et augmente lors du passage d'un train, les mesures réalisées durant la nuit (sans usagers) montre des vitesses d'air durant l'arrêt ou le freinage du RER pouvant atteindre 4,2 m/s.
<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Fig. 3: Course of direction and velocity of air flow inside a tunnel of the Dortmund Subway in 2 m above ground, 22.10.00 23:30 to 23.10.00 03:30 am (MEZ) (averaging interval: 2 s)</figcaption></figure>

Figure 25 : Vitesses et direction de l'air mesurées dans un tunnel de métro à Dortmund
(source : Pflitch, 2003)

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Figure 26 : Vitesses de l'air mesurées lors d'essais de nuit sur le quai de la station de RER Magenta (source : Fortain, 2008)
## 3.3. Polluants en présence

### 3.3.1 SOURCES ET POLLUANTS

Les différents polluants présents dans les enceintes de transport ferroviaire semi-ouvert sont multiples, ils traduisent différentes sources présentes dans ces espaces. C'est donc à partir de ces sources que sont présentés les polluants potentiellement présents. Le Tableau 23 ci-dessous en fait la synthèse qui a été établie à partir de la bibliographie réalisée pour rendre compte des concentrations dans ces enceintes.

La présence des polluants à des concentrations significatives est associée aux taux d'émission des sources (potentiellement lié à la vitesse de l'air, etc.), à leur fréquence (pour les sources non constantes cela peut être lié à la densité du trafic, du nettoyage...) et au renouvellement d'air.

#### Précisions de lecture des paragraphes suivants

Dans la grande majorité des études recensées concernant les niveaux de pollution, la ventilation n'est pas présentée. Son impact sur les concentrations dans l'air est ainsi difficile à apprécier à partir de ces références.
<table><caption>Tableau 23. Sources et polluants pouvant dégrader la qualité de l'air des enceintes de transport souterrain</caption><thead><tr><td>Sources</td><td>Typologie de polluants</td><td>Commentaires et données</td></tr></thead><tbody><tr><td>Matériel roulant (système de freinage, système d'alimentation électrique)</td><td>Les systèmes de freinage, rails, pneu et contact roue-rail: Principalement constituées de fer, noir de carbone et de métaux particulaires (chrome, nickel, manganèse, baryum, silicium, aluminium, magnésium, zinc, soufre, arsenic, cadmium, potassium, étain, plomb, titane, antimoine...)<sup>11</sup><br/>L'alimentation électrique, caténaire et pantographe: sources essentiellement de cuivre, zinc et carbone</td><td>Plusieurs études réalisées ces dernières années (essentiellement à l'international) traitent de ces émissions spécifiques (en termes de PM totales, tailles de PM et composition des particules)</td></tr><tr><td>Ballast / revêtement de sol autour des rails et traverses</td><td>Particules, éventuels composés organiques utilisés pour le traitement du bois (HAP, PCP...) et silice</td><td>Très peu de données sur ce point dont les émissions et impacts ne sont généralement pas distingués des émissions du matériel roulant.</td></tr><tr><td>Revêtements intérieurs</td><td>COV, PM, polluants microbiologiques</td><td>Les revêtements de sol, de mur, le mobilier sont autant de sources potentielles de polluants: COV (dont aldéhydes) mais également particules (bois, contreplaqués, plâtres...). Par ailleurs, ils peuvent être le lieu de développements fongiques.</td></tr><tr><td>Activités commerciales dans les galeries</td><td>COV, particules, CO, NOx ...</td><td>Les produits en vente dans les commerces présents peuvent être sources de COV (dont aldéhydes) par exemple pour les vêtements (nettoyage et entretien), les cosmétiques et produits d'hygiène ...<br/>Les commerces de type restauration peuvent en présence de combustion être sources de particules, CO et NOx et COV. Enfin, les commerces de type fruits et légumes peuvent en cas de stockage prolongé être source d'aldéhydes.</td></tr><tr><td>Nettoyage</td><td>COV (dont aldéhydes), particules et micropolluants</td><td>Les produits utilisés pour l'entretien peuvent être sources de COV (hydrocarbures, solvants...) mais également de biocides (gazeux ou particulaire) et de particules (traitement à la chaux vive) et de micropolluants (remise en suspension).</td></tr><tr><td>Travaux dans les enceintes</td><td>Dépendant des travaux: particules, COV<br/>Par ailleurs, les engins de chantier peuvent par la consommation de carburant générer des polluants associés à la combustion</td><td>La composition des particules émises dépend des travaux, mais l'on peut également avoir des émissions de COV pour les réfections des revêtements, sol et murs et des travaux d'étanchéité.<br/>Peu de données existent sur les émissions en phase de travaux dans les enceintes semi-ouvertes de particules, NOx ou de COV. En effet, les campagnes de mesures sont généralement programmées pour éviter ce type de nuisance. Cependant les quelques études se référant à de telles émissions sont étudiées</td></tr><tr><td>Air extérieur</td><td>Tous les polluants présents dans l'air atmosphérique aux abords des entrées et sorties de l'enceinte et des puits de ventilation.</td><td>Généralement dans l'ensemble de la bibliographie, les mesures sont conduites dans l'air extérieur en parallèle des mesures dans les enceintes. Les polluants mesurés sont en lien avec ceux recherchés dans les enceintes.<sup>12</sup></td></tr><tr><td>Combustion</td><td>NOx, Particules (dont métaux, hydrocarbures, POP, ...), CO, COV, COSV</td><td>Il est à noter que certains trains présentent encore une alimentation par carburant pouvant conduire à des émissions spécifiques. Compte tenu du remplacement progressif de ces locomotives, cette source interne n'est pas considérée dans la présente étude. Les sources de combustions sont alors les engins utilisés pour les travaux.<br/>Ainsi, les polluants généralement associés à la combustion proviennent de l'atmosphère via les entrées d'air vers les enceintes semi-ouvertes. Les sources de combustion sont le chauffage urbain, le trafic automobile au sens large (voiture, bus, 2 roues...) et les sources industrielles de combustion.</td></tr><tr><td>Homme</td><td>COV (dont aldéhydes), particules, polluants microbiologiques</td><td>L'homme peut être source de polluants à travers les vêtements (particules, COV: nettoyage ou entretien), les cosmétiques et produits d'hygiène corporelle (COV) mais également par l'apport de poussières prises en extérieur sur les chaussures et vêtements.<br/>Enfin, par sa respiration, l'homme produit du CO<sub>2</sub> dans l'air. Le dioxyde de carbone n'est pas un polluant mais donne une indication du taux de renouvellement d'air en lien avec la densité de présence humaine..</td></tr></tbody></table>

<footnote n="11">¹¹ Certains auteurs mentionnent comme particules majeures : pour les rails : Fer, Mn, Cr, pour les freins : BA, Cu, Sb, As, Cu, Fe</footnote>
### 3.3.2 CONCENTRATIONS MESUREES DANS L'AIR

L'analyse de la littérature réalisée en France et à l'international montre que les polluants recherchés sont majoritairement des particules (PM₁₀, et depuis quelques années parfois également les PM₂.₅), parfois des NOx (NO et NO₂), plus rarement le CO et les COV (essentiellement le benzène et le formaldéhyde compte tenu de leurs toxicités). Quelques études par ailleurs traitent des micropolluants.

En France, depuis 2006, le réseau SQUALE met en ligne les résultats de la surveillance pour la RATP de la qualité de l'air à Paris en trois lieux : métro L1, station FD Roosevelt ; métro L4, station Chatelet ; RER A, gare Auber. Les paramètres suivis sont les particules (PM₁₀ et sur la station d'Auber les PM₂.₅), le monoxyde (NO) et dioxyde d'azote (NO₂) et le dioxyde de carbone (CO₂). Par ailleurs sur plusieurs métros et gares, la surveillance a porté sur les COV et la composition des particules (dont les 6 métaux de la circulaire du 30 juin 2003 : fer, nickel, chrome, cadmium, manganèse, plomb). Enfin les mesures de polluants organiques persistants réalisées en 2013 dans une enceinte ferroviaire souterraine à Paris dans le cadre du projet de recherche EPOP (ADEME, 2015) sont également reprises dans le présent document.

A l'international, la question de la qualité de l'air des enceintes de type transport ferroviaire souterrain concerne très largement depuis une dizaine d'année les niveaux de concentrations en particules, la granulométrie et la composition de ces particules en suspension dans l'air. De manière plus ponctuelle, des campagnes de mesures des concentrations en COV (BTEX, terpènes, aldéhydes) et microorganismes ont pu être conduites.

Les paragraphes suivants présentent une revue des concentrations mesurées dans les enceintes de transport souterrain en France et à l'international.

#### LES PARTICULES

##### Description

Les particules fines ou PM (Particule Matter) sont un mélange de particules liquides (aérosol) ou solides qui sont émises par différentes sources. Celles-ci conditionnent la granulométrie des particules et leur composition. Les particules fines sont généralement classées en fonction de leurs tailles (voir Figure 27) qui présentent une toxicité dépendant de leur pénétration dans le système respiratoire et in fine dans l'organisme.

Figure 27 : Répartition granulométrique des particules
<figure><img src="image_28.png" /></figure>

Les particules présentent dans l'air peuvent être des particules primaires ou des particules secondaires produites par réactions chimiques ou agglomération de particules plus fines. Ces dernières représentent de l'ordre de 30 % des PM₁₀, 40 % des PM₂.₅ (source Airparif, 2014).

Les particules sont classées selon la norme européenne EN 481 comme suit :

* les particules extra-thoraciques de diamètre compris entre 10 et 100 µm ;

* les PM₁₀ : particules de diamètre inférieur à 10 µm. C'est généralement cette classe de particule qui est mesurée dans l'atmosphère lors des campagnes de mesures ;

* les PM₂.₅ : particules de diamètre inférieur à 2,5 µm. Cette classe de particule est, dans les études réalisées ces 10 dernières années, souvent mesurée en complément des PM₁₀ ;

* les PM₁ : particules de diamètre inférieur à 1 µm. Actuellement encore peu mesurées, ces particules très fines sont de par leur taille les plus nocives pour la santé.

En fonction de l'origine des particules, leur composition peut grandement varier. La composition des particules est largement moins bien documentée que leur taille malgré le fait qu'elle a des implications en termes de toxicité.

## Les sources

Différentes études menées dans les enceintes ferroviaires souterraines ont permis de dégager trois sources de pollution particulaire : l'exploitation ferroviaire, les voyageurs et dans une moindre mesure, l'air extérieur dont la contribution dépend de la profondeur de la gare. Les particules spécifiques (ou encore d'origine ferroviaire) seraient principalement émises par l'exploitation ferroviaire (le système de freinage, l'usure des roues, les rails, la caténaire, les pantographes servant à capter le courant).

**Figure 28 :** Système de freinage du métro à Marseille
<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>Source Atmo PACA - ateliers techniques de la Rose</figcaption></figure>

Dans les enceintes de transport souterrain, les concentrations en PM sont généralement plus élevées qu'à l'extérieur compte tenu de la prédominance de sources internes. Celles-ci conduisent à une composition des particules sensiblement différente de celle dans d'autres environnements. L'ensemble des auteurs s'accorde sur les éléments chimiques majeurs que sont le fer le manganèse et le cuivre avec ensuite d'autres éléments.

## Concentrations en particules PMP10, PM2.5

Cette dernière décennie, de nombreux auteurs se sont intéressés à la composition des particules. Compte tenu des sources internes aux réseaux de transport ferroviaires et des concentrations significatives dans ces enceintes, au-delà de la concentration en particules, la connaissance de leur granulométrie et de leur composition est en effet un préalable nécessaire à la gestion de la qualité de l'air.

### A l'international

Huang et Yo (2013) présentent la granulométrie des poussières retenues dans les systèmes de filtration des HAVC du métro de Taechong. Il ressort que la taille des PM est comprise entre 0,01 et 200 µm avec 90 % en dessous de 65 µm.

Le rapport des concentrations entre les PM<sub>2.5</sub> et PM<sub>10</sub> est assez variable dans les études recensées comme présenté dans le Tableau 24 variant entre 30 et 80 %.

Les tableaux ci-dessous tirés de Sioutas (2011) et Improve Life (2015) présentent la synthèse des teneurs en PM<sub>2.5</sub> et PM<sub>10</sub> sur les quais de trains et métros et au sein des trains et métros à travers le monde.

<caption>Tableau 24 : Concentrations en PM<sub>10</sub> et PM<sub>2.5</sub> dans l'air des enceintes de transport souterrain à l'international (tiré de Sioutas, 2011)</caption>
<table><caption>**Table 4.** A comparison of PM₁₀ and PM₂.₅ average concentrations and range for worldwide subway systems at various measurement locations. Fine fractions (PM₂.₅/PM₁₀) are also presented. All reported data from the current study is obtained from DustTrak measurements except for the urban ambient site, which is obtained from PCIS analysis.</caption><thead><tr><th rowspan="2">City (study year)</th><th rowspan="2">Measurement location</th><th colspan="2">PM<sub>2.5</sub> (µg m<sup>-3</sup>)</th><th colspan="2">PM<sub>10</sub> (µg m<sup>-3</sup>)</th><th rowspan="2">Fine fraction (PM<sub>2.5</sub>/PM<sub>10</sub>)</th><th rowspan="2">Reference</th></tr><tr><th>average</th><th>range (min-max)</th><th>average</th><th>range (min-max)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="5">Los Angeles (2010)</td><td>in train (gold line - ground level)</td><td>14</td><td>3-38</td><td>16</td><td>6-53</td><td>0.88</td><td rowspan="5">Current study</td></tr><tr><td>in train (red line - underground)</td><td>24</td><td>11-62</td><td>31</td><td>14-107</td><td>0.77</td></tr><tr><td>ground level station platforms (all stations)</td><td>29</td><td>4-77</td><td>38</td><td>8-184</td><td>0.76</td></tr><tr><td>underground station platforms (all stations)</td><td>57</td><td>9-130</td><td>78</td><td>14-197</td><td>0.73</td></tr><tr><td>urban ambient site</td><td>20</td><td>-</td><td>31</td><td>-</td><td>0.65</td></tr><tr><td rowspan="3">Taipei (2007)</td><td>in train (underground)</td><td>31</td><td>19-51</td><td>40</td><td>22-71</td><td>0.78</td><td rowspan="3">Cheng et al. (2008)</td></tr><tr><td>underground station platform</td><td>44</td><td>22-91</td><td>66</td><td>29-130</td><td>0.67</td></tr><tr><td>ground level station platform</td><td>33</td><td>7-94</td><td>44</td><td>11-131</td><td>0.75</td></tr><tr><td rowspan="2">Paris (2006)</td><td>underground station platform (rush hours)</td><td>93</td><td>-</td><td>320</td><td>-</td><td>0.29</td><td rowspan="2">Raut et al. (2009)</td></tr><tr><td>underground station platform (normal hours)</td><td>61</td><td>-</td><td>200</td><td>-</td><td>0.31</td></tr><tr><td rowspan="2">Helsinki (2004)</td><td>in train (underground)</td><td>21</td><td>17-45</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td rowspan="2">Aarnio et al. (2005)</td></tr><tr><td>underground station platform</td><td>50</td><td>37-87</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="3">Seoul (2004)</td><td>underground station platform</td><td>129</td><td>82-176</td><td>359</td><td>238-480</td><td>0.36</td><td rowspan="3">Kim et al. (2008)</td></tr><tr><td>in train (underground)</td><td>126</td><td>115-136</td><td>312</td><td>29-356</td><td>0.40</td></tr><tr><td>urban ambient site</td><td>102</td><td>41-174</td><td>155</td><td>79-254</td><td>0.66</td></tr><tr><td rowspan="2">Stockholm (2000)</td><td>underground station platform</td><td>258</td><td>105-388</td><td>469</td><td>212-722</td><td>0.55</td><td rowspan="2">Johansson and Johansson (2003)</td></tr><tr><td>urban ambient site</td><td>23</td><td>3-89</td><td>98</td><td>6-454</td><td>0.23</td></tr><tr><td>New York City (1999)</td><td>integration of 5h at station platform and 3h in train</td><td>62</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>Chilbrad (2004)</td></tr><tr><td>Hong Kong (1999)</td><td>in train (mostly underground)</td><td>33</td><td>21-48</td><td>44</td><td>23-85</td><td>0.75</td><td>Chan et al. (2002)</td></tr><tr><td rowspan="2">London (1999)</td><td>in train (mostly ground level)</td><td>46</td><td>29-68</td><td>60</td><td>41-89</td><td>0.77</td><td rowspan="2">Adams et al. (2001)</td></tr><tr><td>in train (underground line)</td><td>247</td><td>105-371</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td></td><td>in train (above ground line)</td><td>29</td><td>12-42</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td></td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 25. Concentrations en PM₁₀ et PM₂.₅ dans l'air des enceintes de transport souterrain à l'international (tiré de Improve Life, 2015)</caption><thead><tr><th>On platforms</th><th>PM10 (µg/m³)</th><th>PM2.5 (µg/m³)</th><th>Reference</th></tr></thead><tbody><tr><td>Barcelona</td><td>87-325</td><td>21-96</td><td>Querol et al. 2012</td></tr><tr><td>Barcelona</td><td>133</td><td>104 (PM3)</td><td>Moreno et al. 2014</td></tr><tr><td>Budapest</td><td>155</td><td>51</td><td>Salma et al. 2007</td></tr><tr><td>London</td><td>1000-1500</td><td>270-480</td><td>Seaton et al. 2005</td></tr><tr><td>Los Angeles</td><td>78</td><td>57</td><td>Kam et al. 2011</td></tr><tr><td>Paris</td><td>200</td><td>61</td><td>Raut et al. 2009</td></tr><tr><td>Seoul</td><td>359</td><td>129</td><td>Kim et al. 2008</td></tr><tr><td>Stockholm</td><td>357</td><td>199</td><td>Johansson & Johansson 2003</td></tr><tr><td>Taipei</td><td>51</td><td>35</td><td>Cheng et al. 2008</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th>Inside train</th><th>PM10</th><th>PM2.5</th><th>Reference</th></tr></thead><tbody><tr><td>Barcelona</td><td>36-100</td><td>11-32</td><td>Querol et al. 2012</td></tr><tr><td>Los Angeles</td><td>31</td><td>24</td><td>Kam et al. 2011</td></tr><tr><td>Taipei</td><td>41</td><td>32</td><td>Cheng et al. 2008</td></tr></tbody></table>

### En France

De nombreuses campagnes de mesures ont été réalisées depuis 2006. Sans chercher l'exhaustivité, les paragraphes ci-dessous en présentent certains résultats.

Dans le métro Toulousain, des mesures ont été réalisées en 2004, 2008, 2010, 2012. Outre les concentrations présentées dans le Tableau 26, les mesures réalisées montrent (ORAMIP, 2012) :

* des teneurs en PM₁₀ et PM₂.₅ supérieures dans les stations et rames qu'en extérieur ;

* les proportions de PM₂.₅ dans les PM₁₀ sont plus importantes en hiver qu'en été 1/ sur le quai (74 % en hiver et 50 % en été) et 2/ dans les rames (64 % en hiver, 44% en été) ;

* les concentrations en PM₁₀ plus élevées en hiver qu'en été ;

* l'absence d'impact en hiver de la ventilation de la station actionnée 2h/jour sur le niveau de PM₁₀ (mais le détail de fonctionnement de cette ventilation n'est pas connu) ;

* l'absence d'impact du nettoyage sur les teneurs en PM₁₀ sur le quai.

### A Lyon (COPARLY, 2002) :

* Sur le quai de station les PM₂.₅ représentent 55 % des PM₁₀ ;

* Les niveaux d'empoussièrement sont liés à l'augmentation de la fréquence du métro (nombre de rames) plutôt qu'à celle du nombre de voyageurs (fréquentation).

### A Rennes (Air Breizh, 2005) :

* Les concentrations en PM₁₀ sont plus importantes l'été que l'hiver,

* Elles sont en moyennes comprises entre 37 et 80 µg/m³ en été et entre 18 et 56 µg/m³ en hiver,

* Les concentrations horaires maximales sont respectivement de 153 µg/m³ en été et de 181 µg/m³ en hiver.

### A Lille (Atmo Nord Pas de Calais, 2010) :

* les concentrations en intérieur sont supérieures à celles en extérieur et sont cadencées par le fonctionnement du métro avec une différence jour/nuit, la nuit les teneurs étant plus faibles et
en journée les concentrations augmentent aux heures de pointe avec des amplitudes plus faibles que celles entre le jour et la nuit,

* les PM<sub>2.5</sub> représentent en moyenne de 60 % des PM<sub>10</sub> sur le quai de Lille Flandres alors que les PM<sub>2.5</sub> sont majoritaires (91 % des PM<sub>10</sub>) sur la même période dans l'air extérieur proche du trafic routier (station Lille Fives),

* les concentrations moyennes en PM<sub>10</sub> sont plus importantes dans le tunnel que dans le hall et les quais, les mesures sont présentées ci-dessous.

<table><caption>Tableau 26. Concentrations en PM<sub>10</sub> et PM<sub>2.5</sub> dans le métro de Lille (à partir de Atmo Nord Pas de Calais, 2010)</caption><thead><tr><th rowspan="2">µg/m³</th><th colspan="2">PM<sub>10</sub></th><th colspan="2">PM<sub>2.5</sub></th></tr><tr><th>moyenne</th><th>max journalier</th><th>moyenne</th><th>max journalier</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Tunnel</td><td>120 (Lille Flandres)</td><td>194 (Lille Flandres)</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>137 (Republique)</td><td>232 (Republique)</td><td>86 (Republique)</td><td>147 (Republique)</td></tr><tr><td rowspan="2">Quai</td><td>108 (Lille Flandres)</td><td>176 (Lille Flandres)</td><td>68 (Lille Flandres)</td><td>119 (Lille Flandres)</td></tr><tr><td>115 (Republique)</td><td>190 (Republique)</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td rowspan="2">Hall</td><td>101 (Lille Flandres)</td><td>236 (Lille Flandres)</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>68 (Republique)</td><td>107 (Republique)</td><td>-</td><td>-</td></tr></tbody></table>

A **Marseille** (Atmo PACA, 2010), les PM<sub>10</sub> et PM<sub>2.5</sub> ont été mesurées pendant plusieurs mois sur les quais de 3 stations (Saint Charles, Castellane métro 1 et métro 2), dans les rames de 2 métros. Il est à noter qu'à Marseille, la période de mesure est longue (7 mois) par rapport à celles des autres campagnes recensées en France<fnref n="13" />.

* le suivi horaire montre des concentrations en PM<sub>10</sub> plus élevées en journée que la nuit avec des niveaux qui sont peu modifiés durant la journée ;

* les concentrations en PM<sub>10</sub> sont en moyenne : Eté- Hiver (µg/m³) : 73-75 (ligne 1), 89-90 (ligne 2), 81-79 (St Charles).

A **Paris** en gare du RER A (campagne AIRPARIF RATP, 2010), les concentrations en PM<sub>10</sub> et PM<sub>2.5</sub> mesurées à différents niveaux de la gare AUBER sont présentées en première partie du Tableau 27. Elles sont très variables dans le temps (Figure 30). Les origines des PM mesurées sont le freinage et la remise en suspension des poussières du ballast par le passage des rames. Dans ce rapport où les mesures sont comparées à celles du réseau SQUALE (métro L1, station FD Roosevelt et L4, station Chatelet et à la gare Auber du RER A), la présence de concentrations en PM<sub>10</sub> sur le quai du RER supérieures à celles du métro aux mêmes périodes est reliée à du matériel roulant plus lourd et une vitesse plus importante du RER entrainant des émissions et une remise en suspension plus importante.

A Paris métro L8, station Faidherbe Chaligny (AirParif-RATP, 2009), les concentrations en PM<sub>10</sub> et PM<sub>2.5</sub> varient significativement dans le temps (Figure 30), elles sont présentées dans le tableau suivant.

<footnote n="13">¹³ En dehors des réseaux de suivi et de diagnostic de la variabilité temporelle des concentrations, les campagnes sont généralement ponctuelles d'une durée de quelques jours.</footnote>
<table><caption>Tableau 27. Concentrations en PM₁₀ et PM₂,₅ mesurées dans les stations du réseau SQUALE</caption><thead><tr><th rowspan="2">en µg/m³</th><th colspan="3">PM₁₀</th><th colspan="3">PM₂,₅</th><th rowspan="2">rapport<br>PM₂,₅/PM₁₀<br>(lecture<br>graphique)</th></tr><tr><th>moy</th><th>min (hor)</th><th>max (hor.)</th><th>moy</th><th>min</th><th>max</th></tr></thead></table>

RER A station Auber (2010)

<table><tr><td>Extérieur</td><td>22</td><td>1</td><td>66</td><td>11</td><td>1</td><td>32</td><td>55%</td></tr><tr><td>RdC</td><td>27</td><td>0</td><td>158</td><td>12</td><td>0</td><td>38</td><td>43%</td></tr><tr><td>salle d'échange RATP</td><td>32</td><td>0</td><td>157</td><td>21</td><td>0</td><td>122</td><td>65%</td></tr><tr><td>salle d'échange Air Parif</td><td>50</td><td>0</td><td>256</td><td>24</td><td>1</td><td>121</td><td>47%</td></tr><tr><td>quai RER A</td><td>329</td><td>0</td><td>1251</td><td>117</td><td>0</td><td>506</td><td>36%</td></tr></table>

L8 (Faidherbe Chaligny)

<table><tr><td>Quai métro<br>(hiver 2008)</td><td>58-61</td><td>1-2</td><td>233-249</td><td>25-26</td><td>1</td><td>72-75</td><td>46-48%</td></tr></table>

réseau SQUALE (lecture graphique, valeurs à lire avec précaution)

<table><tr><td>RERA station auber</td><td>moyenne (2008-2011) : ~150-200<br>moyenne (2012)* : ~230<br>moyenne (2013)* : ~280</td><td>moyenne (2009-2011) : ~60-70<br>moyenne (2012)* : ~100<br>moyenne (2013)* : ~100</td></tr><tr><td>L1, station Franklin<br>Roosevelt</td><td>moyenne (2008-2011) : ~70-100<br>moyenne (2012)** : ~30<br>moyenne (2013)** : ~40</td><td>-</td></tr><tr><td>L4, station Chatelet</td><td>moyenne (2008-2011) : ~70-90<br>moyenne (2012)** : ~80<br>moyenne (2013)**, ***: ~120</td><td>-</td></tr></table>

## Variation temporelle des concentrations en PM₁₀

De nombreuses études illustrent la variation temporelle des concentrations en particules dans l'air des enceintes de transport souterrain. Elles mettent généralement en évidence comme illustré dans le métro de Barcelone sur le Figure 29 et dans le RER parisien sur la Figure 30 :

* une cyclicité jour/nuit avec des teneurs plus élevées en journée ;

* au cours de la journée des augmentations associées aux heures de fréquentation importante et au passage des trains ;

* des concentrations plus élevées les jours de semaine (densité de trafic et fréquentation plus importantes) que les week-ends.

<footnote>*installation ventilateur en 2012</footnote>

<footnote>** nouveau matériel roulant installé en 2012 et arrivée progressive sur le RER A</footnote>

<footnote>*** travaux sur le pôle d'échange de Chatelet les Halles, sources de PM</footnote>
<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>Figure 30 : Illustration de la variation journalière dans le métro et RER parisien</figcaption></figure>

<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>Figure 22 : Profils journaliers en PM10 relevés lors de la campagne de mesure du 10 novembre au 08 décembre 2009 lors des jours ouvrés (a) et des samedis, dimanches et jours fériés (b).</figcaption></figure>
## Composition des particules

A l'international, le livrable du projet Improve Life (2015) fait une synthèse approfondie des travaux conduits pour la caractérisation et la gestion de la pollution particulaire de l'air des enceintes de transports souterrain dans le monde.

Le présent chapitre ne présente pas une synthèse exhaustive des études réalisées sur le sujet, elles sont en effet nombreuses ces dernières années. Elles sont recensées dans le premier livrable du projet Improve Life (2015).

Il ressort que dans l'ensemble des études, l'élément majoritaire des PM dans les enceintes de transport souterrain est le Fer.

A titre illustratif, le Tableau 28 présente la composition des particules mesurées par Kim et al. (2010-a) dans le métro de Séoul.

<caption>Tableau 28. Composition des particules dans une station du métro de Séoul (tiré de Kim et al., 2010-a)</caption>

<table><caption>Table 1. Average relative abundances of the particle types observed in the Jegidong station. The average relative abundances(%), together with relative standard deviations, are for three samples collected for three consecutive days. Particle size ranges for stages 2 and 3 are 10-2.5 and 2.5-1.0 µm, respectively.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Particle types</th><th colspan="2">Tunnel</th><th colspan="2">Platform</th><th colspan="2">Ticket office</th><th colspan="2">Outdoor</th></tr><tr><th>Stage 2</th><th>Stage 3</th><th>Stage 2</th><th>Stage 3</th><th>Stage 2</th><th>Stage 3</th><th>Stage 2</th><th>Stage 3</th></tr></thead><tbody><tr><td>Iron-containing</td><td>87.9<br>(±1.7%)</td><td>84.7<br>(±4.2%)</td><td>82.7<br>(±1.5%)</td><td>79.2<br>(±1.1%)</td><td>66.7<br>(±16.5%)</td><td>62.0<br>(±9.6%)</td><td>26.7<br>(±42.1%)</td><td>15.3<br>(±84.4%)</td></tr><tr><td>Carbonaceous</td><td>3.6<br>(±3.2%)</td><td>8.4<br>(±42.2%)</td><td>4.9<br>(±56.2%)</td><td>11.1<br>(±14.1%)</td><td>13.8<br>(±57.4%)</td><td>21.4<br>(±20.3%)</td><td>15.8<br>(±34.8%)</td><td>50.7<br>(±26.2%)</td></tr><tr><td>Soil-derived (sum)</td><td>4.9<br>(±9.7%)</td><td>2.5<br>(±29.0%)</td><td>9.5<br>(±46.7%)</td><td>6.5<br>(±32.8%)</td><td>11.8<br>(±49.7%)</td><td>10.0<br>(±59.0%)</td><td>31.0<br>(±21.7%)</td><td>11.9<br>(±16.6%)</td></tr><tr><td>Aluminosilicates</td><td>0.4</td><td>0.0</td><td>1.2</td><td>1.0</td><td>2.2</td><td>0.6</td><td>14.5</td><td>6.2</td></tr><tr><td>Aluminosilicates/C</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.0</td><td>0.6</td><td>1.3</td><td>2.0</td><td>3.3</td></tr><tr><td>CaCO<sub>3</sub></td><td>4.0</td><td>1.5</td><td>5.1</td><td>2.9</td><td>4.6</td><td>5.2</td><td>7.3</td><td>1.7</td></tr><tr><td>CaCO<sub>3</sub>/C</td><td>0.4</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.3</td><td>2.9</td><td>1.7</td><td>0.0</td><td>0.0</td></tr><tr><td>SiO<sub>2</sub></td><td>0.0</td><td>1.0</td><td>3.2</td><td>1.0</td><td>2.9</td><td>0.9</td><td>5.6</td><td>0.0</td></tr><tr><td>SiO<sub>2</sub>/C</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>0.3</td><td>1.6</td><td>0.7</td></tr><tr><td>Secondary nitrates/<br>sulfates (sum)</td><td>0.9<br>(±141.4%)</td><td>2.5<br>(±27.6%)</td><td>2.3<br>(±66.0%)</td><td>1.9<br>(±98.1%)</td><td>6.8<br>(±88.0%)</td><td>5.9<br>(±74.8%)</td><td>23.4<br>(±61.3%)</td><td>21.5<br>(±59.2%)</td></tr><tr><td>Ca(NO<sub>3</sub>,SO<sub>4</sub>)</td><td>0.0</td><td>0.5</td><td>2.0</td><td>1.6</td><td>6.2</td><td>4.6</td><td>13.5</td><td>7.0</td></tr><tr><td>(Na,Mg)(NO<sub>3</sub>,SO<sub>4</sub>)</td><td>0.9</td><td>2.0</td><td>0.3</td><td>0.3</td><td>0.6</td><td>1.3</td><td>9.6</td><td>13.8</td></tr><tr><td>(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.3</td><td>0.7</td></tr><tr><td>Others</td><td>2.7</td><td>2.0</td><td>0.7</td><td>1.3</td><td>0.9</td><td>0.6</td><td>3.0</td><td>0.7</td></tr><tr><td>Total</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td><td>100</td></tr></tbody></table>

Gehrig et al. (2007) ont mis en évidence que, dans les stations souterraines en Suisse, les particules issues de l'érosion et la remise en suspension de ballast sous les rails ne contribuent pas de manière significative à la composition générale des particules dans l'air. Les traceurs recherchés étant le calcium, aluminium, magnésium, sodium.

Dans le métro de Toulouse (ORAMIP, 2012) les mêmes compositions chimiques sont mesurées en hiver et en été sur les différents points de mesures. Cependant ces compositions diffèrent entre les stations. Les deux stations sont caractérisées par la présence :

* de grosses particules de matière carbonées, les origines évoquées sont la dégradation des pneus (métro à pneumatique) et également l'introduction de particules terrigènes atmosphériques par les flux d'air des tunnels, le métro étant en partie aérien.

* d'oxydes de fer liés à différents éléments (calcium, cuivre, chlore, manganèse, soufre, baryum, ...).

Les différences entre l'air des stations de métro et l'air extérieur à Toulouse et Barcelone sont présentées dans le Tableau 29.
<table><caption>Tableau 29. Composition des particules PM₁₀ dans les métros de Toulouse et Barcelone (à partir de ORAMIP, 2012)</caption><thead><tr><th>% massique dans les PM₁₀</th><th>Toulouse Hiver-stations</th><th>Toulouse Hiver - extérieur</th><th>Toulouse Eté-stations</th><th>Toulouse Eté-extérieur</th><th>Barcelone, Fontana 2011</th><th>Barcelone, Sagrega 2011</th></tr></thead><tbody><tr><td>Matière organique</td><td>CC : 23% - E : 11%</td><td>43%</td><td>CC : 45% - E : 8%</td><td>64%</td><td>21%</td><td>14%</td></tr><tr><td>Espèces ioniques</td><td>CC : 12% - E : 5%</td><td>28%</td><td>CC : 15% - E : 2%</td><td>18%</td><td>3%</td><td>13%</td></tr><tr><td>Carbone élémentaire</td><td>CC : 22% - E : 15%</td><td>18%</td><td>CC : 24% - E : 12%</td><td>10%</td><td>0%</td><td>6%</td></tr><tr><td>Métaux</td><td>CC : 43% - E : 69%</td><td>10%</td><td>CC : 16% - E : 78%</td><td>8%</td><td>76%</td><td>67%</td></tr><tr><td>% massique de métaux</td><td>Fer : 79-81%<br>Cu : 5-7%<br>Ca : 3%<br>Zn : 3-5%<br>Al : 2-3%<br>Autres : 4-5%</td><td>Fer : 43%<br>Cu : 2%<br>Ca : 12%<br>Zn : 5%<br>Al : 13%<br>Autres : 24%</td><td>Esquirol *:<br>Fer : 87%<br>Cu : 6%<br>Ca : 1%<br>Zn : 2%<br>Al : 1%<br>Autres : 3%</td><td>Fer : 20%<br>Cu : 1%<br>Ca : 17%<br>Zn : 2%<br>Al : 15%<br>Autres : 44%</td><td>Fer : 90%<br>Cu : 1%<br>Ca : 2%<br>Zn : 1%<br>Al : 1%<br>Autres : 5%</td><td>Fer : 75%<br>Cu : 5%<br>Ca : 5%<br>Zn : 5%<br>Al : 3%<br>Autres : 7%</td></tr></tbody></table>

E : Esquirolle, CC : Compans Caffarelli

## Métaux dans les particules

Le présent chapitre ne présente pas une synthèse exhaustive des études réalisées sur le sujet, elles sont en effet nombreuses ces dernières années. Elles sont recensées dans le premier livrable du projet Improve Life (2015) et dans le rapport d'expertise collective de l'Anses (ANSES, 2015).

A l'international, le livrable du projet Improve Life (2015) fait une synthèse approfondie des travaux conduits pour la caractérisation et la gestion de la pollution particulaire de l'air des enceintes de transports souterrain dans le monde.

Gehrig et al. (2007) ont montré que pour les particules émises par l'abrasion mécanique liée aux trains, le chrome (-), manganèse (+) et fer (++) étaient les contributeurs majeurs associés à l'usure des rails et le cuivre (+) à l'usure des caténaires. Bukowiecki (2006) présente des rapports de concentrations induites dans différentes stations de transport souterrain Mn / Fe variant de 0,009 à 0,016.

Chillrud et al. (2004) ont mesuré dans les stations souterraines de métro de la ville de New York des concentrations en Fe, Mn, Cr dans les PM₂.₅ plus de 100 fois supérieures à celles dans l'air extérieur.

### En France

A Toulouse (ORAMIP, 2012), les métaux présents dans les poussières des stations de transport semi-ouvertes sont :

* le fer provenant des matériaux de freinage et de l'abrasion due au roulement ;

* le cuivre, provenant également de l'abrasion des systèmes de freinage, de la caténaire et pantographe (les plaquettes de freins Val 206 de la ligne A de métro de Toulouse sont constituées à 22-23% de cuivre, de fer et dans une moindre mesure d'étain) ;

* le chrome, nickel et manganèse. Avec le fer, ces éléments métalliques sont les principaux composants des aciers constituant les rails, les cœurs de voie et les roues. Le manganèse est par ailleurs présent dans des semelles de freinage ;

* Le baryum, silicium, aluminium, magnésium, zinc, soufre et manganèse sont après le fer, les éléments métalliques émis par les matériaux de freinage et de l'abrasion due au roulement selon des expérimentations sur bancs d'essai de la RATP (cité par ORAMIP, 2012) ;

<footnote>* la station Esquirol (ligne A) est seule notée car elle est moins influencée par l'air extérieur que la station Compans Caffarelli (ligne B) dont la ventilation estivale semble apporter un bon renouvellement d'air.</footnote>
* cadmium, le potassium, l'antimoine, l'étain, le plomb<sup>14</sup>, et le titane. A Toulouse, après le fer et le cuivre, le rapport entre la concentration d'antimoine en intérieur et en extérieur est significatif à la station Esquirol (71 en hiver et 220 en été).

Dans les métros de **Rennes** (Air Breizh, 2005), de **Marseille** (Atmo PACA, 2010) et de **Lille** (Atmo Nord Pas de Calais, 2010), les métaux dans l'air ont également été mesurés (à l'aide de partisols). Les concentrations en métaux sont présentées dans le Tableau 30 ci-dessous.

En gare de **Rouen** de telles mesures ont également été conduites (Air normand 2005, 2011).

Les mesures réalisées à Lille montrent pour tous les métaux (Arsenic, cadmium, Chrome, cuivre, Fer, Manganèse, zinc, Nickel et plomb), une décroissance des concentrations moyennes du tunnel vers les quais puis le hall.

A Lille comme à Marseille, les métaux les plus présents dans les poussières sont le Fer puis le cuivre, le zinc et le manganèse. Les métaux analysés représentent à Marseille 38 % des PM₁₀, le Fer à lui seul en représentant 28%.

<footnote n="14">¹⁴ Les concentrations en plomb dans l'air sont cependant faibles : sur la ligne A elles sont de 109 et 136 ng/m³ en hiver 2004 et 2012 respectivement et sur la ligne B de 33 et 13 ng/m³ en hiver 2008 et 2012</footnote>
<table><caption>Tableau 30. Concentrations en métaux dans l'air des métros de Rennes(2005), Lille (2010) et Marseille (2010)</caption><thead><tr><th rowspan="3">en ng/m³</th><th colspan="3">Rennes 2005</th><th colspan="5">Lille, 2010</th><th colspan="3">Marseille, 2010</th></tr><tr><th colspan="3">ÉTÉ (PM₁₀ moy non mesuré)</th><th colspan="3">HIVER (PM₁₀ moyenne ~40 µg/m³)</th><th colspan="4">HIVER (valeurs moyennes)</th><th colspan="3">HIVER (valeurs moyennes)</th><th colspan="3">ÉTÉ (valeurs moyennes)</th></tr><tr><th>moyenne</th><th>min</th><th>max</th><th>moyenne</th><th>min</th><th>max</th><th>Républiqu<br>e-tunnel</th><th>Républiqu<br>e-quai</th><th>Républiqu<br>e-hall</th><th>Lille Flandre-<br>quai</th><th>St Charles -<br>quai</th><th>Castellane,<br>quai L1</th><th>Castellane,<br>quai L2</th><th>St Charles -<br>quai</th><th>Castellane,<br>quai L1</th><th>Castellane,<br>quai L2</th></tr></thead><tbody><tr><td>As</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>7,8</td><td>4,3</td><td>1,4</td><td>4,8</td><td>4</td><td>9</td><td>11</td><td>6</td><td>3</td><td>5</td></tr><tr><td>Cd</td><td>-</td><td>&lt;0,4</td><td>&lt;0,4</td><td>-</td><td>&lt;0,4</td><td>&lt;0,4</td><td>0,7</td><td>0,5</td><td>0,5</td><td>0,5</td><td>0,2</td><td>0,2</td><td>0,1</td><td>0,2</td><td>0,2</td><td>0,4</td></tr><tr><td>Cr</td><td>61,8</td><td>27,8</td><td>118</td><td>28,4</td><td>10,5</td><td>46,4</td><td>83,7</td><td>58,2</td><td>32,4</td><td>69,9</td><td>38</td><td>-</td><td>37</td><td>32</td><td>35</td><td>25</td></tr><tr><td>Cu</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>1274</td><td>688</td><td>376</td><td>994</td><td>2800</td><td>2300</td><td>4200</td><td>300</td><td>2400</td><td>4500</td></tr><tr><td>Fe</td><td>11350</td><td>5924</td><td>19456</td><td>5878</td><td>2714</td><td>9432</td><td>22783</td><td>11983</td><td>6502</td><td>22231</td><td>14700</td><td>18600</td><td>18600</td><td>21300</td><td>16700</td><td>23900</td></tr><tr><td>Mn</td><td>105,5</td><td>55,6</td><td>187,7</td><td>55,8</td><td>27,5</td><td>86,7</td><td>239,1</td><td>111</td><td>64,8</td><td>255,5</td><td>138</td><td>112</td><td>181</td><td>189</td><td>187</td><td>211</td></tr><tr><td>Zn</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>244,2</td><td>139,8</td><td>106,9</td><td>139,7</td><td>688</td><td>940</td><td>1526</td><td>220</td><td>255</td><td>291</td></tr><tr><td>Ni</td><td>8,2</td><td>5,1</td><td>13,7</td><td>5,4</td><td>2,8</td><td>7,8</td><td>86,5</td><td>45,5</td><td>21</td><td>26,3</td><td>15</td><td>24</td><td>66</td><td>9</td><td>41</td><td>39</td></tr><tr><td>Pb</td><td>4,8</td><td>1,5</td><td>11,2</td><td>11,6</td><td>5,2</td><td>19</td><td>23,6</td><td>17,9</td><td>19,1</td><td>17,3</td><td>12</td><td>14</td><td>17</td><td>12</td><td>15</td><td>14</td></tr></tbody></table>

Une étude statistique a été réalisée à partir des mesures effectuées dans le métro de Marseille mettant en évidence deux sources émettrices distinctes (Atmo PACA, 2010) :

* Le calcium serait probablement lié à l'abrasion des quais par le passage des usagers ;

* Le fer, cuivre et manganèse sont clairement liés à l'abrasion de pièces métalliques conductrices par frottement (les évolutions temporelles de concentration de ces 3 éléments sont similaires).
## Sources dans les environnements ferroviaires semi-ouverts

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques sont émis par la combustion sous forme particulaire et gazeux. En fonction de l'énergie brûlée, le profil de HAP est différent (carburant, cuisson, ...).

De nombreux HAP existent, ceux généralement recherchés dans l'environnement sont les 16 HAP de la liste de l'US-EPA (Environmental Protection Agency). Parmi eux, le Benzo(a)pyrène (BaP), est un traceur du pouvoir cancérogène de l'ensemble des HAP, à ce titre des valeurs de gestion lui sont attribuées dans l'air atmosphérique (voir annexe 2).

Le Benzo(a)pyrène, comme de nombreux autres HAP du fait de sa faible volatilité est généralement rencontré dans les fractions particulaires présentes dans l'air. Parmi les 16 HAP de la liste EPA, les plus volatils sont le naphtalène (pression de vapeur saturante > 10 Pa), le fluorène, le phénanthrène, l'acénaphtène et l'acénaphtylène (pression de vapeur saturante > 0,01 Pa).

## Données existantes

### France

Dans le métro de Toulouse (ORAMIP, 2012) et de Marseille (Atmo PACA, 2010) des mesures de concentrations en HAP ont été conduites. A Marseille, des prélèvements de HAP particulaires ont été réalisés (6 HAP peu volatils) tandis que les méthodes de prélèvements ne sont pas précisées à Toulouse où les 16 HAP (dont les plus volatils) ont été échantillonnés. Les analyses réalisées mettent en évidence :

* des concentrations plus faibles en été qu'en hiver (voir Tableau 31 ci-dessous);

* à Marseille en hiver les teneurs en extérieur et intérieur sont comparables, elles sont légèrement plus élevées en intérieur en été

* à Marseille, des variations de concentrations entre le jour et la nuit comparables en extérieur et en intérieur, les concentrations en journée étant supérieures à celles de la nuit.

<table><caption>Tableau 31. Concentrations en HAP dans l'air des métros de Toulouse (2012) et Marseille (2010)</caption><thead><tr><th rowspan="2">En ng/m³</th><th colspan="2">Été</th><th colspan="2">Hiver</th></tr><tr><th>Somme 15 HAP</th><th>BaP</th><th>Somme 15 HAP</th><th>BaP</th></tr></thead><tbody><tr><td>Toulouse, 2012</td><td>0,8 à 1,1</td><td>0,02 à 0,07</td><td>2,5 à 5,9</td><td>0,2 à 0,3</td></tr><tr><td>Marseille, 2010 (Saint Charles)</td><td>-</td><td>0,1</td><td>-</td><td>0,52</td></tr></tbody></table>

Les mesures réalisées montrent dans les métros de Marseille et Toulouse, des teneurs en benzo(a)pyrène inférieures à la valeur de référence dans l'air extérieur pour la population générale qui est de 1 ng/m³.

A Toulouse (ORAMIP, 2012), sur les deux stations Compans Cafarelli et Esquirol, les HAP majoritaires sont :

* en hiver : le fluoranthène (18 à 34 %) et le pyrène (15%). Le phénanthrène représente pour les 2 stations 10 % des 16 HAP analysés. Le profil des HAP est similaire à celui mesurés dans l'atmosphère extérieure.

* en été : le pyrène (17 à 34 %), le fluoranthène (10 à 19 %) et le phénanthrène (10 à 19 %) sont les HAP majoritaires.

A Marseille (ATMO PACA, 2010), les profils de HAP mesurés dans le métro ne sont pas détaillés, une analyse est effectuée sur la variabilité journalière et saisonnière des teneurs en benzo(a)pyrène.
A Rouen (Air Normand, 2005), les mesures réalisées durant l'hiver 2004 sur le quai central de la gare SNCF montrent des concentrations en HAP en moyennes journalières de 133 à 155 ng/m³, celles-ci sont nettement plus élevées que celles mesurées dans les métros de Toulouse et Marseille. Le phénanthrène constitue le HAP majoritaire (83 à 97 ng/m³), viennent ensuite le fluoranthène et le pyrène (respectivement 16 à 21 et 11 à 14 ng/m³). Le benzo(a)pyrène varie sur les 4 jours de mesure de 1,4 à 2,2 ng/m³. En moyenne sur les 4 jours de mesure, la concentration en benzo(a)pyrène est de 1,93 ng/m³ en 2004 et de 1,07 ng/m³ en 2011 (Air Normand, 2011), ces concentrations en benzo(a)pyrène sont supérieures à la valeur de référence pour l'air extérieur (1 ng/m³).

## Discussion

Les mesures recensées en France ne montrent pas de dépassement des valeurs de référence définies pour l'air atmosphérique et la population générale sur les 2 sites de métro (Toulouse en 2012 et Marseille en 2010), mais des dépassements sont notés en gare SNCF de Rouen (2005), les concentrations en benzo(a)pyrène en 2011 sont réduites possiblement du fait de la mise en place de ventilateurs supplémentaires.

Cependant, peu de mesures ont été recensées rendant difficile toute généralisation.

Etant associés à la combustion, dans les métros leur origine est vraisemblablement liée la qualité de l'air extérieur alimentant l'air des enceintes.

## LES POLLUANTS ORGANIQUES PERSISTANTS

Les mesures réalisées dans le cadre du projet EPOP en 2013 sur une enceinte ferroviaire souterraine, sont présentées ci-dessous (ADEME, 2015). Elles concernent les formes gazeuses et particulaires de ces polluants. Les prélèvements par méthode active ont été conduits sur trois périodes automnales et trois périodes hivernales, les concentrations moyennes par saison sont données ci-dessous :

* Somme des 8 phtalates :
  Fraction particulière 40-43 ng/m³ / fraction gazeuse :70-92 ng/m³ (automne-hiver);

* Somme des 15 HAP :
  Fraction particulière 1,2-1,2 ng/m³ / fraction gazeuse :8-25 ng/m³ (automne-hiver);
  Les composés majoritaires étant en automne comme en hiver l'acénaphtène, le fluorène et le phénanthrène sous forme gazeuse;

* Somme des 7 PCB indicateurs (polychlorobiphényls) :
  Fraction particulière 0,06-0,03 ng/m³ / fraction gazeuse :1,1-0,9 ng/m³ (automne-hiver);

* Somme des 8 PBDE (polybromodiphénylethers) :
  Fraction particulière 0,05-0,11 ng/m³ / fraction gazeuse :0,026-0,005 ng/m³ (automne-hiver);

* PeCB (Pentachlorobenzène) :
  Fraction particulière 0,002-0,000 ng/m³ / fraction gazeuse :0,63-0,08 ng/m³ (automne-hiver);

* HCB (Hexachlorobenzène) :
  Fraction particulière 0,001-0,001 ng/m³ / fraction gazeuse :0,10-0,12 ng/m³ (automne-hiver).

Ne s'agissant pas de polluants communément recherchés dans les enceintes ferroviaires souterraines, la recherche bibliographique d'autres données sur ces polluants n'a pas été conduite.
## Sources dans les environnements ferroviaires semi-ouverts

Les sources de COV de type HAM (BTEX) sont en général les combustions domestiques, le tabagisme et les produits de construction, décoration et d'entretien (solvants...). Pour le benzène en particulier compte tenu des réglementations sur les produits et matériaux de construction, en l'absence de combustion, il n'y a pas de source interne, il provient de l'environnement extérieur. La présence de benzène dans l'air ambiant (extérieur) résulte des échappements de gaz automobile, des rejets industriels et de la combustion (dont en zone urbaine la combustion bois).

Les sources d'aldéhydes (dont le formaldéhyde) sont essentiellement dans les environnements intérieurs associées aux produits de constructions et d'ameublement (bois agglomérés, contreplaqués et autres produits de revêtements de sol, de mur, etc.). Le formaldéhyde peut également avoir pour sources des produits antiseptiques, additifs antibactériens, produits d'hygiène corporelle ou cosmétiques.

## Données existantes COV hors aldéhydes

### En France

Dor et al. (1995) ont mesuré à Paris des concentrations en toluène associées à différents modes de transport: en extérieur (marche à pied): 110 µg/m³, dans le métro : 100 µg/m³ et dans le bus : 80 µg/m3. L'auteur précise que les concentrations sont ainsi très proches.

Suite aux avis du CHSPF (2005 et 2006), de nombreuses campagnes ont été réalisées dans les gares et enceintes souterraines de différents métros : Toulouse (ORAMIP, 2005), Lyon (COPARLY, 2002), Rennes (Air Breizh, 2005), Rouen (Air Normand, 2001, 2004), Marseille (Atmo PACA, 2010).

Les valeurs sont présentées dans le Tableau 32 ci-après.
<table><caption>Tableau 32. Concentrations en COV dans l'air des métros de Toulouse (2012), Marseille (2010), Rennes (2005) et dans la gare SNCF de Rouen (2005)</caption><thead><tr><td>Site et source</td><td>Lieu de mesures</td><td>Concentrations en Benzène (µg/m3)</td><td>Autres COV concentrations (µg/m3)</td><td>Information sur la ventilation</td><td>Interprétations de l'auteur</td></tr></thead><tbody><tr><td>Toulouse (ORAMIP, 2004 à 2012)</td><td>Sur les quais de différentes stations de métro &amp;, dans les rames</td><td>quai (moyenne 2007-2012) 1,4 à 4<br/>quai (2012) : 2 à 2,4<br/>rames (2012) 1,7 à 3,1</td><td>Toluène (2004)<br/>Quai ma = 8<br/>µg/m³</td><td>Oui (rapport 2012)</td><td><b>Benzène</b> : Teneurs voisines entre quais et rames, peu de variation au cours du temps. Source externe principale mais source secondaire potentielle à l'étude : produits d'entretien et de maintenance *<br/><b>Toluène</b> (2004) : teneurs plus élevées dans les rames, variabilité temporelle plus importante<br/><b>COV</b> : teneurs maximales aux heures de pointe de la circulation extérieure</td></tr><tr><td>Rennes (Air Breizh, 2005)</td><td>Métro<br/>4 stations, 2 rames et 2 tunnels</td><td>Moyennes hiver &amp; été<br/>Station :0,8 - 1,4<br/>Tunnel : 1,2-1,3<br/>rame :0,9-1</td><td>Moyennes (ts lieux)<br/>T = 2,6 à 6,4<br/>E = 0,5 à 1,3<br/>X = 1,8 à 4,2</td><td>absent</td><td>T : Tunnel > station=rame (proches)<br/>E : rame > tunnel > station (proches)<br/>X rame > tunnel = station (proches)</td></tr><tr><td>Rouen (air Normand, 2002)</td><td>Gare SNCF<br/>Dans le hall et au niveau des voies ferrées</td><td>Moyennes :<br/>3 à 5 µg/m³</td><td>-</td><td>A compléter</td><td>Teneurs en benzènes plus élevées dans le parking souterrain (27 µg/m³)</td></tr><tr><td>Marseille (2010)</td><td>Station Castellane et Saint Charles</td><td>Castellane (Ext : 2,9)<br/>quai :3,3-3,5<br/>commerces :3,5<br/>tourniquet : 3,7<br/>Saint Charles (Ext : 2,4)<br/>quai :2,6<br/>tourniquet : 2,8</td><td>Voir détail infra</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Dans le métro de **Toulouse** (ORAMIP, 2008), les concentrations en benzène sont comparées entre les rames, les stations de métro et les locaux techniques:

* a/ rames hiver = 1,2-2,1 µg/m³; été = 1-2 µg/m³

* b/ stations métro : hiver = 2-5,5 µg/m³; été = 0,7-2,4 µg/m³

* c/ locaux techniques : hiver = 1,7-4,5 µg/m³; été = 0,4-1,8 µg/m³.

Dans le métro de **Marseille** (Atmo PACA, 2010), en plus du benzène présenté dans le tableau ci-avant, le toluène, éthylbenzène et xylènes ont été mesurés sur les quais, au niveau des commerces, au niveau du tourniquet et en extérieur. La localisation des points de prélèvement au niveau des commerces et du tourniquet n'est pas précisée dans le document, les résultats sont cependant intéressants montrant :

* des concentrations en intérieur supérieures à celles en extérieur ;

* les concentrations les plus élevées au niveau des tourniquets (T) puis au niveau des commerces (C) puis au niveau des quais (Q) :

* ✓ toluène (µg/m³) T = 17,2 ; C = 13,6 ; Q = 10 à 13,1 ; en extérieur : 9,8 µg/m³

* ✓ éthylbenzène (µg/m³) T = 3,9 ; C = 3,5 ; Q = 2,8 à 3,3 ; en extérieur : 2,1 µg/m³

* ✓ xylènes (o,m,p) (µg/m³) T = 17,9 ; C = 15,8 ; Q = 12,4 à 15,2 ; en extérieur : 9,1 µg/m³

Les auteurs suspectent que l'extraction de l'air du parking souterrain vers la zone des tourniquets du métro contribue à la dégradation de la qualité de l'air.

<footnote>* l'ORAMIP a réalisé en 2014 une campagne de mesures sur la ligne B du métro toulousain pour évaluer les échanges de pollution entre l'extérieur et l'intérieur de la station (facteurs évoqués influençant les niveaux de concentrations en NO2 dans l'air des stations : densité du trafic automobile, position des prises d'air de ventilation, ventilation visant une température de confort pour les usagers) -> réf : ORAMIP, 2014</footnote>
## A l'international

Gomez-Perales et al. (2004) ont mesuré dans le métro de Mexico des teneurs en benzène légèrement plus faibles dans le métro (4 ppb, soit ~ 13 µg/m³) que dans les différents bus (5 et 6 ppb soit ~ 16 à 19 µg/m³).

Zhang et al. (2012) ont mesuré des teneurs moyennes en benzène et trichloroéthylène plus élevées en intérieur (au niveau des plateformes et mezzanines) qu'en extérieur. Pour les autres hydrocarbures aromatiques (Toluène, éthylbenzène et xylènes) ou halogénés volatils (PCE, CV, CT, pDCB), les teneurs en intérieur et extérieur sont proches. L'origine atmosphérique de ces substances est supposée compte tenu d'une corrélation significative avec le MTBE qui constitue un traceur des émissions automobiles. Le trichloroéthylène (TCE) et le dichlorobenzène (pDCB) ont vraisemblablement des sources internes tandis le PCE serait de source mixte (intérieur et extérieur). Aucune information n'est donnée quant aux modes de ventilation.

Les sources internes évoquées par Zhang et al. (2012), sans analyse de données spécifiques, sont :

* les déodorants utilisés dans les toilettes des mezzanines occupées par des commerces,

* les revêtements de sols et de mur dans les zones commerciales,

* les restaurants et fast food présents dans ces zones.

Les mesures ayant été réalisées dans les enceintes de transport souterrain dans plusieurs pays sont synthétisées dans le Tableau 33 ci-dessous.

<table><caption>Tableau 33. Concentrations en BTEX dans différents métros à l'international (extrait de Zhang et al. 2012)</caption><caption>Table 2 Comparison of the mean BTEX levels with those reported in other subway systems</caption><thead><tr><th rowspan="2">City</th><th rowspan="2">Sampling time</th><th rowspan="2">Locations in subway systems</th><th colspan="4">Concentration (µg/m³)</th><th rowspan="2">Reference</th></tr><tr><th>B</th><th>T</th><th>E</th><th>X</th></tr></thead><tbody><tr><td>Guangzhou, China</td><td>May 2001</td><td>Subway carriages</td><td>7.6</td><td>38</td><td>5.6</td><td>9.3</td><td>Chan et al., 2003</td></tr><tr><td>Hong Kong, China</td><td>Nov 2001 to Mar 2002</td><td>Subway carriages</td><td>3.6</td><td>78.8</td><td>6.6</td><td>10.6</td><td>Lau and Chan, 2003</td></tr><tr><td>Mexico City, Mexico</td><td>Jun 2002</td><td>Subway carriages</td><td>11.4</td><td>62.8</td><td>11.3</td><td>33.3</td><td>Shiohara et al., 2005</td></tr><tr><td>Sao Paulo, Brazil</td><td>Jun 2005</td><td>Subway carriages</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>Fujii et al., 2007</td></tr><tr><td rowspan="10">Berlin, Germany</td><td rowspan="10">Summer and winter, 1995</td><td>CLI platform</td><td>5.7</td><td>22.7</td><td>4.7</td><td>11.9</td><td rowspan="10">Fromme et al., 1997</td></tr><tr><td>CLI mezzanine</td><td>5.6</td><td>22.2</td><td>5.6</td><td>13.1</td></tr><tr><td>CLI outdoor</td><td>5.7</td><td>22.8</td><td>4.7</td><td>12.2</td></tr><tr><td>PSE line1 platform</td><td>4.1</td><td>16.8</td><td>2.7</td><td>7.2</td></tr><tr><td>PSE mezzanine</td><td>4.4</td><td>17.8</td><td>2.6</td><td>6.7</td></tr><tr><td>PSE outdoor</td><td>4.3</td><td>21.3</td><td>2.9</td><td>7.6</td></tr><tr><td>PSE line3 platform</td><td>3.8</td><td>18</td><td>2.7</td><td>6.9</td></tr><tr><td>Subway carriages</td><td>5.4</td><td>33</td><td>5.5</td><td>20.4</td></tr><tr><td>Subway carriages</td><td>7.4</td><td>31</td><td>5.4</td><td>16.7</td></tr><tr><td>Subway carriages</td><td>6.9</td><td>30.8</td><td>2.5</td><td>13.4</td></tr><tr><td rowspan="3">Boston, USA</td><td rowspan="3">Nov 1989 to Jan 1990</td><td>Platform</td><td>11.8</td><td>37.2</td><td>17.9</td><td>30.7</td><td>Chan et al., 1991</td></tr><tr><td>Mezzanine</td><td>8.9</td><td>40.2</td><td>20.7</td><td>29.3</td><td rowspan="2">This study</td></tr><tr><td>Outdoor</td><td>6.8</td><td>32.2</td><td>8.1</td><td>14</td></tr><tr><td>Shanghai, China</td><td>Jul 2007</td><td>Subway carriages</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

B: benzene; T: toluene; E: ethylbenzene; X: xylenes

## Discussion

En France, les mesures réalisées ne mettent pas en évidence de problématique particulière par rapport aux COV, leur présence est principalement associée à une source externe mais peut être également potentiellement induite par une entrée d'air provenant de zones où les COV sont en concentrations plus importantes (un parking souterrain dans le cas de Castellane à Marseille) ou des émissions des matériaux et produits d'entretien.
Le benzène est présent à des concentrations dans l'air des enceintes à des concentrations pouvant être supérieures à l'objectif de qualité de 2 µg/m³ en moyenne annuelle mais ne dépasse pas la valeur limite annuelle qui est de 5 µg/m³ (décret n°2002-213 du 15 février 2002).

D'un autre côté, parmi les COV, le benzène est l'une des substances objet de la surveillance de la qualité de l'air intérieur des ERP<fnref n="15" />. A ce titre, sa mesure dans les ERP de type gare pourrait un jour être préconisée. La surveillance de la qualité de l'air intérieur concerne :

- en 2018, les écoles élémentaires

- en 2020, les accueils de loisirs et les établissements du second degré,

- en 2023, les autres ERP concernés

## Données existantes - aldéhydes

### A l'international

Pour le formaldéhyde, le bulletin AirPur n°74 (Hanoune, 2008) présente des niveaux de concentrations mesurées dans différentes études (1 ppb = 1,23 µg/m³) :

- métro de Boston (Chan et al., 1991) :3,7 ppb en moyenne ;

- métro de Mexico (Shiohara et al., 2005) : 10 à 23 ppb et 16 ppb en moyenne ;

- métro de Beijing (Pang and Mu, 2007) : 10,6 – 76,4 et 15,4 ppb en moyenne.

Les teneurs en formaldéhyde sont liées à la cigarette, l'utilisation de désodorisant (formaldéhyde issu de la réaction entre les terpènes des désodorisants et l'ozone) et à la combustion de carburant des véhicules (avec des émissions plus élevées pour les véhicules au gazole qu'à l'essence). Compte tenu des différences de pratique entre les pays et des évolutions de pratiques dans le temps, la transposition de ces mesures au contexte français est délicate.

Feng et al. (2010) ont réalisé des mesures de concentrations en aldéhydes dans les stations et les trains du métro de Shanghai. Elles sont présentées dans le tableau ci-dessous.

<caption>Tableau 34. Concentrations en aldéhydes dans 6 stations du réseau de transport de Shanghai (extrait de Feng et al. 2010)</caption>

<table><caption>Table 2
Carbonyls concentrations (µg m⁻³) of six selected subway stations and subway trains of three lines.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Compounds</th><th colspan="2">S-S(N=15)</th><th colspan="2">M-S(N=15)</th><th colspan="2">L-S(N=20)</th><th colspan="2">Line 1 (N=10)</th><th colspan="2">Line 2 (N=10)</th><th colspan="2">Line 3 (N=10)</th></tr><tr><th>Mean ± SD</th><th>Range</th><th>Mean ± SD</th><th>Range</th><th>Mean ± SD</th><th>Range</th><th>Mean ± SD</th><th>Range</th><th>Mean ± SD</th><th>Range</th><th>Mean ± SD</th><th>Range</th></tr></thead><tbody><tr><td>Formaldehyde</td><td>21.2 ± 5.16</td><td>13.5-28.8</td><td>24.9 ± 3.96</td><td>14.7-30.2</td><td>31.7 ± 2.76</td><td>25.5-35.6</td><td>12.8 ± 2.99</td><td>5.89-18.6</td><td>14.3 ± 3.54</td><td>6.15-10.7</td><td>9.87 ± 2.11</td><td>5.71-12.6</td></tr><tr><td>Acetaldehyde</td><td>12.3 ± 3.58</td><td>6.46-18.4</td><td>16.3 ± 3.05</td><td>9.89-20.7</td><td>20.6 ± 2.63</td><td>16.4-24.7</td><td>15.9 ± 4.07</td><td>6.14-18.7</td><td>17.4 ± 3.74</td><td>7.91-20.9</td><td>12.6 ± 2.81</td><td>6.58-15.7</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>12.1 ± 3.46</td><td>5.75-17.3</td><td>15.3 ± 2.06</td><td>10.3-18.5</td><td>17.4 ± 2.29</td><td>13.6-20.8</td><td>8.55 ± 2.52</td><td>4.41-12.6</td><td>10.2 ± 2.25</td><td>5.21-13.6</td><td>8.21 ± 1.74</td><td>4.70-10.6</td></tr><tr><td>Propionaldehyde</td><td>3.96 ± 1.33</td><td>1.56-5.78</td><td>3.49 ± 1.13</td><td>2.04-5.15</td><td>3.01 ± 1.14</td><td>1.48-4.80</td><td>1.98 ± 0.79</td><td>0.89-3.31</td><td>2.36 ± 0.85</td><td>0.78-3.85</td><td>1.15 ± 0.45</td><td>0.45-2.15</td></tr><tr><td>Acrolein</td><td>0.70 ± 0.18</td><td>0.43-0.97</td><td>0.82 ± 0.36</td><td>0.51-1.02</td><td>1.11 ± 0.39</td><td>0.91-1.27</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>0.26<sup>a</sup></td><td>Nd-0.38</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td>n-Butyraldehyde</td><td>3.82 ± 1.52</td><td>1.79-8.27</td><td>2.42 ± 0.92</td><td>1.26-3.80</td><td>3.26 ± 1.47</td><td>1.86-5.67</td><td>1.25 ± 0.40</td><td>0.67-2.01</td><td>2.43 ± 0.96</td><td>1.28-4.73</td><td>1.03 ± 0.31</td><td>0.67-1.66</td></tr><tr><td>Isovaleraldehyde</td><td>0.86 ± 0.26</td><td>0.32-1.26</td><td>0.99 ± 0.43</td><td>0.57-2.32</td><td>0.91 ± 0.38</td><td>0.31-1.33</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>0.19<sup>b</sup></td><td>Nd-0.19</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td> Crotonaldehyde</td><td>1.88 ± 0.36</td><td>1.31-2.45</td><td>2.55 ± 0.27</td><td>2.16-2.96</td><td>2.60 ± 0.44</td><td>1.93-3.24</td><td>0.48 ± 0.16</td><td>0.25-0.91</td><td>0.62 ± 0.21</td><td>0.32-0.88</td><td>0.37 ± 0.17</td><td>0.16-0.79</td></tr><tr><td>Valeraldehyde</td><td>5.05 ± 1.38</td><td>2.15-6.91</td><td>4.47 ± 1.29</td><td>2.87-6.39</td><td>3.43 ± 1.04</td><td>2.13-5.09</td><td>2.57 ± 0.77</td><td>1.31-4.12</td><td>3.78 ± 1.09</td><td>2.89-5.71</td><td>2.21 ± 0.89</td><td>1.20-3.64</td></tr><tr><td>Hexaldehyde</td><td>2.54 ± 0.80</td><td>1.14-3.66</td><td>2.47 ± 0.58</td><td>1.77-3.49</td><td>2.28 ± 0.41</td><td>1.37-2.78</td><td>1.25 ± 0.54</td><td>0.51-2.22</td><td>1.92 ± 0.94</td><td>0.96-3.45</td><td>0.97 ± 0.28</td><td>0.57-1.42</td></tr><tr><td>Cyclohexanone</td><td>1.94 ± 0.37</td><td>1.36-2.54</td><td>2.49 ± 0.35</td><td>1.64-2.88</td><td>2.18 ± 1.16</td><td>0.88-3.57</td><td>1.05 ± 0.17</td><td>0.66-1.35</td><td>1.43 ± 0.31</td><td>0.87-2.28</td><td>0.85 ± 0.20</td><td>0.47-1.10</td></tr><tr><td>Heptaldehyde</td><td>2.53 ± 0.79</td><td>1.12-3.61</td><td>1.17 ± 0.59</td><td>0.60-2.38</td><td>1.37 ± 0.49</td><td>0.74-2.06</td><td>1.51 ± 0.35</td><td>0.75-3.69</td><td>1.83 ± 0.78</td><td>0.59-2.87</td><td>1.12 ± 0.40</td><td>0.62-1.75</td></tr><tr><td>Octylaldehyde</td><td>2.69 ± 0.54</td><td>1.91-3.57</td><td>2.65 ± 0.87</td><td>1.55-4.05</td><td>1.66 ± 0.45</td><td>1.15-2.44</td><td>1.28 ± 0.27</td><td>0.81-1.77</td><td>1.47 ± 0.55</td><td>0.51-2.08</td><td>1.19 ± 0.31</td><td>0.59-2.13</td></tr><tr><td>Benzaldehyde</td><td>1.77 ± 0.53</td><td>1.94-2.62</td><td>2.61 ± 0.67</td><td>1.63-3.99</td><td>2.02 ± 0.51</td><td>1.25-2.56</td><td>1.43 ± 0.50</td><td>1.16-2.54</td><td>1.62 ± 0.66</td><td>0.36-2.16</td><td>1.40 ± 0.42</td><td>0.81-2.25</td></tr><tr><td>Nonylaldehyde</td><td>3.65 ± 0.63</td><td>2.69-4.67</td><td>3.77 ± 1.33</td><td>1.91-5.69</td><td>2.57 ± 0.47</td><td>1.72-3.11</td><td>1.91 ± 0.74</td><td>1.46-3.79</td><td>2.36 ± 1.02</td><td>1.13-4.25</td><td>2.21 ± 0.87</td><td>1.09-3.76</td></tr><tr><td>o-Tolualdehyde</td><td>0.79 ± 0.21</td><td>0.33-1.11</td><td>0.71 ± 0.28</td><td>0.50-1.33</td><td>0.49 ± 0.13</td><td>0.25-0.65</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td>m-Tolualdehyde</td><td>0.45 ± 0.12</td><td>0.19-0.64</td><td>0.69 ± 0.11</td><td>0.51-0.84</td><td>0.71 ± 0.12</td><td>0.53-0.92</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td>p-Tolualdehyde</td><td>0.90 ± 0.24</td><td>0.381-2.77</td><td>1.2 ± 0.31</td><td>0.88-1.32</td><td>1.16 ± 0.26</td><td>0.64-1.46</td><td>0.27<sup>c</sup></td><td>Nd-0.41</td><td>0.32<sup>d</sup></td><td>Nd-0.59</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td>Decylaldehyde</td><td>1.11 ± 0.19</td><td>0.82-1.43</td><td>2.01 ± 0.48</td><td>1.59-3.13</td><td>1.98 ± 0.55</td><td>1.01-2.72</td><td>1.07 ± 0.44</td><td>0.41-2.14</td><td>1.35 ± 0.46</td><td>0.77-2.48</td><td>0.54 ± 0.27</td><td>0.19-0.89</td></tr><tr><td>2,5-Dimethylbenzaldehyde</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td><td>Nd</td></tr><tr><td>Total</td><td>80.2 ± 21.6</td><td>45.2-115</td><td>91.1 ± 19.1</td><td>56.8-120</td><td>101 ± 17.1</td><td>73.7-124</td><td>53.3 ± 14.7</td><td>25.4-78.2</td><td>63.8 ± 17.4</td><td>29.7-90.9</td><td>43.7 ± 11.2</td><td>23.8-60.4</td></tr></tbody></table>

N: number of samples; Mean: arithmetic mean; SD: standard deviation; Nd: not detected; S-S: small scale station, including Shanghai Circus World station (S1) and North Zhongshan Road station (S2); M-S: medium scale station, including Xujiazui station (S3) and Lujiazui station (S4); L-S: large scale station, including People Square station (S5) and Zhongshan Park station (S6).

En France, peu de mesures ont été réalisées à notre connaissance.

<footnote>a Two samples average.</footnote>

<footnote>b Only one sample.</footnote>

<footnote>c Three samples average.</footnote>

<footnote>d Four samples average.</footnote>

<footnote n="15">¹⁵ La loi n°2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement. Cette loi impose la surveillance de la « qualité de l'air dans certains ERP déterminés par décret en Conseil d'Etat lorsque la configuration des locaux ou la nature du public le justifie ». Les ERP sont définis à l'article R123-2 du code de la construction et de l'habitation, il s'agit de lieux publics ou privés accueillant des clients ou utilisateurs autre que les employés. Les enceintes de transport ferroviaire souterrain sont des ERP.</footnote>
Dans le RER A, les mesures en formaldéhyde réalisées (Air Parif, 2010) montrent des teneurs faibles, légèrement supérieures à celles mesurées en extérieur qui sont de 2,5 µg/m³ en moyenne. Les écarts entre le rez-de-chaussée (2,6 à 3 µg/m³), salles d'échanges (4,3 à 4,8 µg/m³) et le quai (3,5 µg/m³ en moyenne) sont par ailleurs également faibles.

## Discussion

Les mesures réalisées en France dans le RER A montrent des teneurs en formaldéhyde faibles et inférieures aux valeurs de gestion de la qualité de l'air. Cependant, le nombre peu élevé d'études spécifiques ne permet pas de statuer sur les concentrations en aldéhydes dans l'air des enceintes de transport souterrain.

S'agissant d'une des deux substances ciblé par la surveillance de la qualité de l'air des ERP (loi n°2010-788 du 12 juillet 2010)°, dans les enceintes où des sources émissives pourraient être rencontrées et les populations présentes sur des durées significatives, sa mesure dans les ERP de type gare pourrait un jour être préconisée.

# LE CO ET LES NOₓ

## Sources dans les environnements ferroviaires semi-ouverts

Le CO et les NOx sont des produits de combustion, le NO₂ étant produit à partir de l'oxydation du NO dans l'atmosphère. Les sources majeures peuvent donc en être les foyers de combustion pour l'industrie, le chauffage, les rejets d'échappement des véhicules et la fumée de cigarette.

Il est interdit de fumer dans le transport collectif, par ailleurs, le matériel roulant est généralement électrique. Ainsi, l'origine du CO, du NO et du NO₂ est à relier à des sources de combustion internes aux enceintes que peuvent être la combustion dans des commerces de restauration et les rejets d'engins de chantier et à des sources externes (qualité de l'air extérieur entrant dans les stations).

Dans l'air extérieur, les rayonnements UV associés à des températures élevées engendrent la destruction des oxydes d'azote et permettent la formation de l'ozone. Dans les enceintes souterraines cette réaction ne peut se produire du fait de l'absence de rayonnement UV. Le dioxyde d'azote n'étant pas détruit par photochimie, les teneurs en oxydes d'azote sont alors plus élevées que dans l'air extérieur.

## Données existantes

A l'international, les données sur les teneurs en CO dans les transports en commun souterrains sont assez peu nombreuses comparées à celles disponibles pour les PM.

Les mesures réalisées montrent des niveaux de CO variant de 1,5 à 7 ppm en moyenne : Taipei : 0,3-0,48 ppm (Cheng and Yan, 2011) ; Gwangzhou : 3 ppm (Chan et al., 2002) ; Hong Kong : 1,5 ppm (Chan et al., 1999) ; Paris : 2 ppm (Dor et al., 1995) ; Mexico : 7 ppm (Gomez-Perlas et al., 2004).

Dor et al. (1995) ont mesuré à Paris, des concentrations nettement plus faibles en CO dans le métro (2 ppm) que dans l'air extérieur (marche à pied : 5 ppm) et dans le bus (4 ppm).

Le rapport des teneurs en CO entre l'air dans les enceintes et l'air extérieur permet de faire ressortir une corrélation significative (Cheng et Yan, 2011) confirmant une origine atmosphérique du CO. Cela rejoint les mesures faites par Dor et al (1995) et Chan et al. (1999). Ce dernier montrant en effet une décroissance entre les teneurs en CO, COV et NOx mesurées dans les minibus, bus trolley et celles dans les métros et trains.

## En France

En France, les mesures en CO et NO et NO₂ sont assez nombreuses, les campagnes réalisées dans les enceintes de transport ferroviaires intègrent en effet de manière quasi-systématique ces polluants. Les mesures ayant pu être réalisées sont présentées dans le tableau suivant. Il est à noter que les 3 stations suivies par le réseau Squale intègrent la mesure du NO₂.
<table><caption>Tableau 35. Concentrations en CO, NO et NO₂ mesurées dans les transports souterrains en France</caption><thead><tr><td>Site et source</td><td>Lieu de mesures</td><td>Concentrations en CO (µg/m³)</td><td>Concentrations en NO/NOx (µg/m³)</td><td>Information sur la ventilation</td><td>Interprétations de l'auteur</td></tr></thead><tbody><tr><td>Marseille (Atmo PACA, 2010)</td><td>Castellane et Saint Charles, quai du métro</td><td>Moyenne : 400 comparables à l'extérieur</td><td>Castellane NO₂ moyenne : 37-38<br/>Saint Charles NO₂ moyenne : 36</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Toulouse (ORAMIP, 2004 à 2012)</td><td>Sur les quais de différentes stations de métro</td><td>-</td><td>Moyenne (NO₂) : 25 à 52</td><td>Oui (rapport 2012)</td><td>Source extérieur du NO₂</td></tr><tr><td>Rennes (Air Breizh, 2005)</td><td>Métro<br/>4 stations, 2 rames et 2 tunnels</td><td>Moyenne quai :<br/>384 (h)-243 (e)</td><td>NO₂ Eté-Hiver<br/>Station :16/24-25/30<br/>Tunnel :3/4-15/19<br/>rame : 10-18/19</td><td>Absent</td><td></td></tr><tr><td>Rouen (air Normand, 2005 et 2011)</td><td>Gare SNCF<br/>Dans le hall et au niveau des voies ferrées</td><td></td><td>NO₂ moyenne quai :<br/>81 (ext x2) en 2004<br/>NO₂ moyenne quai :<br/>114 en 2011</td><td>Absent</td><td>Le suivi en continu du NO₂ en 2011 a montré la réduction des concentrations la nuit et le week-end et un lien lors de certains épisodes avec le préchauffage des automoteurs thermiques diesel.</td></tr><tr><td>Lille (2010)</td><td>Quai Lille Flandre et quai république</td><td>CO : moyenne<br/>390 à 970 (ext. 470)</td><td>NO : Moyennes 14 à 22 (en ext. 9 à 36)<br/>NO₂ : moyennes 12 à 29 (en ext. 41 à 53)</td><td>Absent</td><td>Pour les NOx et le CO, la qualité de l'air extérieur lors de conditions météorologiques défavorables a une influence directe sur la qualité de l'air sur les quais. Dans une moindre mesure, les travaux de nuit constituent une source.</td></tr><tr><td>Lyon (COPARLI, 2002)</td><td>Quai station Bellecour</td><td>Moyenne : 880 comparables à l'extérieur</td><td>NO₂ - moyenne : 39 comparables à l'extérieur</td><td>Absent</td><td></td></tr><tr><td>Paris Alrparif -RATP (2010)</td><td>RER A gare Auber</td><td>Moyennes<br/>Quai : 45<br/>Salle d'éch. : 58-60<br/>RdC : 59<br/>Ext : 64</td><td>NO₂ Moyennes<br/>Quai : 45<br/>Salle d'éch. : 58-60<br/>RdC : 59<br/>Ext : 64</td><td>Absent</td><td>Intérêt de la gare (nbx niveaux souterrains, interconnexion métro RER E et salle d'échange souterraine avec nombreux commerces<br/>NO₂, CO, PM₁₀, PM₂.₅, HCHO<br/>Conditions météorologiques mesurées lors des campagnes (indice QA et vent)</td></tr><tr><td>Paris Alrparif -RATP (2009)</td><td>Métro L8 Faidherbe Chaligny (hiver 2008) 2 point sur le quai</td><td>-</td><td>Moyenne (hiver)<br/>NO : 56-60 µg/m³<br/>NO₂ 59-64 µg/m³</td><td>Absent</td><td>Station simple sans correspondance disposant d'un système de ventilation.<br/>NO₂, NOX, PM<br/>Conditions météorologiques mesurées lors des campagnes (indice QA et vent)</td></tr><tr><td>Réseau SQUALES RATP</td><td>Quai de métro (L1-L4) et RER A (auber)</td><td>-</td><td>Moyennes NO₂ (2006-2013) :<br/>L1 : ~60 - 80<br/>L4 : ~45 - 70<br/>RERA : ~42 - 62</td><td>Absent</td><td>Lecture graphique des valeurs, à prendre avec précaution</td></tr></tbody></table>

Nc : non communiqué

Dans le métro de Toulouse, les concentrations en NO₂ sont comparées entre les rames, les stations de métro et les locaux techniques (ORAMIP, 2008) :

* a/ rames hiver = 8-29 µg/m³ ; été = 25-55 µg/m³

* b/ stations métro : hiver = 23-60 µg/m³; été = 21-64 µg/m³

* c/ locaux techniques<fnref n="16" /> : hiver = 16-43 µg/m³; été = 13-46 µg/m³

<footnote n="16">¹⁶ Les locaux techniques ne sont pas reliés à la ventilation mécanique amenant dans les stations de métro des masses d'air extérieur. En outre, ces salles sont fermées, les masses d'air sont peu renouvelées de l'air des stations de métro plus chargés en polluants.</footnote>
Au-delà des valeurs moyennes, les amplitudes de variations de concentrations peuvent être importantes, à Lille par exemple (Atmo Nord Pas de Calais, 2010), les concentrations maximales horaires et journalières mesurées sont respectivement de :

* 356 à 1688 et 86 à 214 µg/m³ en NO,

* de 45 à 576 et 34 à 57 µg/m³ en NO₂,

* de 1,5 à 19,2 et 1,12 à 2,36 mg/m³ en CO.

## Discussion

Le CO, NO et NO₂ sont des traceurs de la qualité de l'air extérieur pour les modes de transports sans combustion.

En comparaison aux valeurs de référence dans l'air atmosphériques (il n'existe pas de référence spécifique pour l'air des enceintes de transport ferroviaire), les mesures réalisées montrent :

* des moyennes horaires en NO₂ qui peuvent dépasser à certains moments les seuils d'informations pour les personnes sensibles (200 µg/m³) et les seuils d'alerte de la population (400 µg/m³)

* l'absence de dépassement des valeurs de référence pour le CO sur les périodes horaire et journalière.

Pour le monoxyde d'azote (NO), il n'existe pas de valeur de référence pour la population générale.

# LES MICROORGANISMES

## Sources et données existantes

Les facteurs principaux affectant la croissance de champignons dans l'environnement intérieur sont l'humidité et les sources de carbone (Hoseini, 2013). Les bioaérosols sont globalement affectés par l'activité humaine et la densité de population (Hoseini, 2013).

Des corrélations positives avec l'humidité (Kawasaki et al. 2010, Hoseini et al. 2013) et la densité humaine (Kim et al 2011) ont été mises en évidence sur les plateformes de transport urbain souterrains.

Les différences de concentration entre l'atmosphère extérieure, les trains, plateformes et l'espace de commercialisation (office area) ont été mesurées dans le métro de Téhéran par Hoseini et al. 2013 qui montrent que pour l'ensemble des espèces analysées, les concentrations en spores sont plus importantes en intérieur qu'en extérieur (154 à 197 CFU/m³). En intérieur, sur deux stations investiguées c'est soit la zone commerciale (673 à 766 CFU/m³) soit la plateforme (241 à 1017 CFU/m³) qui présente les plus importantes concentrations tandis que dans les trains, les concentrations sont intermédiaires (387 et 497 CFU/m³) respectivement pour un train récent et ancien.

<caption>Tableau 36. Concentrations en microorganismes dans différentes enceintes souterraines à Téhéran (extrait de Hoseini et al. 2013)</caption>

Table 1 Concentrations of airborne fungi at different sampling locations

<table><thead><tr><th rowspan="2">Station</th><th rowspan="2">Point of sampling</th><th rowspan="2">Number of samples</th><th colspan="4">Total airborne fungi (CFU/m³)</th></tr><tr><th>Min</th><th>Max</th><th>Mean</th><th>S.D</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Imam Khomeini</td><td>Platform</td><td>19</td><td>487</td><td>1,402</td><td>1,017.50</td><td>244.26</td></tr><tr><td>Office area</td><td>19</td><td>127</td><td>1,060</td><td>673.47</td><td>271.70</td></tr><tr><td>Outdoor</td><td>19</td><td>21</td><td>275</td><td>154.57</td><td>78.05</td></tr><tr><td rowspan="3">Sadeghiye</td><td>Platform</td><td>19</td><td>53</td><td>512</td><td>241.68</td><td>125.18</td></tr><tr><td>Office area</td><td>19</td><td>441</td><td>1,095</td><td>766.00</td><td>197.55</td></tr><tr><td>Outdoor</td><td>19</td><td>14</td><td>589</td><td>197.89</td><td>134.32</td></tr><tr><td rowspan="2">Trains</td><td>New</td><td>19</td><td>71</td><td>756</td><td>387.42</td><td>214.72</td></tr><tr><td>Old</td><td>19</td><td>123</td><td>919</td><td>497.47</td><td>243.34</td></tr></tbody></table>
De nombreux autres auteurs ont conduit des mesures de teneurs en bioaérosols dans l'air des enceintes de transport souterrain à travers le monde, plus de 15 références sont mentionnées par Dybwad et al. 2014.

<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>**Fig. 1** Descriptive comparison of airborne fungi concentration between different subway stations</figcaption></figure>

Dybwad et al. (2014) ont mis en évidence sur une station de métro d'Oslo, la variation substantielle des niveaux de bactéries dans l'air au cours d'une journée de 0 à 1000 CFU/m³ avec des niveaux supérieurs en journée en présence des usagers constituant la principale source des bactéries. Dubwad et al. (2014) ont par ailleurs étudiés les tailles des bioaérosols en présence.

En France, dans le cadre d'une étude réalisée par la RATP sur les expositions de différents types d'opérateurs (conducteurs de métro ou RER, agents de maintenance et agents de station et de gare), des mesures de concentrations en endotoxines, en fibre et silice cristalline réalisées lors de la campagne pilote montrent (ANSES, 2015) que les teneurs en endotoxines mesurées étaient inférieures à 2 EU/m³ excepté pour 2 prélèvements à environ 6,5 EU/m³. Ces concentrations sont très faibles au regard des valeurs de référence existant dans les logements et les bureaux (voir annexe 1).

## Discussion

En France, L'ANSES dans son rapport d'expertise collective (2015) ne mentionne pas les endotoxines comme nécessitant des investigations complémentaires dans les enceintes de transport ferroviaires.

Les recommandations formulées par Hoseini et al. (2013) pour réduire les concentrations en champignons dans l'air restent génériques :

* augmentation de la densité des trains permettant de réduire la densité humaine sur les quais et dans les trains,

* nettoyage réguliers des environnements intérieurs,

* ajustement de l'humidité relative, de la température et du renouvellement d'air par inspection, modification et mesures régulières sur les dispositifs de ventilation et de climatisation.

Ce dernier point mérite d'être resitué dans les axes d'amélioration de la qualité de l'air car il s'agit de facteurs qui pourraient être impactés par des actions sur la ventilation ou l'isolation aéraulique des lieux de passage des trains avec les quais limitrophes.
## Sources dans les environnements ferroviaires semi-ouverts

La source de silice est notamment le sable utilisé pour augmenter la friction et l'adhérence en freinage d'urgence ou en pente, ainsi que la silice présente dans le ballast. Elle peut donc être remise en suspension par des mouvements de ballast.

Les fibres d'amiante peuvent être contenues dans les matériaux de construction, leur libération provient d'une altération du matériau.

## Données existantes

A Toulouse (ORAMIP, 2005), seul 1 % des particules dans le métro sont constituées de silice cristalline. Des analyses conduites dans les stations de métro de Marseille (Atmo PACA, 2010) ne mettent pas en évidence la présence de ces éléments dans l'air confirmant l'absence de problématique.

Nous n'avons à l'heure actuelle pas recensé d'étude française faisant état de mesure de fibres d'amiante dans l'air des stations de transport ferroviaire souterrain.

Dans le cadre d'une étude réalisée par la RATP sur les expositions de différents types d'opérateurs (conducteurs de métro ou RER, agents de maintenance et agents de station et de gare), des mesures de concentrations en fibre et silice cristalline réalisées lors de la campagne pilote montrent (ANSES, 2015) :

* des teneurs en fibre d'amiante mesurées en microscopie optique à contraste de phase variaient de 0,0021 f/cm³ à 0,1056 f/cm³. Aucune fibre d'amiante n'a été mise en évidence en microscopie électronique à transmission analytique.

* des concentrations variaient et de 0,0009 f/cm³ à 0,0368 f/cm³ pour l'étude des fibres minérales artificielles (< 3 µm de diamètre).

* des concentrations de silice cristalline variaient de 0,2 à 3 µg/m³ (quartz).

Selon l'ANSES (2015), concernant la silice, toutes les concentrations d'exposition disponibles et mesurées dans les réseaux franciliens, lillois et marseillais ne montrent pas de dépassement de la VLEP 8h : 0,1 mg/m³ pour quartz, 0,05 mg/m³ pour cristobalite. Dans les études internationales, la silice a été mesurée dans une étude sur le métro de Rome à des concentrations importantes sans toutefois dépasser les valeurs limites.

Concernant les fibres d'amiante, à l'exception d'une mesure, toutes les concentrations d'exposition disponibles, mesurées dans le réseau francilien en MOCP étaient inférieures à la VLEP contraignante alors en vigueur (0,1 fibre/cm³ sur 1h), la META ne révélant pas la présence d'amiante. Au niveau international, la présence de fibres d'amiante (chrysotile et trémolite, 0,003-0,02 f/cm³) a été observée dans une seule étude sur le métro de Seoul.

Le rapport de l'ANSES (2015) mentionne qu'il est difficile de conclure sur les résultats des prélèvements d'amiante et de silice limités réalisés sur quelques lignes dans l'enquête pilote. Le groupe de travail de l'ANSES sur le sujet recommande « d'améliorer les connaissances ou la disponibilité des données sur l'exposition des travailleurs chargés de la maintenance dans les EFS. En particulier, l'exposition doit être caractérisée pour des polluants dont la toxicité est avérée comme les fibres d'amiante, la silice (...). ».
3.3.3 TOXICITE ET VALEURS DE REFERENCE DANS L'AIR

Pour les polluants présents dans les enceintes de transport souterrain, la toxicité et les valeurs de référence dans l'air (pour la population générale) sont présentés en annexe 1.
## 3.4 Axes d'amélioration

### 3.4.1 SYNTHESE DE L'ETAT DES LIEUX

#### Polluants

En ce qui concerne la réglementation française relative aux enceintes souterraines ferroviaires, il existe des textes relatifs à la qualité de l'air et d'autres au désenfumage et à la ventilation.

Il est à noter que la circulaire DGS n° 2003-314 du 30 juin 2003 préconise aux exploitants des enceintes ferroviaires souterraines de conduire une surveillance de la qualité de l'air portant en particulier sur les concentrations en PM₁₀, en HAM (hydrocarbures aromatiques monocycliques) et en NO₂ (dioxyde d'azote). Avec pour les PM₁₀ une caractérisation des teneurs en métaux (fer, nickel, chrome, manganèse, plomb, cadmium), en silice cristalline, en fibres et en HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques).

En France, suite aux différents avis du CSHPF pour les transports ferroviaires souterrains de la RATP et de la SNCF, le réseau SQUALE conduit la surveillance pour la RATP à Paris en trois lieux pour les particules (PM₁₀ et sur Auber PM₂,₅), le monoxyde d'azote (NO), le dioxyde d'azote (NO₂) et le dioxyde de carbone (CO₂). La SNCF a également conduit des campagnes de mesures 15 jours dans 9 gares représentant 75% de la fréquentation, ainsi que des campagnes de 1 an à 1 an et demi dans 4 gares.

De nombreuses agglomérations ont également conduit depuis 2001 des mesures sur ces substances. Par ailleurs, sur certains métros et gares, des mesures ont porté sur les HAM, les HAP, la granulométrie et composition des particules, mais les références sont pour ces polluants moins nombreuses. Enfin, concernant la silice cristalline et les fibres, les références recensées sont très parcellaires.

L'ensemble des auteurs s'accorde à considérer la pollution particulaire comme le déterminant de la qualité de l'air de ces enceintes. Ainsi, l'étude des axes d'amélioration de la qualité de l'air est orientée plus spécifiquement sur la pollution particulaire.

#### Ventilation

Il existe moins d'informations sur la ventilation que sur la qualité de l'air du fait, probablement, que la ventilation est un moyen alors que la qualité de l'air est un objectif.

Pour la ventilation, des exigences existent pour le désenfumage des tunnels ((Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie, 2011), (JORF, 2007) et (JORF, 2005)) et il y a une valeur minimum de débit d'air neuf par m² de surface pour les enceintes souterraines (JORF, 1978).

La ventilation des espaces ferroviaires souterrains a d'abord été mise en place pour l'évacuation de la chaleur à l'extérieur (Soper, 1908).

La ventilation des gares souterraines est complexe dans le sens où elle est le résultat d'une action naturelle (provoquée par les différences de pression et de température de l'air entre l'intérieur et l'extérieur) et d'une action mécanique (extraction et/ou introduction d'air neuf en tunnel et/ou en station, et effet piston lors des entrées et sorties des trains des tunnels). La circulation des rames contribue également à des déplacements d'air en station du fait de l'effet piston (plus ou moins bien amorti par les systèmes prévus à cet effet) produit par les déplacements des rames dans les tunnels. Dans un réseau de métro (celui de Paris par exemple), toutes les lignes sont interconnectées par les couloirs (avec aussi les lignes du réseau de RER), ce qui a pour conséquence de créer une aéraulique très complexe.

Le sens d'écoulement de l'air généralement adopté est logique puisqu'il fait se déplacer l'air des zones les moins polluées vers celles qui le sont le plus :
- Extraire l'air dans les tunnels et l'introduire au niveau des stations (quais) via les bouches d'entrée en surface et les couloirs.

- Insuffler l'air neuf en station en partie haute et l'extraire sous les quais à proximité de sources d'émissions de polluants (trains). Ce type de dispositif est peu développé en France (un seul exemple sur le RER B et D en gare du Nord a été recensé)

L'introduction mécanique d'air neuf en station permet par ailleurs la climatisation.

Du point de vue du sens logique de l'écoulement de l'air évoqué ci-dessus, la technique utilisée dans le métro de Vienne (Rodler, 2012) apparaît surprenante car la filtration de l'air neuf entrant ne semble pas nécessaire (introduction d'air neuf filtré en tunnel et extraction dans le même tunnel).

Les données relatives au taux de renouvellement d'air sont peu nombreuses. Celles qui sont disponibles dans la littérature indiquent que dans le métro de Paris celui-ci est de l'ordre de 4 à 10 vol/h (RATP, 2015).

## 3.4.2 MOYENS D'AMELIORATION DE LA QUALITE DE L'AIR

Les moyens d'amélioration de la qualité de l'air développés dans le présent paragraphe concernent la source principale des polluants particulaire dans les enceintes de transport ferroviaire étant associée au matériel roulant et au système de freinage

Afin de réduire les concentrations en polluants dans les enceintes souterraines, en particulier les concentrations en particules, il existe plusieurs types d'actions qui peuvent être mises en œuvre séparément ou en parallèle. Elles sont listées ci-après et étudiées dans les paragraphes suivants.

* La réduction des émissions (§3.4.2.1) : la réduction de l'émission associée au matériel, la captation des émissions à la source ou le nettoyage des voies de circulation,

* La réduction des transferts depuis les zones sources vers les zones où les populations sont présentes (§ 3.4.2.2) : la mise en œuvre d'une barrière physique entre la voie et le quai, la limitation des transferts depuis le tunnel et l'extraction mécanique en tunnel ou sous les voies.

* Le traitement de l'air (§ 3.4.2.3) par filtration particulaire. Sont présentés des méthodes de traitement de l'air extrait et le traitement des polluants gazeux.

### 3.4.2.1 REDUCTION DES EMISSIONS

Les émissions de particules sont comme présenté dans le Tableau 23 issues des rails, roues, systèmes de freinage et systèmes d'alimentation électrique (caténaire et pantographe). Les axes de réduction des émissions étudiés dans les paragraphes suivants portent sur le matériel roulant, puis sont étudiés les systèmes permettant la captation des particules à la source (filtration de l'air sous les voitures ou sur les freins) et enfin l'effet du nettoyage des voies.

#### A- MATERIEL ROULANT

##### Emissions de particules des roues, rail et freins

Peu de données sont disponibles dans la littérature sur les émissions des matériaux de frein, des rails et roues en conditions d'exploitation. Si des études sont réalisées par les fournisseurs de matériaux (à
la demande des fabricants et des exploitants), leurs résultats demeurent confidentiels. Ainsi, seules
des données génériques sont présentées ci-dessous.

Il est à noter que la connaissance par les fabricants des émissions de leurs matériaux se fait progressivement. La réduction des émissions n'étant pas l'objectif premier (qui est lié à l'efficacité des systèmes fournis), ce sont les préoccupations environnementales qui guident les optimisations spécifiques des matériaux qui ne peuvent être réalisées au détriment de l'efficacité. Pour exemple, les évolutions progressives des matériaux sans amiante, puis sans plomb.

Nous avons effectué l'interview téléphonique de Miguel Cruz (CETIM) le 25/08/2015. Le CETIM a effectué une étude pour le compte de la société Alstom Transport, dont l'objectif est de caractériser les émissions de poussières et de gaz lors du freinage du tram-train nouvelle génération (CETIM, non daté). Ont été étudiés différents matériaux de freinage, la vitesse du tram-train, la stratégie de freinage, etc., sur les émissions de poussières. Les résultats sont confidentiels.

Le CITEPA évalue les émissions de différentes sources afin d'établir un bilan global des émissions atmosphériques en France. Les chiffres ci-dessous sont issus du rapport OMINEA, CITEPA. Organisation et méthodes des inventaires nationaux des émissions atmosphériques en France, 11ème édition, février 2014) pour le transport ferroviaire.

Ne sont pas repris ici les émissions liés à la combustion (POP, CO, NOx, COV, CO2, CH4, particules), seules sont présentées les émissions liées à l'abrasion mécanique de diverses origines : l'usure des roues, des freins, des rails et l'usure des caténaires et pantographes.

Le rapport (OMINEA, CITEPA, 2014) précise qu'il n'existe pas de valeur précise pour l'abrasion des freins. L'estimation des facteurs d'émission est faite à partir des études de l'OFEFP (BUWAL, 2002) et de CITEPA-IER (2005) :

* Abrasion des freins : TSP = 15,6 g/km parcouru (répartition 32 % PM10, 15 % PM2.5)

* Abrasion des roues et rails : TSP = 6,76 g/km parcouru (répartition 50 % PM10, 15 % PM2.5)

* Usure des caténaires, TSP = 0,16 g/km, il s'agit d'un facteur d'émission proposé (répartition 100 % PM10, 15 % PM2.5). Selon une étude de l'OFEFP (BUWAL, 2002), la part des émissions de poussières liées à l'usure des caténaires représente 1 % de l'émission des TSP pour l'activité transport ferroviaire.

On dispose de peu, voire pas, de données d'émissions de métaux associées à l'usure des caténaires dans la littérature, la seule valeur recensée est issue de Buckowiecki et al. (2006)<fnref n="17" /> : émission de cuivre : 140 µg/km parcouru<fnref n="18" />

En juin 2007 la RATP précise que les niveaux élevés de concentrations en particules à l'intérieur de l'enceinte du métro parisien, seraient causés par les systèmes de freinage du matériel roulant (RATP, 2007), mais aussi par le manque d'efficacité des systèmes de ventilation. Le meulage des rails, effectué régulièrement comme opération de maintenance et avec pour effet de réduire le bruit des trains, serait également responsable d'une partie de la pollution de l'air par les poussières.

## Système de freinage

Le freinage s'accompagne d'émissions de poussières et de chaleur (dissipation d'énergie). Le freinage électrique est une technique qui peut être mise en œuvre lors du freinage et de la décélération : l'énergie dissipée peut être transformée en électricité, celle-ci servant à l'alimentation des batteries (les rames de métro n'en possèdent pas) ou est réinjectée dans les lignes pour alimenter d'autres rames à proximité (à défaut elle est réinjectée dans le réseau). L'électricité ainsi produite est gratuite. C'est le moteur électrique qui permet de transformer l'énergie dissipée en électricité, le moteur fonctionnant alors en mode génératrice.

<footnote n="17">¹⁷ Buckowiecki et al. – Iron, manganese and copper emitted by cargo and passenger trains in Zürich (Switzerland): size-segregated mass concentrations in ambient air, 2006</footnote>

<footnote n="18">¹⁸ Dans le rapport OMINEA, CITEPA (2014), la valeur est 1000 fois plus élevée (140 mg/km), il s'agit vraisemblablement d'une erreur de retranscription à partir de l'article de Buckowiecki et al. 2006.</footnote>
Le freinage électrique ne peut être utilisé pour la totalité du freinage, à faible vitesse (arrivée à quai) le freinage demeure mécanique.

Le freinage électrique permet de réduire la pollution de l'air en diminuant, d'après la RATP<fnref n="19" />, les émissions de poussières de 30 %, et jusqu'à 30 % la consommation énergétique des rames, la RATP a annoncé l'achat de 217 trains MP14 à Alstom (RATP, 2015). Les rames du métro de Lyon sont également équipées de freinage électrique<fnref n="20" /> ainsi que celles du métro de Rennes<fnref n="21" /> et du métro de Lille<fnref n="22" />. Selon Ecosources<fnref n="23" />, l'application aux 24 rames de métro de Rennes permet la récupération de 230 000 kWh par an, soit 11 jours de consommation électrique du métro.

L'ANSES dans son rapport d'expertise collective (ANSES, 2015) précise que l'usure due au freinage et au contact rail roue peut être réduite par l'optimisation du profil de la roue, l'application de lubrifiants, l'optimisation de la conception des voitures et leur allègement, la réduction de la vitesse des trains ou l'utilisation de disques de freins avec des rainures radiales.

# B- CHAPTER LA POLLUTION A LA SOURCE

## Filtration de l'air sous les voitures du métro

Une équipe coréenne a conçu et testé, à l'échelle du laboratoire, un filtre à particules qui pourrait être fixé et utilisé sous les voitures du métro (Bae, 2015). La première partie du travail a consisté en la mesure de la vitesse de l'air et de la concentration en poussières sous les voitures du métro, éléments nécessaires au dimensionnement du filtre : les auteurs ont ainsi remarqué que la vitesse de l'air est égale à 26 % de la vitesse du train et que la concentration en PM₁₀ est comprise entre 247 et 467 µg/m³. Le filtre est dépourvu de ventilateur et utilise le mouvement de l'air créé par le déplacement du métro pour faire circuler et capter les particules à l'intérieur du filtre (constitué en série de persiennes et de déflecteurs) par effets d'inertie (Figure 32, 1).

Parce que le filtre utilise les effets d'inertie, les résultats d'essais effectués en laboratoire (avec de la poussière de silice) ont montré que l'efficacité de filtration augmente lorsque le diamètre des particules augmente et lorsque la vitesse de l'air augmente (Figure 32, 2): l'efficacité du filtre (persiennes + déflecteurs) est égale à 50 % lorsque le diamètre des particules égale 3,8, 3,1, 2,65 et 2,5 µm à respectivement 1, 2, 3 et 4 m/s. L'efficacité sur les PM₁₀ est égale à 52 % à la vitesse de l'air de 2 m/s.

La perte de charge du filtre a également été mesurée : à 4 m/s, 200 Pa pour les persiennes seules et 1000 Pa pour l'assemblage persiennes + déflecteurs.

## Notre avis :

Les valeurs d'efficacité sont modestes et au prix d'une perte de charge élevée. Mais l'avantage de ce filtre est qu'il n'utilise pas d'énergie (c'est le mouvement du train qui créé le déplacement d'air). Par ailleurs, le filtre utilise les effets d'inertie et ne s'encrasse pas (perte de charge constante), la maintenance consiste en la vidange régulière du bac de réception des poussières collectées.

L'étude a permis la conception du filtre à inertie et la conduite d'essais à l'échelle du laboratoire mais l'impact de l'utilisation d'un tel filtre la qualité de l'air intérieur n'est pas documenté. Un tel système nécessite donc vis-à-vis de son intérêt pour l'amélioration de la qualité de l'air des stations de transport ferroviaire souterrain des travaux de recherches complémentaires.

<footnote n="19">¹⁹ http://www.lemonde.fr/planete/article/2014/01/14/l-air-du-metro-pollue-lui-aussi_4347287_3244.html et http://www.alstom.com/fr/press-centre-francais/2014/10/alstom-fournira-12-rames-de-metro-pour-les-lignes-2-5-et-9-du-metro-parisien/</footnote>

<footnote n="20">²⁰ http://fr.calameo.com/read/0040249102cb9fd4c9a98</footnote>

<footnote n="21">²¹ http://www.ecolopop.info/2010/12/rennes-le-metro-equippe-dun-recuperateur-denergie-au-freinage/12439</footnote>

<footnote n="22">²² www.transmission-expert.fr/multimedia/163.pdf</footnote>

<footnote n="23">²³ http://www.ecosources.info/dossiers/Stockage_energie_volant_inertie</footnote>
<figure><img src="image_33.png" /><figcaption>Figure 32 : Principe et efficacité du filtre inertiel sous les voitures (extrait de Bae, 2015)</figcaption></figure>

Une autre équipe coréenne propose d'utiliser sous les voitures des trains, non pas un filtre à inertie, mais un filtre magnétique (Park, 2015). Les auteurs de l'article affirment que ce choix est dicté par le fait que les particules sont, pour 61 à 79 % d'entre elles, constitué de fer (Fe). Ils citent les résultats d'une étude qui aurait montré que l'utilisation de filtres magnétiques installés sous les voitures du métro n'a pas eu d'effets significatifs sur la qualité de l'air car les particules captées sont de diamètre supérieur à 50 µm. Ils proposent alors ici une méthode de dimensionnement d'un filtre magnétique dont l'efficacité de filtration est égale à 100 % sur les particules de diamètre 2,5 µm et plus.

Les caractéristiques dimensionnelles du filtre (Figure ci après) tiennent compte de la section droite du tunnel où circule le train, de la section du train et de l'espace disponible sous le train. Les auteurs affirment que si la moitié des trains sont équipés de ces filtres, la concentration en particules contenant du fer à l'intérieur des tunnels peut être réduite de 75,9 % (de 131,6 à 31,8 µg/m³).

Notre avis :

Si l'utilisation d'un filtre à inertie peut se justifier par le fait que les particules à capter sont assez grosses (PM₁₀), celle d'un filtre magnétique peut se justifier par le fait que les particules ont dans leur grande majorité une composante métallique (Fe). Un tel système nécessite des travaux de recherches complémentaires.
<figure><img src="image_34.png" /><figcaption>Figure 33 : Schéma de principe du filtre magnétique (d'après Park, 2015)</figcaption></figure>

### Filtration de l'air sur les freins

Des travaux menés dans le domaine automobile méritent notre attention. Ainsi, la société française Tallano Technologie développe actuellement un système d'aspiration des particules fines (d < 0,25 µm) émises par le freinage des automobiles ((Auto Plus, 2014) et (CCFA, 2014)). Des travaux sont en cours concernant l'adaptation aux trains.

Le système d'aspiration des particules est fixé aux freins (Figure ci-dessous). Il est composé d'une turbine actionnée par un galet frottant sur le disque lors du freinage et envoyant les poussières dans un carter contenant des filtres. Le dispositif est étudié pour pouvoir être vidé et les filtres remplacés à une fréquence identique à celle des révisions.

<figure><img src="image_35.png" /><figcaption>Figure 34 : Dispositif d'aspiration des poussières sur les roues en développement pour les voitures (d'après Auto Plus, 2014)</figcaption></figure>

La société Tallano Technologie indique sur son site Internet (Tallano Technologie, non daté) que :

* de récentes études scientifiques ont démontré que l'émission de particules fines au freinage des automobiles est 6 fois plus élevée que les émissions d'échappement par un pot catalytique.

* l'aspirateur de particules utilisant la technologie TAMIC® (Figure ci-dessous) peut, après ajustement, être installé sur différents véhicules dont les rames de métro.
* l'aspirateur très léger résiste aux conditions climatiques critiques (pluie, neige, grêle, fortes et faibles températures).

* l'aspirateur capte plus de 90 % des particules émises lors des opérations de freinage, et ne modifie pas les performances des véhicules.

<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Figure 35 : L'aspirateur de particules développé par la société Tallano Technologie (d'après Tallano Technologie (non daté))</figcaption></figure>

La possibilité de mettre en œuvre cette innovation à des fins de captation des particules émises lors du freinage des trains pourra vraisemblablement être envisagée (des études sont en cours sur cet aspect). Cette perspective, si elle nécessite encore à l'heure actuelle des travaux de recherche et de développement pour apprécier son impact sur la captation des particules (réduction des émissions, tailles de particules ...) et la faisabilité de sa mise en œuvre sur des rames de transport collectif pourrait permettre de contribuer à l'amélioration de la qualité de l'air des gares.

## C- NETTOYAGE DES VOIES ET QUAIS

Lors du nettoyage des voies et des quais, les polluants (particules) ne sont pas captés ne sont pas ceux présents dans l'air mai ceux déposés sur les sols. Cette technique vise alors principalement les plus grosses particules.

L'UITP (Union Internationale des Transports Publics) cite dans la liste des actions qui peuvent améliorer la qualité de l'air dans le métro (UITP, 2007), le nettoyage des voies à l'aide d'un train aspirateur. Un train est équipé d'un compartiment pour l'aspiration de l'air et d'un autre pour la filtration (Figure ci-dessous).
<figure><img src="image_37.png" /><figcaption>Filter car</figcaption></figure>

<caption>Suction car</caption>

Principle of a vacuum-train

<caption>**Figure 36 :** Schéma de principe d'un train aspirateur (d'après UIPT, 2007)</caption>

Peu d'études existent concernant l'effet du nettoyage des voies et des quais sur les concentrations en particules dans l'air.

* Johansson and Johansson (2003) ont mis en évidence une réduction des concentrations en particules au niveau du quai (13% et 10% pour les PM₁₀ et PM₂.₅ respectivement) avant et après nettoyage des voies et murs du tunnel d'un métro à Stockholm.

* La SNCF a mené, d'abord en 2002 puis en 2006, des essais d'utilisation d'un train aspirateur pour le nettoyage des voies (SNCF, 2011). Les premiers essais ont dans un premier temps donné des résultats encourageants mais ces bons résultats n'ont par la suite pas été confirmés.

* A Toulouse (ORAMIP, 2012), les mesures réalisées avant et après nettoyage de la station ne montrent pas de réduction des concentrations en PM₁₀. Les auteurs considèrent que les PM₁₀ sont vraisemblablement trop fines pour être éliminées par les techniques de nettoyage utilisées.

Par contre, le nettoyage de la station semble influer sur la composition des particules. Ainsi, les auteurs notent une forte hausse du carbone élémentaire en provenance de l'environnement extérieur et également issu de l'usure des pneumatiques au détriment des espèces ioniques. Il semble ainsi que le nettoyage ait entraîné le ré-envol de particules métalliques (cuivre, baryum, étain et zinc, arsenic et fer) dans l'enceinte de la station, les concentrations en ces éléments étant multipliées d'un facteur 2 à 5.

A l'heure actuelle, les études sur l'effet du nettoyage des voies, bien que peu nombreuses, ne mettent pas en évidence de réduction significative des teneurs en particules.

Le métro de Londres prévoit de mettre en service en 2017 un train pour le nettoyage des voies du métro (London Underground, non daté). Le principe de fonctionnement de ce train repose sur l'utilisation d'un module d'aspiration de l'air et de filtration des poussières (Figure ci-dessous).

<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>**Figure 37 :** Schéma de principe du fonctionnement du futur train de nettoyage des voies du métro à Londres (d'après London Underground (non daté))</figcaption></figure>
Les études recensées tendent à montrer que le nettoyage des voies ne semble pas suffisant pour améliorer significativement la qualité de l'air des enceintes, cependant les études sont peu nombreuses. La réalisation d'études sur l'effet du nettoyage et du mode de nettoyage est nécessaire avant de statuer sur l'efficacité ou non de telles opérations d'entretien (dont peut être le retour d'expérience futur sur le métro de Londres).

### 3.4.2.2 REDUCTION DES TRANSFERTS

#### A- BARRIERE PHYSIQUE ENTRE LA VOIE ET LE QUAI

Les portes entre les voies et le quai (platform screen doors PSD ou platform edge doors PED) sont de plus en plus déployées dans les métros à travers le monde. C'est le cas pour certaines stations des villes de Singapour, New York, San Francisco, Barcelone, Toronto, Dubaï, Sydney, etc. où les portes isolent totalement le quai et les voies (voir Figure 38). Au total 50 métros équipés de PSD sont répertoriés (Metrobits.org, 2016), cependant, ces portes ne sont pas toujours installées sur toute hauteur entre le quai et le plafond de la station.

<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>Figure 38 : Photo de stations équipées d'un PSD (platform screen door) toute hauteur à gauche : métro de Toronto et à droite : métro de Dubaï</figcaption></figure>

Les avantages des PSD évoqués sont les suivants :

- prévenir les chutes et les accès intentionnels de personnes sur les voies.

- permettre aux trains d'entrer en stations à plus grande vitesse.

- réduire sur les quais les courants d'air causés par la circulation des trains.

- rendre les quais plus calmes et plus propres.

- permettre la climatisation des quais à moindre coût dans les climats chauds.

- empêcher les personnes de jeter des objets divers sur les voies et donc réduire les risques d'incendie.

Dans son article de 2008 (Foot, 2008), R. Foot rappelle les motivations qui conduisent à l'installation de tels dispositifs avec au départ un lien entre l'automatisation des lignes de métro et l'installation des PSD. Vis-à-vis des coûts, il est noté par certains auteurs que si le coût de tels dispositifs est
important, il peut être contrebalancé par la réduction des coûts associés au déploiement de rame automatiques (sans conducteurs).

L'amélioration de la qualité de l'air intérieur, pris dans le sens de la concentration en polluants, n'apparaît alors pas comme une des raisons de l'implantation des PSD. Il y a pourtant des études qui ont permis d'établir des liens entre les PSD et la qualité de l'air intérieur.

## Effet sur la réduction des transferts

Il est important de mentionner en préambule que si les publications sont nombreuses sur l'effet des PSD sur les concentrations en particules dans l'air, elles sont souvent difficiles à exploiter par manque d'informations d'une part sur la nature de ces portes (partielle ou toute hauteur) et d'autre part sur les systèmes de ventilation en présence.

Han et al. (2014) ont montré que l'installation des portes a conduit à une réduction significative des concentrations en PM₁₀ sur le quai avec une augmentation en CO₂ traduisant la présence importante de personnes sur les plateformes et la réduction du renouvellement d'air par l'installation de ces portes.

Son et al. (2013) ont quant à eux montré qu'après la mise en place des PSD (toute hauteur), dans les trains les concentrations en PM₁₀ augmentent de près de 30 %, ceci étant lié à l'augmentation des concentrations en particules sur les voies et l'absence de système de filtration de l'air entrant dans les trains. Vis-à-vis des quais, les rapports de concentrations mesurés suggèrent que le mélange entre l'air du tunnel et l'air de la station est très réduit après la mise en place des PSD. Les résultats des mesures montrent que les concentrations médianes en PM₁₀ sont généralement plus élevées dans les tunnels que sur les quais : 35 µg/m³ à l'extérieur, 27 µg/m³ dans la salle d'attente, 30 µg/m³ sur les quais, 96 µg/m³ dans le tunnel Hangnyeoul et 150 µg/m³ dans le tunnel Irwon. Par ailleurs, les concentrations en PM₁₀ dans les tunnels sont généralement plus élevées à mesure que ceux-ci sont plus profonds (peut être lié à une moins bonne ventilation).

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>Figure 39 : Schéma de principe de la station et emplacements des points de mesure (d'après Son et al., 2013)</figcaption></figure>

Kim et al. (2010) ont utilisé une méthode statistique pour traiter les résultats de mesures de concentrations en particules (PM₁₀ et PM₂.₅) dans le métro de Séoul effectuées entre octobre 2007 et avril 2008 (Kim, 2010). L'utilisation de la méthode a permis de montrer que les concentrations en PM₁₀ et PM₂.₅ sur les quais de la station étudiée ont diminué de manière significative après l'installation des PSD (fin 2007). Les auteurs ont comparé la proportion de fer dans les particules de deux stations
(Figure 40) et interprètent la proportion nettement moindre de fer dans la station de Yangjae par l'existence de PSD limitant le transfert des voies vers les plateformes.

<figure><img src="image_41.png" /><figcaption>**Fig. 2.** Average relative abundances (%) of Fe-containing particles for stage 2 samples collected in the Jegidong and Yangjae stations.</figcaption></figure>

**Figure 40 : Réduction des proportions de particules ferriques liée au PSD dans deux stations de métro de Seoul (Kim, 2010)**

Dans une autre publication (Kim, 2012), les auteurs affirment que la concentration en PM₁₀ a baissé de 16 % après l'installation des PSD et que celle des PM₂,₅ a baissé de 12 %, cette dernière baisse n'étant pas significative d'un point de vue statistique.

Le métro de Séoul (Corée du Sud), pour les lignes 5 à 8, est exploité par la société SMRT (Seoul Mteropolitan Rapid Transit). La société SMRT a présenté lors d'une conférence en 2010 (Chung, 2010), l'impact (comparaison avant/après) de l'utilisation des PSD dans le métro de Séoul. Il semble, des photos illustrant les propos, que les PSD soient « toute hauteur » :

- réduction du nombre d'accidents : de 22 à 0 par an,

- réduction de la concentration en particules : de 131 à 80 µg/m³,

- réduction de la consommation d'énergie (ventilation et conditionnement d'air),

- réduction du bruit en station : de 78 à 70 dB(A).

Dans le métro de Barcelone, des mesures de concentrations en PM₂,₅ ont été effectuées en hiver et en été, sur des lignes anciennes et d'autres plus récentes qui utilisent des PSD (Martins, 2015). Les 24 stations (6 lignes de métro différentes) où ont été effectuées les mesures diffèrent par leur ancien nettoyage, l'architecture des tunnels et la présence de PSD dans l'une d'elles. Les résultats des mesures montrent que les concentrations en particules (PM₂,₅) sont :

* corrélées au trafic. Les auteurs notent que les PSD ne constituent pas une barrière étanche entre le tunnel et les quais et que les concentrations en particules sur les quais sont, malgré les PSD, influencées par le trafic ;

* plus faibles (de 50 %) dans les stations équipées de PSD que dans celles qui n'en sont pas équipées (Figure ci-après). Il est à noter que les auteurs n'attribuent pas les plus faibles concentrations en PM₂,₅ dans les nouvelles stations à la seule présence des PSD mais aussi à la ventilation et à la fréquence de passage des trains ;

* plus faibles (de 15 %) dans les voitures que sur les quais (l'air introduit dans les voiture étant filtré)

* plus faibles en été (ventilation plus élevée) qu'en hiver (ventilation plus faible).