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polluants et modéliser ainsi l'impact de ces rejets en intégrant sur le temps les modèles précédents. Cette démarche a été suivie par M. Chin'Ichi Okamoto et Kiyoshige Shiozawa (Validation of an air pollution model for the Kechin Area Atm. Env. 12) et paraît aisément reproductible. 2. Les modèles boîtes De même que l'appréhension des phénomènes par vent nul demande que l'on utilise des modèles bouffées, de même l'application des modèles gaussiens est limitée par la connaissance que l'on peut avoir des rejets à l'atmosphère. Autant il est aisé de connaître relativement bien les rejets émis par chacune des cheminées industrielles, autant il est compliqué de constituer une cartographie précise des rejets domestiques d'une ville. Ainsi donc, si l'on cherche à modéliser la pollution de la ville par elle-même, il est nécessaire de passer à un autre type de modèle dit modèle boîte développé par Hanna et Gifford (Modeling urban air pollution Atm. Env. 7 p 131-136). Cette approche est actuellement examinée et devrait aboutir d'ici quelques mois. Tout conduit à penser que la part de responsabilité qu'a la ville dans sa propre pollution devrait par ce biais être précisée. De même le couplage de ce type de modèle avec le modèle gaussien — Trapping — voir supra (2) devrait permettre une bonne schématisation des phénomènes brise de mer. 3. Les modèles particuliers Deux modèles particuliers ont été développés et nous semblent présenter un intérêt quoique les phénomènes auxquels ils se rattachent ne soient pas prépondérants ou n'aient pas encore été observés. a) Le Slug Model mis au point par Venkatram (Air quality and Meteorology Section Air Resources, Branch Ontario, Ministry of the Environment Toronto Canada) schématise de manière dynamique et c'est là son intérêt principal, la mise en place d'un anticyclone sur la zone, la baisse consécutive du vent et conjointement l'augmentation de la pollution. Ce type de modèle pourrait nous intéresser pour les cas de pollution anticycloniques par vent d'est d'hiver, mais sa prise en compte ne paraît pas pour l'instant prioritaire. b) De même, le modèle de fumigation de Bertin qui schématise le stockage des polluants sous le
modèle gaussien — Trapping — voir supra (2) devrait permettre une bonne schématisation des phénomènes brise de mer. 3. Les modèles particuliers Deux modèles particuliers ont été développés et nous semblent présenter un intérêt quoique les phénomènes auxquels ils se rattachent ne soient pas prépondérants ou n'aient pas encore été observés. a) Le Slug Model mis au point par Venkatram (Air quality and Meteorology Section Air Resources, Branch Ontario, Ministry of the Environment Toronto Canada) schématise de manière dynamique et c'est là son intérêt principal, la mise en place d'un anticyclone sur la zone, la baisse consécutive du vent et conjointement l'augmentation de la pollution. Ce type de modèle pourrait nous intéresser pour les cas de pollution anticycloniques par vent d'est d'hiver, mais sa prise en compte ne paraît pas pour l'instant prioritaire. b) De même, le modèle de fumigation de Bertin qui schématise le stockage des polluants sous le sommet de l'inversion, d’une part, et la retombée des polluants sur le sol lors de la destruction de l'inversion, d’autre part, semble convenir à des villes continentales comme Paris ou éventuellement Lille, mais ne correspond pas pour l'instant à un phénomène observé sur Dunkerque. L’étude de ces modèles déterministes et de leurs applications aux cas observés présente en réalité trois intérêts principaux : a) Ils nous permettent de mieux comprendre les phénomènes dans la mesure où tout d’abord, ils nous contraignent à considérer de manière attentive les différents phénomènes météorologiques dont nous n’observons que la trace sur les appareils de mesure du réseau, la modélisation n’étant finalement que l’expression simple d’une analyse bien conduite des phénomènes. b) Cette étude présente dans bien des cas l’intérêt d’apprécier effectivement l’impact des rejets sur la zone et de dépasser ainsi les limites inhérentes au réseau de mesures lui-même. En effet : a) une retombée de panaches n’est observable que si une cheminée et le capteur sont dans l’axe du vent. Cependant, si le vent fait passer le panache entre deux capteurs, le réseau devient quasiment aveugle. Il est utile dans ce cas d’avoir à sa disposition un modèle que l’on a pu tester
de leurs applications aux cas observés présente en réalité trois intérêts principaux : a) Ils nous permettent de mieux comprendre les phénomènes dans la mesure où tout d’abord, ils nous contraignent à considérer de manière attentive les différents phénomènes météorologiques dont nous n’observons que la trace sur les appareils de mesure du réseau, la modélisation n’étant finalement que l’expression simple d’une analyse bien conduite des phénomènes. b) Cette étude présente dans bien des cas l’intérêt d’apprécier effectivement l’impact des rejets sur la zone et de dépasser ainsi les limites inhérentes au réseau de mesures lui-même. En effet : a) une retombée de panaches n’est observable que si une cheminée et le capteur sont dans l’axe du vent. Cependant, si le vent fait passer le panache entre deux capteurs, le réseau devient quasiment aveugle. Il est utile dans ce cas d’avoir à sa disposition un modèle que l’on a pu tester sur les cas favorables et que l’on peut utiliser lorsque le vent n’est pas dans une direction privilégiée ; b) même si une cheminée et le capteur sont dans l’axe du vent, il n’y a aucune raison pour que le maximum de concentration dans l’axe du panache soit atteint au capteur. Si cependant on a développé un modèle fiable, on peut déterminer l’endroit où se situe le maximum de concentration et ce même maximum ; c) de plus, il est évidemment utile de pouvoir évaluer autant qu’il est possible grâce à la modélisation l’impact de décisions, qu’il s’agisse de l’implantation d’une nouvelle usine ou d’une zone d’habitation, le rehaussement d’une cheminée particulière ou encore la mise en place d’un dispositif permanent de réduction des rejets. IV. LE TRAITEMENT STATISTIQUE Les modèles déterministes ont tous en commun les caractéristiques suivantes : — au vu, d’une part des émissions à l’atmosphère répertoriées et connues, d’autre part de certains paramètres météorologiques, ils permettent par le calcul de retrouver les concentrations au sol du polluant. Le fait que les données météorologiques constituent une hypothèse est une des limites de l’utilisation de ces modèles à l’élaboration d’une alerte. Il n’est donc pas possible de faire
capteur. Si cependant on a développé un modèle fiable, on peut déterminer l’endroit où se situe le maximum de concentration et ce même maximum ; c) de plus, il est évidemment utile de pouvoir évaluer autant qu’il est possible grâce à la modélisation l’impact de décisions, qu’il s’agisse de l’implantation d’une nouvelle usine ou d’une zone d’habitation, le rehaussement d’une cheminée particulière ou encore la mise en place d’un dispositif permanent de réduction des rejets. IV. LE TRAITEMENT STATISTIQUE Les modèles déterministes ont tous en commun les caractéristiques suivantes : — au vu, d’une part des émissions à l’atmosphère répertoriées et connues, d’autre part de certains paramètres météorologiques, ils permettent par le calcul de retrouver les concentrations au sol du polluant. Le fait que les données météorologiques constituent une hypothèse est une des limites de l’utilisation de ces modèles à l’élaboration d’une alerte. Il n’est donc pas possible de faire l’économie d’un traitement statistique des données qui permette de révéler des coïncidences entre des paramètres variés et les pollutions mesurées. L’analyse peut conduire à faire naître quelques intuitions et imaginer en retour de nouveaux modèles déterministes. C’est pourquoi a été lancé voici quelques mois un traitement statistique systématique. 1) Le premier intérêt d’un tel traitement est de permettre de mieux visualiser les données acquises. On peut en effet : a) établir des histogrammes de pollution, de direction des vents ou de différents paramètres qui permettent l’établissement des distributions de fréquence de ces paramètres ; b) tracer des chroniques de pollution et de certains paramètres météorologiques qui mettent en évidence le lien entre ces différentes données et qui constituent une première approche des inter et auto-correlations. c) reconstituer les données manquantes, ce qui est indispensable pour une analyse multidimensionnelle. Ces types de traitement ont été réalisés jusqu’à présent par M. Dejardin de l’AREMAD et M. Ruyant de l’Ecole des mines de Douai sur l’ensemble des données de l’ancien réseau. 2) Le traitement statistique aide aussi à comprendre les phénomènes par la mise en évidence de correspondances imprévues. a) L’analyse en composantes principales du nuage de points constitué dans un espace multidimensionnel
premier intérêt d’un tel traitement est de permettre de mieux visualiser les données acquises. On peut en effet : a) établir des histogrammes de pollution, de direction des vents ou de différents paramètres qui permettent l’établissement des distributions de fréquence de ces paramètres ; b) tracer des chroniques de pollution et de certains paramètres météorologiques qui mettent en évidence le lien entre ces différentes données et qui constituent une première approche des inter et auto-correlations. c) reconstituer les données manquantes, ce qui est indispensable pour une analyse multidimensionnelle. Ces types de traitement ont été réalisés jusqu’à présent par M. Dejardin de l’AREMAD et M. Ruyant de l’Ecole des mines de Douai sur l’ensemble des données de l’ancien réseau. 2) Le traitement statistique aide aussi à comprendre les phénomènes par la mise en évidence de correspondances imprévues. a) L’analyse en composantes principales du nuage de points constitué dans un espace multidimensionnel par l’ensemble des mesures acquises (pollution, météo, ...) et projeté sur les axes principaux, permet de mettre en évidence certaines causalités dans l’apparition des phénomènes de pollution. Comme précédemment, ce type d’analyse a été conduit sur les données de l’ancien réseau pour les sites de Dunkerque et de Lille. Quoique les données soient journalières, ce traitement statistique a mis en évidence de manière frappante les différences profondes qui existent entre Dunkerque et Lille en matière de pollution et fait ressortir de manière assez nette la complexité nécessaire d’un réseau de mesure en fonction du type de météorologie. b) Nous projetons dans un avenir proche de traiter les données en vue de l’établissement d’une typologie des types de temps. De même l’établissement d’auto et d’inter-correlation destinées à mettre en évidence l’inertie des phénomènes de pollution ainsi que l’étude de dépassement de seuils et l’établissement des phénomènes « persistance importance » devraient être d’un secours utile. c) Enfin, la mise en œuvre des théories de Box et Jenkins pour la modélisation des séries chronologiques devrait sans doute nous aider dans le travail de prévision des accidents météorologiques et des problèmes de pollution consécutifs. Comme le lecteur a pu s’en rendre compte, le
les données soient journalières, ce traitement statistique a mis en évidence de manière frappante les différences profondes qui existent entre Dunkerque et Lille en matière de pollution et fait ressortir de manière assez nette la complexité nécessaire d’un réseau de mesure en fonction du type de météorologie. b) Nous projetons dans un avenir proche de traiter les données en vue de l’établissement d’une typologie des types de temps. De même l’établissement d’auto et d’inter-correlation destinées à mettre en évidence l’inertie des phénomènes de pollution ainsi que l’étude de dépassement de seuils et l’établissement des phénomènes « persistance importance » devraient être d’un secours utile. c) Enfin, la mise en œuvre des théories de Box et Jenkins pour la modélisation des séries chronologiques devrait sans doute nous aider dans le travail de prévision des accidents météorologiques et des problèmes de pollution consécutifs. Comme le lecteur a pu s’en rendre compte, le traitement statistique n’a pour l’instant été initié que sur les données de l’ancien réseau ; le caractère encourageant des résultats obtenus permet d’envisager avec confiance le traitement des données actuelles du réseau (séries quart d’heure et non journalières) qui sera réalisé dès que la liaison informatique entre le réseau actuel et le centre informatique de l’Ecole des mines de Douai sera réalisée. CONCLUSION L’ensemble des moyens mis en œuvre pour constituer le réseau de Dunkerque ainsi que les traitements de données doivent rendre possible l’élaboration d’une procédure d’alerte permettant d’éviter les pointes de pollution. En période d’alerte, il sera demandé à certains industriels, par voie d’arrêtés préfectoraux pris dans le cadre de la législation sur les installations classées, soit de remplacer le combustible usuel par un combustible à très basse teneur en soufre, soit de réduire l’activité de certaines installations. Les connaissances acquises au cours du fonctionnement d'un réseau comme celui de la zone de Dunkerque devraient permettre d'avoir une meilleure compréhension des phénomènes de pollution et donc d'orienter l'action de l'Administration. La conception des nouveaux réseaux, en particulier ceux de Valenciennes et de Béthune-Lens, sera très certainement influencée par l'expérience de Dunkerque. Fig. 8. — Anénomètre tridimensionnel Bertin. (Grafic-photo
et le centre informatique de l’Ecole des mines de Douai sera réalisée. CONCLUSION L’ensemble des moyens mis en œuvre pour constituer le réseau de Dunkerque ainsi que les traitements de données doivent rendre possible l’élaboration d’une procédure d’alerte permettant d’éviter les pointes de pollution. En période d’alerte, il sera demandé à certains industriels, par voie d’arrêtés préfectoraux pris dans le cadre de la législation sur les installations classées, soit de remplacer le combustible usuel par un combustible à très basse teneur en soufre, soit de réduire l’activité de certaines installations. Les connaissances acquises au cours du fonctionnement d'un réseau comme celui de la zone de Dunkerque devraient permettre d'avoir une meilleure compréhension des phénomènes de pollution et donc d'orienter l'action de l'Administration. La conception des nouveaux réseaux, en particulier ceux de Valenciennes et de Béthune-Lens, sera très certainement influencée par l'expérience de Dunkerque. Fig. 8. — Anénomètre tridimensionnel Bertin. (Grafic-photo Dunkerque) Par ailleurs, les problèmes rencontrés en matière de poussières sur la zone de Dunkerque conduisent à penser qu'un effort identique à celui entrepris en matière de polluants gazeux doit être réalisé dans ce domaine des poussières. L'équipe d'ingénieurs et de scientifiques rassemblant du personnel de l'École des mines de Douai, des associations de gestion des réseaux automatiques et du service de l'Industrie et des mines du Nord-Pas-de-Calais devrait pouvoir poursuivre ses études en matière de pollution gazeuse et les étendre à la pollution par les poussières. La réponse de Hoechst aux problèmes d'environnement en France et en Allemagne par C. GUERY société française Hoechst Pour préserver l'environnement, le groupe chimique Hoechst a tout d'abord effectué d'importantes recherches pour fabriquer des produits sans danger et mettre au point des technologies propres. Le traitement des eaux résiduaires et celui des effluents gazeux ont fait l'objet de soins attentifs. Les dépenses totales (investissements, coûts d'exploitation et frais de recherche) consacrées à l'environnement ont représenté en 1977 3 % du chiffre d'affaires total du groupe, c'est-à-dire plus que les bénéfices distribués. Science de la matière et de ses transformations, la chimie emprunte à la nature ses substances de base et son énergie :
Douai, des associations de gestion des réseaux automatiques et du service de l'Industrie et des mines du Nord-Pas-de-Calais devrait pouvoir poursuivre ses études en matière de pollution gazeuse et les étendre à la pollution par les poussières. La réponse de Hoechst aux problèmes d'environnement en France et en Allemagne par C. GUERY société française Hoechst Pour préserver l'environnement, le groupe chimique Hoechst a tout d'abord effectué d'importantes recherches pour fabriquer des produits sans danger et mettre au point des technologies propres. Le traitement des eaux résiduaires et celui des effluents gazeux ont fait l'objet de soins attentifs. Les dépenses totales (investissements, coûts d'exploitation et frais de recherche) consacrées à l'environnement ont représenté en 1977 3 % du chiffre d'affaires total du groupe, c'est-à-dire plus que les bénéfices distribués. Science de la matière et de ses transformations, la chimie emprunte à la nature ses substances de base et son énergie : les cellules vivantes, la terre, l'eau, l'air et le feu. En conséquence, l'industrie chimique a un devoir impérieux envers cette nature sans laquelle elle ne pourrait pas exister : faire en sorte, quand elle lui restitue la matière empruntée, que les cycles naturels soient entièrement respectés. C'est en quelque sorte le principe fondamental de la lutte contre la pollution. Depuis de nombreuses années, les impératifs écologiques orientent la recherche et la réflexion au sein du groupe Hoechst, c'est-à-dire tant en Allemagne que dans ses filiales à l'étranger qui disposent de productions locales. Le service pour la protection de l'eau et de l'air date chez Hoechst-Allemagne des années 1950. En France, dans chaque usine, un ingénieur est responsable de la lutte contre la pollution et dépend fonctionnellement de la Direction Industrielle. D'énormes efforts ont été faits et se sont concrétisés dans des réalisations de première importance. Nous examinerons successivement : — les produits sans danger et les technologies propres ; — le traitement des effluents gazeux ; — le traitement des eaux résiduaires ; — les coûts et les incidences économiques. A. PRODUITS SANS DANGER ET TECHNOLOGIES PROPRES L'une des façons les plus élégantes de lutter contre la pollution consiste à
le principe fondamental de la lutte contre la pollution. Depuis de nombreuses années, les impératifs écologiques orientent la recherche et la réflexion au sein du groupe Hoechst, c'est-à-dire tant en Allemagne que dans ses filiales à l'étranger qui disposent de productions locales. Le service pour la protection de l'eau et de l'air date chez Hoechst-Allemagne des années 1950. En France, dans chaque usine, un ingénieur est responsable de la lutte contre la pollution et dépend fonctionnellement de la Direction Industrielle. D'énormes efforts ont été faits et se sont concrétisés dans des réalisations de première importance. Nous examinerons successivement : — les produits sans danger et les technologies propres ; — le traitement des effluents gazeux ; — le traitement des eaux résiduaires ; — les coûts et les incidences économiques. A. PRODUITS SANS DANGER ET TECHNOLOGIES PROPRES L'une des façons les plus élégantes de lutter contre la pollution consiste à mettre au point des techniques de fabrication et des produits qui ne présentent à l'utilisation aucun risque pour l'homme et son environnement. MOTS CLOTS : RECHERCHE TECHNIQUE, PROTECTION (Épuration), AIR (Effluent), EAU (résiduaire), INVESTISSEMENT, SOCIÉTÉ (Hoechst). 1. PRODUITS SANS DANGER Deux exemples typiques : — Détenteurs biodégradables Dès 1964, Hoechst préparait le lancement industriel des alcanes sulfonates qui possèdent une excellente biodégradabilité supérieure à celle exigée par la réglementation qui n'est apparue en France qu'en 1970. Une première unité industrielle démarra à Wiesbaden (RFA) en 1969, une seconde à Lamotte en 1973. Les produits qui présentent un pouvoir mouillant élevé et une bonne tolérance cutanée sont utilisés dans la fabrication des détergents industriels et ménagers, ainsi qu'en cosmétique. — Peintures, vernis et colles Là également, les travaux des chercheurs ont permis, dans le domaine des peintures, vernis et colles de développer des produits à haut extrait sec et à faible teneur en solvants ainsi que des dispersions aqueuses, des résines synthétiques à base de polymères vinyliques. 2. TECHNOLOGIES PROPRES Si, dans un processus chimique, on fait réagir deux corps, la réaction est la plupart du temps incomplète. Outre le produit principal recherché, on obtient des sous-produits ou produits fatals qui
préparait le lancement industriel des alcanes sulfonates qui possèdent une excellente biodégradabilité supérieure à celle exigée par la réglementation qui n'est apparue en France qu'en 1970. Une première unité industrielle démarra à Wiesbaden (RFA) en 1969, une seconde à Lamotte en 1973. Les produits qui présentent un pouvoir mouillant élevé et une bonne tolérance cutanée sont utilisés dans la fabrication des détergents industriels et ménagers, ainsi qu'en cosmétique. — Peintures, vernis et colles Là également, les travaux des chercheurs ont permis, dans le domaine des peintures, vernis et colles de développer des produits à haut extrait sec et à faible teneur en solvants ainsi que des dispersions aqueuses, des résines synthétiques à base de polymères vinyliques. 2. TECHNOLOGIES PROPRES Si, dans un processus chimique, on fait réagir deux corps, la réaction est la plupart du temps incomplète. Outre le produit principal recherché, on obtient des sous-produits ou produits fatals qui peuvent se présenter sous forme de gaz, de vapeurs, de solides ou de liquides et il est alors nécessaire de les isoler et, dans certains cas, d'en assurer leur destruction. Les efforts sont principalement orientés vers des technologies propres, visant à mettre au point de nouveaux procédés, permettant de maîtriser les réactions chimiques pour limiter l'obtention de ces sous-produits ou encore pour obtenir des produits intermédiaires récupérables et facilement séparables, cela tout en prenant les coûts en considération. Au cours des dernières années, il y a eu de nombreux exemples prouvant que, grâce à une innovation technique ou une amélioration de procédés, il était possible d'obtenir des productions plus propres. Voici des exemples qui illustrent les principes définis ci-dessus : — Fabrication du polyéthylène haute densité "Hostalen" La polymérisation de l'éthylène est obtenue à l'aide de catalyseurs. A l'origine, cette opération produisait de grandes quantités d'eaux résiduaires, polluées par des sels et des matières organiques. Grâce à une modification du procédé, la charge polluante des eaux résiduaires a pu être réduite de 90 %. — Séchage des colorants par atomisation Dans la fabrication de nombreux colorants, la séparation de la matière colorante contenue dans la solution aqueuse se fait par