Analyse de l’épisode de pollution par le SO 2 du 18/11 au 21/11/2005 sur l’agglomération du Havre

1. Analyse de l’épisode de pollution par le SO2du 18/11 au 21/11/2005sur l’agglomération du Havre

2. Concentrations quart horaires mesurées en SO2 du 15/11 au 24/11/2005

3. Chronologie de l’épisode de SO2 (novembre 2005) Le 21 novembre : 1er déclenchement (depuis la parution de l’arrêté préfectoral de juillet 1999) de la procédure d’information des personnes sensibles à Rouen pour le NO2

4. Retour sur les indices Atmo Un épisode de durée et d’intensité exceptionnelles

5. Modélisation de la dispersion des panaches de SO2 : Elle s’inscrit dans le cadre d’un projet global d’étude avec les objectifs suivants : • Optimiser les réductions des émissions en terme d’impact sur les concentrations dans l’air ambiant (MA-02 du PPA), • Prévoir de façon efficace les pics de pollution afin d’anticiper les mesures d’urgence et d’informer mieux la population (MA-03 du PPA) • Analyse de la représentativité des capteurs fixes (MS-14 du PPA) Résultats : • Préliminaires actuellement disponibles • Définitifs attendus fin 2006

6. Etude de modélisation : la démarche Inventaire des émissions de SO2 Météo (stations, ARPEGE/ALADIN) Topographie Mise en forme des émissions pour le modèle de dispersion Modélisation 3D de la météorologie Modélisation 3D du transport et de la dispersion du SO2 Cartes de concentrations au sol et en 3D

7. Le modèle météorologique : Minerve • Modèle diagnostique de reconstitution des phénomènes météorologiques (calcul du champ de vent tridimensionnel et interpolation de la température, l’humidité, la pression…) d’une situation donnée • Prise en compte de plusieurs stations sol et de profils verticaux • Prise en compte de l’effet du relief sur le champ de vent (canalisation…) • Utilisation de la stabilité thermique de l’atmosphère (classe de Pasquill) • Principales étapes : • extraction des données de la base Xair et de ARPEGE/ALADIN • interpolation des données • lancement de Minerve • Domaine d’étude : 51*31km à 500m de résolution et • 30 niveaux verticaux jusqu’à 3000m

8. Données météorologiques • - stations de AIR NORMAND au Havre (VV, DV, T, HU), Notre-Dame-de-Gravenchon (VV, DV, T, HU) • station synoptique de Météo-France à Octeville, à Bouleville et à (VV, DV, T, HU, Pa) • sorties des modèles ALADIN et ARPEGE de Météo-France (ARPEGE = 20 verticales analysées sur la Haute-Normandie et ALADIN = 65 verticales analysées sur la Haute-Normandie) • Pression atmosphérique au niveau de la mer et à 2 m • Température au sol et à 2 m • Humidité relative à 2 m • Vitesse et direction du vent à 10 m • Profils verticaux de pression, de vitesse et direction du vent, de température et d’humidité à 20, 50, 100, 250, 500, 750, 1000 et 1500 m • Flux solaire reçu au sol et flux thermique émis vers l’atmosphère • Nébulosité (basse, moyenne et haute)

9. Profils verticaux de température la 20/11 Profils verticaux de température la 21/11 Radiosondages ALADIN

10. Influence du relief et de l’estuaire sur la direction et la force du vent au sol (10 m) Reconstitution du champ de vent par le modèle Méso NH de Météo France Pour le jeudi 18 novembre à 0h TU

11. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve au sol (niveau 1) le samedi 19 novembre à 7h30 TU

12. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve en altitude (niveau 2) le samedi 19 novembre à 7h30 TU

13. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve en altitude (niveau 1) le samedi 19 novembre à 18h00 TU

14. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve en altitude (niveau 2) le samedi 19 novembre à 18h00 TU

15. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve en altitude (niveau 1) le samedi 19 novembre à 23h30 TU

16. Influence du relief et de la falaise Courbes d’iso-énergie cinétique turbulente et composante verticale du vent calculées par le logiciel Minerve en altitude (niveau 2) le samedi 19 novembre à 23h30 TU

17. Le modèle de dispersion : SPRAY • Modèle lagrangien à particules => discrétisation du panache sous forme de particules « virtuelles » • Calcul du mouvement propre à chaque particule : somme d’un déplacement moyen (mouvement déterministe dû au vent local) suivant le trajet « moyen » du panache et d’un déplacement aléatoire autour de leur position (équations stochastiques, statistiques de la turbulence) • Météorologie provenant du calcul préliminaire exécuté avec MINERVE • Prise en compte du relief et des effets d’écoulement • Prise en compte de la turbulence dans les basses couches • Précision des résultats dépend du nombre de particules • Possibilité de calculer les contributions de chaque émissaire • Domaine de taille identique au domaine Minerve

18. Résultats préliminaires des simulations et perspectives • Vitesses de vent faibles (situation de « vent calme ») et inversions de température prédites très marqués dans la couche limite atmosphérique pendant toute la période : • stabilité thermique (inversion de surface par refroidissement du sol et/ou réchauffement en altitude) donc brassage turbulent limité sur le continent • turbulence ponctuellement nettement plus forte le long de la côte notamment au large de Saint-Adresse due à de forts gradients vents (rôle important de la côte dans la dispersion des panaches) • rôle thermique et dynamique de l’estuaire non négligeable sur la circulation des masses d’air dans les basses couches • phénomène d’accumulation et de stagnation du panache au-dessus de l’agglomération (peu de dispersion) • Avec les émissions déclarées : • reproduction de la plupart des niveaux mesurées mais hétérogénéité spatiale des concentrations • dynamique locale très marquée (quid de l’impact de l’estuaire, de la côte et de l’agglomération sur la circulation locale des masses d’air dans la couche limite atmosphérique?) • retour à des niveaux de l’ordre de 30 à 40 µg/m3, 2 heures après l’arrêt total des unités les plus émettrices (simulation du 19 novembre – arrêt à 7h TU)

19. Perspectives (1) • Analyse poussée des paramètres météorologiques pendant la période : • analyse des sorties de MINERVE (en cours) • collaboration avec Météo France de Toulouse et analyse de sorties de MesoNH pour identification de paramètres supplémentaires (en cours) • Amélioration des connaissances sur la circulation des masses d’air dans l’estuaire : • instrumentation (SODAR) et analyse des phénomènes en liaison avec Météo France en local et d’autres partenaires intéressés (projet) • collaboration avec Météo France de Toulouse et exploitation de MesoNH pour une analyse fine des phénomènes locaux • Amélioration de la prévision des paramètres météorologiques au sol et en altitude (gradient verticaux de température, cisaillements verticaux du vent, hauteur de couche limite…) : • analyse des performances de MesoNH en vue d’une installation locale éventuelle en mode prévision • analyse statistique des possibilités d’adaptation statistique des prévisions météo

20. Perspectives (2) • Nécessité de mettre en œuvre de nouvelles simulations : • pour les sources actuelles et impact de nouvelles sources non prises en compte en première approche • collaboration avec Météo France de Toulouse et intercomparaison des modèles MesoNH et MINERVE • Évaluation des différents scénarii de réduction des émissions (arrêt ciblés par unités, émissions à l’horizon 2008-2010…)