Prendre en compte la mobilité des Lyonnais pour mieux évaluer leur exposition à la pollution atmosphérique

Malgré les améliorations constatées ces dix dernières années, la pollution de l’air des villes reste une question sanitaire majeure. La dégradation du niveau de qualité et pureté de l’air résulte d’un mélange complexe et en constante évolution de divers éléments chimiques, biologiques et physiques en cause dans des pathologies respiratoire et cardiovasculaire et certains cancers. On soupçonne aussi des effets indésirables pendant la grossesse (faible poids à la naissance, naissance prématurée).

À l’heure actuelle, les particules sont les polluants de l’air pour lesquels les effets sur la santé sont les plus documentés. La toxicité des particules provient à la fois de leur composition et de leur taille. Plus les particules sont fines et plus elles sont aptes à pénétrer profondément dans l’arborescence pulmonaire, passer dans le sang et atteindre d’autres organes. Il n’y a pas de seuil de concentration en dessous duquel les particules ne sont pas dangereuses pour la santé. La présente étude concerne uniquement l’exposition aux particules dont le diamètre est inférieur à 10 microns, dites PM10 (encadré).

Les particules proviennent en majorité de la combustion à des fins énergétiques de différents matériaux (bois, charbon, pétrole), du trafic routier (imbrûlés à l’échappement, usure des pièces mécaniques par frottement, des pneumatiques…) et d’activités industrielles diverses (sidérurgie, incinération, chaufferie).

L’agglomération de Lyon est un territoire sensible à la pollution atmosphérique, avec de très fortes activitéshumaines, des axes routiers très fréquentes et un tissu industriel important au sud de l’agglomération. C’est une zone urbaine tres peuplée, avec 1 350 habitants au km², la quatrième plus dense de France après Paris, Lille et Strasbourg. La zone d’étude considérée ici est une zone centrée sur la commune de Lyon, comportant l’ensemble des communes limitrophes de Lyon et les communes attenantes à celles-ci (soit 40 communes sur une surface de 420 km²). C’est la partie la plus dense de l’agglomération, en termes de population résidente, d’emplois et d’autres activités (lieux d’études, de loisirs, hôpitaux…).

L’estimation de l’exposition des habitants de Lyon aux particules fines intègre deux dimensions. L’intensité de la pollution proprement dite, comme par les données de concentration de particules fines dans l’air, est croisée avec la concentration spatiale de la population dans l’espace lyonnais. Ceci permet d’estimer la population potentiellement exposée à certains dépassements de seuil de pollution, en fonction de l’heure de la journée. L’étude menée ici repose sur les mesures effectuées pendant la journée du mercredi 12 janvier 2011. Les émissions de polluants étaient élevées ce jour-là puisque c’était un jour de semaine en hiver. Par ailleurs, les conditions météorologique étaient plutôt défavorables : peu de vent, pas de précipitations (sources et méthode).

La concentration moyenne en particules PM10 évolue nettement au cours de cette journée (figure 1). Au cours de la nuit, la concentration moyenne ne dépasse guère 10 μg/m³. Elle s’élève fortement dès 7 heures du matin, notamment sous l’effet des émissions de polluants générées par les déplacements et des conditions météorologiques défavorables, pour atteindre à 10 heures un pic de concentration médian autour de 45 μg/m³. En début d’après-midi, les concentrations diminuent nettement pour atteindre un seuil de 20 μg/m³, avant de remonter un peu autour de 30 μg/m³ entre 15 et 16 heures. En soirée, la concentration baisse à nouveau, autour de 20 μg/m³.

Les niveaux de concentration en particules à Lyon répondent à une géographie précise, liée aux zones densément peuplées et surtout aux espaces situés à proximité des grands axes routiers. Au moment du pic de 10 heures, la totalité de la zone étudiée présente une forte concentration en particules, supérieure à 40 μg/m³. Un quart du territoire (soit 100 km²) dépasse 50 µg/m³ et certains endroits se situent même au-delà du seuil de 80 µg/m³ (0,65 km² au total). La plus forte concentration de polluants atmosphériques s’observe au niveau de l’échangeur de Perrache et ses alentours. Mais une large partie du centre et du sud de l’agglomération lyonnaise est également concernée (figure 2). Les quartiers lyonnais les plus exposés sont Confluence, Gerland, Moulin-à-vent et États-Unis. Dans la banlieue sud, il s’agit de Vénissieux, d’une partie de Bron, de Saint-Fons, de Pierre-Bénite et de la moitié ouest de Feyzin.

À midi, la baisse générale des concentrations entraîne une réduction de la zone la plus polluée, qui se limite alors à quelques axes de communication très précis (1 km² seulement à plus de 50 μg/m³). L’échangeur de Perrache, l’autoroute A7, le tronçon est et sud du boulevard périphérique (la départementale D383 se prolongeant dans le boulevard Laurent Bonnevay) constituent autant de zones affectées par des concentrations situées entre 30 et 50 μg/m³.

À 16 heures, la zone de concentration à plus de 50 μg/m³ s’étend sur 3 km², avec des mesures dépassant localement 80 μg/m³. Les axes de communication affectés par la pollution aux PM10 sont plus nombreux : autoroutes, boulevards extérieurs, rocade est entre Vaulx-en-Velin et Saint-Priest (nationale RN346), autoroute A42. Une partie de la Presqu’île est également affectée par ces mêmes niveaux de concentration (50-80 μg/m³).

Ces concentrations de particules doivent être mises en regard de la population présente sur le territoire étudié. Celle ci présente comprend non seulement les personnes qui sont à leur domicile, mais aussi sur leur lieu de travail ou d’études, en ville, dans les transports… Cette population et sa répartition dans la ville évoluent au cours de la journée. Ainsi, l’ensemble de la zone gagne 14 000 personnes entre la nuit et le jour, en raison de l’arrivée d’actifs qui résident en périphérie de la zone, plus nombreux que ceux qui font le trajet inverse. Cette différence globale est assez faible, la zone d’étude représentant1 400 000 personnes.

À l’intérieur de la ville de Lyon, les mouvements sont plus importants. Ainsi, la concentration de la population augmente en journée à certains endroits. L’hypercentre de Lyon (Presqu’île, quartier de la Part-Dieu) est surtout concerné, ainsi que les zones d’activités qui sont, par nature, dépourvues de population résidente. La moitié de la population présente sur le territoire d’étude est concentrée sur une zone de 16 km² la nuit, et de seulement 13 km² le jour.

Les polluants étant largement émis par l’activité humain, ces espaces sont assez logiquement les plus pollués. Ainsi, le mouvement de regroupement de population pendant la journée augmente le phénomène de concentration des particules dans les zones les plus densément peuplées, ce qui provoque une exposition accrue de la population à ces polluants. À midi, la partie de l’agglomération où la concentration de PM10 dépasse 30 μg/m³ ne représente que 7 % de la superficie de la zone d’étude, mais regroupe 13 % de la population présente.

Les effets les plus importants de ce phénomène ont lieu au moment du premier pic de concentration entre 10 et 11 heures. La plupart des actifs sont alors au travail, les élèves et étudiants sont sur leur lieu d’études et une part du reste de la population est en ville, dans les quartiers de commerces et les rues passantes. À ce moment, 43 % des personnes présentes dans la zone urbaine de Lyon sont exposées à des niveaux de pollution aux particules supérieurs à 50 μg/m³ (figure 3). Cette proportion inclut les personnes qui sont à leur domicile ou sur leur lieu de travail : la qualité de l’air intérieur est liée à celle de l’air extérieur. Cela représente 600 000 personnes dans le quart de l’espace urbain. Il s’agit surtout des Lyonnais qui vivent et travaillent dans le centre de Lyon et à proximité des axes routiers, notamment le quartier des hôpitaux (Lyon et Bron), autour de la porte du Valvert à Écully et du sud du Périphérique, entre Gerland et Saint-Fons. Une petite part de la population lyonnaise est même exposée à des niveaux de pollution en PM10 qui excèdent 80 μg/m³. Cela représente environ 3 000 personnes, principalement les automobilistes situés sur les grands axes routiers et les personnes qui se trouvent à proximité de l’échangeur de Perrache.