Évaluation des contributions des différentes sources aux teneurs en Composés Organiques Volatils en atmosphère urbaine par l'utilisation de deux modèles sources-récepteur (PMF et CMB)

L'application de modeles sources-recepteur aux mesures de composes organiques volatils est presentee au travers de deux cas d'etudes dans differents sites urbains francais. Le premier cas est une etude realisee dans le cadre du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualite de l'Air (LCSQA). Elle concerne l'analyse de donnees de mesures horaires de COV realisees par les Associations Agreees de Surveillance de la Qualite de l'Air (AASQA) de fevrier 2002 a decembre 2003 pour trois sites urbains francais (Stras-bourg, Marseille, Grenoble). Deux modeles sources-recepteur ont ete mis en œuvre sur ce jeu de donnees. Le modele Positive Matrix Factorization (PMF) a permis de distinguer cinq facteurs communs aux trois sites qui ont pu etre associes a des profils de sources connues: « echappement automobile », « evaporation essence », « fuites de gaz » et « biogenique » et « chauffage domestique ». La comparaison des contributions de sources modelisees par le PMF et le modele chemical mass balance (le CMB) a montre une certaine coherence notamment avec une contribution majoritaire attribuee a la source « echappement automobile » pour les trois sites. Toutefois, le CMB se limite a determiner la contribution des profils de sources qui ont ete au prealable donnes en entree de modele. Dans l'approche PMF, le nombre de sources est ajuste, ce qui a ainsi permis de discerner des profils de source supplementaires et notamment l'apport de sources lointaines. Cela conduit a une surestimation de la source « echappement automobile » de 10 a 20 % suivant les sites lors de l'utilisation du modele CMB. Pour le deuxieme cas d'etude, le modele sources-recepteur PMF, a ete applique sur un jeu de donnees compose de la mesure horaire (soit 453 echantillons) en mai-juin 2007 a Paris de 21 COV comprenant des alcanes, des alcenes, des composes aromatiques, des composes oxygenes (acetone et methanol) et azotes (acetonitrile). Ce modele a permis d'extraire sept facteurs a l'origine des concentrations en COV, suggerant l'influence des sources suivantes: « echappements automobiles », « evaporation des essences », « industries lointaines », « fuite de gaz naturel », « source locale », « biogenique » et « combustion de bois ». La mesure des COV fonctionnalises, tels que les composes oxygenes a permis de pointer l'influence d'une source additionnelle importante. La determination de la contribution des facteurs modelises a montre la contribution majoritaire des sources de COV liees aux activites de trafic (39 %), ainsi que la contribution d'une source identifiee comme « industries lointaines » (35 %). En outre, l'etude des variations journalieres de la contribution des sources a mis en evidence la forte dependance de l'origine des masses d'air, dans la contribution de la source « industries lointaines ». Les sources identifiees et leurs contributions « locales/ regionales » ont ete comparees aux donnees de l'inventaire local d'emissions (AIRPARIF, 2009) et des differences significatives entre les resultats des deux approches ont ete trouvees notamment concernant le secteur « usage de solvants » fortement surestime par l'inventaire. Ce dernier resultat met donc en evidence l'importance de l'utilisation d'outils tels que les modeles sources-recepteur associes a des observations dans l'evaluation de la qualite de l'air, outils d'evaluation totalement independants et complementaires des donnees d'inventaire.