Insee
Insee Analyses Bourgogne-Franche-Comté · Octobre 2021 · n° 89
Insee Analyses Bourgogne-Franche-ComtéUn quart des habitants régulièrement exposé aux particules fines PM 2,5  Bourgogne-Franche-Comté

Fabrice Loones, Philippe Rossignol (Insee), Nor Eddine Darouache (Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement ), Stéphane François (Atmo Bourgogne-Franche-Comté)

Les particules fines PM2,5 affectent la santé des populations et font l’objet d’un suivi par les associations de surveillance de la qualité de l’air. En Bourgogne-Franche-Comté, près de 761 000 habitants, soit un quart de la population résidente, sont exposés régulièrement à des concentrations supérieures au seuil de recommandation de l’Organisation mondiale de la Santé de 10 microgrammes par mètre cube (μg/m³). Parmi les personnes fragiles, près de 167 100 personnes âgées de 65 ans ou plus et 161 700 élèves sont concernés.
La Bresse et le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle sont les zones les plus impactées.
Les particules émises sont liées aux activités domestiques ou industrielles ainsi qu’au transport et à l’agriculture. Depuis 10 ans, ces émissions diminuent régulièrement, tout particulièrement en Saône-et-Loire.

Insee Analyses Bourgogne-Franche-Comté
No 89
Paru le :Paru le13/10/2021

La pollution atmosphérique représente un risque environnemental majeur pour la santé de tous. L’Organisation mondiale de la Santé (OMS) a établi des lignes directrices visant à la réduire par une série d’actions à mener dans différents domaines tels que les transports, l’urbanisme et l’activité industrielle. La concentration de particules en suspension, notées PM pour particulate matter, fait partie des principaux indicateurs de cette pollution atmosphérique. Leur toxicité provient à la fois de leur composition et de leur taille (diamètre inférieur à 2,5 micromètres). Les petites particules sont plus nocives car elles pénètrent plus facilement dans l’organisme. Les PM2,5 font l’objet d’un suivi particulier par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). Afin d’en limiter les impacts, l’OMS recommande un taux de concentration annuelle moyen inférieur à 10 µg/m³ (encadré 3).

761 000 habitants exposés régulièrement à des concentrations élevées

Des 2,8 millions d’habitants de la région, près de 761 000 sont exposés à un air dont la concentration en PM2,5 est régulièrement (3 ou 4 années) supérieure à cette recommandation sur la période allant du 1ᵉʳ janvier 2016 au 31 décembre 2019 (figure 1). C’est un peu plus d’un quart de la population régionale (27 %). À l’inverse, près d’un million d’habitants ne sont jamais concernés par le dépassement de cette recommandation, soit un tiers de la population régionale.

Toutefois, la part de population exposée est très sensible au seuil retenu. En l’élevant de 10 à 11 µg/m³, la part de population régulièrement exposée serait divisée par trois (passant à 8 %) et serait multipliée par deux (atteignant 58 %) si le seuil était abaissé à 9 µg/m³  (figure 2). Au-delà de la simple considération du seuil retenu, la connaissance de la concentration en PM2,5 demeure primordiale dans le cadre de la gestion des risques sanitaires.

Figure 1Population au 1ᵉʳ janvier 2018 exposée au-dessus du seuil OMS entre 2016 et 2019 en Bourgogne-Franche-Comté

Population au 1ᵉʳ janvier 2018 exposée au-dessus du seuil OMS entre 2016 et 2019 en Bourgogne-Franche-Comté
Effectifs Répartition (en %)
Population exposée 1 847 500 65,8
3 années ou plus 760 900 27,1
2 années 525 000 18,7
1 année 561 600 20,0
Population non exposée sur les 4 ans 960 300 34,2
Ensemble de la population 2 807 800 100,0
  • Sources : Atmo Bourgogne-Franche-Comté ; Insee, Fidéli

La Bresse et le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle sont fortement impactés

Parmi les 761 000 habitants exposés régulièrement, près de la moitié réside dans le couloir situé entre les deux autoroutes A6 et A39 de Mâcon à Beaune, et de Dole à Lons-le-Saunier, soit 340 000 habitants (figure 3). Du fait d’une plus grande densité de population, les communautés d’agglomération (CA) du Grand Chalon, du Mâconnais-Beaujolais Agglomération, du Grand Dole et dans une moindre mesure les communautés de communes (CC) Bresse Louhannaise et Terres de Bresse sont des territoires au sein desquels la pollution impacte un peu plus de personnes.

Cette concentration de particules fines PM2,5 proviendrait des appareils de chauffage des bâtiments mais également des flux de véhicules sur les autoroutes de ce secteur ainsi que des particules émises dans le couloir rhodanien. Outre les émissions locales, les niveaux élevés peuvent aussi être dus à des transports de polluants, en fonction des vents dominants. Les particules restent bloquées à l’ouest par le massif du Morvan et à l’est par celui du Jura.

La seconde zone concernée par une forte concentration régulière des particules est le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle. Un tiers de la population régionale régulièrement touchée y réside, soit environ 240 000 habitants. L’importante densité de population générerait des particules fines liées au trafic routier et aux installations de chauffage. La forte activité industrielle pourrait également être à l’origine de cette pollution. Les contreforts belfortains et la faiblesse des vents ne favoriseraient pas la dispersion des particules fines. De plus, des flux de pollution émanant de la vallée du Rhin ne sont pas à exclure.

En outre, 91 400 habitants du Grand Besançon, soit 47 % de sa population et 28 400 de la CA de Vesoul (88 %) sont aussi régulièrement touchés par une concentration importante de particules fines. Enfin, des émissions locales de poussières fines sont dues également à des exploitations de carrières et d’autres industries implantées dans certains territoires. Dans ces zones (carrières de Pont de Colonne, de Marcigny-sous-Thil, de Montauté, etc.), la population y est peu dense et les extractions se font à l’écart des agglomérations donc la part de la population exposée y est relativement faible.

Par ailleurs, dans certaines zones, les recommandations de l’OMS ne sont dépassées qu’une ou deux années sur les quatre années étudiées. C’est le cas dans l’est dijonnais malgré une densité de population relativement importante, dans une grande partie de la Haute-Saône, sur l’axe Besançon-Belfort, dans les zones autour du Creusot-Montceau-les-Mines et dans la vallée de l’Yonne entre Auxerre et Sens.

Figure 2Part de la population exposée aux différents niveaux de concentration en PM2,5 sur 3 ou 4 années entre 2016 et 2019 en Bourgogne-Franche-Comté

en %
Part de la population exposée aux différents niveaux de concentration en PM2,5 sur 3 ou 4 années entre 2016 et 2019 en Bourgogne-Franche-Comté (en %) - Lecture : 27 % des habitants de Bourgogne-Franche-Comté sont exposés 3 années ou plus à une concentration moyenne en PM2,5 supérieure à 10µg/m³, 58 % à plus de 9 µg/m³.
Niveau de concentration
en moyenne annuelle (en µg/m³)
Part de la population exposée
aux différents niveaux de concentration en PM2,5
sur 3 ou 4 années entre 2016-2019
4 100,0
5 100,0
6 99,9
7 96,4
8 85,5
9 58,2
10 27,1
11 8,3
12 0,3
13 0,0
14 0,0
  • Lecture : 27 % des habitants de Bourgogne-Franche-Comté sont exposés 3 années ou plus à une concentration moyenne en PM2,5 supérieure à 10µg/m³, 58 % à plus de 9 µg/m³.
  • Sources : Atmo Bourgogne-Franche-Comté ; Insee, Fidéli

Figure 2Part de la population exposée aux différents niveaux de concentration en PM2,5 sur 3 ou 4 années entre 2016 et 2019 en Bourgogne-Franche-Comté

  • Lecture : 27 % des habitants de Bourgogne-Franche-Comté sont exposés 3 années ou plus à une concentration moyenne en PM2,5 supérieure à 10µg/m³, 58 % à plus de 9 µg/m³.
  • Sources : Atmo Bourgogne-Franche-Comté ; Insee, Fidéli

Figure 3Exposition à une concentration annuelle moyenne en PM2,5 supérieure à 10 μg/m³ selon le nombre d’années de dépassement en Bourgogne- Franche-Comté (carreau de 1 km²)

  • Les données de cette carte carroyée ne sont pas diffusables
  • Source : Atmo Bourgogne-Franche-Comté

167 100 personnes âgées particulièrement vulnérables

Certaines personnes sont plus vulnérables que d’autres face à une mauvaise qualité de l’air. L’exposition aux particules fines augmente le risque de pathologies respiratoires et cardiovasculaires, en particulier chez les personnes âgées.

Près de 167 100 personnes de 65 ans ou plus résident sur un territoire touché par des dépassements réguliers de la recommandation de l’OMS pour les PM2,5 (figure 4). Elles représentent 23 % de l’ensemble des personnes âgées de la région alors que l’ensemble des personnes exposées représentent 27 % de la population. Dans les CA du Pays de Montbéliard Agglomération et du Grand Chalon, plus de 20 000 personnes âgées de 65 ans ou plus sont exposées.

Les personnes les plus âgées ou les plus fragiles résident dans un établissement d’hébergement pour personnes âgées dépendantes (Ehpad). Sur les 39 000 lits que compte la région, 9 300 sont présents dans des zones à concentration importante en PM2,5. Au sein du Grand Chalon, le nombre de lits concernés est de 1 320 sur les 1 400 du territoire. Les résidents de ces structures bénéficient d’une surveillance plus rapprochée.

Figure 4Principales populations exposées pendant 3 ou 4 années par intercommunalités (EPCI) et proportion parmi l'ensemble des populations résidentes

Principales populations exposées pendant 3 ou 4 années par intercommunalités (EPCI) et proportion parmi l'ensemble des populations résidentes
Établissement Public de Coopération Intercommunale(EPCI) Population résidente exposée au 01/01/2018 Dont 65 ans ou plus Dont moins de 19 ans Élèves du 1ᵉʳ et 2nd degré Rentrée 2018 Ehpad 2018
Effectifs Proportion Effectifs Proportion Effectifs Proportion Effectifs Proportion Nombre de lits Proportion
CC Terres de Bresse 22 300 100,0 5 200 100,0 4 900 100,0 3 100 100,0 260 100,0
CC du Pays d'Héricourt 19 700 93,4 4 300 94,1 4 500 93,5 3 700 97,5 110 100,0
CA Grand Belfort 95 200 92,4 18 000 90,8 22 000 92,9 20 100 94,2 640 83,3
CC Bresse Louhannaise Intercom. 25 000 88,3 7 000 87,8 5 000 88,7 3 800 85,0 450 86,1
CA de Vesoul 28 400 88,2 6 500 90,0 5 900 86,8 7 500 97,1 480 100,0
CA Le Grand Chalon 98 900 86,9 22 100 87,0 21 900 86,8 21 000 95,1 1 320 94,4
CA du Grand Dole 45 900 84,1 10 800 86,3 10 100 81,8 10 900 93,5 570 80,8
CA Pays de Montbéliard Agglomération 110 400 78,9 24 500 79,3 26 400 80,5 23 300 86,7 780 76,9
CA Mâconnais-Beaujolais Agglomération 59 400 77,9 13 000 78,8 13 800 77,9 12 900 84,9 910 77,1
CC du Sud Territoire 18 100 76,7 3 500 72,9 4 200 78,8 2 400 69,2 140 39,2
CC Rives de Saône 10 800 52,7 2 400 56,5 2 600 53,3 1 800 57,2 270 100,0
CC Auxonne Pontailler Val de Saône 11 700 50,0 2 400 53,1 2 700 47,7 2 600 61,6 310 92,5
CA du Grand Besançon 91 400 47,0 16 800 46,0 17 800 41,1 21 200 54,5 720 39,2
Dijon Métropole 19 500 7,7 4 500 9,2 3 500 6,6 6 400 12,9 180 7,1
CA Beaune, Côte et Sud - Communauté Beaune-Chagny-Nolay 2 800 5,4 500 3,7 600 5,5 1 600 16,1 80 7,6
Autres EPCI 101 400 6,2 25 600 6,4 22 400 6,3 19 400 7,6 2 040 8,0
Bourgogne-Franche-Comté 760 900 27,1 167 100 26,1 168 300 27,5 161 700 33,5 9 260 23,9
  • Sources : Atmo Bourgogne-Franche-Comté ; Insee, Fidéli ; Drees, Finess ; Depp, fichiers scolarités

Un élève sur trois étudie dans une zone exposée

Une mauvaise qualité de l’air influe aussi directement sur la croissance des enfants et des adolescents. Un enfant de moins de 19 ans sur quatre réside dans une zone plus exposée aux particules fines PM2,5, soit une proportion identique à celle de l’ensemble de la population. Ainsi, 168 300 enfants ou adolescents sur les 612 000 de la région sont concernés. Néanmoins, au lieu de scolarisation, le nombre d’élèves exposés y est inférieur. Sur les 490 000 élèves hors apprentis, 161 700 effectuent leur scolarité dans une zone plus exposée en particules. Cela concerne un tiers des élèves. Cette part est de 26 % pour les élèves d’écoles primaires et atteint 43 % pour les lycéens. Ceci s’explique par l’implantation des lycées dans les zones urbaines les plus densément peuplées. Les CA du Pays de Montbéliard Agglomération, du Grand Besançon, du Grand Chalon et du Grand Belfort sont fortement impactées. Plus de 20 000 écoliers, collégiens et lycéens sont concernés.

Les activités résidentielles et tertiaires sont les principales émettrices de PM2,5

En 2018, 10 300 tonnes de PM2,5 ont été émises dans la région. Avec 1 840 tonnes, le Doubs est le département qui contribue le plus, devant la Saône-et-Loire et la Côte-d’Or.

Les activités résidentielles ou tertiaires sont les premières émettrices dans la région. Elles regroupent les émissions liées aux activités domestiques dans les logements ainsi que celles liées aux activités et bâtiments des entreprises, telles que la combustion des appareils de chauffage. Le chauffage au bois des lieux d’habitation en est la principale source.

Dans chacun des départements, ces activités sont les premiers émetteurs, à l’exception de la Côte-d’Or où le transport contribue davantage. Les activités résidentielles représentent près de la moitié des émissions (45 %), loin devant le transport routier (24 %), l’industrie manufacturière (17 %) et l’agriculture (12 %).

L’industrie émet particulièrement dans le Jura et en Saône-et-Loire, des départements où certains procédés industriels (carrières, cimenteries ou encore fonderies) sont bien présents. L’agriculture est à l’origine d’importantes émissions de PM2,5 dans l’Yonne, la Nièvre et en Côte-d’Or, via le travail des terres cultivées et notamment l’épandage. Le secteur des transports contribue fortement en Saône-et-Loire avec les autoroutes et la RCEA (Route Centre Europe Atlantique).

La relation entre émission et concentration n’est toutefois pas systématique. En 2018, les 15 EPCI davantage exposés et obligés de réaliser un Plan Climat-Air-Énergie Territorial (PCAET), concentrent 85 % de ces particules mais ne gênèrent que 28 % des émissions.

Baisse régulière des émissions depuis 10 ans

Entre 2008 et 2018, les émissions de particules fines PM2,5 ont baissé d’un tiers dans la région (- 31 %). Elles sont passées de 14 900 tonnes en 2008 à 10 300 tonnes en 2018, soit 4 600 tonnes de moins en dix ans. C’est dans l’activité résidentielle et tertiaire que les émissions ont le plus diminué avec 2 400 tonnes émises en moins (- 34 %). La baisse est de 31 % dans les transports, de 28 % dans l’agriculture et de 25 % dans l’industrie. C’est en Saône-et-Loire que ces émissions ont le plus baissé (- 38 %), soit 1 100 tonnes de moins en dix ans. L’industrie est le principal contributeur à cette baisse. Dans le Doubs, la baisse n’a été que de 25 %, soit la plus faible des départements de la région. Dans le Territoire de Belfort où les concentrations sont importantes, les émissions de particules ont diminué d’un tiers entre 2008 et 2018, principalement grâce au secteur industriel.

Encadré 1 - « Black carbon » et confinement

Le « black carbon » ou « carbone suie » (BCff) est une fraction des PM2,5 mesurées à partir d’un appareil appelé l’aéthalomètre AE33. À partir des données relevées, cet analyseur permet d’identifier précisément la part de black carbon issue de la combustion de matière fossile (BCff). Sur le site de mesure de Dijon (place du 30 octobre), ce paramètre peut être associé directement au trafic routier. Pendant le premier confinement, la part du BCff liée au transport routier a nettement diminué passant de 16,4 % à 5,8 %, le trafic routier ayant fortement diminué sur l’ensemble de la région. La concentration en BCff a ainsi diminué de près de 50 % avant de réaugmenter de 30 % sur la période suivante (mai-juin). Néanmoins, ce BCff ne représente qu’une petite partie de l’ensemble des particules PM2,5 mesurées et doit donc être considéré en tant que traceur de l’origine fossile de combustible plutôt qu’en valeur absolue.

Encadré 2 - Modélisation sur le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle

Les modèles méso-échelle de qualité de l’air permettent de prendre en compte la complexité des phénomènes physico-chimiques dans l’atmosphère et intègrent les mouvements des masses d’air sur des grandes distances. En revanche, avec des résolutions de l’ordre du kilomètre, ils ne permettent pas de décrire l’hétérogénéité spatiale des polluants atmosphériques au plus proche des sources d’émissions. Ainsi, d’autres types de modèles de qualité de l’air sont utilisés pour ces échelles plus fines. La carte ci-contre est un exemple de ce type de modélisation fine échelle avec une résolution de 10 mètres. Elle représente les concentrations annuelles en particules PM2,5 dans le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle en 2018. Pour ce polluant, la recommandation de l’OMS est fixée à 10 µg/m3 ; ainsi, les zones colorées en rose la dépassent. Cette approche fine échelle met en évidence la répartition géographique de ce polluant et les zones d’impact maximal.

Figure 5Concentration en particules fines PM2,5 dans le Pays de l’Aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle en 2018

  • Les données de cette carte carroyée ne sont pas diffusables
  • Sources : Atmo Bourgogne-Franche-Comté ; Prév’Est

Encadré 3 - Concentration en PM2,5 : un indicateur de mesure de l’impact sanitaire de pollution atmosphérique

Les polluants peuvent être d’origine naturelle ou anthropique. Une fois émises dans l’air, ces substances sont transportées avec les vents. Ces particules fines peuvent rester en suspension pendant une semaine et être transportées sur de longues distances. Elles sont principalement éliminées par les précipitations. On distingue les polluants primaires, c’est-à-dire ceux directement émis dans l’atmosphère des polluants secondaires formés dans l’atmosphère suite à des réactions physico-chimiques de polluants primaires. Leur durée de vie est variable dans l’atmosphère, selon les conditions météorologiques et leur composition.

Les principaux polluants atmosphériques réglementés sont les particules fines, l’ozone, le dioxyde d’azote, l’ammoniac et le dioxyde de soufre. Les particules fines ont pour origine les combustions (chauffage résidentiel au bois, trafic routier, feux de forêts, etc.), certains procédés industriels (carrières, cimenteries, fonderies, etc.) et autres activités telles les chantiers BTP ou l’agriculture (via notamment le travail des terres cultivées) qui les introduisent ou les remettent en suspension dans l’atmosphère.

Les particules fines en PM2,5 (particules de moins de 2,5 micromètres de diamètre) sont particulièrement nocives pour la santé. Elles provoquent des irritations et des problèmes respiratoires chez les personnes sensibles et sont associées à une augmentation de la mortalité (affections respiratoires, maladies cardiovasculaires, cancers, etc.). Les PM2,5 sont plus néfastes que les particules PM10, car étant plus petites, elles pénètrent plus profondément dans l’appareil respiratoire jusqu’aux alvéoles pulmonaires et peuvent pénétrer dans le sang. L’évaluation de l’impact de la pollution atmosphérique sur la santé humaine reste cependant difficile à appréhender, car la pollution de l’air est un phénomène complexe qui résulte de l’association d’un grand nombre de substances agissant sous différentes formes. La concentration en PM2,5 est mesurée sur l’ensemble du territoire national par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). Pour lutter contre la pollution de l’air, différentes dispositions sont prises au niveau européen. Ce sont les directives réglementaires 2004/107 et 2008/50 qui fixent le cadre commun à respecter dont celui de la surveillance de la qualité de l’air, de l’information des populations ou de la mise en œuvre de plans d’actions dans les zones en dépassement des normes en vigueur. La directive 2016/2284 fixe, quant à elle, les objectifs de réduction des émissions pour différents polluants dont les particules fines PM2,5 à l’horizon 2020 et 2030 déclinés au niveau national par le plan de réduction des émissions de polluants atmosphériques (PRÉPA). Au niveau local, différents outils visent le respect de ces objectifs dont les Plans de Protection de l’Atmosphère (PPA) ou les Plans Climat-Air-Énergie Territoriaux (PCAET).

Le droit européen a ainsi fixé les valeurs seuils afin d’éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs des polluants de l’air sur la santé humaine et sur l’environnement dans son ensemble. L’Organisation mondiale de la Santé recommande des niveaux d’exposition plus contraignants, au-dessous desquels il n’a pas été observé d’effet néfaste sur la santé humaine ou sur la végétation.

  • La valeur limite pour la protection de la santé humaine est fixée à 25 µg/m³ en moyenne annuelle ;
  • La valeur cible à atteindre, dans la mesure du possible, dans un délai donné est fixé à 20 µg/m³ ;
  • L’objectif de qualité, recommandé par l’OMS, est quant à lui de 10 µg/m³.
Publication rédigée par :Fabrice Loones, Philippe Rossignol (Insee), Nor Eddine Darouache (Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement ), Stéphane François (Atmo Bourgogne-Franche-Comté)

Pour comprendre

Atmo Bourgogne-Franche-Comté surveille et modélise la concentration en PM2,5 pour la région et fournit à un niveau fin (carreau de 1 km de côté) la concentration depuis plusieurs années. Celle-ci dépend fortement des phénomènes météorologiques. Pour éviter les fluctuations conjoncturelles liées aux conditions météorologiques de l’année considérée, les concentrations ont été étudiées sur quatre années consécutives de 2016 à 2019. La méthode consiste à déterminer si elle dépasse ou non la recommandation de l’OMS pour chaque carreau de la région. Le seuil peut être dépassé un, deux, trois ou tous les ans, mais il peut aussi ne jamais l’être. Pour chaque carreau, on obtient grâce à Fidéli la population résidente au 1ᵉʳ janvier 2018 (dernière année disponible).

Sources

Fidéli : pour estimer la population au lieu de résidence, l’étude s’appuie sur les fichiers démographiques des logements et des individus (Fidéli) de 2018. Cette source de données géolocalisées, issue de divers fichiers fiscaux (taxe d’habitation, fichier d’imposition des personnes, etc.), fournit des informations anonymisées sur les habitants.