Le confinement de la population, décrété le 17 mars 2020 en réponse à l’épidémie de Covid-19, a eu un effet notable sur la qualité de l’air. Les restrictions imposées ont réduit l’activité économique, et ont conduit à une forte diminution des émissions de polluants atmosphériques, provenant notamment du trafic routier et des industries.

Les concentrations des principaux polluants atmosphériques ont ainsi baissé dans les grandes villes françaises, dans des proportions moyennes de 49% pour le dioxyde d’azote (NO2), 12% pour les PM2.5 et 10% pour les PM10.

La qualité de l’air dépend non seulement des émissions de polluants qui s’accumulent dans l’atmosphère, mais aussi des réactions chimiques qui s’opèrent entre ces composés, et des conditions météorologiques qui favorisent plus ou moins leur dispersion. Estimer et quantifier l’impact des mesures de confinement est par conséquent, complexe.

La modélisation peut toutefois apporter des réponses. Grâce aux outils de simulation du système national Prev’Air de prévision de la qualité de l’air, l’Ineris a mené une analyse visant à quantifier la diminution des concentrations atmosphériques de dioxyde d’azote (NO2) et de particules fines (PM2.5, et PM10) dans les plus grandes villes françaises, par rapport à une « situation habituelle ». L’amélioration de la qualité de l’air a ainsi été observée partout en France.

Comment la simulation numérique a -t-elle permis d’arriver à cette conclusion ?
L’analyse consiste à comparer deux 2 éléments :  des prévisions du modèle national de qualité de l’air établies sur la base de données d’émissions moyennes de polluants (qui ne prennent donc pas en compte les réductions induites par les mesures de confinement), avec des simulations corrigées, réalisées a posteriori, qui intègrent les données d’observation produites par les associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA).

Les courbes ci-dessous illustrent cette comparaison, établie comme une moyenne sur les 100 plus grandes villes françaises pour le NO2 et les particules fines PM2.5, depuis mi-février 2020. Elles montrent une excellente correspondance entre les prévisions et les simulations corrigées jusqu’à début mars.

Dioxyde d’azote - NO2
Ce polluant est particulièrement sensible aux émissions du trafic routier. La divergence des courbes entre situation attendue et situation réelle s’amorce dès le 12 mars, suggérant que les données d’émissions utilisées dans le modèle de prévision ne correspondent plus à la réalité observée : l’écart entre les courbes illustre en fait, la baisse des émissions imputable à une première vague de mesures, dont la fermeture des écoles et l’encouragement au télétravail… Sur la période de confinement (du 17/3 au 10/5), la divergence entre les courbes est encore plus prononcée : l’analyse des chiffres montre une diminution moyenne des concentrations de NO2 de l’ordre de 49% par rapport à une situation où il n’y aurait pas de confinement.  Il est particulièrement intéressant de noter qu’à partir du 11 mai, date de fin du déconfinement, les deux courbes se rejoignent de nouveau, montrant l’impact immédiat, sur les niveaux de NO2, de la reprise des activités.

Particules fines PM2.5, et PM10
Pour les particules fines PM2.5, et les PM10, l’analyse met en évidence une diminution des niveaux moyens de concentrations, de l’ordre de respectivement 12% et 10%. Ces impacts sont moins importants que pour le NO2, ce qui s’explique par la contribution d’autres sources d’émission qui ne sont pas concernées par les mesures de confinement : chauffage résidentiel, agriculture, voire poussières naturelles (poussières telluriques, sels marins, feux de forêt).
Selon les périodes de l’année et les conditions météorologiques, ces sources peuvent connaitre des pics ponctuels d’activité (épisode de particules du 28 mars, par exemple).  Néanmoins, l’impact bénéfique du confinement devient tangible sur les concentrations de particules à partir du 1er avril et il est plus ou moins marqué, selon les jours.

Figure 1 : concentrations de fond de NO2 (haut) et PM2.5 (bas) (µg/m3) en moyenne sur les 100 plus grandes villes françaises. La courbe noire indique les concentrations prévues, sans prendre en compte l’impact des mesures de confinement. La courbe rouge est une simulation corrigée avec les mesures constatées sur le terrain.