SHIPAIR

Ce projet a pour objectif l'amélioration des méthodes de calcul des émissions des navires, avec de nouveaux polluants, et d'évaluer les impacts de ces activités sur la qualité de l'air des zones urbaines à proximité, au moyen de nouveaux outils de modélisation numérique.

Contexte et objectifs

En dépit des évolutions de ces dernières années, la réglementation des émissions du transport maritime reste peu contraignante si on la compare à celle d'autres secteurs (par exemple le trafic routier), notamment pour les particules fines et certains de leurs précurseurs. L'impact global des émissions du transport maritime sur la qualité de l'air urbain n'est toujours pas connu, en partie à cause des incertitudes des inventaires des émissions et de l'évolution des émissions en milieu urbain.

Des études antérieures menées en milieu urbain ont mis en évidence la variabilité spatiale et temporelle de la composition des sources, ainsi que les écarts importants entre les modélisations, alimentées par les inventaires des émissions, et les observations in-situ.

Le projet SHIPAIR pour « SHIPping emission’s contribution to AIR pollution in urban harbor area » a donc pour objectif de mieux évaluer la pollution atmosphérique en zone portuaire urbaine. Pour cela, plusieurs objectifs scientifiques ont été définis répondant aux questions suivantes :

1. Quels composés nouveaux ou mal caractérisés sont émis par les navires ?

Caractériser quantitativement et qualitativement les polluants SO2, NOX, BC, CO, CO2 et PM2,5
Caractériser quantitativement et qualitativement les émissions de COV, de métaux et de PM1
Générer un ensemble complet de données sur les émissions des navires pour différents ports français

2. Quel est le devenir atmosphérique des émissions des navires ?

Évaluer la contribution du SO2 à la formation de nouvelles particules dans les zones portuaires et les villes
Déterminer quantitativement et qualitativement la formation potentielle d'aérosols organiques secondaires issus des émissions du transport maritime
Développer un cadre de modélisation plus pertinent pour évaluer leur impact sur la QA à l'échelle urbaine
Construire les premières séries de scénarios pour les tendances futures et soutenir la législation future, en s'appuyant sur de nouvelles méthodologies de modélisation et des inventaires d'émissions plus détaillés

3. Quel est le potentiel oxydant des émissions du transport maritime ?

Déterminer le potentiel oxydant (PO) intrinsèque des émissions du transport maritime
Évaluer le lien entre le PO et les métaux et matières organiques oxydées mesurés parmi les particules
Déterminer la contribution du transport maritime au PO urbain (par rapport aux autres sources) dans les villes portuaires

Ces développements techniques et méthodologiques, testés sur le territoire de HAROPA PORT, et plus précisément sur le port du Havre, doivent notamment permettre d’améliorer l’inventaire des émissions des navires, en particulier concernant les métaux, et préciser l’évaluation de leurs impacts sur la qualité de l’air havraise.

Le projet d'expérimentation

Les émissions des navires à quai et dans les ports ayant le plus d'impact sur la qualité de l'air urbain, il est nécessaire d’approfondir la compréhension de ces émissions. En raison notamment de l'évolution des pratiques (carburants à faible teneur en soufre, carburants plus raffinés ou alternatifs, épurateurs/scrubbers...), de nouveaux polluants peuvent devenir relativement plus importants, et l'évolution de la composition chimique des particules peut également être affectée. Il semble donc important de surveiller l'évolution de la composition chimique des particules « primaires » et la formation des particules « secondaires » par réaction chimique. L'évolution des pratiques pourrait accentuer les différences entre les émissions et les inventaires d'émissions, ce qui démontre la nécessité d'effectuer des mesures in situ, afin de comprendre les impacts sur la qualité de l'air urbain.

SHIPAIR va contribuer activement à la construction d'une nouvelle base de données d'observation par le biais d'une campagne de terrain intensive dans le port de Dunkerque et va étudier le devenir et les impacts de la pollution des navires en soutenant des mesures à long terme dans un « supersite » urbain (Marseille-Longchamp). En outre, SHIPAIR doit développer et mettre en œuvre un nouveau cadre de modélisation. Afin d'assurer la représentativité des contributions des émissions des navires dans différentes villes, trois ports (Dunkerque, Marseille et Le Havre) sont considérés pour la modélisation. Le projet va profiter de l'expertise opérationnelle des trois partenaires en charge de la surveillance de la qualité de l'air dans ces régions (Atmo Normandie, Atmo Hauts-de-France et AtmoSud) qui mettront en commun les améliorations méthodologiques dans le développement des inventaires des émissions atmosphériques.

Durée

Ce projet a débuté le 1er mars 2022 pour une durée de 60 mois.

Livrables

Des bases de données des campagnes de mesures de polluants gazeux et particulaires (métaux, SOA...) et de potentiel oxydant
Des inventaires d'émissions maritimes enrichis sur de nouveaux polluants et améliorés sur la spéciation des particules
Le code source d'un modèle multi-échelle avec un module SSH-aérosol incluant un traitement explicite de l'inventaire des métaux
Un rapport d'évaluation du modèle sur les ports Dunkerque, Marseille et Le Havre
Une évaluation de scénarios de réduction d'émission