L’indice de qualité de l’air

L’indice de qualité de l’air (IQA) est un chiffre utilisé par les organismes gouvernementaux pour communiquer au public le degré de pollution de l’air ou les prévisions de pollution. Ces informations sont très utiles car, avec l’augmentation de l’IQA au fil du temps, un pourcentage croissant de la population est susceptible d’avoir des effets néfastes de plus en plus graves sur la santé.

Plusieurs pays ont leurs propres indices de qualité de l’air, correspondant à différentes normes nationales de qualité de l’air. Toutefois, un site web est récemment devenu disponible – appelé « Worldwide Air Quality » – qui permet aux organismes gouvernementaux du monde entier de présenter leurs données de surveillance de l’air en temps réel pour que le public puisse les consulter en utilisant une définition commune de l’indice de la qualité de l’air.

Le site web « Worldwide Air Quality » présente les indices de qualité de l’air des pays du monde entier, en temps réel et normalisés sur la base de la norme américaine. Il constitue donc une source précieuse pour ceux qui souhaitent connaître la qualité de l’air dans leur région, dans leur pays ou dans le monde, pour la protection de la santé, pour des comparaisons ou pour une analyse « rapide ».

Comment calculer l’indice et la dose de qualité de l’air ?

Le calcul de l’indice de qualité de l’air nécessite la connaissance de la concentration d’un polluant atmosphérique sur une période moyenne donnée, soit à partir de la surveillance de l’air, soit à partir d’un modèle informatique (par exemple, interpolation des mesures provenant de stations d’enquête dispersées sur le territoire et production de cartes avec isolignes).

Pris ensemble, la concentration et le temps représentent la dose du polluant atmosphérique (en pratique, la dose est donnée par le produit de la concentration dans le temps), de sorte que la surveillance dans le temps des polluants est très utile pour les spécialistes de la pollution et de ses conséquences. Les effets sur la santé correspondant à une dose donnée sont établis par la recherche épidémiologique.

La détermination de la dose aide les chercheurs à déterminer les effets d’un polluant sur la santé.

La puissance des polluants atmosphériques et la fonction utilisée pour convertir la concentration d’un polluant atmosphérique en indice de qualité de l’air varient selon les polluants. Les valeurs de l’indice de qualité de l’air sont généralement regroupées en fourchettes. Un descripteur, un code couleur et un avertissement de santé publique standardisé sont attribués à chaque gamme.

Variabilité de l’indice dans le temps

L’indice de qualité de l’air peut augmenter en raison d’une augmentation des émissions atmosphériques (par exemple, pendant les heures de pointe ou en cas d’incendie et de vent défavorable) ou simplement en raison d’un manque de dilution des polluants atmosphériques.

Par exemple, l’air stagnant – souvent causé par un anticyclone -, l’inversion de température (comme dans le cas de la vallée du Pô) ou la faible vitesse du vent sont autant de phénomènes qui font que la pollution de l’air reste dans une zone locale, provoquant de fortes concentrations de polluants, des réactions chimiques entre les contaminants de l’air et une situation confuse.

Un jour où l’indice de qualité de l’air devrait être élevé en raison de la pollution par les particules fines, une agence ou un organisme de santé publique responsable pourrait conseiller aux groupes sensibles – tels que les personnes âgées, les enfants et les personnes souffrant de problèmes respiratoires ou cardiovasculaires – d’éviter de faire de l’exercice ou une activité physique (ou d’autres activités prolongées) à l’extérieur.

Pendant une période de mauvaise qualité de l’air – telle qu’un pic de pollution – lorsque l’indice de la qualité de l’air indique qu’une exposition aiguë peut causer des dommages importants à la santé publique, les autorités compétentes peuvent invoquer les plans d’urgence pour ordonner le blocage de sources importantes (telles que certaines installations polluantes) jusqu’à ce que les niveaux dangereux soient réduits.

L’indice de qualité de l’air aux États-Unis

La plupart des contaminants atmosphériques n’ont pas d’indice de qualité de l’air associé. De nombreux pays surveillent l’ozone troposphérique (O3), les particules (PM), le dioxyde de soufre (SO2), le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde d’azote (NO2) et calculent des indices de qualité de l’air pour ces polluants.

L’Agence américaine pour la protection de l’environnement (EPA) a mis au point un indice de la qualité de l’air divisé en six fourchettes indiquant des niveaux croissants de préoccupation pour la santé. Un indice de qualité de l’air supérieur à 300 représente une qualité de l’air dangereuse, tandis qu’en dessous de 50, la qualité de l’air est bonne.

L’indice américain de la qualité de l’air

L’indice américain de la qualité de l’air est basé sur les cinq polluants réglementés par le Clean Air Act des États-Unis : l’ozone troposphérique (en ppb, ou parties par milliard), les particules PM2,5 et PM10, en μg/m3), le monoxyde de carbone (en ppm, c’est le seul en parties par million), le dioxyde de soufre (en ppb) et le dioxyde d’azote (en ppb). L’EPA a établi des normes nationales de qualité de l’air ambiant pour chacun de ces polluants (généralement un indice de 100) afin de protéger la santé publique.

Pour convertir une concentration de polluants atmosphériques en un indice de qualité de l’air, l’EPA a développé un calculateur. Si plusieurs polluants sont mesurés sur un site de surveillance, la valeur d’indice la plus élevée ou « dominante » est donnée pour ce site. Le calcul de l’indice de qualité de l’air pour certains polluants nécessite une moyenne sur plusieurs heures.

Les données de surveillance en temps réel et les prévisions de la qualité de l’air, codées par couleur en termes d’indice de qualité de l’air, sont disponibles sur le site web AirNow de l’EPA. Les données historiques de surveillance de l’air – y compris les graphiques et les cartes de l’indice de la qualité de l’air – sont disponibles sur le site AirData de l’EPA.

L’indice américain de la qualité de l’air sur le site « AirNow » de l’EPA (à noter qu’il est basé sur des données fournies et traitées en temps réel).

L’indice de qualité de l’air en Europe

Afin de présenter la situation de la qualité de l’air dans les villes européennes d’une manière comparable et facilement compréhensible, toutes les mesures détaillées sont transformées en un seul indice relatif : l’indice commun de la qualité de l’air (ou CAQI).

En particulier, trois indices différents ont été développés par Citeair – qui fournit au public des informations en temps quasi réel sur la qualité de l’air dans plus de 50 villes européennes faisant déjà partie du réseau par le biais du site web interactif Air Quality Now – pour permettre la comparaison de trois échelles de temps différentes.

Le site web « Air Quality Now ». 

Toutefois, les indices proposés et le site d’assistance Air Quality Now sont conçus pour fournir une image dynamique de la situation de la qualité de l’air dans chaque ville, mais pas pour contrôler le respect des limites d’émission :

Ces indices ont 5 niveaux, utilisant une échelle de 0 (très faible) à > 100 (très élevé), et sont une mesure relative de la quantité de pollution de l’air. Ils sont basés sur les 3 polluants d’intérêt majeur en Europe : les particules fines (PM10), le dioxyde d’azote (NO2), l’ozone troposphérique (O3) et prendront en compte 3 polluants supplémentaires – le monoxyde de carbone (CO), les particules fines (PM2,5) et le dioxyde de soufre (SO2) – pour lesquels des données sont également disponibles.

L’indice de qualité de l’air développé par Citeair comprend un réseau de plus de 50 villes européennes.

Les valeurs des indices sont mises à jour toutes les heures (pour les villes fournissant des données horaires), et les indices quotidiens de la veille sont présentés. Le calcul de l’indice est basé sur une révision d’un certain nombre d’indices de qualité de l’air existants et reflète autant que possible les seuils d’alerte ou les valeurs limites journalières de l’UE.

Détails sur la qualité de l’air fournis par Air Quality Now pour la ville d’Innsbruck (Autriche).

« L’indice annuel commun de la qualité de l’air » donne un aperçu général de la situation de la qualité de l’air dans une ville donnée tout au long de l’année et en référence aux normes européennes. Il est également calculé pour les conditions de fond et de circulation, mais son principe de calcul est différent des indices horaires et journaliers. Il est présenté comme une distance par rapport à un indice cible, et cette cible est dérivée des directives de l’UE (normes et objectifs annuels de qualité de l’air) :

L’indice annuel vise à mieux prendre en compte l’exposition à long terme à la pollution atmosphérique en fonction de la distance par rapport à l’objectif fixé par les normes annuelles de l’Union européenne (UE), qui sont pour la plupart liées aux recommandations de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) en matière de protection de la santé.

En novembre 2017, l’Agence européenne pour l’environnement (AEE) a présenté la carte « Indice de la qualité de l’air », qui collecte les données de plus de 2 000 unités de contrôle, qui est mise à jour toutes les trois heures et mesure les différents polluants : les micropoussières PM10 et PM2,5, l’ozone, le dioxyde de soufre et le dioxyde d’azote. Ceux-ci sont traduits en points colorés du vert au rouge, détectant la pire valeur pour chaque polluant, et d’autres détails peuvent être obtenus en cliquant sur les points eux-mêmes.

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