Comment évalue-t-on les performances de prévision de la qualité de l'air ?

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Publié le 25 octobre 2021 - Mis à jour le

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Atmo Auvergne-Rhône-Alpes procède à l'évaluation a posteriori de ses prévisions. Cette évaluation est une étape primordiale pour améliorer les méthodes et les techniques et ainsi se réajuster si nécessaire. On vérifie ainsi l'ensemble de la chaîne de prévision, que ce soit les résultats bruts des modèles numériques ou les prévisions finalisées qui ont été diffusées aux habitants de la région Auvergne-Rhône-Alpes. 

Pourquoi évaluer les performances des prévisions de la qualité de l’air ?

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💡 Une réponse à une demande sociale ! 

 

Le dispositif de gestion des épisodes de pollution atmosphérique est un dispositif d’urgence, qui a pour but de limiter l'exposition des populations en cas de concentrations élevées de polluants.  

Il permet d’informer la population, de délivrer des recommandations sanitaires et comportementales et mettre en place des actions de réduction des émissions sur les différentes sources concernées (trafic routier, industries, secteurs agricole et domestique…).  

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Texte

Le système de prévision d’Atmo Auvergne-Rhône-Alpes a pour objectif de mettre à disposition quotidiennement des cartes des polluants ozone (O3), dioxyde d'azote (NO2), particules (PM10 et PM2,5) pour le jour même et jusqu’au surlendemain (J+2). L’ensemble est disponible en ligne sur le site web d’Atmo Auvergne-Rhône-Alpes, l’application AirToGo(le lien est externe) et différentes API

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Ces dernières années, les attentes de l’Etat, des collectivités et du grand public vis-à-vis des missions concernant la qualité de l’air ont rapidement évolué. En effet, la demande sociale s’accroit et les citoyens attendent une information de plus en plus individualisée, prévisionnelle, en lien avec leurs modes de vie, leurs activités.  

Ainsi, dans les dernières décennies, plusieurs enjeux environnementaux, financiers et économiques, politiques et sanitaires sont associés explicitement à la prévision quotidienne de la qualité de  l’air. Il est par conséquent indispensable de disposer d’outils adaptés à une forte exigence d’expertise et à la diffusion d’une prévision quotidienne fiable et de bonne qualité. Cela nécessite une évaluation correcte et permanente de des systèmes de prévision de qualité de l’air.

 
⚠️ Une exigence réglementaire récente

 

De nouveaux textes règlementaires (notamment l’article 13 de l’arrêté du 16 avril 2021(le lien est externe)) insistent sur la nécessité d’étudier la performance du système de prévision quotidienne de la qualité de l'air et d’harmoniser les critères d’évaluation des prévisions à l’échelle nationale.  

Dans ce contexte, chaque AASQA évalue son système de prévision en étudiant ses performances statistiques selon des critères préconisés par un référentiel technique national(le lien est externe). Cette évaluation fait l’objet d’un rapport annuel adressé aux autorités au plus tard le 30 juin de l’année suivante et diffusée par la suite au grand public.

Ce rapport étudie la performance de la chaine de prévision en se basant sur des calculs d'indicateurs statistiques. Ils permettent de  comparer les concentrations calculées par les modèles à celles enregistrées par les stations du réseau métrologique d'Atmo Auvergne-Rhône-Alpes.

2020, des prévisions de qualité de l'air performantes

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Les résultats du système de prévision pour 2020 sont considérés comme satisfaisants voire bons pour les concentrations journalières des particules PM10 et maximales pour l'ozone. Les valeurs des indicateurs sont dans la plage acceptable fixée par le référentiel technique national et même proches des valeurs « idéales ».

La probabilité de bonne détection d’un épisode de pollution sur la région Auvergne-Rhône-Alpes est de 79% pour le jour-même et de 52% pour le lendemain.

 

Focus sur la prévision des dépassements de seuils d’information - Exemple pour les particules PM10

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Prévision dépassement seuil information 50 µg/m3 en moyenne jour 2020

Particules PM10 -  Prévision du jour pour le lendemain (J pour J+1)

En 2021, plusieurs travaux visant à améliorer la chaine de prévision seront menés. Ils porteront notamment sur le modèle de calcul des concentrations lui-même (nouvelle version de CHIMERE(le lien est externe)), sur une meilleure prise en compte des données de bord (conditions aux limites de la région) et sur l'amélioration de la qualité des données de quantités de polluants émis (en entrée de modèle).

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Une chaîne de prévision dépendante de données d'entrée complexes, notamment les émissions, la topographie et la météorologie.

La chaine de prévision de qualité de l'air est composée de plusieurs maillons : données estimées sur les quantités de polluants émis (on parle de cadastre des émissions), chimie atmosphérique et transport, calage des simulations aux données de terrain et bien sûr expertise humaine...

La fiabilité de cette chaine est fortement liée à la qualité de ces paramètres d’entrée, notamment les caractéristiques du "terme source" , les émissions, qui sont encore difficilement quantifiables par des mesures directes. En effet, les débits d’émissions de polluants sont en général calculés par des méthodes théoriques en utilisant des facteurs d’émissions validés, mais qui ont une grande incertitude, ou des cadastres d’émissions imprécis. 

De plus, le système n’intègre pas d’une manière explicite la topographie dans le calcul des écoulements, les reliefs sont pris en compte uniquement pour établir les profils de vitesse de vent. Il en résulte certaines difficultés à reproduire les écoulements et les processus thermiques dans les vallées, notamment alpines, avec un relief très marqué.

Enfin, les conditions météorologiques en entrée du modèle de prévision de qualité de l'air proviennent également de données modélisées, entachées elles-mêmes d'incertitudes parfois importantes, notamment pour le vent. 

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Publications en lien avec le sujet

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Découvrez les rapports 2019 et 2020

Evaluation de la chaine de prévision 2021 - Juin 2022.pdf
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Evaluation des performances du système de prévision 2021
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Évaluation des performances du système de prévision 2020
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Évaluation des performances du système de prévision 2019
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