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Les rues « canyons », des hotspots locaux de pollution de l’air
Alice Burton  •  16 juin 2016

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La pollution de l’air constitue un problème majeur dans la société actuelle, tant sur le plan environnemental que sur un plan sanitaire. Les concentrations en polluants les plus importantes se situent principalement en zones urbaines, mais pas de manière homogène. En effet, la pollution de l’air varie fortement de façon locale, en fonction des aménagements urbains et de la mobilité. Les zones à fortes concentrations en polluants sont appelées « hotspots ». Nous aborderons ici le cas particuliers des hotspots de pollution retrouvés dans les rues faiblement ventilées, appelées rues « canyons ».

Les effets sur la qualité de l’air des rues « canyons »

Les rues de type canyon sont des rues étroites bordées en continu part de grands bâtiments. Cette configuration entraîne le confinement des polluants entre les bâtiments. Les rues « canyons » se retrouvent le plus fréquemment en zones urbaines et posent des problèmes de santé publique.

En raison de leur configuration, deux situations, relatives à la direction du vent, peuvent se présenter.

Si le vent vient de côté, perpendiculairement à la rue, les pollutions émises près du sol ne sont pas correctement dispersées et restent enfermées dans la rue. Les émissions, principalement dues à la circulation des véhicules, sont entrainées par l’écoulement tourbillonnaire formé à l’intérieur du canyon, les polluants s’accumulent alors en particulier vers le trottoir sous le vent.


Principe d’entraînement des polluants dans une rue "canyon"– Source : ATMO Franche-Comté

Dans le cas d’un vent parallèle à la direction de la rue, la dispersion des polluants à l’intérieur de la rue est favorisée. Cela peut cependant entraîner une dégradation de la qualité de l’air et une accumulation des polluants en amont de la rue « canyon ».

Les canyons urbains sont régulièrement classés suivant la valeur du rapport de la hauteur des bâtiments (H) à largeur de la rue (L). Plus ce rapport est élevé, plus l’accumulation de polluants sera grande.

Une rue est large si le rapport H/L est plus petit que 1, autrement dit que la largeur de la rue est supérieure à la moyenne des hauteurs des bâtiments de la rue. Une rue canyon a un indice de construction très supérieur à 1.

Emission et dispersion des polluants

Deux paramètres principaux doivent être pris en compte afin de déterminer le degré de pollution d’une rue : l’émission et la dispersion des polluants.

La circulation des véhicules est l’une des principales sources d’émissions polluantes dans les villes. Les émissions sont directement proportionnelles au volume de trafic routier.
La dispersion dépend de la configuration de la rue. Les études indiquent que les caractéristiques des bâtiments et de la rue ont un impact sur les concentrations de polluants s’y retrouvant. Plus la rue est étroite et plus les bâtiments sont élevés, plus les concentrations sont importantes.

Pour connaître les endroits les plus exposés à la pollution, ces deux paramètres doivent être mis en relation. En effet, dans une rue « canyon » avec un trafic faible, les polluants vont s’accumuler et les concentrations vont être élevées.

A l’inverse, des voiries très ouvertes permettent une bonne dispersion et des niveaux de pollution plus faibles malgré un volume de trafic plus élevé.

Des études mettent en évidence le fait que dans une rue « canyon », à distance et trafics égaux, les concentrations de polluants sont plus élevées que dans une rue ouverte.


Etude d’une rue "canyon" à Nantes – Source : atmo Nord – Pas-de-Calais

En outre, des études ont montré que pour un même rapport H/L dans deux rues différentes, les polluants peuvent varier de manière importante. Un autre élément intervient donc dans la dispersion des polluants : il s’agit de l’écartement entre les bâtiments. Celui-ci permet à la pollution de coloniser un espace plus grand et dès lors de faire baisser les concentrations (« porosité » de la rue « canyon »). Plus la rue est poreuse, plus les espaces colonisables par les flux de polluants sont importants et plus les concentrations ont des chances de baisser.


Le passage de la rue « poreuse » avec des espaces creux (S2DS) à la rue sans écartements entre les bâtiments (S2GS) montre une augmentation des concentrations en COV de 52.5%, de benzène de 22.9%, de PM10 de 26.8%, d’oxydes d’azote de 25.2%, de monoxyde de carbone de 25.2%, et de dioxyde de souffre de 15.3%. (Source : Gilles Maignant, Chargé de recherche CNRS. « Compacité et forme urbaine, une analyse environnementale dans la perspective d’un développement urbain durable »)

Les effets des intersections entre des rues « canyons » sur la pollution ne sont pas encore bien connus. Certaines hypothèses indiqueraient que les carrefours entre rues « canyons » pourraient également être considérés comme des zones de hotspots de pollution étant donné que le trafic routier y est ralenti et congestionné.

La présence d’arbres peut aussi avoir des effets néfastes sur la qualité de l’air : selon les conditions et la quantité d’émissions, la présence d’arbres dans les canyons urbains très pollués freine la dispersion des polluants en réduisant les échanges d’air dans le canyon avec l’air situé au-dessus des bâtiments. La capacité des arbres de capturer des polluants peut être surpassée par leur tendance à piéger les émissions des véhicules au niveau de la rue, sous la canopée des arbres, là où les gens peuvent les inspirer.

La présence de végétation (murs verts, toitures vertes,…) permettrait de réduire de manière significative la pollution de l’air dans les rues « canyons » en favorisant l’absorption des polluants gazeux à travers les pores des feuilles et en capturant les particules fines (PM) sur leurs surfaces.

L’efficacité de la végétation dans les canyons urbains dépend des propriétés de surface de la végétation, de la vitesse du vent et de la forme du canyon. Les effets de « purification » de la végétation sont plus élevés dans les canyons plus profonds, avec des vitesses de vent plus faibles, car l’air pollué à tendance à y rester plus longtemps, favorisant la probabilité de dépôt des polluants sur la végétation. Des études ont montré qu’à des vitesses de vent faibles, la présence de végétation a permis de diminuer les concentrations de polluants atmosphériques jusqu’à 40% pour le NO2 et 60% sur les PM10. D’autres études suggèrent que les plantes qui poussent verticalement sur les murs des bâtiments pourraient soustraire près de 10 fois plus de NO2 et près de 12 fois plus de PM10 dans l’air des canyons urbains que la végétation horizontale sur les toits.

De plus, habiller les bâtiments de vert présente, outre des qualités esthétiques, de nombreux autres avantages. Les murs végétaux ont un effet apaisant sur notre humeur et favorisent notre bien-être général. Selon leur orientation et leur composition, ils servent d’écran à la pollution, aux intempéries, au bruit, à l’ensoleillement…

Plans d’aménagement et qualité de l’air

La façon dont les polluants stagnent ou sont dispersés dans les rues « canyons » doit dès lors permettre de réfléchir les projets d’urbanisme en termes d’impacts sur la qualité de l’air. En effet, la connaissance de l’impact des aménagements urbains sur la qualité de l’air permet d’aboutir à l’élaboration de recommandations et de préconisations sur la façon de concevoir les nouveaux aménagements (bâtiments, parcs, quartiers) afin de réduire l’exposition de la population à la pollution atmosphérique.

Sans omettre les autres priorités des projets d’urbanisme (exposition et stabilité des bâtiments, force locale du vent,..) il s’agit donc d’évaluer la pertinence des solutions en prenant en compte le volet qualité de l’air.

Voici quelques pistes de réflexions afin de prendre en considération les « hot spots » de pollution de l’air et leurs effets sur la santé, dans les plans de mobilité et d’aménagement afin de lutter contre la sur-pollution locale structurelle.

- Proposer une architecture de quartier permettant une meilleure dispersion de la pollution de l’air en évitant les rues « canyons » ou en prévoyant des espaces entre les bâtiments afin de rendre la rue plus « poreuse »
- Etudier les possibilités d’éloignement des zones qui concentrent les publics les plus sensibles (tels que les écoles, crèches et terrains de sport) vis-à-vis des sources de pollution tout en baissant les émissions routières au sein ou à proximité du quartier
- Délocaliser, limiter ou interdire l’implantation d’établissements recevant un public sensible dans les rues les plus polluées
- Protéger les nouvelles constructions en intégrant la mise en œuvre de systèmes de traitement de l’air intérieur
- Considérer la mise en place de murs végétaux afin d’améliorer la qualité de l’air dans les lieux hotspots et de favoriser le bien-être général
- Procéder avec prudence lors de la plantation d’arbres dans les rues « canyon »s afin de s’assurer qu’ils n’augmentent pas la pollution au niveau du sol

De nombreuses autres pistes de solutions peuvent être imaginées afin de favoriser la dispersion de la pollution dans les rues « canyons ». Mais il est essentiel de réfléchir en priorité à l’adaptation des plans de mobilité dans ces rues et dans l’ensemble des lieux « hotspots de pollution de l’air » afin de réduire les sources d’émissions en diminuant la circulation locale, et afin de limiter l’exposition des citoyens à cette pollution nocive pour leur santé !




 
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