A. Incertitude des mesures et des applications de modélisation pour l’évaluation de la qualité de l’air ambiant
Tableau 1 — Incertitude des mesures et de la modélisation des concentrations moyennes (annuelles) à long terme
| Polluants atmosphériques | Incertitude maximale des mesures fixes | Incertitude maximale des mesures indicatives | Rapport maximal entre, d’une part, l’incertitude des applications de modélisation et de l’évaluation objective et, d’autre part, l’incertitude des mesures fixes
| Valeur absolue | Valeur relative | Valeur absolue | Valeur relative | Rapport maximal
| PM2,5 | 3,0 μg/m3 | 30 % | 4,0 μg/m3 | 40 % | 1,7
| PM10 | 4,0 μg/m3 | 20 % | 6,0 μg/m3 | 30 % | 1,3
| SO2/NO2/NOx | 6,0 μg/m3 | 30 % | 8,0 μg/m3 | 40 % | 1,4
| Benzène | 0,85 μg/m3 | 25 % | 1,2 μg/m3 | 35 % | 1,7
| Plomb | 0,125 μg/m3 | 25 % | 0,175 μg/m3 | 35 % | 1,7
| Arsenic | 2,4 ng/m3 | 40 % | 3,0 ng/m3 | 50 % | 1,1
| Cadmium | 2,0 ng/m3 | 40 % | 2,5 ng/m3 | 50 % | 1,1
| Nickel | 8,0 ng/m3 | 40 % | 10,0 ng/m3 | 50 % | 1,1
| Benzo(a)pyrène | 0,5 ng/m3 | 50 % | 0,6 ng/m3 | 60 % | 1,1
Tableau 2 — Incertitude des mesures et de la modélisation des concentrations moyennes à court terme (sur 24 heures, sur 8 heures et par heure)
| Polluants atmosphériques | Incertitude maximale des mesures fixes | Incertitude maximale des mesures indicatives | Rapport maximal entre, d’une part, l’incertitude des applications de modélisation et de l’évaluation objective et, d’autre part, l’incertitude des mesures fixes
| Valeur absolue | Valeur relative | Valeur absolue | Valeur relative | Rapport maximal
| PM2,5 (24 heures) | 6,3 μg/m3 | 25 % | 8,8 μg/m3 | 35 % | 2,5
| PM10 (24 heures) | 11,3 μg/m3 | 25 % | 22,5 μg/m3 | 50 % | 2,2
| NO2 (24 heures) | 7,5 μg/m3 | 15 % | 12,5 μg/m3 | 25 % | 3,2
| NO2 (par heure) | 30 μg/m3 | 15 % | 50 μg/m3 | 25 % | 3,2
| SO2 (24 heures) | 7,5 μg/m3 | 15 % | 12,5 μg/m3 | 25 % | 3,2
| SO2 (par heure) | 52,5 μg/m3 | 15 % | 87,5 μg/m3 | 25 % | 3,2
| CO (24 heures) | 0,6 mg/m3 | 15 % | 1,0 mg/m3 | 25 % | 3,2
| CO (8 heures) | 1,0 mg/m3 | 10 % | 2,0 mg/m3 | 20 % | 4,9
| Ozone (moyenne sur 8 heures) | 18 μg/m3 | 15 % | 30 μg/m3 | 25 % | 2,2
Lors de l’évaluation du respect des objectifs de qualité des données figurant dans les tableaux 1 et 2 du présent point, l’incertitude des mesures (exprimée pour un intervalle de confiance de 95 %) des méthodes d’évaluation est calculée conformément à la norme EN correspondante pour chaque polluant. Pour les méthodes pour lesquelles aucune norme n’est disponible, l’incertitude de la méthode d’évaluation est appréciée conformément aux principes du comité commun pour les guides en métrologie (JCGM) 100: 2008 «Évaluation des données de mesure — Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure» et à la méthodologie de la partie 5 de la norme ISO 5725: 1998. Pour les mesures indicatives, en l’absence de norme EN pertinente, l’incertitude est calculée suivant les orientations relatives à la démonstration de l’équivalence visées à l’annexe VI, point B.
Les pourcentages d’incertitude indiqués dans les tableaux 1 et 2 du présent point s’appliquent à toutes les valeurs limites et aux valeurs cibles qui sont calculées par simple calcul de la moyenne des mesures individuelles telles que la moyenne horaire, la moyenne journalière ou la moyenne annuelle, sans qu’il soit tenu compte de l’incertitude supplémentaire concernant le calcul du nombre de dépassements. L’incertitude doit être interprétée comme étant applicable dans la plage des valeurs limites ou des valeurs cibles appropriées. Le calcul de l’incertitude ne s’applique pas à l’AOT40 ni aux valeurs qui correspondent à plusieurs années, plusieurs points de prélèvement (comme l’IEM) ou plusieurs composants. Il ne s’applique pas non plus aux seuils d’alerte, aux seuils d’information et aux niveaux critiques définis à des fins de protection de la végétation et des écosystèmes naturels.
Avant 2030, les valeurs relatives des incertitudes maximales indiquées dans les tableaux 1 et 2 s’appliquent à tous les polluants, à l’exception des PM2,5 et du NO2/NOx du tableau 1, pour lesquels les incertitudes maximales des mesures fixes sont de 25 % et de 15 % respectivement. À partir de 2030, l’incertitude des données de mesure utilisées pour évaluer la qualité de l’air ambiant ne dépasse pas la valeur absolue ou la valeur relative exprimées au présent point, la valeur la plus élevée étant retenue.
L’incertitude maximale pour les applications de modélisation est déterminée sur la base de la valeur de l’incertitude des mesures fixes multipliée par le rapport maximal applicable. L’objectif de qualité pour la modélisation (soit un indicateur de qualité pour la modélisation inférieur ou égal à 1) doit être vérifié, dans la zone et sur la période d’évaluation considérées, pour au moins 90 % des points de prélèvement disponibles. À un point de prélèvement donné, l’indicateur de qualité pour la modélisation est calculé comme le rapport entre, d’une part, l’erreur quadratique moyenne ou les erreurs quadratiques moyennes entre les résultats de la modélisation et les mesures et, d’autre part, la racine carrée de la ou des somme(s) des carrés de l’application de modélisation et des incertitudes de mesure, sur toute la période d’évaluation. Il convient de noter que la somme sera ramenée à une valeur unique lorsque les moyennes annuelles sont prises en considération. Toutes les mesures fixes de la zone d’évaluation de l’application de modélisation qui respectent les objectifs de qualité des données (c’est-à-dire l’incertitude de mesure et la couverture des données de mesure conformément au présent point et au point B, respectivement) sont utilisées pour apprécier l’incertitude de l’application de modélisation. Il convient de noter que le rapport maximal est interprété comme étant applicable à tout l’intervalle de concentration.
Pour les concentrations moyennes à court terme, l’incertitude maximale des données de mesure utilisée pour évaluer l’objectif de qualité pour la modélisation est l’incertitude absolue calculée à l’aide de la valeur relative exprimée au présent point, au-dessus de la valeur limite, qui diminue de façon linéaire de la valeur absolue à la valeur limite, jusqu’à atteindre un seuil correspondant à une concentration égale à zéro. Les objectifs de qualité pour la modélisation à court et à long terme doivent être atteints.
Pour la modélisation des concentrations moyennes annuelles de benzène, d’arsenic, de cadmium, de plomb, de nickel et de benzo(a)pyrène, l’incertitude maximale des données de mesure utilisée pour évaluer l’objectif de qualité pour la modélisation n’excède pas la valeur relative exprimée au présent point.
Pour la modélisation des concentrations moyennes annuelles de PM10, PM2,5, et de dioxyde d’azote, l’incertitude maximale des données de mesure utilisée pour évaluer l’objectif de qualité pour la modélisation n’excède pas la valeur absolue ou la valeur relative exprimée au présent point.
Lorsqu’un modèle de la qualité de l’air est utilisé pour l’évaluation, il y a lieu de compiler des références aux descriptions de l’application de modélisation et des informations sur le calcul de l’objectif de qualité pour la modélisation.
L’incertitude de l’estimation objective n’excède pas l’incertitude des mesures indicatives dans des proportions supérieures au rapport maximal applicable et n’excède pas 85 %. L’incertitude de l’estimation objective est définie comme l’écart maximal des niveaux de concentration mesurés et calculés, sur la période considérée, pour la valeur limite ou la valeur cible, sans qu’il soit tenu compte de la chronologie des événements.
B. Couverture des données de mesure pour l’évaluation de la qualité de l’air ambiant
Par «couverture des données», on entend la fraction (exprimée en pourcentage) de l’année civile pour laquelle des données de mesure valides sont disponibles.
| Polluants atmosphériques | Couverture minimale des données
| Mesures fixes | Mesures indicatives
| Moyennes annuelles | Moyennes sur 1 heure, 8 heures ou 24 heures | Moyennes annuelles | Moyennes sur 1 heure, 8 heures ou 24 heures
| SO2, NO2, NOx, CO | 85 % | 85 % | 13 % | 50 %
| O3 et NO et NO2 associés | 85 % | 85 % | 13 % | 50 %
| PM10, PM2,5 | 85 % | 85 % | 13 % | 50 %
| Benzène | 85 % | — | 13 % | —
| Benzo(a)pyrène, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), mercure gazeux total, mercure bivalent particulaire et gazeux | 30 % | — | 13 % | —
| As, Cd, Ni, Pb | 45 % | — | 13 % | —
| Carbone noir, ammoniac, PUF, répartition granulométrique des PUF | 80 % | — | 13 % | —
| Acide nitrique, lévoglucosane, carbone organique (CO), carbone élémentaire (CE), composition chimique des PM2,5, potentiel oxydant des PM | 45 % | — | 13 % | —
| Dépôt total | — | — | 30 % | —
Des mesures fixes de SO2, NO2, CO, O3, PM10, PM2,5 et benzène doivent être effectuées en continu tout au long de l’année civile.
Pour le reste, les mesures sont à répartir uniformément sur l’année civile (ou sur la période allant d’avril à septembre pour les mesures indicatives d’O3). Afin de se conformer à ces exigences et pour que les éventuelles pertes de données n’altèrent pas les résultats, les exigences minimales en matière de couverture des données doivent être respectées durant des périodes précises (trimestre, mois, jour de semaine) de l’année entière, en fonction du polluant et de la méthode de mesure ou de la fréquence de mesure.
Pour l’évaluation des valeurs annuelles moyennes au moyen de mesures indicatives et au moyen de mesures fixes pour les polluants pour lesquels la couverture minimale des données est inférieure à 80 %, les États membres peuvent appliquer des mesures aléatoires au lieu de mesures continues s’ils peuvent démontrer que l’incertitude, y compris l’incertitude liée à l’échantillonnage aléatoire, respecte les objectifs de qualité des données requis et la couverture minimale des données fixée pour les mesures indicatives. Ce type d’échantillonnage aléatoire est réparti uniformément sur l’année pour éviter de biaiser les résultats. L’incertitude liée à l’échantillonnage aléatoire peut être quantifiée selon la procédure décrite dans la norme ISO 11222 (2002), «Qualité de l’air — détermination de l’incertitude de mesure de la moyenne temporelle de mesurages de la qualité de l’air».
L’entretien normal des instruments n’a pas lieu pendant les périodes de pics de pollution.
Un échantillonnage sur vingt-quatre heures au minimum est indispensable pour mesurer le benzo(a)pyrène et d’autres hydrocarbures aromatiques polycycliques. Les échantillons individuels prélevés sur une période allant jusqu’à un mois peuvent être combinés et analysés en tant qu’échantillon composé, à condition que la méthode garantisse que les échantillons soient stables pour cette période. Les trois congénères que sont le benzo(b)fluoranthène, le benzo(j)fluoranthène et le benzo(k)fluoranthène peuvent être difficiles à séparer de manière analytique. En pareil cas, ils peuvent être mentionnés en tant que somme. L’échantillonnage est également réparti sur les jours ouvrables et sur l’année. Pour la mesure des taux de dépôt, des prélèvements mensuels ou hebdomadaires tout au long de l’année sont recommandés.
De plus, ces dispositions relatives aux échantillons individuels s’appliquent également à l’arsenic, au cadmium, au plomb, au nickel et au mercure gazeux total. En outre, le sous-échantillonnage des filtres à PM10 pour recueillir les métaux aux fins d’une analyse ultérieure est autorisé, à condition que la représentativité du sous-échantillon soit établie et que la sensibilité de détection ne soit pas amoindrie par rapport aux objectifs pertinents de qualité des données. Au lieu d’un échantillonnage quotidien, l’échantillonnage hebdomadaire des filtres à PM10 en vue de l’analyse des métaux est autorisé, pour autant que les caractéristiques de la collecte ne soient pas compromises.
Pour le dépôt total, les États membres peuvent utiliser des échantillons humides au lieu de procéder à un échantillonnage global s’ils peuvent démontrer que la différence entre eux est contenue dans la limite de 10 %. Les taux de dépôt sont en général donnés en μg/m2 par jour.
C. Critères d’agrégation des données pour l’évaluation de la qualité de l’air ambiant
Les critères ci-après sont employés pour contrôler la validité lors de l’agrégation des données afin de calculer les paramètres statistiques:
| Paramètre | Proportion requise de données valides
| Moyennes sur 1 heure | 75 % (soit 45 minutes)
| Moyennes sur 8 heures | 75 % des valeurs (soit 6 heures)
| Moyennes sur 24 heures | 75 % des moyennes sur une heure (soit au moins 18 valeurs horaires pendant la journée)
| Moyenne journalière maximale sur 8 heures | 75 % des moyennes horaires glissantes sur 8 heures (soit au moins 18 valeurs sur 8 heures pendant la journée)
D. Méthodes d’évaluation de la conformité et d’estimation des paramètres statistiques pour tenir compte de la faible couverture des données ou des pertes significatives de données
Il est procédé à une évaluation du respect des valeurs limites et des valeurs cibles pertinentes, que les objectifs de qualité des données pour la couverture des données soient atteints ou non, pour autant que les données disponibles permettent une évaluation concluante. Dans les cas concernant les valeurs limites à court terme et les valeurs cibles, les mesures qui ne couvrent qu’une fraction de l’année civile et qui n’ont pas fourni suffisamment de données valides comme l’exige le point B peuvent néanmoins constituer un manquement. Si tel est le cas, et qu’il n’y a pas de raisons évidentes de douter de la qualité des données valides obtenues, cela est considéré comme un dépassement de la valeur limite ou de la valeur cible et est déclaré en tant que tel.
E. Résultats de l’évaluation de la qualité de l’air
Les informations ci-après sont réunies pour les zones dans lesquelles il est fait recours aux applications de modélisation ou à l’estimation objective pour évaluer la qualité de l’air:
a) description des activités d’évaluation;
b) méthodes spécifiques utilisées, avec référence à leur description;
c) sources des données et des informations;
d) description des résultats, y compris les incertitudes et, en particulier, indication de l’étendue de toute aire ou, le cas échéant, de la longueur de route à l’intérieur de la zone où les concentrations dépassent une valeur limite, une valeur cible ou un objectif à long terme, et l’étendue de toute aire à l’intérieur de laquelle les concentrations dépassent le seuil d’évaluation;
e) la population potentiellement exposée à des niveaux dépassant une valeur limite pour la protection de la santé humaine.
F. Assurance de la qualité pour l’évaluation de la qualité de l’air ambiant: Validation des données
1. Pour garantir l’exactitude des mesures et le respect des objectifs de qualité des données fixés au point A de la présente annexe, les autorités et organismes compétents désignés en vertu de l’article 5 veillent à ce que:
a) toutes les mesures effectuées aux fins de l’évaluation de la qualité de l’air ambiant en application de l’article 8 soient traçables conformément aux exigences énoncées dans la norme harmonisée pour les laboratoires d’essais et d’étalonnage;
b) les institutions qui exploitent des réseaux et des points de prélèvement individuels aient mis en place un système d’assurance de la qualité et de contrôle de la qualité prévoyant un entretien régulier et des contrôles techniques afin de garantir l’exactitude constante des appareils de mesure et de veiller à ce qu’ils restent opérationnels. Ce système est réexaminé en tant que de besoin et au moins une fois tous les cinq ans par le laboratoire de référence national compétent;
c) un processus d’assurance de la qualité/de contrôle de la qualité soit établi pour la collecte et la communication des données, et que les organisations affectées à cette tâche participent activement aux programmes connexes d’assurance de la qualité à l’échelle de l’Union;
d) les laboratoires nationaux de référence soient désignés par l’autorité ou l’organisme compétent adéquat désigné en application de l’article 5 de la présente directive et soient accrédités pour les méthodes de référence visées à l’annexe VI de la présente directive, au moins pour les polluants dont les concentrations dépassent le seuil d’évaluation, conformément à la norme harmonisée applicable aux laboratoires d’essais et d’étalonnage dont la référence a été publiée au Journal officiel de l’Union européenne en application de l’article 2, point 9), du règlement (CE) no 765/2008 du Parlement européen et du Conseil qui fixe les prescriptions relatives à l’accréditation et à la surveillance du marché. Ces laboratoires sont également chargés de coordonner, sur le territoire des États membres, les programmes d’assurance de la qualité à l’échelle de l’Union qui doivent être mis en place par le Centre commun de recherche de la Commission, ainsi que de coordonner, au niveau national, l’utilisation appropriée des méthodes de référence et la démonstration de l’équivalence des méthodes autres que les méthodes de référence. Les laboratoires nationaux de référence qui organisent des comparaisons au niveau national sont aussi accrédités conformément à la norme harmonisée pertinente pour les essais d’aptitude;
e) les laboratoires nationaux de référence participent, au moins une fois tous les trois ans, aux programmes d’assurance de la qualité à l’échelle de l’Union organisés par le Centre commun de recherche, à tout le moins pour les polluants dont les concentrations sont supérieures au seuil d’évaluation. Leur participation en ce qui concerne d’autres polluants est recommandée. Si cette participation donne des résultats non satisfaisants, le laboratoire national fait état de mesures correctives satisfaisantes lors de sa prochaine participation à la comparaison interlaboratoire et présente un rapport relatif à ces mesures au Centre commun de recherche;
f) les laboratoires nationaux de référence étayent les travaux menés par le réseau européen des laboratoires nationaux de référence mis en place par le Centre commun de recherche;
g) le réseau européen des laboratoires nationaux de référence soit chargé de l’examen périodique, au moins tous les cinq ans, des incertitudes de mesure des mesures fixes et des mesures indicatives énumérées au point A, tableaux 1 et 2, de la présente annexe et de la proposition ultérieure de toute modification nécessaire à la Commission.
2. Toutes les données communiquées au titre de l’article 23 sont réputées valides, à l’exception de celles signalées comme étant provisoires.
G. Promotion d’approches harmonisées de modélisation de la qualité de l’air
Afin de promouvoir et de soutenir l’utilisation harmonisée, par les autorités compétentes, d’approches scientifiquement fiables en matière de modélisation de la qualité de l’air, en mettant l’accent sur les applications de modélisation, les autorités compétentes et organismes compétents désignés en vertu de l’article 5 veillent à ce que:
a) les institutions de référence désignées participent au réseau européen de modélisation de la qualité de l’air mis en place par le Centre commun de recherche;
b) les meilleures pratiques en matière de modélisation de la qualité de l’air recensées par le réseau par consensus scientifique soient adoptées dans les applications pertinentes de la modélisation de la qualité de l’air aux fins du respect des dispositions juridiques prévues par la législation de l’Union, sans préjudice des adaptations des modèles rendues nécessaires par des circonstances particulières;
c) que la qualité des applications pertinentes de la modélisation de la qualité de l’air soit régulièrement vérifiée et améliorée au moyen d’exercices d’intercomparaison organisés par le Centre commun de recherche;
d) le réseau européen de modélisation de la qualité de l’air soit chargé de l’examen périodique, au moins tous les cinq ans, du rapport maximal des incertitudes de modélisation indiqué au point A, tableaux 1 et 2, de la présente annexe et de la présentation à la Commission de toute proposition ultérieure de modification nécessaire.