In-situ estimation of emission factors for road traffic pollutants
Estimation in-situ des facteurs d’émission des polluants du trafic routier
Résumé
Urban air pollution is a major issue for human health and the environment. Road traffic is the main source of pollution in urban areas and contributes significantly to air pollution in these areas despite improvements in pollution control technologies and engines. To measure and improve knowledge of pollutant emissions from road vehicles, different methods exist, each with its own advantages and limitations. For example, measurements on a test bench make it possible to study vehicle emissions according to their technology and with good reproducibility of test conditions. However, this approach remains limited, particularly for the representativeness of vehicle fleet emissions under real operating conditions. The limited knowledge of emissions of unregulated pollutants, such as BTEX, C9-22 alkanes, carbonyl compounds, particulate matter and soot carbon, which have adverse effects on health and the environment and are rarely measured due to the complexity of metrology, is a second area for further study of traffic emissions. The objective of this work is to estimate in-situ emission factors for unregulated pollutants from road traffic, under real vehicle traffic conditions and for fleets whose composition is precisely characterized. For this purpose, the work of this thesis has made it possible to develop and implement methodologies for in-situ measurement, in urban areas, of unregulated pollutant emissions from road traffic, and to estimate emission factors based on measurements made at different sites (open roadside site and confined site). These emission factors are established for unregulated pollutants, and for a precisely defined actual vehicle fleet (detailed knowledge of the composition of the vehicle fleet in use and local traffic conditions). The emission factors thus determined in-situ are compared with those derived from bench measurements in order to verify their consistency and analyse them according to the different measurement sites and the impact of the composition of the fleet on pollutant emissions. Three in-situ measurement campaigns were carried out, two roadside in urban areas (open sites) and one in a tunnel near an urban area (confined site). The concentrations of the targeted pollutants measured at these three sites, as well as the different fleet compositions and traffic conditions identified, were used to estimate emission factors per vehicle or for the entire fleet.
La pollution atmosphérique en milieu urbain est un enjeu majeur pour la santé humaine et l’environnement. Le trafic routier représente la principale source de pollution dans les zones urbaines et contribue fortement à cette pollution atmosphérique dans ces zones malgré des améliorations de technologies de dépollution et de motorisations. Pour mesurer et approfondir les connaissances des émissions de polluants des véhicules routiers, différentes méthodes existent, avec chacune ses avantages et ses limites. Par exemple, les mesures sur un banc d’essai permettent d’étudier les émissions des véhicules selon leur technologie et avec une bonne reproductibilité des conditions de test. Cependant, cette approche reste limitée notamment pour la représentativité des émissions d’un parc de véhicules dans des conditions réelles de fonctionnement. La connaissance limitée des émissions des polluants non-réglementés, tels que les BTEX, les alcanes de C9 à C22, les composés carbonylés, les particules en nombre et le carbone suie qui ont des effets néfastes sur la santé et l’environnement et qui sont rarement mesurés en raison de la complexité de la métrologie, constitue un second axe d’approfondissement des émissions du trafic. L’objectif de ce travail est d’estimer in-situ des facteurs d’émission des polluants non-réglementés du trafic routier, dans des conditions réelles de circulation des véhicules et pour des parcs dont la composition est caractérisée avec précision. Dans ce but, les travaux de cette thèse ont permis de développer et de mettre en œuvre des méthodologies de mesure in-situ, en zone urbaine, des émissions de polluants non-réglementés du trafic routier, d’estimer des facteurs d’émission à partir des mesures effectuées sur différents sites (site ouvert en bord de route et site confiné). Ces facteurs d’émission sont établis pour des polluants non-réglementés, et pour un parc automobile réel précisément défini (connaissance détaillée de la composition du parc automobile en circulation et des conditions locales de circulation). Les facteurs d’émission ainsi déterminés in-situ sont comparés avec ceux dérivés des mesures sur banc à rouleau afin d’en vérifier la cohérence et analyser en fonction des différents sites de mesure et de l’impact de la composition du parc sur les émissions de polluants. Trois campagnes de mesure in-situ ont été menées, deux en bord de route dans des zones urbaines (sites ouverts) et une dans un tunnel proche d’une zone urbaine (site confiné). Les concentrations des polluants ciblés mesurées sur ces trois sites, ainsi que les différentes compositions de parc et les conditions de circulation relevées ont été utilisées pour estimer des facteurs d’émission par véhicule ou pour l’ensemble d’un parc.
Origine : Version validée par le jury (STAR)