Indice BelAQI

Qu’est-ce qu’un indice de qualité de l’air ?

Afin d’évaluer la qualité de l’air globale à court terme (sur une base journalière ou horaire), on utilise un indice de qualité de l’air. Cet indice rassemble en un seul nombre représentatif les concentrations de plusieurs polluants de l’air ambiant. Il permet ainsi de traduire les résultats de mesures de qualité de l’air en une évaluation qualitative compréhensible par tous.

L’indice BelAQI

L’indice BelAQI est une version adaptée à la Belgique de l’indice développé dans le cadre du projet européen “JOAQUIN” et utilisé aux Pays-Bas (voir https://www.luchtmeetnet.nl). Il s’agit d’un indice basé entrièrement sur les effets santé (sur base de relations dose-effet). Le principe de l’indice Joaquin consiste à définir des échelles de concentration sur base de l’impact à court terme des PM_2.5 sur la santé. Les PM_2.5 sont des particules fines dont le diamètre est inférieur à 2,5 microns. Elles sont globalement considérées comme les polluants ayant le plus fort impact santé.

Les échelles de concentration pour les autres polluants (dioxyde d’azote ou NO₂, ozone ou O₃, particules fines d’un diamètre inférieur à 10 µm ou PM₁₀) sont définies de manière comparable en fonction de leur impact santé. Pour ce faire, le risque relatif (RR) indiqué dans le rapport « Health Risks of Air Pollution In Europe (HRAPIE) » émis par l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) a été pris en compte. Le risque relatif représente l’augmentation de l’impact santé pour une augmentation de 10 µg/m³ des concentrations.

Une hausse de la pollution atmosphérique a une incidence sur la mortalité quotidienne, mais entraîne aussi, par exemple, une augmentation du nombre d’hospitalisations en rapport avec des maladies cardiovasculaires ou respiratoires.

Pour définir l’impact sur la santé de la pollution atmosphérique, nous utilisons les RR associés à l’augmentation de la mortalité quotidienne totale. En ce qui concerne les hospitalisations, les données relatives au NO₂ font défaut. L’incorporation des RR d’hospitalisation nécessite donc de formuler des hypothèses supplémentaires, ce qui complique encore un peu plus la définition de l’impact santé.

Les RR suivants (par augmentation de 10 µg/m³) repris du rapport HRAPIE ont été utilisés pour l’augmentation de la mortalité totale :

Cela signifie que pour chaque augmentation de 10 µg/m³ des concentrations en moyenne journalière de PM_2.5, la mortalité quotidienne augmente statistiquement de 1,23 %. De même, elle augmente de 0,27 % pour chaque augmentation de la concentration moyenne maximale horaire de NO₂, etc. Les risques relatifs associés à la mortalité totale sont définis sur la base d’une étude épidémiologique comparant l’évolution quotidienne de la pollution de l’air à la variation quotidienne de la mortalité totale.

 L’échelle de l’indice BelAQI est  établie à partie des PM_2.5 et a été reprise de l’indice Joaquin. Celle-ci est basée sur les valeurs cibles intermédiaires et recommandées de l’OMS pour les PM2.5. Quatre classes « santé » dont ainsi créées :

- La classe A : valeurs inférieures à la valeur indicative annuelle recommandée de l’OMS pour les PM2.5 (<=10µg/m³)
- La classe B : valeurs comprises entre la valeur indicative annuelle recommandée et la valeur indicative journalière recommandée par l’OMS (10 µg/m³<…<=25µg/m³)
- La classe C : valeurs comprises entre la valeur indicative journalière recommandée et la valeur cible intermédiaire II de l’OMS (25 µg/m³<…<=50µg/m³)
- La classe D : valeurs supérieures à la valeur cible intermédiaire II (>50 µg/m³)

Figure 1 : subdivision en classes pour les PM2.5 sur bases des valeurs OMS. Le bleu correspond à la classe A (0-5), le vert à la classe B (10-15), l’orange à la classe C (25-45) et le rouge à la classe D (60--70).

La subdivision en classes dévie ici légèrement de la subdivision établie dans le cadre de l’indice JOAQUIN.

Dans le Tableau 1 ci-dessous, on peut voir l’échelle de l’indice et l’incrément de mortalité qui lui est associé, exprimé en termes du risque relatif (RR) pour les PM2.5.

Tableau 1 : échelle de l’indice BelAQI avec concentrations moyennes journalières de PM_2.5 correspondantes et augmentation de la mortalité quotidienne correspondante.

En utilisant les RR associés au NO₂ et à l’O₃ dans le rapport HRAPIE, il est ensuite possible de calculer les échelles de concentration correspondant à une augmentation similaire de la mortalité. Il en résulte les échelles de concentration et d’indice suivantes (Tableau 2) :

Tableau 2 : échelle de l’indice BelAQI avec concentrations maximales journalièressur 8 h d’O₃ et sur 1 h de NO₂ mises en correspondance avec l'augmentation de la mortalité associé aux concentrations moyennes journalières de PM_2.5.

Pour ce qui est de l’ozone, la relation entre les concentrations et les effets sur la santé est définie sur la base de la concentration moyenne maximale sur 8 heures dans une journée. Etant donné que les seuils d’information et d’alerte européens sont définis par des concentrations moyennes horaires, il a été choisi d’utiliser des concentrations moyennes horaires pour établir l’échelle du sous-indice d’ozone.

Ce choix est légitime : il existe en effet une très bonne corrélation entre les concentrations maximales sur 8 heures d’une journée d’une part et sur 1 heure d’autre part (R² = 0,97 des maximales de la journée pour une station de mesure d’ozone « virtuelle » ou « moyenne » belge durant la période 2013-2015). Une concentration moyenne maximale horaire correspond à 1.11 x la concentration moyenne maximale sur 8 heures.

Pour ce qui est des PM₁₀, le rapport HRAPIE ne définit aucun RR associé à la mortalité quotidienne. Il a pourtant été décidé de créer une échelle de sous-indice pour les PM₁₀. Le seuil d’information introduit par les trois Régions du pays au 1^er novembre 2016 pour les particules fines (50 µg/m³) se base en effet sur les concentrations de PM₁₀. Le seuil d’alerte smog (70 µg/m³), en usage depuis 2006, est défini lui aussi sur base des PM₁₀. Afin d’établir une échelle de (sous-)indice pour les PM₁₀, un rapport PM_2.5/PM₁₀ constant a été utilisé pour relier les concentrations de PM_2,5 aux concentrations de PM₁₀. Le rapport chosi est de 0.63, soit la médiane de la moyenne journalière des concentrations de PM_2.5/PM₁₀ pour une station virtuelle ou moyenne belge durant la période 2013-2015. Il est donc possible à l’aide de ce rapport d’établir l’échelle de concentration de PM₁₀ à partir de l’échelle de PM_2.5 préalablement définie.

 Le Tableau 3 indique les échelles de concentration de NO₂, d’O₃ (avec transposition des concentrations moyennes maximales sur 8 heures en concentrations moyennes maximales horaires), des PM2,5  et des PM₁₀ (transposition réalisée à l’aide du rapport PM_2.5/PM₁₀).

Tableau 3 : échelle de l’indice BelAQI avec concentrations moyennes journalières de PM_2.5, concentrations moyennes journalières de PM₁₀ (calculée à l’aide du rapport PM_2.5/PM₁₀), concentrations moyennes maximales horaires d’O₃ et de NO₂ (mises en correspondance sur la base du RR comparable associé à la concentration moyenne journalière de PM_2.5).

Pour la classification de l’impact sur la santé, les échelles de concentration du Tableau 3 ont été arrondies.  De plus les différents seuils ou valeurs limites suivantes ont également été incorporés dans les différentes échelles :

• - la valeur limite horaire européenne pour le NO₂ de 200 µg/m³,
• - la valeur du seuil d’alerte 1 de NO₂ de 150 µg/m³ du plan Pic de pollution bruxellois,
• - des seuils d’information et d’alerte européens de respectivement 180 et 240 µg/m³ pour l’ozone,
• - du seuil d’information en usage en Belgique pour les PM₁₀ de 50 µg/m³
• - du seuil d’alerte smog 1 de 70 µg/m³ et le seuil 2 (Bruxelles) de 100 µg/m³.

Ceci fournit les échelles finales du tableau 4.

Tableau 4: Échelle de l’indice BelAQI, classification et échelles de concentration correspondantes des concentrations moyennes journalières de PM₁₀ et de PM_2.5 et des concentrations maximales journalières sur une heure d’O₃ et de NO_2.

Note : L’indice BelAQI peut également être déterminé à partir de moyennes 24-h glissantes pour les PM et moyennes horaires pour le NO2 et O3.

Indice global de qualité de l’air et classification

Pour le calcul de l’indice global de qualité de l’air, les sous-indices de chaque polluant sont calculés sur la base de l’échelle de graduation du tableau 4. Le sous-indice le plus élevé définit l’indice global de qualité de l’air.

La classification de l’indice a été établie en fonction de la gravité de l’impact sur la santé (soit de l’augmentation du risque de mortalité).Dix qualificatifs d’échelles sont utilisés, allant d’ « excellent » à « exécrable ». Quand les concentrations de PM10 dépassent le seuil d’information (smog), la qualité de l’air est alors qualifiée de « médiocre ». Quand le seuil d’alerte est dépassé, le niveau 8 de l’échelle est atteint et la qualité de l’air est qualifiée de « mauvaise ». Pour l’ozone, le sous-indice 7 (très médiocre) correspond au seuil d’information européen et le sous-indice 8 (mauvais) correspond au seuil d’alerte européen.