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2017

DIAGNOSTIC DES CONCENTRATIONS EN NO2, EN PM10 ET EN PM2.5 SUR LA COMMUNE D’EPERNAY - 2016

Sparn’Air© 2016

REF : DOC-EN-DOC-024_1

Diagnostic des concentrations en NO2, en PM10 et en PM2.5 sur la commune

d’Epernay - 2016

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CONDITIONS DE DIFFUSION

Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous :

• Licence ouverte de réutilisation d'informations publiques

• Sur demande, ATMO Grand Est met à disposition les caractéristiques des techniques de

mesures et des méthodes d’exploitation des données mises en œuvre ainsi que les normes

d’environnement en vigueur.

• ATMO Grand Est peut rediffuser ce document à d’autres destinataires.

• Rapport non rediffusé en cas de modification ultérieure des données.

PERSONNES EN CHARGE DU DOSSIER

Rédaction : Jérôme COQUELIN, Chargé d’Études Modélisation

Relecture : Jérôme LE PAIH, Responsable Unité Modélisation Approbation : Emmanuelle DRAB-SOMMESOUS, Responsable Pôle Production

Référence du modèle de rapport : COM-FE-001_1

Référence du rapport : DOC-EN-DOC-024_1

Date de publication : 31/07/2017

ATMO Grand Est

Espace Européen de l’Entreprise – 5 rue de Madrid – 67300 Schiltigheim

Tél : 03 88 19 26 66 - Fax : 03 88 19 26 67

Mail : [email protected]

https://www.etalab.gouv.fr/wp-content/uploads/2014/05/Licence_Ouverte.pdf

mailto:[email protected]

https://www.etalab.gouv.fr/wp-content/uploads/2014/05/Licence_Ouverte.pdf


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SOMMAIRE

RÉSUMÉ .................................................................................................................................................................... 4

INTRODUCTION .................................................................................................................................................... 5

1. PRÉSENTATION DE LA PLATEFORME DE MODELISATION SPARN’AIR©....................................... 6

1.1. FONCTIONNEMENT DE SPARN’AIR© ............................................................................................... 6

1.1.1. L’inventaire des émissions ............................................................................................................. 7

1.1.2. Les paramètres météorologiques ................................................................................................. 7

1.1.3. La configuration du territoire ........................................................................................................ 8

1.1.4. Les niveaux de fond ......................................................................................................................... 8

1.2. DOMAINES D’ÉTUDE.............................................................................................................................. 9

1.3. POLLUANTS ETUDIES ET VALEURS LIMITES ................................................................................ 11

2. SPARN’AIR© : CARTOGRAPHIES / LOCALISATION DES SECTEURS EXPOSEES SUR

L’AGGLOMERATION ........................................................................................................................................... 12

2.1. VALIDITE DES SORTIES DE SPARN’AIR© 2016 ............................................................................ 12

2.1.1. Dioxyde d’azote : NO2 .................................................................................................................. 13

2.1.2. Particules fines : PM10 ................................................................................................................. 15

2.1.3. Particules fines : PM2.5 ................................................................................................................ 15

2.1.4. Bilan des incertitudes de Sparn’Air© .......................................................................................... 16

2.2. DIOXYDE D’AZOTE : NO2 .................................................................................................................... 17

2.3. LES POUSSIERES FINES : PM10 ......................................................................................................... 19

2.4. LES POUSSIERES TRES FINES : PM2.5 ............................................................................................. 22

3. SPARN’AIR© : EXPOSITION DE LA POPULATION ................................................................................ 24

3.1. METHODOLOGIE................................................................................................................................... 25

3.2. POPULATION EXPOSEE ...................................................................................................................... 26

3.2.1. Estimation de la population exposée par intervalle de concentration et par polluant... 26

3.2.2. Bilan de l’exposition ...................................................................................................................... 29

3.2.3. Localisation des populations les plus exposées ...................................................................... 30


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4. SPARN’AIR© : CONTRIBUTION DES DIFFERENTS SECTEURS D’ACTIVITE AUX

CONCENTRATIONS EN PM10, PM2.5 ET EN NO2 AU NIVEAU DES STATIONS ............................... 35

4.1. METHODOLOGIE................................................................................................................................... 35

4.2. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN NO2 .............. 36

4.3. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN PM10........... 37

4.4. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN PM2.5 .......... 38

CONCLUSION ....................................................................................................................................................... 40


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RÉSUMÉ

ATMO Grand Est a développé en 2016/2017 une plateforme de modélisation, nommée Sparn‘Air© afin

de pouvoir réaliser un diagnostic à l’échelle de la rue sur la ville d’Epernay. Cette plateforme a été utilisée

pour cartographier les niveaux de pollution durant l’année 2016 et évaluer l’exposition de la population

associée.

Trois polluants réglementés et susceptibles d’être observés à des niveaux de concentrations élevées en

zone urbaine ont été étudiés : le dioxyde d’azote (NO2) et les poussières fines (PM10) et les poussières

très fine (PM2,5).

Les cartographies de concentrations ont permis de mettre en évidence les axes de circulation présentant

des concentrations élevées avec ponctuellement des dépassements réglementaires pour un ou plusieurs

polluants.

La population impactée par le dépassement d’un seuil réglementaire en NO2, en PM10 et en PM2.5 est

inférieure à 0,1 % de la population de la zone d’étude. Cependant, la totalité de la population est soumise

à un dépassement des valeurs guides OMS.

L’étude des contributions aux concentrations montre que, à l’échelle de la zone d’étude, le transport

(NO2, PM10 et PM2.5) et le chauffage résidentiel en période hivernale (PM10 et PM2.5) restent des

leviers d’action pertinents.


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INTRODUCTION

La qualité de l’air sur la commune d’Epernay est surveillée par ATMO Grand Est notamment au moyen

d’une station de mesure fixe située rue rempart Perrier à Epernay. Celle-ci mesure en continu les

polluants réglementés en air ambiant en zone de proximité trafic.

Epernay a été lauréate en 2015 de l’appel à projets « Villes respirables en 5 ans », lancé par le ministère

en charge de l’environnement. Dans ce cadre, la ville d’Epernay a demandé à ATMO Grand Est de réaliser

un état des lieux de la pollution de l’air au niveau de la commune d’Epernay par modélisation afin

d’évaluer les zones exposées à des niveaux élevés et d’affiner la connaissance de la répartition spatiale

de la pollution atmosphérique sur Epernay.

ATMO Grand Est a ainsi développé durant les années 2016 et 2017, avec le soutien financier de la ville

d’Epernay, une plateforme de modélisation de la qualité de l’air adaptée à l’échelle urbaine appelé

Sparn’Air©.

Ce rapport présente les résultats et cartographies issues de Sparn’Air© pour l’année 2016 pour trois

polluants à enjeux : le dioxyde d’azote (NO2), les poussières fines (PM10) et les poussières très fines

(PM2.5). Ces résultats permettent de définir les zones en dépassement des seuils réglementaires et

d’évaluer l’exposition de la population sur la partie urbaine dense de l’agglomération d’Epernay.


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1. PRÉSENTATION DE LA PLATEFORME DE MODELISATION SPARN’AIR©

La modélisation permet d'analyser des phénomènes réels et d’estimer ou prévoir des résultats à partir de

l'application d'une ou plusieurs théories à un niveau d'approximation maitrisé.

1.1. FONCTIONNEMENT DE SPARN’AIR©

Le cœur de la plateforme de modélisation est constitué du logiciel de dispersion physico-chimique ADMS

Urban développé par le CERC et adapté à l’échelle urbaine.

La Figure 1 récapitule les quatre grands jeux de données alimentant le modèle.

Figure 1: Fonctionnement de la Plateforme Sparn’Air©

Les calculs ont été effectués pour l’année 2016.


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1.1.1. L’inventaire des émissions

Il s’agit de comptabiliser l’ensemble des émissions de polluants qui sont générées sur le périmètre d’étude

Cet inventaire est issu du travail d’ATMO Grand-Est (inventaire ATMO CA A12M14) selon des

méthodologies de référence nationale, il couvre une vingtaine de polluants sur l’ensemble de la région,

sur plus de 400 activités classées selon la nomenclature européenne SNAP (Selected Nomenclature for

Air Pollution) et réparties en grands secteurs : trafic routier, résidentiel/tertiaire, industrie, énergie,

agriculture, émissions naturelles.

Le calcul d’émission d’un polluant lié à une activité pour une période donnée, consiste à croiser une

information de base détaillée (information statistique, comptages routiers, consommation énergétique,

etc.) avec des facteurs d’émissions unitaires dépendant de l’activité et du polluant et issus d’expériences

métrologiques ou de modélisation. La quantité de polluant émise sur un territoire est la somme des

émissions relatives à ce polluant, engendrées par chaque source présente dans la zone d'étude.

L’exhaustivité d’un inventaire est dépendante de la qualité des données d’entrée disponibles.

Une attention particulière a été portée sur le secteur du transport routier, qui est un contributeur

important de NOx et de poussières en zone urbaine. Dans le cadre de Sparn’Air© 2016, les données de

trafic ont été principalement fournies par la ville d’Epernay et le conseil général de la Marne.

1.1.2. Les paramètres météorologiques

Les données météorologiques influent sur la dispersion et les réactions chimiques des polluants.

Les paramètres météorologiques utilisés sont :

• La vitesse et la direction du vent à 10 m ;

• La température sous abri ;

• Le cumul de précipitations ;

• La nébulosité globale ;

• Le rayonnement global ;

• La longueur de Monin-Obukhov.

Ce sont les données horaires 2016 de la station Météo-France de Chouilly complété par celle d’Avize

puis de Reims-Prunay qui ont été utilisées à l’exception de la longueur de Monin-Obukhov qui est issue

du modèle météorologique WRF en mode analyse.


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1.1.3. La configuration du territoire

Les données géolocalisées de bâti permettent de lister les rues dites canyon, défavorables à une bonne

dispersion des polluants, et de quantifier également la population exposée à un dépassement

réglementaire. Ces données géolocalisées sont issues de la base IGN BD Topo© d’octobre 2014.

1.1.4. Les niveaux de fond

L’inventaire des émissions permet de prendre en compte l’activité de la zone d’étude. Afin d’intégrer

également les apports extérieurs au territoire, les données des stations de mesures d’ATMO Grand Est

sont utilisées pour estimer le fond de pollution qui rentre dans la zone d’étude. Ce sont les données 2016

du dispositif fixe de surveillance d’ATMO Grand Est qui ont été extraites ainsi que les sorties du modèle

de dispersion Chimère au niveau régional en mode analyse.


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1.2. DOMAINES D’ÉTUDE

Sparn’Air© a été développé pour couvrir la partie la plus urbanisée de l’agglomération d’Epernay, où les

polluants modélisés sont susceptibles d’être observés à des niveaux de concentration élevés.

La zone délimitée par un trait rouge correspond à la zone de la modélisation. Cette carte contient les

principaux axes de circulation (disposant de comptage routier) sur l’agglomération d’Epernay.

Carte 1: Domaine d’étude de Sparn’Air et réseaux routier principal (avec comptage) sur l’agglomération d’Epernay

Afin de caler et de valider l’outil Sparn’Air© 2016, les mesures suivantes ont été utilisées :

• 1 station fixe de mesure en situation de proximité trafic (PM2.5, PM10, NO2) en 2016 (rue

Rempart Perrier) : point bleu sur la carte suivante ;

• 1 campagne de mesures au moyen de tubes passifs NO2 (15 tubes) en 2016, positionnés en

situation de fond et en situation de proximité trafic : points orange sur la carte suivante.


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Carte 2: Localisation du dispositif de mesures ATMO Grand Est sur Epernay (station en bleu et tubes passifs en orange) en 2016


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1.3. POLLUANTS ETUDIES ET VALEURS LIMITES

Trois polluants ont été retenus pour cette étude : le dioxyde d’azote (NO2), les particules fines (PM10) et

les particules très-fines (PM2.5).

Il s’agit de polluants à enjeux pour lesquels des valeurs réglementaires existent, et dont les concentrations

les plus élevées sont généralement observées dans les zones urbaines.

L’impact et les sources de ces polluants sont présentées en annexe 1 pour le NO2 et en annexe 2 pour

les poussières fines (PM10) et très fines (PM2.5).

Les valeurs limites associées à ces polluants sont présentées dans le tableau ci-dessous ainsi que, à titre

d’information, les valeurs guides selon l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) issue du rapport

« Lignes directrices OMS relatives à la qualité de l'air - Synthèse de l'évaluation des risques - Mise à jour

mondiale 2005 » :

Tableau 1 : Polluants étudiés, valeurs limites associées et valeurs recommandées selon l’OMS

Polluant Valeurs limites réglementaires Valeurs guides selon l’OMS

NO2 : Dioxyde d’azote Moyenne annuelle : 40 µg/m3 Moyenne annuelle : 40 µg/m3

PM10 : Poussières fines

Moyenne annuelle : 40 µg/m3 Moyenne annuelle : 20 µg/m3

Nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 : 35 jours

Nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 : 3 jours

PM2.5 : Poussières très fines Moyenne annuelle : 25 µg/m3 Moyenne annuelle : 10 µg/m3


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2. SPARN’AIR© : CARTOGRAPHIES / LOCALISATION DES SECTEURS EXPOSEES

SUR L’AGGLOMERATION

2.1. VALIDITE DES SORTIES DE SPARN’AIR© 2016

La législation européenne impose des objectifs de qualité des données modélisées en termes

d’incertitudes (Directive 2008/50/CE). Ils sont résumés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2: Objectifs de qualité des données modélisées en termes d’incertitudes maximales pour l’évaluation de la qualité de l’air ambiant

Incertitude du modèle

Anhydride sulfureux, NO,

NO2, et monoxyde de

carbone

Particules

(PM10/PM2.5) et

plomb

Ozone, NO et NO2

Par heure 50 % -- 50 %

Moyennes sur 8 heures 50 % -- 50 %

Moyennes journalières 50 % Non encore défini --

Moyennes annuelles 30 % 50 % --

La Directive définit « l’incertitude pour la modélisation comme l’écart maximal des niveaux de

concentration mesurés et calculés de 90 % des points de surveillance particuliers, sur la période

considérée pour la valeur limite, sans tenir compte de la chronologie des événements ».

Cette incertitude se détermine à partir de mesures effectuées selon des méthodologies de référence,

telles que celles utilisées dans les stations fixes d’ATMO Grand Est.

En 2016, ATMO Grand Est dispose d’une seule station permettant une comparaison des niveaux de

concentration mesurés et calculés sur Epernay, rendant impossible l’application des 90% de points de

surveillance tel que défini dans la directive. Dans le cas de Sparn’Air©, l’incertitude retenue est ainsi

l’écart du niveau de concentration mesuré et calculé à la station fixe située rue Rempart Perrier.

Un calage et une validation complémentaire sont réalisés au moyen de la campagne de mesures.


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2.1.1. Dioxyde d’azote : NO2

La Figure 2 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues sur la station fixe Rempart Perrier pour

le dioxyde d’azote sur l’année 2016.

Figure 2 : Comparaison modèle/mesure aux stations de mesures sur l’année 2016 en NO2

Avec un biais relatif quasi nul au niveau de la station, le modèle reproduit bien le niveau de concentration

moyen annuel en NO2.

En complément de la validation du modèle aux stations fixes, directement comparable à la Directive,

Sparn’Air© est également testé et comparé aux mesures réalisées lors de campagnes par tubes à diffusion

passive en NO2. Cette technique de mesure permet une estimation des concentrations et la multiplication

du nombre de sites évalués. La Figure 3 présente la corrélation mesure/modèle au niveau des 15 sites

de mesure par tubes passifs et de la station de mesure fixe en 2016.

28 28

0

5

10

15

20

25

30

35

Mesure Sparn'Air

NO2 - 2016


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Figure 3 : Corrélation mesure/modèle sur l’année 2016 en NO2

Sur l’année 2016, les comparaisons modèle/mesure montrent que le modèle reproduit bien la variabilité

spatiale des niveaux de concentration en NO2 avec une corrélation modèle/mesure de 0,86 et un biais

absolu moyen d’environ 2 µg/m3.

La corrélation atteint même 0,96 si l’on retire de ce calcul deux tubes passifs situés en proximité trafic

(entouré en rouge sur le graphique ci-dessus), qui ne sont pas correctement modélisés en l’absence de

données de comptage trafic sur les axes concernés.

Les objectifs de qualité sont satisfaits et le modèle est validé pour le NO2.

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

Mo

dele

en

µg

/m3

Mesure en µg/m3

Corrélation mesure/modèle - Tubes passifs NO2 - 2016


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2.1.2. Particules fines : PM10

La Figure 4 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues sur la station fixe Rempart Perrier en

PM10 pour l’année 2016.

Figure 4 : Comparaison modèle/mesure aux stations fixes sur l’année 2016 en PM10

Le modèle est correctement calé sur l’année 2016 pour les particules avec un biais relatif moyen inférieur

à 1% pour les PM10.

2.1.3. Particules fines : PM2.5

La Figure 5 présente les comparaisons mesure/modèle obtenues aux stations fixes en PM2.5 pour

l’année 2016.

21 21

0

5

10

15

20

25

Mesure Sparn'Air

PM10 - 2016


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Figure 5 : Comparaison modèle/mesure aux stations fixes sur l’année 2016 en PM10

Le modèle est correctement calé sur l’année 2016 pour les particules avec un biais relatif moyen inférieur

à 3,5 % pour les PM2.5.

Le modèle est donc validé pour les poussières très fines.

2.1.4. Bilan des incertitudes de Sparn’Air©

Le Tableau 3 récapitule les incertitudes obtenues avec Sparn’Air© au niveau de la station fixe rempart

Perrier.

Tableau 3 : Incertitudes Sparn’Air© sur les moyennes annuelles

Sparn’Air© Directive 2008/50/CE

NO2 : moyenne annuelle <1 % 30 %

PM10 : moyenne annuelle <1 % 50 %

PM10 : centile 90,4 8 % -

PM2.5 : moyenne annuelle 3 % 50 %

Les incertitudes associées à Sparn’Air© respectent ainsi largement les objectifs de qualité fixés par la

directive européenne, et ce pour les 3 polluants étudiés.

14 13

0

4

8

12

16

20

Mesure Sparn'Air

PM2,5 - 2016


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2.2. DIOXYDE D’AZOTE : NO2

La Figure 6 présente les concentrations moyennes annuelles en NO2 estimées par Sparn’Air© pour l’année

2016 sur le centre de l’agglomération d’Epernay.

En cohérence avec l’activité du territoire, les concentrations sont plus élevées à mesure que l’on se dirige

vers le centre-ville. Les niveaux les plus élevés en NO2 apparaissent au niveau des axes structurants que

sont :

o La rue Edouard Vaillant ;

o La rue de Reims ;

o La rue de Verdun ;

o La voie de la liberté ;

o L’avenue Jean Jaurès ;

o L’avenue Maréchal Joffre ;

o L’avenue Maréchal Foch ;

o La rue Basse Saint-Laurent.

L’effet du bâti est notable, avec une dispersion du polluant rendue plus difficile dans les rues typées

canyon comme c’est le cas dans la rue de Reims (entre la place Pierre Mendès France et la rue de Verdun).

Ces axes présentent des concentrations proches ou en dépassement du seuil réglementaire en NO2.

Cependant, ces dépassements restent circonscrits à la proximité immédiate des axes, n’impactant qu’à la

marge le bâti. L’évolution des concentrations à proximité de ces axes sera à surveiller dans les années à

venir.

Diagnostic des concentrations en NO2, en PM10 et en PM2.5 sur la commune d’Epernay - 2016

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Figure 6 : Teneurs annuelles en NO2 sur Epernay (gauche) et localisation des zones en dépassement du seuil réglementaire en NO2 (droite) pour l’année 2016

Concentrations comprises entre 30 et 40 µg/m3

Concentrations supérieures ou égales à 40 µg/m3 (seuil réglementaire)

Rue Edouard Vaillant

Avenue Alfred Anatole Thévenet

Rue de Verdun

Place Pierre Mendès France

Rue de Reims

Avenue Maréchal Joffre

Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès

Avenue Maréchal Foch



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès


Rue Basse Saint-Laurent Rue Basse Saint-Laurent

Valeur OMS

40 : Valeur

OMS


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2.3. LES POUSSIERES FINES : PM10

Les figures suivantes présentent les concentrations moyennes annuelles et le nombre de jours de

dépassement du seuil journalier de 50 µg/m3 en PM10 estimées par Sparn’Air© pour l’année 2016 sur le

centre de l’agglomération d’Epernay.

La variabilité spatiale des concentrations est plus limitée que pour le dioxyde d’azote. Les niveaux les plus

élevés en PM10 apparaissent là encore à proximité de certains axes structurants : au niveau du

croisement entre la rue de Reims et de la rue de Verdun ainsi que dans une moindre mesure au niveau

de la Rue Basse Saint-Laurent.

Le croisement entre la rue de Reims et de la rue de Verdun présente des concentrations proches du seuil

réglementaire en PM10 pour la moyenne annuelle et en dépassement de ce seuil pour le nombre de jour

nombre de jour de dépassement du seuil journalier de 50 µg/m3. L’évolution des concentrations à

proximité de ce croisement est donc à surveiller dans les années à venir.

Si l’on utilise les valeurs de l’OMS pour les poussières fines (20 µg/m3 en moyenne annuelle et 3 jours de

dépassement du seuil journalier de 50 µg/m3), la partie centrale de la ville d’Epernay est en dépassement

de ces valeurs guides. Le reste de la zone d’étude à des valeurs proches des valeurs guides de l’OMS sans

les dépasser.


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Figure 7 : Teneurs annuelles en PM10

sur Epernay pour l’année 2016

20 : Valeur OMS



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès



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Figure 8 : Nombre de jours de dépassement du seuil de 50 µg/m3 en PM10 sur Epernay

pour l’année 2016



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès


Rue Basse Saint-Laurent

3 : Valeur OMS


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2.4. LES POUSSIERES TRES FINES : PM2.5

La figure suivante présente les concentrations moyennes annuelles en PM2.5 estimées par Sparn’Air©

pour l’année 2016 sur le centre de l’agglomération d’Epernay.

Les niveaux les plus élevés en PM2.5 apparaissent au niveau de :

• La rue Edouard Vaillant ;

• La rue de Reims ;

• La rue de Verdun ;

• La voie de la liberté ;

• L’avenue Jean Jaurès ;

• L’avenue Maréchal Joffre ;

• La rue Basse Saint-Laurent.

Ces axes présentent des concentrations proches ou en dépassement du seuil réglementaire en PM2.5.

L’évolution des concentrations à proximité de ces axes est donc à surveiller dans les années à venir.

Cependant, l’ensemble de la zone d’étude dépasse la valeur guide de l’OMS (10µg/m3 en moyenne

annuelle).


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Figure 9 : Teneurs annuelles en PM2.5 sur Epernay (gauche) et localisation des zones en dépassement du seuil réglementaire en PM2.5 (droite) pour l’année 2016

Concentrations comprises entre 15 et 25 µg/m3

Concentrations supérieures ou égales à 25 µg/m3 (seuil réglementaire)



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès




Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès


Rue Basse Saint-Laurent Rue Basse Saint-Laurent

10 : Valeur

OMS


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3. SPARN’AIR© : EXPOSITION DE LA POPULATION

L’estimation de la population exposée à un niveau de concentration donné repose sur le croisement de

deux informations :

• La spatialisation des niveaux de concentration issue de la plateforme Sparn’Air© ;

• La localisation de la population.

Niveaux de concentration Bâtiments « habités » de l’agglomération

Quantification de la population exposée

Figure 10 : Principe de quantification de la population exposée

X


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3.1. METHODOLOGIE

ATMO Grand Est utilise la méthodologie de référence nationale, publiée par le Laboratoire Central de

Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) en décembre 2014 et intitulé « Estimation des populations

exposées aux dépassements de seuils réglementaires » pour évaluer l’exposition de la population.

Les informations relatives à la localisation de la population sont issues du LCSQA (base MAJIC 2012 sur

la base des données INSEE).


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3.2. POPULATION EXPOSEE

3.2.1. Estimation de la population exposée par intervalle de concentration et par polluant

• Dioxyde d’azote : NO2

La figure suivante présente le pourcentage de population exposée par intervalle de concentration pour

les NO2 en 2016.

Figure 11 : Exposition de la population au NO2 en 2016

La quasi-totalité (environ 99 %) de la population de la zone étudiée est exposée à des valeurs comprises

entre 10 à 25 µg/m3.

Environ 0,4% de la population est exposées à des concentrations supérieures à 30 µg/m3. Moins de 0,1 %

de la population est exposée à des valeurs supérieures au seuil réglementaire et de la valeur guide de

l’OMS pour le NO2.

Valeur guide OMS et

valeur limite règlementaire


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• Poussières fines : PM10


les PM10 en 2016.

Aucun habitant du périmètre n’apparait comme exposé à un dépassement réglementaire pour les PM10

en moyenne annuelle. La majorité est exposée à des valeurs comprise entre 15 et 20 µg/m3. Près de 7%

de la population est au-delà de la valeur guide OMS.

Figure 12 : Exposition de la population au PM10 (moyenne annuelle) en 2016

L’étude du nombre de jour d’exposition de la population à une valeur moyenne journalière supérieures à

50 µg/m3 a également été effectuée.

Pour cette seconde statistique annuelle relative aux PM10, la quasi intégralité de la population n’est pas

exposée à un dépassement de la valeur limite réglementaire. Cependant, près d’un quart est exposée à

un dépassement de la valeur guide OMS.

Valeur limite

règlementaire

Valeur guide

OMS


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Figure 13 : Exposition de la population au PM10 (nombre de jour de dépassement du seuil journalier de 50 µg/m3) en 2016

• Poussières très fines : PM2.5


les PM2.5 en 2016.

La quasi-totalité de la population (99,8 %) est exposé à des concentrations comprises entre 10 et

15 µg/m3, soit en deçà de la valeur réglementaire, mais au-dessus de la valeur guide OMS.

Valeur guide

OMS Valeur limite

règlementaire


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Figure 14 : Exposition de la population au PM2.5 en 2016

3.2.2. Bilan de l’exposition

Selon la méthode présentée ci-dessus, la population exposée à un dépassement réglementaire ou à un

dépassement de la valeur guide OMS pour chaque polluant est :

Polluants

Valeur réglementaire Valeur guide OMS

Nombre d’habitants

exposés

Pourcentage de la zone

d’étude

Nombre d’habitants

exposés

Pourcentage de la zone

d’étude

NO2 en moyenne annuelle <100 <0,1 % <100 <0,1 %

PM10 en moyenne annuelle 0 0 % 1 800 6,7 %

PM10 : nombre de jour de dépassement en 2016 du seuil de 50 µg/m3 en moyenne journalière

<100 <0,1 % 7 100 26,0 %

PM2.5 en moyenne annuelle <100 <0,1 % 27 500 100 %

Global <100 <0,1 % 27 500 100 %

Valeur limite

règlementaire Valeur guide

OMS


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3.2.3. Localisation des populations les plus exposées

Le paragraphe précédent a mis en évidence une exposition très faible des bâtiments habités de la ville

d’Epernay à des dépassements de valeurs réglementaires. Pour autant, des bâtiments à usage autre que

d’habitation et susceptibles d’accueillir du public, peuvent être soumis à des valeurs élevées, parfois

supérieures aux valeurs réglementaires. Les cartes qui suivent ont ainsi pour objectif de hiérarchiser et

mettre en évidence les secteurs bâtis de la ville les plus exposés.

• Dioxyde d’azote : NO2

Concernant le NO2, les bâtiments exposés à des dépassements réglementaires sont situées :

o Rue Edouard Vaillant ;

o Rue Jean Moulin ;

o Rue de Reims ;

o Rue Pierre Sémard ;

o Rue de Verdun ;

o Voie de la liberté ;

o Avenue Jean Jaurès ;

o Rue Basse Saint-Laurent.

Concernant la localisation des bâtiments exposés à des concentrations proches du seuil réglementaire

de NO2, il faut ajouter à la liste précédente :

o L’avenue Alfred Anatole Thévenet

o L’avenue Maréchal Joffre

o L’avenue Maréchal Foch

o La rue Henry Dunant

o La place Pierre Mendès France

o La rue Rempart Perrier et le boulevard de la Motte


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Figure 15 : Localisation de la population exposée au NO2 en 2016



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès




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• Poussières fines : PM10

Aucun bâtiment n’est exposé à des concentrations supérieures aux seuils réglementaires en moyenne

annuelle pour les PM10.

En ce qui concerne le nombre de jours dépassement du seuil de 50 µg/m3, les 35 jours (valeur

réglementaire) ont été dépassés au niveau des bâtiments situés au niveau du croissement de la rue de

Reims et de la rue de Verdun.

Concernant la localisation des bâtiments exposés à des concentrations proches du seuil réglementaire,

ils sont également localisés au niveau du croisement de la rue de Reims et de la rue de Verdun pour les

deux valeurs réglementaires des PM10.

Figure 16 : Localisation de la population exposée au PM10 (moyenne annuelle) en 2016



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès




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Figure 17 : Localisation de la population exposée au PM10 (nombre de jour de dépassement du seuil de 50 µg/m3) en 2016

• Poussières très fines : PM2.5

Concernant le PM2.5, les bâtiments exposés à des dépassements réglementaires sont situées au niveau

du croissement de la rue de Reims et de la rue de Verdun.

Concernant la localisation des bâtiments exposés à des concentrations proches du seuil réglementaire

de NO2, il faut ajouter à la liste précédente :

o La rue Edouard Vaillant ;

o La rue Jean Moulin ;

o La rue Pierre Sémard ;

o La voie de la liberté ;

o L’avenue Jean Jaurès ;

o L’avenue Maréchal Joffre ;

o La place Pierre Mendès France ;

o La rue Rempart Perrier et le boulevard de la Motte ;



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès




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o La rue basse Saint-Laurent.

Figure 18 : Localisation de la population exposée au PM2.5 en 2016



Rue de Verdun


Rue de Reims


Voie de la liberté

Avenue Jean Jaurès




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4. SPARN’AIR© : CONTRIBUTION DES DIFFERENTS SECTEURS D’ACTIVITE AUX

CONCENTRATIONS EN PM10, PM2.5 ET EN NO2 AU NIVEAU DES STATIONS

Cet exercice a pour objectif de permettre de mettre en évidence les potentiels leviers d’action pour

réduire les niveaux de concentrations.

4.1. METHODOLOGIE

Cette étape consiste à calculer en un point donné la concentration finale en retirant les émissions issues

d’un secteur d’activité. On peut ainsi en déduire la contribution en concentration issue de cette activité

(différences entre la valeur totale et la valeur sans l’activité).

Cette étape est effectuée pour chaque secteur d’activité :

• Transport ;

• Résidentiel-tertiaire ;

• Industriel ;

• Agricole ;

• Exogène (sources extérieures à la zone d’étude).

Les différents résultats sont ensuite compilés afin d’obtenir le pourcentage de contributions de chaque

secteur.

Afin de prendre en compte la variabilité des niveaux d’exposition, 3 sites représentatifs ont été

sélectionnés :

• Une exposition de fond urbain (la localisation du tube passif NO2 situé au croisement des rues

Professeur Langevin et Henri IV a été utilisée) ;

• Une exposition au trafic au point de la station située Rempart Perrier Une exposition trafic au

niveau du croisement de la rue de Reims et de la rue de Verdun, point où les concentrations

modélisées en NO2, PM10 et en PM2.5 indiquent des dépassements des seuils réglementaires.

A noter que les contributions évaluées sont des contributions moyennes annuelles, variables dans le

temps au cours de l’année.


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4.2. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN NO2

* Exogène : Sources extérieures à la zone d’étude

Figure 19 : Contribution des différents secteurs d’activité en NO2

Au point de fond urbain, le transport représente 40 % du NO2 modélisé, le secteur résidentiel représente

9 % du NO2. 55 % du NO2 observé à ce point est issu de l’activité du périmètre d’étude. Les 45 % restant

proviennent de l’extérieur du périmètre d’étude.

En proximité trafic, là où les concentrations et l’exposition potentielle de la population sont les plus

élevées, les concentrations en NO2 sont logiquement majoritairement issues du transport (59 % de la

contribution à la station de proximité trafic).

Au niveau du carrefour le plus exposé de l’agglomération (entre la rue de Reims et la rue de Verdun), le

transport contribue à plus de 80 % sur la concentration en NO2 à ce point.


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Globalement, il ressort de ces résultats que les concentrations en NO2 ont pour principale origine la

circulation automobile ce qui est cohérent avec les sources d’émissions de ce polluant présentées en

annexe. L’influence du résidentiel-tertiaire et des sources extérieures à l’agglomération est également

importante en fond urbain.

4.3. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN PM10

* Exogène : Source extérieure à la zone d’étude

Figure 20 : Contribution des différents secteurs d’activité en PM10


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Les sources extérieures à la zone d’étude représentent 80 % des concentrations modélisées en PM10 au

niveau du point de fond. Le transport (10 %), le résidentiel (5 %) et l’industrie (4 %) représentent les leviers

d’action locaux les plus pertinents.

En proximité trafic, les sources extérieures à la zone d’étude restent les plus importantes avec 75 %

contre 16 % pour le transport. Au niveau du carrefour entre la rue de Reims et la rue de Verdun, les

sources extérieures à la zone d’étude restent également les plus importantes avec 54 % contre 39 % pour

le transport.

Ces résultats démontrent l’intérêt d’envisager des actions à grande échelle pour les PM10. Pour autant,

le transport reste un levier d’action local permettant de contribuer à limiter l’exposition des populations

aux particules fines, ainsi que le secteur résidentiel en période hivernale.

4.4. CONTRIBUTION PAR SECTEURS D’ACTIVITE AUX CONCENTRATIONS EN PM2.5

* Exogène : Source extérieure à la

zone d’étude

Figure 21 : Contribution des différents secteurs d’activité en PM2.5


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Les sources extérieures à la zone d’étude représentent 78 % des concentrations modélisées en PM2.5

au niveau du point de fond. Le transport (11 %), le résidentiel (7 %) et l’industrie (3 %) représentent les

leviers d’action locaux les plus pertinents.

En proximité trafic, les sources extérieures à la zone d’étude restent les plus importantes avec 73 %

contre 18 % pour le transport. Au niveau du carrefour entre la rue de Reims et la rue de Verdun, le

transport devient la principale source avec 50 % suivi de près par les sources extérieures (44 %).

Comme pour les PM10, ces résultats démontrent l’intérêt d’envisager des actions à grande échelle pour

les PM2.5. Pour autant, le transport reste un levier d’action local permettant de contribuer à limiter

l’exposition des populations aux particules très fines, ainsi que le secteur résidentiel en période hivernale.


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CONCLUSION

ATMO Grand Est a développé en 2016/2017 une plateforme de modélisation nommée Sparn‘Air©. Cet

outil permet de compléter le dispositif de mesure avec un diagnostic à l’échelle de la rue sur la ville

d’Epernay.

Sparn‘Air© a été utilisé en 2017 pour cartographier les niveaux de pollution durant l’année 2016 et

étudier l’exposition de la population associée.

Trois polluants réglementés et susceptibles d’être observés à des niveaux de concentrations élevées en

zone urbaine ont été étudiés : le dioxyde d’azote (NO2) et les poussières fines (PM10) et les poussières

très fine (PM2,5).

Les cartographies de concentrations mettent en évidence des zones présentant des concentrations

élevées avec ponctuellement des dépassements réglementaires pour un ou plusieurs polluants. Il s’agit

de :

o Rue de Reims (NO2, PM10, PM2.5) ;

o Rue de Verdun (NO2, PM10, PM2.5) ;

o Rue Edouard Vaillant (NO2, PM2.5) ;

o Rue Jean Moulin (NO2, PM2.5) ;

o Rue Pierre Sémard (NO2, PM2.5) ;

o Voie de la liberté (NO2, PM2.5) ;

o Avenue Jean Jaurès (NO2, PM2.5) ;

o Avenue Maréchal Joffre (NO2, PM2.5) ;

o Place Pierre Mendès France (NO2, PM2.5) ;

o Rempart Perrier et Boulevard de la Motte (NO2, PM2.5) ;

o Rue Basse Saint-Laurent (NO2, PM2.5) ;

o Avenue Alfred Anatole Thévenet (NO2) ;

o Avenue Maréchal Foch (NO2) ;

o Rue Henry Dunant (NO2) ;

o Rempart Perrier et Boulevard de la Motte (NO2).

En complément de ces cartographies, une étude d’exposition de la population a été effectuée. La

population impactée par le dépassement d’un seuil réglementaire en NO2, en PM10 et en PM2.5 est

inférieure à 0,1 % de la population de la zone d’étude. Cependant, la totalité de la population est soumise

à un dépassement des valeurs guides OMS pour les PM2.5.

L’étude des contributions aux concentrations montre que pour le dioxyde d’azote, le secteur des

transports est celui sur lequel des leviers d’actions de réduction des émissions seraient le plus efficace.

Concernant les poussières fines et très fines, la source contribuant le plus aux concentrations n’est pas

locale, mais extérieure au domaine d’étude nécessitant l’intégration de cet enjeu à une échelle plus large.

Cependant, à l’échelle de l’agglomération, le transport et le chauffage résidentiel en période hivernale

restent des leviers d’action pertinents.


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ANNEXE 1

LE DIOXYDE D’AZOTE (NO2)

Les oxydes d’azote (NOx) sont constitués par le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2). Ils

sont formés dans toutes les combustions d’énergies fossiles, à haute température et par association de

l’azote et de l’oxygène de l’air.

Le NO2 est un gaz irritant qui pénètre profondément dans les voies respiratoires provoquant une

altération des alvéoles et une inhibition des défenses pulmonaires. Il est également responsable des

dommages causés aux bâtiments et végétaux de par son élimination de la phase gazeuse sous forme de

dépôt sec ou de liquide (il participe de ce fait à son acidification).

Branche énergie9%

Industrie manufacturière

17%

Déchets<1%

Résidentiel7%

Tertiaire2%Agriculture

8%

Transport routier53%

Autres transports3%

Répartition des émissions de NOx par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016

Région Grand Est

NOx

99 910tonnes

Branche énergie<1%


40%

Résidentiel9%

Tertiaire1%

Agriculture12%

Transport routier31% Autres transports

6%

Répartition des émissions de NOx par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016

CA Epernay, Coteaux et Plaine de Champagne

NOx

805tonnes


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Figure 22: Emissions de NOx en région (haut) et sur l’agglomération d’Epernay (bas) en 2014

Au niveau régional, près de 100 000 tonnes de NO2 ont été émis par l’ensemble de la région en 2014.

Les sources principales sont le transport routier à 53 % puis l’industrie manufacturière avec 17 % et

l’énergie avec 9 %.

Sur le territoire de l’agglomération d’Epernay, 805 tonnes de NO2 ont été émis (0,8 % des émissions de

la région Grand-Est). Les principales sources sont l’industrie manufacturière avec 40 %, suivi du transport

routier à 31 %, et de l’agriculture avec 12 %.

La valeur limite réglementaire annuelle pour le NO2 est une moyenne annuelle de 40 µg/m3 à ne pas

dépasser.

Tableau 4 : Réglementation NO2 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

Réglementation NO2 Valeur limite annuelle

40 µg/m3


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ANNEXE 2

LES PARTICULES FINES (PM10) ET TRES FINES (PM2.5)

Les particules fines (PM10) sont des poussières en suspension de taille inférieure respectivement à 10

microns. Elles sont issues de phénomènes d’érosion, de combustion, ou de réactions chimiques.

Les poussières sont des polluants irritants et leurs impacts est très dépendant de leur diamètre. En effet

les particules les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures tandis que les plus fines

peuvent pénétrer plus profondément dans les voies respiratoires. Leur toxicité est accentuée du fait

qu’elles peuvent transporter des composés nocifs et cancérogènes (plomb, hydrocarbures, …).

Branche énergie2%


17%

Déchets<1%

Résidentiel27%

Tertiaire1%

Agriculture42%

Transport routier9%

Autres transports2%

Répartition des émissions de PM10 par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016

Région Grand Est

PM10

34 594tonnes

Branche énergie<1%


9%

Résidentiel26%

Tertiaire<1%

Agriculture57%

Transport routier5%

Autres transports3%

Répartition des émissions de PM10 par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016


PM10

377tonnes


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Figure 23: Emissions de PM10 en région (haut) et sur l’agglomération d’Epernay (bas) en 2014

Au niveau régional, près de 34 500 tonnes de PM10 ont été émis par l’ensemble de la région en 2014.

Les sources principales de PM10 sont l’agriculture à 42 % puis le résidentiel à 27 % et l’industrie

manufacturière avec 17 %.

Sur le territoire de l’agglomération d’Epernay, 377 tonnes de PM10 ont été émis (1,1 % des émissions de

la région Grand-Est). Les principales sources sont l’agriculture à 57 % puis le résidentiel à 26 % et

l’industrie manufacturière avec 9 %.

Deux valeurs limites réglementaires annuelles existent pour les poussières fines PM10 : une moyenne

annuelle de 40 µg/m3 à ne pas dépasser, ainsi qu’un nombre de jours avec une moyenne journalière

supérieure à 50 µg/m3 qui ne doit pas dépasser 35 fois par an.

Tableau 5: Réglementation PM10 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

Réglementation PM10 Valeur limite annuelle

Nombre limite de jour de dépassement du seuil de 50

µg/m3 en moyenne journalière

40 µg/m3 35 jours

Concernant les PM2.5, au niveau régional, près de 18 500 tonnes de PM10 ont été émis par l’ensemble

de la région en 2014. Les sources principales sont le résidentiel à 50 %, l’agriculture avec 19 %. L’industrie

manufacturière et le transport routier arrivent ensuite avec 13 %.

Sur le territoire de l’agglomération d’Epernay, 377 tonnes de PM10 ont été émis (0,9 % des émissions de

la région Grand-Est). Les principales sources sont le résidentiel à 53 %, l’agriculture avec 28 %. L’industrie

manufacturière et le transport routier arrivent ensuite avec respectivement 9 et 7 %.


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Figure 24: Emissions de PM2.5 en région (haut) et sur l’agglomération d’Epernay (bas) en 2014

Pour les PM2.5, la valeur limite règlementaire est de 25 µg/m3 en moyenne annuelle depuis 2015.

Tableau 6: Réglementation PM2.5 (Décret n° 2010-1250 du 21/10/10)

Réglementation PM2.5 Valeur limite annuelle

25 µg/m3

Branche énergie2%


13%

Déchets<1%

Résidentiel50%

Tertiaire1%

Agriculture19%

Transport routier13%

Autres transports2%

Répartition des émissions de PM2,5 par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016

Région Grand Est

PM2,5

18 549tonnes

Branche énergie<1%


9%Résidentiel

53%

Tertiaire1%

Agriculture28%

Transport routier7%

Autres transports2%

Répartition des émissions de PM2,5 par secteur d'activité en 2014 - source Atmo Grand Est, Invent'Air V2016


PM2,5

177tonnes

Espace Européen de l’Entreprise – 5 rue de Madrid – 67300 Schiltigheim

Tél : 03 88 19 26 66 - Fax : 03 88 19 26 67 - [email protected]

Siret 822 734 307 000 17 – APE 7120 B

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