Les enceintes ferroviaires souterraines sont des environnements où sont présents les polluants issus du déplacement du matériel roulant, des occupants et de l’air extérieur. Les quatre précédentes campagnes de mesure de 2010, 2016, 2019 et 2021 dans le métro Marseillais ont permis de caractériser sur plusieurs stations, divers polluants parmi lesquels les particules fines PM10 et PM2,5, les métaux traces et certains polluants gazeux organiques et inorganiques.

Cette nouvelle étude poursuit la surveillance de la qualité de l’air du métro de Marseille, avec la mise en place du protocole de mesure harmonisé à l’échelle nationale.

En quoi consiste le protocole harmonisé à l’échelle nationale ?

Il consiste à mesurer les particules fines (PM10 et PM2.5), les métaux et le confinement (CO₂) sur les quais de trois stations sélectionnées en fonction de leur fréquentation et de leurs niveaux ponctuels de pollution en PM10 et dans les rames des différentes lignes. Ce protocole appliqué au réseau de métro marseillais a concerné les quais des stations :

• Castellane et Notre-Dame-du-Mont sur la Ligne 2,

• La Blancarde sur la Ligne 1.

Il n’existe pas de valeurs contraignantes dans les enceintes ferroviaires souterraines mais des indicateurs de gestion de L’ANSES qui recommande a minima :

• de ne pas dépasser les concentrations en PM10 et PM2,5 dans l’air des EFS calculées à partir des valeurs guides OMS de qualité de l’air ambiant (Csout_OMS),

• et, à plus forte raison, de ne pas dépasser les concentrations en PM10 dans l’air des EFS calculées à partir de la valeur limite journalière de la directive européenne 2008/50/CE pour les PM10 de l’air ambiant (Csout_Lim).

Les valeurs Csout_OMS pour une heure d’exposition pour les PM10 et PM2.5 sont respectivement de 140 et 80 µg/m³. La valeur Csout_Lim pour une heure d’exposition pour les PM10 est de 480 µg/m³ (non existante pour les PM2.5).

Sur les quais, des concentrations en PM10 plus élevées à Castellane mais qui respectent la valeur de gestion limite dans les Enceintes Ferroviaires Souterraines (EFS)

L’ensemble des concentrations horaires maximales en PM10 aux trois stations de métro dépassent la valeur de gestion CSout_OMS de 140 µg/m³ mais sont significativement inférieures au Csout_Lim de 480 µg/m³ à ne pas dépasser pour une exposition d’une heure.

Les concentrations moyennes sur les heures d’ouverture (5h à 1h) s’échelonnent de 105 µg/m³ à la station Blancarde (ligne 1) à 122 et 155 µg/m³ aux stations Notre-Dame-du-Mont et Castellane (ligne 2), cette dernière ayant montré une augmentation de concentration de 7 % depuis la campagne de 2021.

Profils horaires en PM10 sur les quais similaires entre les stations d’une même ligne

En comparant les données de cette campagne de mesure aux précédentes, on observe que les stations de la ligne 2 (Castellane, Notre-Dame-du-Mont et Périer) présentent des profils horaires similaires entre eux malgré des niveaux qui peuvent être différents. Les profils journaliers des stations desservant la ligne 1 (Blancarde, Saint-Charles et Réformés) montrent également des similitudes entre eux, avec des concentrations plus importantes pour la station Blancarde, des concentrations plus faibles pour St-Charles et des concentrations intermédiaires pour Réformés.

Des concentrations en PM2.5 sur les quais qui respectent la valeur de gestion

Pour les PM2.5, les concentrations horaires maximales des stations Notre-Dame-du-Mont et de la Blancarde sont inférieures à la valeur de gestion CSout_OMS de 80 µg/m³, mais celle de la station Castellane la dépasse.

Les concentrations moyennes sur la période d’ouverture à la station Castellane (54 µg/m³) sont légèrement plus importantes qu’à Notre-Dame du Mont (43 µg/m³) et Blancarde (35 µg/m³) et sont stables par rapport à celles de la campagne 2021.

Les PM2.5 représentent entre 33 % et 35 % des PM10. L’évolution des concentrations au cours du temps suit celle des PM10.

Les particules les plus fines sur les quais ne sont que peu influencées par les passages des rames de métro

Il apparait un comportement différent du nombre d particules les plus grossières (> 1 µm) qui sont influencées par la fréquence de passages de métro (cohérent avec l’évolution des concentrations en PM2.5 et PM10), et les particules plus fines dont l’évolution est plus progressive et dont l’origine des pics est associée à d’autres évènements (contribution des occupants et/ou des concentrations extérieures).

Les particules de 250 nm à 1 µm semblent être émises en moindre quantité par le matériel roulant et dépendre davantage des concentrations extérieures ou de la contribution des passagers eux-mêmes.

Des concentrations en métaux plus élevées sur le quai de la station Castellane

La proportion des métaux les uns par rapport aux autres reste similaire quelle que soit la station, avec le Fer (Fe) comme élément le plus présent (82 %) suivi du cuivre et de l’aluminium (6 à 7 %).

Les concentrations à Castellane sont plus importantes qu’aux stations Notre-Dame du Mont et Blancarde. Une augmentation progressive des concentrations en métaux est globalement observée au cours des années sur l’ensemble des stations, en lien potentiel avec le vieillissement du matériel roulant.

L’expérimentation la mise en marche de la ventilation permet une réduction significative des concentrations en particules fines et métaux sur les quais

La mise en marche du système de ventilation aux heures de pointes s’avère très efficace puisqu’elle permet la diminution des concentrations en PM10 de 47 % sur ces périodes d’heures de pointe pour les stations Castellane et Blancarde et de 24 % pour la station Notre-Dame du Mont.

Elle occasionne également une diminution des concentrations sur l’ensemble de la période d’ouverture du métro de 32 % pour Castellane et 24 % pour les stations de Notre-Dame du Mont et Blancarde.

Ces baisses significatives de concentrations sur les heures de pointe ne permettent pas pour autant de passer en dessous de la valeur de gestion Csout_OMS pour l’ensemble des 3 stations échantillonnées.

Un confinement faible sur les quais mais à améliorer dans les rames

L’évolution des concentrations en CO₂ sur les quais suit les périodes de pointe de fréquentation du métro mais les niveaux observés sont faibles et ne font pas état de problématique de confinement. Les concentrations moyennes de CO₂ dans les rames lors des périodes de pointe montrent des concentrations moyennes inférieures à valeur repère du HCSP dans les établissements recevant du public.

Néanmoins, près de 25 % des valeurs 1 minutes ont dépassé cette valeur repère dans les rames des deux lignes de métro. Il s’avère donc que lors des périodes de forte occupation, les débits de renouvellement d’air des rames pourraient être améliorés afin de réduire le confinement.

Dans les rames, des concentrations en PM10 inférieures à celles des quais mais supérieures en PM2.5

Sur les deux lignes de métro de Marseille, les concentrations en PM10 dans les rames sont significativement inférieures à celles sur les quais alors que les concentrations en PM2.5 sont légèrement supérieures. La proportion de PM2.5 dans les PM10 est donc plus importante dans les rames.

Les métaux quantifiés dans les rames correspondent aux plus présents sur les quais, mais en moindre quantité

Les deux seules substances ayant pu être quantifiées dans les rames sont le fer et le cuivre, soit les éléments parmi les plus présents dans les stations. Les niveaux moyens obtenus pour ces deux substances dans les rames sont légèrement inférieurs à ceux des stations concernées.