Comment réduire la pollution de l'air sur les chantiers de construction

La construction est l'un des principaux contributeurs à la pollution de l'air urbain, mais elle peut être celle que l'on peut le plus contrôler. Par exemple, à Delhi, les niveaux de PM10 dus aux activités de construction, selon TERI (2018), sont d'environ 21 %. Il en est de même pour Mumbai, où les activités de construction contribuent à environ 9 % des émissions de PM (MPCB, 2023). Ce ne sont pas des contributions d'arrière-plan ; ce sont des résultats directs de l'activité sur site qui peuvent être réduits par des mesures d'ingénierie, opérationnelles et de surveillance systématiques.

Ce que ce guide couvre :

• Le profil complet de la pollution d'un site de construction ; poussière, échappement diesel et COV ; et comment chacun a ses propres mesures de contrôle uniques.
• Mesures de contrôle visant à réduire les émissions de pollution à la source, telles que la suppression de l'eau et les barrières contre le vent.
• Contrôles administratifs et opérationnels qui visent à réduire les émissions de pollution par le biais de la planification, du routage et de la sélection des matériaux.
• Contrôles au niveau de l'équipement qui réduisent les émissions de diesel et les émissions de combustion.
• Pourquoi des mesures de contrôle sans surveillance peuvent mener à des suppositions, et comment la surveillance en temps réel peut compléter la boucle de rétroaction.
• Les trois causes les plus courantes d'échec dans le contrôle des émissions de pollution et comment les éviter.

À Delhi, les activités de construction représentent environ 21 % des concentrations de PM10, selon TERI (2018). Dans des villes telles que Navi Mumbai et Noida, les stations de surveillance en temps réel près des chantiers de construction montrent des concentrations de PM10 variant de 300 à 600 µg/m³, dépassant largement le seuil de sécurité maximum de 100 µg/m³.

Ces chiffres ont des conséquences opérationnelles directes. Les ordres d'arrêt de travail, les plaintes de la communauté, les amendes réglementaires et les retards de projet dus à la non-conformité en matière de qualité de l'air deviennent des résultats d'application de plus en plus standard pour les projets de construction dans les villes indiennes. Les autorités des corporations municipales telles que NMMC, BMC et PMC effectuent désormais des inspections en temps réel et imposent des pénalités. Le Tribunal national vert a également approuvé plusieurs directives visant à minimiser la poussière sur les chantiers de construction.

Cependant, les coûts de pollution de l'air liés à la construction ne se limitent pas aux amendes imposées pour des violations liées à la pollution de l'air. Les plaintes de poussière de la communauté peuvent retarder l'ensemble du processus de construction. L'arrêt de fonctionnement de l'équipement causé par un entretien inadéquat génère à la fois des émissions d'échappement et des coûts.

Réduire la pollution de l'air sur un chantier de construction n'est pas un exercice de conformité avec un coût. C'est un exercice de gestion des risques avec un retour.

Les chantiers de construction génèrent trois catégories distinctes de pollution de l'air, chacune ayant des sources différentes, des implications sanitaires différentes et des approches de contrôle différentes. Les traiter comme un problème unique produit des solutions incomplètes.

Poussière de particules

La poussière émise est le plus grand et le plus visible contributeur. Elle est générée par :

• Déplacement de terre et excavation - le nivellement, le creusement et la perturbation du sol génèrent simultanément des PM10 grossières et des PM2.5 fines.
• Démolition - casser le béton, la maçonnerie et les matériaux structurels libère des panaches de poussière de haute intensité, y compris silice cristalline respirable.
• Manutention des matériaux - le chargement d'agrégats, le transfert de ciment et la perturbation des stockages par le vent ou l'équipement.
• Mouvement des véhicules - les voies de transport non pavées sont parmi les plus grandes sources d'émission continues sur les sites actifs, générant des PM10 tout au long des heures d'exploitation.
• Travaux de béton et de maçonnerie - couper, percer et meuler génère des particules fines avec une teneur élevée en silice.

La poussière est une cible réglementaire majeure car elle fait partie des premiers polluants mesurés par rapport aux seuils PM10 et PM2.5 définis dans les normes de l'État du Maharashtra et les lignes directrices du Conseil central de contrôle de la pollution.

Émissions d'équipements diesel

Sur les chantiers de construction, les machines lourdes fonctionnent principalement avec des moteurs diesel, par exemple, les excavateurs, les bulldozers, les grues, les bétonnières et les générateurs. Le résultat de leur fonctionnement est :

• Oxydes d'azote (NOx) - qui entraînent la formation de PM2.5 secondaires et d'ozone au niveau du sol.
• Monoxyde de carbone (CO) - qui représente une menace majeure pour la santé humaine dans les lieux de travail fermés ou mal ventilés.
• Carbone noir et matière particulaire diesel (DPM) - les PM2.5 fines produites par une combustion incomplète du carburant posent une menace significative pour la santé d'un travailleur près de l'équipement.

Les équipements diesel lourds utilisés sur les chantiers de construction émettent NOx, soulignant le besoin d'incorporer des mesures de réduction des NOx parallèlement au contrôle de la poussière.

Composés organiques volatils (COV)

L'utilisation de peintures, d'adhésifs, de colles, de produits imperméabilisants et de traitements de surface a entraîné des émissions de COV pendant l'utilisation et le durcissement. Les émissions de COV sont beaucoup plus fortes dans les processus à haute température. Bien que les émissions de COV puissent jouer un rôle plus petit que la poussière et le diesel dans les impacts PM sur les chantiers de construction, elles contribuent à la formation d'ozone dans l'atmosphère inférieure et posent des risques pour la santé des travailleurs de la construction en raison de leur utilisation dans des espaces fermés sans ventilation.
Définir le type de pollution prédominant à chaque stade de la construction permet de prioriser les mesures nécessaires pour le contrôler ; par exemple, les travaux de terrassement sont dominés par la pollution par la poussière, tandis que les phases de revêtement impliquent la pollution par les COV et le diesel.

Les contrôles d'ingénierie sont des mesures physiques qui réduisent la génération de poussière et d'émissions ou empêchent les particules de devenir aériennes. Ils sont la première ligne de contrôle parce qu'ils s'attaquent à la pollution à sa source plutôt que de la gérer après sa libération.

Systèmes de pulvérisation et de brumisation d'eau

L'application d'eau est la mesure de contrôle de la poussière la plus largement déployée sur les chantiers de construction et, lorsqu'elle est appliquée correctement, l'une des plus efficaces. Le mot-clé est correct.

• Pour les zones de terrassement et de nivellement :Les surfaces actives doivent recevoir de l'eau au moins toutes les deux heures pendant le travail ou chaque fois que la vitesse du vent dépasse 15 km/h. Ce n'est pas parce qu'une surface est mouillée maintenant qu'elle a été efficacement contrôlée.
• Pour les routes de transport non pavées :Arrosez la route à des intervalles de 30 à 45 minutes pour contrôler efficacement la poussière des camions. Un arrosage d'une route de transport le matin ne contrôlera pas la poussière l'après-midi.
• Pistolets anti-brouillard et systèmes de brumisationproduisent de très fines gouttes d'eau qui adhèrent aux particules en suspension dans l'air, les faisant précipiter. Le rayon d'action efficace est généralement de 50 à 100 mètres selon les conditions de vent. C'est le plus utile dans de grandes zones ouvertes où l'arrosage ponctuel est impraticable, telles que les zones de stockage, les sites de démolition actifs et les zones de transfert de matériaux en vrac.

L'une des principales raisons de l'échec de la suppression par l'eau est que l'arrosage est considéré comme un événement ("nous avons arrosé ce matin") au lieu d'une condition soutenue ("la teneur en humidité est supérieure au niveau qui entraîne de la poussière"). Les deux définitions conduisent à des résultats différents.

Barrières contre le vent, palissades et filets à débris

Des obstacles physiques brisent les vents près de la surface, réduisant ainsi la puissance disponible pour mobiliser les particules de surface. Actuellement, une palissade solide d'une hauteur d'au moins 3 mètres devient de plus en plus la norme requise par la loi indienne et dans de nombreux marchés développés.

L'utilisation de filets à débris géotextiles fixés à des échafaudages dans des zones de travail élevées empêche les débris de démolition, les particules fines et la poussière de béton de se répandre en raison du vent sur le site de travail. Cette situation est particulièrement importante pour les projets à plusieurs étages où le travail est effectué à différentes hauteurs au-dessus du sol.

Le positionnement des barrières est également important. Elles doivent être positionnées contre la direction du vent, et les parties qui se chevauchent des barrières doivent être suffisantes pour limiter l'impact du vent.

Lavage de roues et balayage de routes

Les matériaux suivis, constitués de boue, d'agrégats et de particules fines, sont laissés sur les routes publiques ; ils sont ensuite aérés par la circulation des véhicules, ce qui en fait une source d'émission continue tout au long de la journée pendant que le site est opérationnel.

Les systèmes de lavage de roues aux sorties des sites réduisent considérablement le suivi. Il doit y avoir au moins une bande de ruine et un dispositif de lavage manuel en place. Les grands sites devraient disposer de systèmes de lavage de roues automatiques. Les balayeuses mécaniques de routes devraient opérer sur les routes publiques pendant et après les périodes de forte activité pour retirer tout dépôt qui serait autrement remis en suspension.

Stockage couvert et manipulation de matériaux enfermés

En ce qui concerne les matériaux en vrac, comme le sable, les eaux usées, les débris de démolition et les stocks de sol, ils émettent continuellement des émissions lorsqu'ils sont exposés au vent. Couvrir les stocks avec des bâches ou des couvertures géotextiles pendant les périodes sans manipulation et, lorsque cela est possible, enfermer les opérations de transfert peut considérablement réduire les émissions liées aux stocks.

L'utilisation de conduits à déchets couverts sur les chantiers de démolition et de construction de gratte-ciel aide à empêcher les matériaux tombants libres de provoquer de la poussière au niveau du sol, offrant un moyen simple mais efficace de réduire la poussière aérienne pendant les opérations de démolition.

Les contrôles administratifs réduisent la pollution grâce à la planification, au flux de travail et aux décisions matérielles plutôt qu'à l'infrastructure physique. Ils ont un coût initial inférieur à celui des contrôles d'ingénierie mais nécessitent une discipline de mise en œuvre constante pour être efficaces.

Planification réactive au climat

La vitesse du vent est le facteur principal qui influence la génération de poussière fugitive dans la plupart des activités de construction. Les travaux générant de la poussière tels que le terrassement en vrac, la démolition et les procédures de stockage devraient s'arrêter au-delà de certaines vitesses du vent (généralement au-delà de 25 km/h pour les activités majeures de terrassement) à moins que des mesures de contrôle de la poussière n'aient été mises en œuvre.

Il est préférable de réaliser des travaux générant de la poussière pendant les périodes de vitesses de vent plus faibles, en milieu de matinée lorsque les vents tombent après des rafales matinales, et d'éviter les fins d'après-midi car les vitesses du vent augmentent fréquemment dans diverses villes en Inde. Cela nécessite des données météorologiques, pas seulement de l'observation : une station météorologique intégrée au système de surveillance du site fournit les données de vent en temps réel nécessaires pour des décisions de planification défendables.

Réduction du ralenti des véhicules et planification des itinéraires

Le ralenti des machines diesel génère des émissions sans qu'aucun travail productif ne soit effectué. Limiter le temps de ralenti des machines à 3-5 minutes est une pratique courante dans les plans de gestion environnementale de la construction et affecte significativement les émissions de NOx et de carbone noir.

Les itinéraires de voyage pour les camions affectés à la livraison de matériaux peuvent réduire la distance parcourue sur des routes non pavées et diminuer le nombre de véhicules utilisés sur les routes, en particulier ceux à forte émission. La consolidation des livraisons peut minimiser les déplacements entraînant une réduction des émissions de poussière et de diesel.

Substitution de matériaux

Lorsque les peintures, les scellants et les colles à faible teneur en COV répondent aux exigences de performance, leur utilisation réduit les émissions de COV lors de l'application. Cela est particulièrement important lors des phases d'aménagement intérieur, d'étanchéité et de traitement de surface, où les travailleurs et les communautés environnantes sont exposés aux émissions des produits à base de solvant.

Les contrôles techniques et les contrôles administratifs abordent efficacement la pollution par la poussière, mais ils sont moins efficaces que le contrôle de la pollution par diesel. La pollution par diesel nécessite des méthodes de contrôle séparées.

• Des machines à faibles émissions et électriques, lorsque cela est possible, doivent être utilisées, en particulier pour les petites machines comme les petites excavatrices, les chariots télescopiques, et les générateurs d'électricité locaux. Cette stratégie est encore nouvelle dans la construction indienne ; cependant, elle est devenue plus répandue dans les zones urbaines avec des infrastructures publiques utilisées pour les machines électriques.
• Les filtres à particules diesel (DPF) éliminent une quantité substantielle de suie des gaz d'échappement avant qu'ils ne soient émis dans l'atmosphère. Un entretien approprié du filtre (inspection régulière, gestion des cycles de régénération, etc.) est nécessaire, car un DPF obstrué ou contourné n'est pas efficace.
• L'entretien régulier de l'équipement joue un rôle important dans les niveaux d'émission. Les moteurs diesel mal entretenus fonctionnent richement ; une combustion incomplète produit considérablement plus de carbone noir et de CO qu'un moteur correctement réglé. Par conséquent, les changements d'huile, l'entretien des filtres à air et les réparations des injecteurs de carburant ne devraient pas être considérés seulement comme des procédures de routine, mais comme des processus qui réduisent les émissions.

Le composant le plus systématiquement sous-investi des programmes de pollution de l'air dans la construction est la mesure. La plupart des sites savent que leurs contrôles sont opérationnels. Très peu savent si leurs contrôles sont efficaces ; la différence entre les deux est celle entre un site conforme et un autre qui reçoit un avis de justification malgré le fonctionnement de tous ses systèmes de suppression.

Considérons deux situations différentes. Dans un cas, un site donné fait fonctionner son système de suppression d'eau pendant deux heures et pense qu'il est conforme simplement parce qu'il l'a fait. Dans un autre cas, le même site effectue une surveillance des limites de PM10. Il enregistre des niveaux de PM bien supérieurs à 150 µg/m³ pendant les mouvements de véhicules, indiquant que le système de suppression d'eau doit être appliqué plus souvent. Le premier site est opérationnellement conforme. Le deuxième site gère réellement sa qualité de l'air. La surveillance en temps réel des PM aux limites du site transforme le contrôle de la poussière d'une activité de liste de contrôle en un processus de gestion piloté par les retours.

Oizom’s Dustroid est conçu spécifiquement pour les industries de la construction et de l'exploitation minière afin de surveiller en continu PM1, PM2.5, PM4, PM10 et TSP. Avec son entrée chauffée et anti-statique, le Dustroid peut réduire les interférences d'humidité, qui sont courantes dans les environnements à haut niveau de particules. Agissant comme l'unité avancée de collecte de données, le Polludrone d’Oizom fournit des informations sur les émissions de NOx et les paramètres météorologiques, aidant à corréler les phénomènes de poussière avec les directions du vent et à identifier quelles procédures sont responsables d'une certaine quantité d'émissions de poussière dans l'atmosphère.

Les données de surveillance des deux dispositifs sont envoyées à la plateforme Envizom, qui fournit des tableaux de bord, des alertes basées sur des paramètres prédéfinis et des horodatages pour soutenir les audits et la prise de décision quotidienne. Lorsque les autorités municipales ont besoin de connaître l'état de la qualité de l'air, elles ne créent pas de feuilles de calcul remplies de données recueillies à partir de nombreuses ressources différentes. Le dispositif de surveillance fournit directement un rapport précis de l'ensemble du processus de surveillance.

L'investissement en surveillance qui réduit de manière significative la pollution de l'air n'est pas celui qui prouve la conformité a posteriori. C'est celui qui identifie quels contrôles spécifiques sont sous-performants en temps réel, afin qu'ils puissent être corrigés avant que la poussière n'atteigne la limite.

Dépendance excessive à une seule méthode de contrôle

La suppression d'eau seule n'est pas un programme de contrôle de la poussière. C'est un élément d'un programme. Des mesures supplémentaires doivent être prises par conditions venteuses, lorsque l'eau peut s'évaporer en quelques minutes et que la poussière ne peut plus être contrôlée. Là où il n'y a pas de brise-vent, il n'a pas de sens d'utiliser de l'eau car, pendant que le matériau est soulevé des stockages, l'eau ne peut pas réduire les émissions de poussière.

Les programmes de pollution de l'air liés à la construction les plus efficaces superposent les contrôles : les mesures techniques réduisent l'intensité des émissions, les contrôles administratifs réduisent la fréquence des émissions, et le suivi confirme que la combinaison atteint les concentrations limites requises.

Traiter le contrôle de la poussière comme une configuration, pas comme un processus

Les plans de contrôle de la poussière sont établis au début des projets de construction et ne sont examinés que lorsqu'un problème survient. Ce processus est fondamentalement défectueux. Les chantiers sont dynamiques, et les émissions de poussière prennent différentes formes pendant les travaux de terrassement à la phase de construction. Par conséquent, si un plan de contrôle particulier est utile à une phase, il est probable qu'il soit inefficace à une autre.

Un contrôle efficace de la poussière nécessite la même attention de gestion itérative que le calendrier, le coût et la qualité. Des examens de contrôle mensuels basés sur des données de suivi, avec des contrôles ajustés à la phase de travail en cours, surpassent systématiquement les plans statiques et sont de plus en plus ce que les régulateurs s'attendent à voir dans la documentation d'audit.

Ignorer les émissions hors heures

La génération de poussière des stockages continue après que la journée de travail est terminée. Il y a des stockages de matériaux laissés exposés, des surfaces qui n'ont pas été stabilisées, et des routes d'accès qui ne fournissent pas de brise-vent, toutes générant de la poussière fugitive 24 heures sur 24, même la nuit et le week-end lorsque aucune mesure de suppression n'est installée.

Les dépassements dits hors heures sont continuellement enregistrés par des systèmes de surveillance dans les lieux environnants et dans les réseaux municipaux. Les sites qui ne contrôlent la poussière qu'au cours des heures de travail rassemblent des données d'émissions dans des documents réglementaires, et il n'y a pas d'enregistrements de suppression pour corréler avec ces données. Couvrir les tas de poussière pendant la nuit, maintenir des brise-vents et effectuer un suivi continu des limites devrait être l'exigence opérationnelle minimale sur les sites situés dans des zones urbaines densément surveillées.

La réduction de la pollution de l'air sur un chantier de construction n'est pas un problème à mesure unique, et elle n'a pas de solution à mesure unique. Le contrôle des poussières peut être réalisé par la suppression des poussières à l'eau. De plus, les zones environnantes sont protégées des émissions en installant des barrières anti-vent autour des stockpiles. L'entretien des équipements minimise les émissions de gaz d'échappement au diesel. La planification réactive aux conditions météorologiques aide à réduire les émissions maximales dues à la construction. Toutes ces mesures aident à résoudre certaines causes spécifiques du problème.

Pourtant, ce qui combine toutes les mesures ci-dessus est un mécanisme de retour d'information, qui est souvent absent des processus de construction. Le contrôle des poussières devient juste une hypothèse à moins que les limites réelles ne soient mesurées en temps réel.

Les sites qui atteignent systématiquement de faibles concentrations limites ne sont pas ceux qui ont le plus d'équipements de suppression. Ce sont ceux qui mesurent ce que leur équipement de suppression fait réellement et l'ajustent lorsque les données montrent que ce n'est pas suffisant.