19. Synthèse de la série Pollution de l’air

Index de la série « Pollution de l’air »

1. La pollution de l’air cause 48 000 morts par an en France (+ présentation des polluants)
2. La pollution aux particules fines
3. Les graves effets des particules sur la santé
4. La pollution de l’air dans le monde
5. La pollution de l’air en Europe I (+ les morts du charbon)
6. La pollution de l’air en Europe II
7. Arrêtons avec les “centrales à charbon allemandes »
8. La pollution de l’air en France
9. Le très polluant chauffage au bois
10. Le choix erroné de la France pour le diesel
11. La pollution de l’air en Île-de-France (hors particules)
12. La pollution aux particules en Île-de-France
13. L’origine des particules en Île-de-France
14. La circulation des particules en Europe
15. Les épisodes de pollution aux particules en Île-de-France
16. Qualité de l’air en Île-de-France et épisodes de pollution récents
17. La pollution dans le métro
18. La pollution de l’air à la maison
19. Synthèse de la série Pollution de l’air
20. Suivi en direct de la pollution

1/ Introduction

En guise d’introduction, on rappellera que les scientifiques estiment que la pollution de l’air tue prématurément plus de 50 000 personnes en France et 500 000 en Europe tous les ans, la plupart en raison de la pollution aux particules fines (PM_2,5). La perte d’espérance dans les villes les plus exposées équivaut à fumer 10 cigarettes par jour.

Il y a de nombreux polluants de l’air. Les principaux se classent dans deux grandes familles bien distinctes : les polluants primaires et les polluants secondaires.

Les polluants primaires sont directement issus des sources de pollution (trafic routier, industries, chauffage, agriculture…). Il s’agit principalement :

• des oxydes de carbone (CO_x), très liés à la proximité immédiate d’axes routiers ;
• des oxydes d’azote (NO_x), principal traceur des activités de transport ;
• des particules fines (PM₁₀ et PM_2.5, inférieures à 10 ou 2,5 micromètres {µm}) ;
• des oxydes de soufre (SO), principal traceur des activités industrielles ;
• des hydrocarbures légers, appelés aussi composés organiques volatils non méthaniques (« COVNM ») et benzène, qui sont des polluants précurseurs de l’ozone ;
• des métaux (plomb, mercure, cadmium…).

En revanche, les polluants secondaires ne sont pas directement rejetés dans l’atmosphère mais proviennent de réactions chimiques de gaz entre eux. C’est le cas notamment :

• des particules secondaires ;
• de l’ozone (O₃):
• du dioxyde d’azote (NO₂)…

Un point important à retenir est que 93 % des morts n’étant pas liés aux épisodes de « pics de pollution », mais à la « pollution quotidienne », c’est bien au niveau de fond de la pollution qu’il faut s’intéresser.

2/ La pollution aux particules fines

Le terme particules est une expression générique qui désigne un mélange de polluants solides et/ou liquides en suspension dans un milieu gazeux, l’ensemble prenant le nom d’aérosol. La taille de ces particules peut s’étendre sur près de 6 ordres de grandeur, de 0,005 et 100 micromètres (1 micromètre µm = 0,001 millimètre) et leur composition chimique est très variable, ce qui en fait l’un des constituants les plus complexes de l’atmosphère.

Celles mesurant moins de 50 micromètres de diamètre (environ) ont une masse tellement faible que la gravité joue très peu sur elles : elles restent en suspension dans l’air ; on les nomme microparticules ou matières particulaires (Particulate Matter, PM) ; elles se comportent en fait comme des gaz. On peut classer ces matières particulaires en différentes catégories :

• celles comprises entre 10 et 50 micromètres. Elles nous intéressent peu, car elles sont retenues par les voies aériennes supérieures (nez, bouche) et tombent vite au sol ;
• les PM₁₀ : particules en suspension dans l’air, d’un diamètre inférieur à 10 micromètres. Entre 2,5 et 10 µm, elles sont appelées particules grossières. Elles sont dites « respirables » ou « inhalables » car elles pénètrent dans les bronches ;
• les PM_2.5 : dont le diamètre est inférieur à 2,5 micromètres, appelées « particules fines ». En France, elles représentent environ 60 % des émissions de PM₁₀. Elles pénètrent dans les alvéoles pulmonaires, d’où leur surnom de particules » alvéolaires » ;
• les PM_1,0 : dont le diamètre est inférieur à 1,0 micromètre, appelées « particules très fines ». En France, elles représentent environ 70 % des émissions de PM_2,5 et donc 45 % des PM₁₀.
• les PM_0,1 : dont le diamètre est inférieur à 0,1 micromètre, appelées « particules ultrafines » ou « nanoparticules ». Elles peuvent passer la barrière alvéolo-capillaire et se retrouver dans le sang.

La réglementation anti-pollution ne s’intéresse aujourd’hui qu’aux PM₁₀ et PM_2.5

La distribution en taille des aérosols n’est pas homogène ; elle est liée aux mécanismes de formation, issus de 3 modes principaux :

1. le mode nucléation, contient des particules ultrafines, de diamètre inférieur à 0.1 µm ; formées principalement par condensation de vapeurs chaudes au cours de procédés de combustion. Bien que le plus grand nombre de particules atmosphériques apparaissent dans le mode nucléation, ces particules contribuent peu à la masse totale de particules en raison de leur très petite taille.
2. le mode accumulation contient des particules de diamètre compris entre 0,1 et 2 µm résultant de la coagulation de particules du mode nucléation, ainsi que de la condensation de vapeurs sur les particules existantes, dont la taille augmente alors dans la gamme. Ces fines particules peuvent rester en suspension dans l’atmosphère pendant des jours voire des semaines. Ce mode contribue de façon majeure à la surface et à la masse totale des aérosols dans l’atmosphère.
3. le mode sédimentation ou grosses particules contient des particules de plus de 2 µm, formées essentiellement par des procédés mécaniques tels que l’érosion éolienne, les embruns, les opérations de broyage dans l’industrie… Ces particules sont efficacement éliminées par déposition sous l’action de la gravité. Leur durée de vie est donc faible, de quelques heures à quelques jours. Elles contribuent peu à la concentration en nombre des particules, mais contribuent de façon notable à la masse.

 

On aboutit donc à cette distribution du nombre et de la masse des particules :

Voici d’ailleurs des concentrations typiques en aérosols :

En ville, on a donc typiquement environ 50 000 particules fines par cm³, et 50 grosses particules.

Voici la vitesse avec laquelle elles chutent en théorie :

Dans la pratique, les particules qui restent les plus longtemps dans l’atmosphère sont celles entre 0,1 µm et 1 µm ; elles retombent entre quelques jours et 1 à 2 mois.

Ainsi, il y a 3 origines aux particules :

• les particules primaires sont directement émises dans l’atmosphère, d’une part par les activités humaines (diesel, carrières…), mais également par des sources naturelles (volcans, pollens, bactéries….) ;
• les particules secondaires ont une origine physico-chimique : les vapeurs gazeuses émises dans l’atmosphère (ammoniac, dioxydes d’azote et de soufre…) se condensent et forment des particules de très petite taille, qui grossissent par coagulation ou fixation de la vapeur d’eau, donnant des nitrates, des sulfates, de l’ammonium ou des composés organiques ;
• une fois déposées, les particules peuvent ensuite être remises en suspension sous l’action du vent ou du trafic routier (qui contribue de 20 à 50% aux émissions de particules spécifiquement liées au trafic routier).

On définit deux grandes fractions de particules : la fraction inorganique (ou minérale) et la fraction organique.

La fraction minérale (souvent d’origine naturelle) est composée essentiellement de sulfates, de nitrates et d’ammonium, de certains métaux (plomb, arsenic, cadmium,…) et des sels (embruns marins, …).

En ce qui concerne la fraction organique, on distingue la fraction contenant du carbone élémentaire ou carbone suie (EC ou BC, émis par l’homme au cours des processus de combustion ; c’est sa couleur noire qui domine dans l’aérosol de pollution, et est une des composantes les plus dangereuses pour la santé) et la fraction contenant du carbone organique (OC, de source très diverses ; ce sont des acides, alcools, cétones, dioxines…) dont la Matière Organique Particulaire (émissions primaires, pollens…).

BC : carbone élémentaire ; MOP : matière organique particulaire ; COV : composés organiques volatils

Particules de cendres volantes issues du charbon

3/ Les graves effets des particules sur la santé

Les principaux effets des particules sur la santé sont des troubles respiratoires mais aussi cardiologiques qui peuvent survenir à court terme (dans les quelques jours à quelques semaines suivant l’exposition) ou bien à long terme (suite à une exposition chronique sur plusieurs années). Les particules atmosphériques peuvent déclencher des réactions inflammatoires, une amplification des réactions allergiques, des maladies respiratoires obstructives chroniques (asthme, bronchiolites, rhino-pharyngites, excès de toux, hypersécrétion bronchique, des irritations oculaires…), un stress oxydant, mais aussi un remodelage irréversible des tissus pulmonaires et une modulation de l’expression des gênes pouvant conduire à l’apparition de cancers – les matières particulaires dans leur ensemble sont désormais classées cancérogènes pour l’homme. On constate à la fois une aggravation des affections respiratoires et une augmentation de l’incidence de ces maladies. Par ailleurs, les particules peuvent engendrer des effets néfastes sur le système cardiovasculaire. Ces différents effets peuvent se traduire notamment en termes de consultations médicales, d’hospitalisations ou de décès anticipés.

À ce jour, il n’a pas été mis en évidence de seuil en-dessous duquel les particules seraient inoffensives. En revanche, les concentrations accrues de particules augmentent les risques d’effets délétères (symptômes, hospitalisations, décès…). Les autres facteurs déterminants dans les effets sur la santé sont la taille, la morphologie et la composition chimique.

Le « grand smog de Londres » de décembre 1952 illustra bien ceci. Cet aérosol particulièrement dense qui recouvrit Londres pendant 5 jours a rendu 100 000 personnes malades, et causé environ 12 000 morts (4 000 dans les jours qui ont suivi, 8 000 décès dans les mois suivants). Pire, son effet se fait toujours sentir, avec 10 % asthmatiques en plus dans la tranche d’âge des enfants alors âgés de 0 à 1 an.

Les études expérimentales ont mis en évidence que les particules se déposent différemment dans les poumons en fonction de leur taille. Récemment, il a été démontré que les plus petites nanoparticules s’arrêtent pour la plupart aux niveaux supérieurs, tout comme les particules grossières.

Les particules fines « plus grandes » sont capables de se répartir dans l’ensemble des voies respiratoires jusqu’aux alvéoles (en particulier les particules de type diesel) par lesquelles s’effectuent les échanges gazeux entre l’air et le sang, et persistent longtemps dans l’organisme, car elles résistent en partie aux processus d’élimination (mucus dans les bronches, macrophages dans les alvéoles).

Voici un comparatif éloquent entre un poumon d’un habitant d’une ville saine (Vancouver) et des habitants de la très polluée Mexico :

Une fois dans le sang, les nanoparticules diffusent dans tous le corps :

Schéma de diffusion de nanoparticules (NP) dans le corps vers le cerveau, le coeur, le foie et les reins

Tout ceci explique les effets sur la santé et la mortalité, lien désormais très bien établi. Une étude de l’American Cancer Society de 2002 parle de 4 % de mortalité en plus tous les 10 µg de PM_2,5 (lié à +6 % de causes cardiovasculaires en plus, et +8 % de cancers du poumon ; Source)

4/ La pollution de l’air dans le monde

Voici une carte de la pollution aux PM_2,5 :

Ce qui donne ceci par région :

Voici le liste des pays les plus et moins pollués aux particules fines PM_2,5 :

En moyenne, la France est très bien classée – c’est évidemment moins le cas dans les grandes villes, surtout Paris :

On note que le niveau est nettement plus faible aux États-Unis – en raison de l’espace du territoire et du fait que la population est souvent concentrée en façade maritime.

C’est cependant à relativiser, voici la situation des mégalopoles de plus de 14 millions d’habitants (+ Paris) :

On observe qu’il y a du coup de gros écarts au niveau des normes réglementaires :

On constate que les normes européennes de particules fines sont très élevées – et clairement déconnectées des avancées scientifiques depuis 15 ans. Les États-Unis ont fini par abaisser leurs normes sur les PM_2,5, et supprimer toute norme sur les PM₁₀.

Les normes OMS de 2005 vont d’ailleurs probablement bientôt baisser :

5/ La pollution de l’air en Europe

Voici en synthèse le bilan humain estimatif de la pollution en Europe :

et voici une carte sur la moyenne en 2013 :

On observe des zones très touchées en Pologne, Roumanie et Italie du Nord (la pollution étant bloquée par les Alpes).

Pour la suite de cette étude, on s’intéressera surtout aux PM_2,5, car ce sont les plus dangereuses, et qu’il est complexe et lassant d’étudier à la fois les PM_2,5 et PM₁₀, d’autant qu’elle sont liées.

Voici la synthèse des émissions en 2014 en Europe :

On note que la France est le plus gros émetteur de particules, principalement en raison des émissions des ménages (principalement causé par le chauffage au bois), mais aussi à cause du diesel. La comparaison avec l’Allemagne est édifiante, ce pays étant souvent accusé d’être un gros pollueur à cause de ces centrales au charbon ; c’est un vrai problème quand on n’analyse que ce secteur, mais on voit que ramené à l’ensemble des émissions, l’Allemagne est assez exemplaire.

C’est le contraire pour la Pologne et la Roumanie, pays très pollueurs, surtout pondérés par leur population (38 et 20 millions).

Voici la répartition des différentes sources :

Et voici la répartition au global en Europe ds émissions totales :

ici en pourcentage :

L’évolution des émissions en Europe pour les particules fines PM_2,5 est encourageante :

On constate cependant qu’aucun progrès notable n’a eu lieu au niveau des ménages, qui représentent la moitie des émissions :

Ce n’est cependant pas le cas pour les autres polluants :

En 2016, le WWF a fait une étude sur la mortalité causée par les centrales à charbon en Europe. On parle souvent d’elles : c’est en effet un gros problème de santé publique, avec environ 23 000 morts en Europe, mais il faut aussi relativiser ce chiffre qui ne représente que 4 % de la mortalité par pollution de l’air.

Ce qui donne en résumé :

6/ La pollution de l’air en France

 

Voici de la même façon la situation des émissions en France – sachant, comme nous le verrons plus loin, qu’une bonne partie de la pollution en France est importée :

On note une très forte baisse sur la plupart des secteurs, la baisse été spectaculaire – même si les émissions restent trop importantes, surtout comparées à nos voisins. Voici la situation actuelle :

On peut donc retenir qu’environ 50 % de nos émissions viennent des ménages, environ 15 % du transport routier et encore 15 % de l’industrie. Une bonne moitié des émissions de particules en France est donc issue du chauffage et du diesel.

Les 4 % de personnes se chauffant au bois émettant donc la quasi-totalité des particules et COV du secteur résidentiel :

Un poêle à bois à foyer ouvert pouvant polluer 5 hectares :

C’est encore pire au niveau des particules PM₁ , chauffage au bois et diesel expliquant environ 70 % des émissions :

de même que pour le dangereux carbone suie – dont pratiquement la moitié vient du diesel :

Pour terminer sur une note optimiste, on voit que les efforts menés depuis plusieurs décennies par les pouvoirs publics ont fini par payer pour de nombreux polluants :

Par exemple pour le Dioxyde de soufre (-95 % depuis les années 1970) :

 

On note aussi de très fortes baisses depuis 1990 sur certains métaux toxiques souvent issus des combustibles pétroliers, comme ici le Chrome :

ou le Plomb (fin de l’essence plombée) :

7/ Le choix erroné de la France pour le diesel

La France figure parmi les pays en Europe qui ont le parc le plus « dieselisé » en Europe.

Après le passage au nucléaire, les Français ont boudé le chauffage au fioul pour l’électrique ; les raffineries ont alors eu du mal à écouler leur production. Comme le fioul est identique au gazole, l’État a alors encouragé les écarts de prix avec l’essence, et incité les constructeurs automobiles français à produire plus de voitures diesel. D’où la situation actuelle… C’ets flagrant quant on observe le rapport de prix entre gazole et essence :

Voici l’évolution du parc français de voitures particulières :

Il en est de même chez les utilitaires :

La France a enfin pris conscience du problème, et la situation se retourne depuis le pic de ventes diesel de 2012 :

Soulignons cependant que les normes d’émission de particules du diesel sont devenues de plus en plus drastiques :

et, comme les moteurs essence émettent désormais des particules (leur conception ayant été modifiée pour qu’ils émettent moins de CO₂…), on arrive dans une situation où une voiture diesel neuve émet désormais moins de particules qu’une voiture essence neuve – et surtout 30 fois moins qu’un véhicule diesel ancien.

Au vu des milliers de morts chaque année et des errements mis au jour, il est urgent de réformer en profondeur le système d’homologation de surveillance du marché automobile en Europe. Une telle réforme devrait notamment instaurer un « gendarme » européen pour surveiller et harmoniser le travail des régulateurs nationaux (certains jouant au moins disant sur la qualité du contrôle, puisqu’il suffit de se faire homologuer dans un pays pour que cela vaille partout en Europe), donner à la Commission européenne le pouvoir de mener des tests indépendants, séparer clairement les acteurs de la chaîne d’homologation : constructeurs, services techniques qui réalisent les tests et autorités nationales d’homologation. Mais tant que les législateurs européens continueront à privilégier les intérêts financiers de quelques-uns au détriment de la santé physique de tous, ceci restera un vœu pieu…

 

Cependant, ces progrès ont entraîné un fort renchérissement des voitures diesel, qui ne sont plus compétitives par rapport aux modèles essence sur une large partie de la gamme, et sont de plus en plus boudées par les acheteurs et les pouvoirs publics (comme avec l’excellente initiative de la vignette Crit’Air, et du courageux combat de la mairie de Paris contre les lobbies) .

L’ère du diesel s’achève donc…

8/ La pollution de l’air en Île-de-France, hors particules

8-1/ Le Dioxyde d’Azote (NO₂)

Le principal problème en Île-de-France, hors particules, est le Dioxyde d’Azote (NO₂) – polluant indicateur des activités de combustion, notamment du trafic routier et dans une moindre mesure du chauffage résidentiel. Il cause la mort d’environ 8 000 personnes par an.

La valeur limite établie en moyenne annuelle est respectée en 2015 pour la première fois en situation de fond (= loin des axes routiers).

Au voisinage des axes routiers, les niveaux sont plus de deux fois supérieurs à ceux relevés en situation de fond, et donc deux fois plus élevés que la valeur limite annuelle.

La valeur limite en NO₂ est ainsi dépassée en 2015 sur environ 1 000 km de voirie, soit environ 10 % du réseau francilien, principalement à Paris.

Environ 1,6 millions de Franciliens sont donc potentiellement exposés à un air dépassant la valeur limite annuelle en 2015 – essentiellement à Paris et en petite couronne :

8-2/ L’Ozone (O₃)

Pour sa part, l’Ozone (O₃) n’est pas directement émis dans l’atmosphère, il s’agit d’un polluant dit secondaire. Il est principalement formé par réaction chimique entre des gaz « précurseurs », le dioxyde d’azote (NO₂) et les Composés Organiques Volatils (COV), sous l’effet du rayonnement solaire. La formation de l’ozone nécessite un certain temps durant lequel les masses d’air peuvent se déplacer. C’est pourquoi les niveaux moyens d’ozone sont plus soutenus en zone rurale que dans l’agglomération où leurs précurseurs ont été produits. L’Ozone entraîne environ 2 000 décès par an.

De nombreux dépassements des critères de qualité en ozone sont toujours observés l’été, les valeurs cibles demeurant cependant respectées. Comme les années précédentes, l’objectif de qualité relatif à la protection de la santé (seuil de 120 μg/m³ sur une période de 8 heures à ne pas dépasser dans l’année) est dépassé en tout point de la région.

Le nombre de jours de dépassement ne montre plus de nette tendance à la baisse et reste très supérieur à l’objectif de qualité de 0, tout en respectant depuis 2007 partout la valeur cible de 25 jours.

Si les pic de pollution sont en baisse, le niveau moyen lui a beaucoup augmenté, et s’est stabilisé depuis plusieurs années :

Ceci tient surtout à la hausse globale des émissions de précurseurs de l’ozone – et paradoxalement à la diminution des niveaux d’oxydes d’azote qui détruisent chimiquement l’ozone localement dans les coeurs urbains pollués ; l’amélioration sur les niveaux de NO₂ induit donc une hausse des niveaux moyens d’ozone…

8-3/ Le Benzène

Au niveau du Benzène : les concentrations sont partout inférieures à la valeur limite. L’objectif de qualité français est respecté en situation de fond (= loin des axes routiers) mais pas près de certaines zones de trafic. Le problème est en voie de résolution :

8-4/ Les autres polluants

On peut également se féliciter du succès dans la résolution des problèmes de la pollution au Dioxyde de Soufre ou par des métaux ou encore du Monoxyde de Carbone :

La formidable éradication du plomb dans l’air

9/ La pollution aux particules en Île-de-France

9-1 La situation récente

Voici la situation à Paris depuis 2007 en maximum horaire :

et voici la situation à Paris en moyenne depuis 2000 pour les PM₁₀ et PM_2,5 :

Il est encourageant de voir que les efforts des pouvoirs publics payent ; la situation n’est pas encore parfaite : il faudrait encore arriver à diviser probablement ces chiffres par 2.

Voici les tendances dans différentes zones de la région :

On peut aussi regarder le nombre de jours de dépassements de certains seuils suivant les zones, comme ici en zone trafic :

On voit qu’on ne dépasse quasiment plus les 50 µg par jour, qu’on est passé de 300 à 100 jours de dépassements du seuil de 20 µg, et que la zone connait désormais 30 jours par an (contre 0 avant 2011) un niveau conforme à la recommandation de l’OMS.

Voici pour la situation dans le centre de Paris, où on note aussi une amélioration :

Désormais, un parisien bénéficie d’un air relativement sain en particules 4 mois par an.

Voici le détail de situation en 2016 à Paris pour les particules fines :

On note bien le pic assez exceptionnel de décembre 2016, le plus fort depuis 2007.

De même pour l’ensemble des particules :

On voit donc que le problème est plus important pour les PM_2,5 que pour les PM₁₀. Nous allons dès lors nous intéresser uniquement aux premières.

9-2 Les émissions de particules fines

Les émissions primaires franciliennes de particules PM_2.5 s’élèvent à 10 kt pour la région Île-de-France en 2012, réparties ainsi :

On constate une diminution des émissions de PM_2.5 en Île-de-France entre 2000 et 2012 de 55%. Les raisons sont les mêmes que celles exposées pour les PM₁₀ : filtres à particules sur les véhicules diesel (tout en notant le poids de l’abrasion naturelle due au trafic) et nouveaux poêles à bois à foyer fermé.

Voici enfin l’illustration du poids des émissions du chauffage au bois (4 % du chauffage total) dans les émissions du secteur résidentiel (26 % du total des émissions franciliennes) :

9-3 Les concentrations en particules fines

Les particules voyageant sur de longues distances, il convient de compléter l’analyse des émissions par celle des concentrations.

La valeur limite applicable en 2015 est égale à 25 μg/m³. Elle est respectée sur toutes les stations du réseau. En revanche, l’objectif de qualité (10 μg/m³) est dépassé sur la quasi-totalité de l’Île-de-France. Les teneurs sont 1,2 à 1,4 fois supérieures à ce seuil en fond urbain et de 1,7 à 2,5 fois supérieures en proximité du trafic.

En 2015, environ 150 000 habitants, soit moins de 1 % de la population francilienne, sont potentiellement exposés à un air excédant la valeur cible annuelle (20 μg/m³) pour les PM_2.5, en grande partie dans Paris ; c’est toutefois 10 fois moins qu’en 2007.

Mais toujours en 2015, 11,5 millions d’habitants, soit plus de 95 % des Franciliens, sont potentiellement concernés par un dépassement de l’objectif de qualité annuel (10 μg/m³) – sachant que ce seuil reste encore probablement trop élevé :

Ainsi, pratiquement aucun francilien ne bénéficie d’un air sain en particules PM_2,5…

Terminons en signalant que le poids du couple « Chauffage et Diesel » est encore plus fort pour les PM₁ (7,2 kt) :

et pour les dangereuses émissions de carbone suie (2,8 kt) :

dont la situation est désormais sans commune mesure avec celle des décennies précédentes :

Voici un résumé de la situation :

9-4 La composition des particules

Voici la composition des PM₁₀ et des PM_2,5 à Paris :

en rappelant bien que les PM_2,5 représentent les deux-tiers des PM₁₀ :

Comme les particules grossières sont surtout des poussières et des sels marins, qu’il est difficile de limiter, on voit bien l’intérêt qu’il y a à se concentrer uniquement sur les seuls niveaux de PM_2,5.

On peut aussi représenter les sources de pollution de l’air à Paris, en zone trafic et en zone hors trafic :

(cliquez pour agrandir ; les fractions importées sont en moucheté)

La même chose en pourcentages :

Et on peut recommencer en groupant tout ce qui est importé, afin de voir ce sur quoi on peut agir au niveau de la région :

et en pourcentage :

On voit bien sur ces graphes :

• qu’une partie importante de le pollution aux particules vient d’autres régions – il doit y avoir aussi des actions nationales et internationales ;
• mais que nous disposons d’un fort levier pour soulager les zones trafic, les plus polluées, par une réduction de la pollution due au trafic routier (près de la moitié des émissions). Celui-ci est à l’origine de la majorité des émissions les plus nuisibles (carbone élémentaire = les suies) :

Voici de nouveau un zoom sur la composition des particules importées :

On voit donc que la majorité des particules vont être ici des particules secondaires, issues de précurseurs émanant du trafic routier, de la combustion et de l’agriculture. Et que près de 30 % des particules sont des particules primaires émanant du trafic routier et de la combustion – on n’en sort pas…

Si on essaie de simuler les sources géographiques de pollution, on aboutit à ceci :

On voit donc qu’il y a une sur-représentation de la pollution venue du Nord-Nord-Est, c’est-à-dire des zones polluées d’Angleterre, d’Allemagne ou de Pologne, par vent du Nord-Est (rappelons bien que les centrales à charbon y jouent un rôle négligeable). Soulignons aussi qu’en fait, la plupart du temps, le vent est du Sud-Ouest, ramenant la pollution d’Aquitaine ou du centre de la France vers Paris, et contribuant à polluer Belgique et Allemagne. Le problème a aussi une composante nationale et européenne.

On peut donc conclure qu’il y a 3 niveaux d’action :

• au niveau local : il faut lutter contre les moteurs diesel (de générations antérieures à 2013), et le chauffage au bois en foyers ouverts. Il faut reconnaître que la Mairie de Paris agit dans la bonne direction, et fait plutôt bien le job malgré les critiques imméritées qu’elle reçoit ;
• au niveau national : il faut poursuivre dans la même direction, en cessant d’avantager le gazole, en décourageant les vieux modèles diesel, en luttant contre le chauffage au bois en foyers ouverts (et là, Ségolène Royal n’a clairement pas fait le job, revenant sur un projet ambitieux), et en poursuivant les efforts au niveau des émissions agricoles (là, le Ministère fait mieux le job) ;
• au niveau européen : la Commission a plutôt bien fait le job, en fixant des normes et commence à poursuivre les États récalcitrants (pour qu’ils entreprennent les actions des deux points précédents). Il faudrait surtout 1/ qu’elle abaisse notablement les normes (25 µg/m³ de particules fines contre 15 en Chine, 12 aux États-Unis, 10 pour l’OMS pour le moment, 8 en Australie, ce qui semble une cible ultime raisonnable) 2/ qu’elle poursuive plus rapidement et durement les États récalcitrants

10/ Les pics de pollution à Paris

Avant d’analyser plus avant les pics de pollution, on rappellera que, s’ils ont un très fort impact médiatique (et ont l’avantage de faire prendre conscience du problème), ils ne sont responsables que de 7 % des problèmes de santé.

Ce qui se comprend : nos poumons filtrent l’air pollué et s’encrassent. Si une concentration habituelle de 30 µg/m³ triple pendant 2 jours, les poumons auront finalement filtré ces deux jours là ce qu’ils filtrent habituellement toutes les semaines, ce qui ne change finalement pas tellement les choses. C’est schématique – bien sûr, la toxicité augmente avec la concentration – mais cela permet de ne pas perdre de vue l’essentiel : la pollution chronique quotidienne.

10-1 Les pics réguliers

On peut distinguer trois types de pics de pollution aux particules à Paris : ceux en hiver, ceux au printemps et ceux en automne.

Voici une synthèse de ces pics :

On note que :

• en période de pics, la pollution importée est toujours prépondérante ;
• il y a énormément de particules fines PM_2.5 importées en hiver ;
• beaucoup de particules grossières au printemps ;
• et une pollution plus locale en automne, la concentration en particules fines locales quadruple, en raison des conditions météorologiques non dispersantes.

Pour les compositions chimiques :

On retrouve bien la masse de composés inorganiques secondaires en Hiver, et le poids du chauffage au bois.

10-2 Quelques pics remarquables

On rappellera brièvement l’épisode de particules de mars 2014

Ce pic a été intéressant, car les pouvoirs publics ont mis en place la circulation alternée, et tenté d’en mesurer ses effets.

La baisse constatée du trafic a été d’environ 15 % (montrant qu’elle était mal respectée), d’où une baisse des émissions de 15 % ;

Comme une partie de la pollution est importée, cela s’est traduit par une baisse de la pollution aux particules de 2 % loin des axes routiers, et de 6 % près des axes.

C’est évidemment bien peu – mais c’est peu surprenant vu les profils de pollution (ici hors pics de pollution) :

Le diesel local représente en effet 45 % de la pollution près du trafic, et 7 % ailleurs – les ordres de grandeur des chiffres observés sont cohérent avec les effets d’une baisse de 15 % des émissions (-7% et – 1%). Rappelons que le diesel n’est pas à l’origine des gros pics de pollution, mais il y participe, mais c’est le secteur sur lequel ont peut imposer et contrôler une baisse rapide des émissions pour soulager (un peu) nos poumons.

L’avantage de la nouvelle vignette Crit’Air est qu’elle permettra de cibler les véhicules les plus polluants, et donc de doubler l’efficacité de la mesure. Une application stricte durant les pics pourrait entraîner à terme une baisse de l’ordre de 50 %, et donc des effets de l’ordre de -20 % sur les zones trafic, ce qui devient très significatif en cas de gros pic.

Mais il convient de rappeler, de nouveau, que l’important n’est pas d’essayer de traiter les pics (il y a assez peu de choses à faire les quelques jours où on les subit) mais bien la pollution quotidienne, qui cause la quasi totalité des décès.

On peut aussi analyser le gros pic de décembre 2016 (sans équivalent dans la durée depuis 2007). Une inversion de températures sans vent a plaqué la pollution au sol :

Le « couvercle » thermique piégeant la pollution

10/ La pollution de l’air dans le métro

Après nous être intéressés à l’air extérieur, nous allons nous intéresser à l’air dans le métro parisien. Le laboratoire de la RATP réalise des mesures en continu dans deux stations de métro : Franklin D. Roosevelt (ligne 1), Châtelet (ligne 4) et une gare du RER : Auber (ligne A).

En fait, l’air du métro ne pêche sur sur un point : les particules – mais il pêche énormément ! Voici la situation pour les PM₁₀ :

et pour les PM_2,5 (la mesure n’a lieu qu’à Auber) :

On constate donc des niveaux de 100 % à 400 % supérieur à la norme française, et de 2 à 8 fois supérieur à la recommandation de l’OMS.

Ce sont donc des niveaux très élevés ; sur les quais et dans les couloirs du métro et du RER, la pollution aux particules provient à la fois de l’air extérieur, qui ventile les couloirs, que des travaux en cours. Elle est produite également par le freinage mécanique des trains.

On constate cependant une franche amélioration pour le RER A, liée à l’arrivée de nouvelles rames qui disposent d’un très bon freinage à récupération électrique qui pollue moins.

Voici l’amplitude en fonction des heures en 2016 pour la station de métro Châtelet :

et l’évolution :

On observe donc des niveaux très élevés (200 µg aux heures de pointe), après une franche dégradation entre 2011 et 2014.

Pour le RER A enfin :

et l’évolution :

L’amélioration est en effet très nette, on est passé de 350 µg à 125 µg aux heures de pointe – ce qui reste cependant 6 fois la recommandation OMS.

Pour les PM_2,5 à Auber, la tendance est la même que pour les PM₁₀ :

Voici pour la ligne 4 :

On note de gros pics la nuit, en raison de travaux. Voici le même graphique réduit aux heures de service :

On note des niveaux de plus de 300 µg aux heures de pointe – et donc encore plus élevés aux heures de pointe en semaine…

Voici pour le RER A :

Les niveaux peuvent donc être aussi très élevés de façon non marginale. Idem pour les PM_2,5 :

10 % du temps à près de 10 fois la norme OMS (qui devrait baisser prochainement), c’est vraiment beaucoup…

11/ La pollution de l’air à la maison

La qualité de l’air intérieur, négligée pendant des décennies, influence en fait beaucoup notre bien-être et notre santé.

En effet, nos modes de vie font que nous passons en moyenne 70 à 90 % de notre temps de vie à l’intérieur d’un environnement clos : école, bureau, logement, transports.

Or, l’air que nous y respirons n’est pas toujours de bonne qualité. Plusieurs études, dont celles de l’observatoire de la Qualité de l’air intérieur (oQai), ont montré que l’air que nous respirons peut parfois être cinq à dix fois plus pollué à l’intérieur qu’à l’extérieur. Et lorsque l’air intérieur est pollué, il l’est généralement de façon diffuse et continue.

Les sources de pollution sont principalement issues :

• de l’air extérieur, évidemment ;
• des matériaux et produits de construction, de décoration (peinture, vernis…), du mobilier ;
• des produits d’entretien de la maison, des désodorisants, parfums d’intérieur, bougies, encens, insecticides… ;
• des produits de toilette, des cosmétiques, des parfums… ;
• de nos activités ou de nos habitudes (tabagisme, cuisine, bricolage, lavage des sols, des vitres, jardinage…) ;
• de nos animaux familiers ;
• des moisissures, par exemple suite à des dégâts des eaux non réparés, des habitants indésirables de nos logements (insectes, acariens, etc.).

Plus en détail, les principaux contaminants de l’air intérieur sont les suivants :

• Air extérieur : SO₂, NO_x, O₃, CO, particules, composés organiques, métaux, odeurs ;
• Occupants non fumeurs : CO2, odeurs, bactéries ;
• Occupants fumeurs : CO₂, odeurs, bactéries, CO, NO₂, composés organiques, particules ;
• Matériaux de construction : radon, aldéhydes, fibres, composés organiques volatils, odeurs ;
• Circuits aérauliques : poussières, microorganismes, odeurs ;
• Sol : radon, composés organiques volatils, odeurs ;
• Eau : radon, composés organiques volatils ;
• Meubles : aldéhydes, composés organiques volatils, fibres, odeurs ;
• Machines de bureau : composés organiques, particules, ozone, odeurs ;
• Combustions : NO_x, SO₂, CO₂, CO, composés organiques, particules, métaux, odeurs ;
• Animaux : microorganismes, allergènes, odeurs ;
• Plantes : spores, pollens, allergènes, odeurs ;
• Divers : ammoniac, composés organiques volatils, poussières, pesticides, microorganismes, odeurs.

On observe que l’air intérieur est en moyenne 60 % plus pollué que l’air extérieur chez les non fumeurs, et 3 fois plus chez les fumeurs.

Vous trouverez ici des plaquettes de bons gestes : Appa, Ministère, Quiz

12/ Quelques propositions pour terminer

Pour terminer cette série, rappelons quelques propositions qui amélioreraient la situation :

• lutter fermement contre les véhicules diesel (et développer les réseaux de transport en commun, ainsi que les aides aux familles modestes), y compris de dernière génération, et contre les feux de cheminées à foyers ouverts ;
• améliorer le suivi des particules en temps réel, avec un réseau de mesure bien plus large – avec des cartes très précises ;
• mesurer, en plus de la masse de particules, le nombre de particules – celui-ci pouvant atteindre de 5 à 10 millions de particules ultrafines à chaque inspiration, en particulier les particules PM_1,0… ;
• imposer une norme pour l’air intérieur dans le réseau des transports en commun.