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Polluants acides et précurseurs d'ozone

L'air à bout de souffle Actu-Environnement.com - Publié le 05/07/2010
L'air à bout de souffle  |    |  Chapitre 3 / 9
   
Polluants acides et précurseurs d'ozone
   
Dioxyde de soufre, ammoniac, oxydes d'azote, monoxyde de carbone et composés organiques volatils ont tous un dénominateur commun : conjugués, ils sont à l'origine de la formation de l'ozone troposphérique et/ou de pluies acides.

Si ce second sujet fait moins la une de l'actualité que dans les années 80, la pollution acide continue pourtant de créer des dégâts importants dans certaines régions du monde (Asie, Amérique du Nord…). Le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote sont les principales causes des pluies acides. Ces polluants s'oxydent dans l'air pour former de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique, entraînant des modifications de la composition chimique des sols et des eaux et affectant les écosystèmes (forêts, eaux…). L'ammoniac (agriculture) ou l'acide chlorhydrique (incinération de PVC) contribuent dans une moindre mesure à ce phénomène. Depuis près de trente ans, le sujet fait l'objet d'une mobilisation internationale : cette pollution peut toucher des zones très éloignées des sources d’émission. En 1979, une Convention sur la pollution atmosphérique transfrontalière à longue portée a engagé les signataires à limiter les émissions des principaux polluants à leurs niveaux de 1987.
Entre 1990 et 2006, les niveaux de SO2 ont diminué de 70 % dans l'Union européenne et de 36 % aux États-Unis, les niveaux de NO2 de 35 % dans l'Union européenne et de 23 % aux États-Unis, les niveaux d’ammoniac (NH3) ont baissé de 20 % dans l'Union européenne. Les composés organiques volatils non-méthaniques y ont diminué de 41 %.
La directive européenne n° 2001/81/CE du 23/10/01 fixe également, pour la fin 2010, des plafonds d'émissions nationales annuelles de dioxyde de soufre (SO2), d’oxydes d’azote (NOx), de composés organiques volatils (COV) et d’ammoniac (NH3).

Les pics d'ozone font, quant à eux, régulièrement la une des medias, surtout en période estivale, saison la plus propice à ce type d'événement (rayonnement solaire, absence de vent). La formation de l'ozone troposphérique, c'est-à-dire l'ozone des basses couches de l'atmosphère, résulte de la transformation physico-chimique des polluants primaires (NOx, COV, CO) au cours de leur séjour dans l’atmosphère. Dans certains cas, les polluants primaires peuvent être transportés par les masses d’air sur plusieurs centaines de kilomètres et provoquer la concentration de l’ozone à des endroits très éloignés de leur source d’émission. Cette problématique est donc davantage régionale que locale. Aujourd'hui, malgré des politiques de réduction des polluants primaires, les concentrations en ozone troposphérique restent à des niveaux élevés en Europe. Au-delà des pics saisonniers, depuis plusieurs années, le niveau de fond en ozone augmenterait en France, de l'ordre de 30 à 40 % depuis 1994, tant en zone rurale que dans les agglomérations.

Les polluants dits ''primaires''

cliquez pour agrandirLe dioxyde de soufre est principalement émis lors de la combustion des matières fossiles, telles que le charbon et le fioul. C’est l’un des principaux ingrédients des pluies acides : il se transforme en acide sulfurique au contact de l'humidité de l'air.
La principale source de SO2 est la transformation d'énergie avec plus de 51% des émissions de la France métropolitaine en 2008 (raffinage de pétrole et production d'électricité), suivie de l'industrie manufacturière (34 %). Depuis 1990, ces émissions ont diminué de 73 % (de 89 % depuis 1980). Cependant, des risques persistent à proximité de certaines zones industrielles. Cette tendance s'explique par la baisse des consommations d’énergie fossile remplacées par l'énergie nucléaire et les mesures d'économies d’énergie (amélioration des process industriels…), mais aussi par les dispositions réglementaires mises en œuvre ces dernières années, comme la baisse de la teneur en soufre du fioul domestique au 1er janvier 2008 (directive 99/32/CE du 26 avril 1999) et la mise en conformité des grandes installations de combustion (GIC) en 2008. La mise en place de nouvelles réglementations en 2009 (renforcement des valeurs limites d’émission des GIC et diminution de la teneur en soufre des combustibles liquides, en particulier pour le gazole et l'essence) devraient accentuer cette tendance alors que la France a déjà atteint l’objectif prévu pour 2010 par la directive européenne. L'augmentation du transport maritime attire l'attention : il est fortement émetteur de SO2 (davantage que les transports routiers) ainsi que d'oxydes d'azote (27 % des émissions mondiales).

cliquez pour agrandirL'ammoniac (NH3) est émis en grande partie par l'agriculture et la sylviculture (98 % des émissions totales en 2008). Ces émissions ont connu une très légère baisse sur la période 1980-2008 (5 %), due principalement à une évolution du cheptel et à la quantité de fertilisants épandus.
Si le niveau d’émission actuel est en dessous de l’objectif prévu pour 2010 par la directive plafonds d’émissions nationaux, l’accroissement attendu de certains cheptels au cours des prochaines années laissent craindre un dépassement du plafonds.



Le monoxyde de carbone se forme lors de la combustion incomplète de matières organiques (gaz, charbon, fioul, bois, carburant). En 2008, les trois principales sources de CO étaient l'industrie manufacturière (36 %), le résidentiel tertiaire (32 %) et le transport routier (20,4 %). L'agriculture contribue pour sa part à 7,5 % des émissions.
Après avoir connu une forte augmentation de 1960 à 1973 (+76 %), les émissions de CO sont globalement en baisse depuis (-74 % entre 1973 et 2008). Une grande part de cette diminution est à attribuer aux normes environnementales imposées aux véhicules dès les années 1970 (pots catalytiques notamment). Sur l’ensemble de la période, tous les secteurs d'activité ont connu une baisse importante de leurs émissions, sauf celui de la transformation d’énergie (raffinage du pétrole particulièrement).

cliquez pour agrandirLes oxydes d'azote (NOx) regroupent majoritairement le monoxyde d'azote (NO), le dioxyde d'azote (NO2) et le protoxyde d'azote (N20). Ils sont essentiellement produits par l'homme (combustion).
Le transport routier est le premier secteur émetteur de NOx (52 % des émissions françaises en 2008). Depuis 1993, la mise en place de normes européennes et nationales (pots catalytiques, EURO III pour les poids lourds, norme Euro 4 pour les véhicules particuliers) ont permis de diminuer les émissions de NOx. A noter que les moteurs diesel, du fait de leur fonctionnement à plus haute pression, émettent 2 à 3 fois plus de NOx que les moteurs à essence.



L’industrie manufacturière représente la deuxième source d’émission avec 12,5 % des émissions de la France métropolitaine en 2008. Ces émissions ont baissé de 34 % depuis 1990.
Les émissions du secteur de l’agriculture/sylviculture (troisième source avec 14,2 % des émissions en 2008) sont induites, pour environ 38 %, par les sols agricoles à la suite de l’utilisation de fertilisants azotés et le reste, par la combustion de produits pétroliers. Les émissions de ce secteur ont baissé de 17,4 % depuis 1990.
L’objectif 2010 prévu par la directive plafonds d'émissions nationaux est de 810 kilotonnes (la France a émis 1.215 kt en 2008).

cliquez pour agrandirLes composés organiques volatils (COV) sont des hydrocarbures émis par des sources naturelles et humaines très nombreuses. Les émissions sont dues notamment à certains procédés industriels impliquant la mise en oeuvre de solvants (chimie, métallurgie, peinture, imprimerie, colles et adhésifs, caoutchouc...) ou n’impliquant pas de solvants (raffinage du pétrole, production de boissons alcoolisées, de pain...).

Parmi les composés organiques volatiles, les produits organiques persistants (POP) font l'objet d'une attention particulière. Ce sont des résidus industriels souvent toxiques, mutagènes et cancérigènes, qui interfèrent avec le système hormonal et sexuel (trichloroéthylène, trichloroéthane, tetrachloroéthylène, dioxines et furanes, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), polychlorobiphényls (PCB) et hexachlorobenzène (HCB).

Ils proviennent des pesticides, des produits chimiques industriels ou des sous-produits de processus de combustion et de productions industrielles. Ils sont semi-volatiles et circulent plus ou moins bien dans l’air. Ils sont lipophiles (forte solubilité dans les graisses), avec attirance forte pour les tissus adipeux où ils se concentrent généralement (forte bioaccumulation). Ils ont également une durée de vie très longue (persistance dans le milieu).
La Convention de Stockholm, entrée en vigueur le 17 mai 2004, vise une interdiction progressive de la production et de l'utilisation de 12 POP. Le protocole d'Aarhus, signé en juin 1998 dans le cadre de la Convention de Genève sur la pollution transfrontalière longue distance a pour objet de contrôler, de réduire ou d'éliminer les émissions de substances POP dans l'environnement. Enfin, le règlement européen 850/2004 du 29 avril 2004 intègre les dispositions de la convention de Stockholm et du protocole d'Aarhus au sein de la réglementation européenne.
Entre 1990 et 2007, les émissions françaises de dioxines et furannes ont diminué de 93 %, de polychlorobiphényles (PCB) de 62 %, de hexachlorobenzène (HCB) de 99 %.

cliquez pour agrandirLes hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont considérés comme particulièrement dangereux (cancérigènes). Il s’agit d’un groupe de 100 substances chimiques différentes qui sont produites pendant la combustion incomplète de charbon, de pétrole et de gaz, de bois, de déchets et d’autres substances organiques. Le benzène est l'élément de base des HAP.

Ils sont généralement concentrés près de sources ponctuelles spécifiques et leurs concentrations semblent diminuer rapidement à mesure qu’ils s’éloignent de leur source.

Sur la période 1990-2008, les émissions ont diminué de 52 %, du fait des nombreuses réglementations mises en œuvre dans différents secteurs. Le secteur résidentiel/tertiaire (combustion de biomasse) constitue 67,7 % des émissions en 2008, suivi par le transport routier (25,1 %), en particulier les véhicules diesel. Le transport routier a vu sa part augmenter (de 6 % en 1990 à 25,1 % en 2008), du fait de la croissance du trafic et de la diésélisation du parc.

Sophie Fabrégat

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Reproduction interdite sauf accord de l'Éditeur.

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