Pollution automobile : la captation des particules hors échappement à l'étude

Dans une note d'expertise, l'Ademe montre que les particules émises lors du freinage ou par abrasion des pneus sur l'asphalte ne sont pas émises de la même façon par les véhicules électriques ou thermiques. Plusieurs technologies tentent d'y remédier.

« Alors que les émissions de particules à l'échappement des transports routiers ont très nettement baissé avec la généralisation des filtres à particules, celles hors échappement provenant de l'abrasion des freins, des pneumatiques et des chaussées deviennent prépondérantes et représentent en France, en 2019, plus de la moitié des particules émises par les transports routiers, énonce l'Agence de la transition écologique (Ademe) dans une nouvelle note d'expertise. Cette tendance va s'accentuer et les émissions globales de particules ne baisseront plus si aucune réglementation sur les émissions de particules de frein ou de pneus n'est mise en place. »

Finalement repoussée jusqu'à cet été, l'adoption prochaine de la nouvelle réglementation européenne Euro 7 (pour la période 2025-2026) porte l'espoir de contrôler au moins une partie des émissions de particules hors échappement (PHE) des véhicules légers. Pour en évaluer la pertinence, l'Ademe a dressé un état des connaissances, à partir de données bibliographiques et de résultats de projets de recherche qu'elle a financés. Ce faisant, elle constate que la conversion de l'ensemble des véhicules thermiques au 100 % électrique ne permettra pas de réduire ce type d'émissions.

L'impact des sources de PHE varie selon le véhicule

Taux d'émissions de particules fines en fonction des sources et du type de véhicule © Ademe

Les PHE se rencontrent, en majorité, dans trois cas : le freinage, le contact des pneumatiques avec la chaussée et lors de la remise en suspension des poussières par la circulation sur l'asphalte. La part de l'une ou l'autre de ces causes dans les émissions totales de PHE de type PM₁₀ varie en fonction de la nature du véhicule. Les particules émises par les voitures électriques proviennent dans seulement 3 % des cas, des plaquettes de frein (contre 25 % pour leurs équivalents thermiques), grâce à l'intégration d'un freinage régénératif moins gourmand en énergie, et donc en chaleur. Cependant, 61 % des PHE PM₁₀ émises par un véhicule électrique sont générées par l'abrasion des pneus au contact de la chaussée (47 % côté thermique) et 36 % surviennent lors de la remise en suspension des poussières sur la route (contre 28 % avec un véhicule thermique).

Ces écarts s'expliquent par la masse des véhicules électriques, souvent supérieure à leurs équivalents thermiques du fait de la lourdeur des batteries au lithium-ion qu'elles embarquent. Ce poids supplémentaire conduit à l'élargissement des pneus, augmentant de facto la quantité de PHE émises par leur abrasion. Le facteur contact pneu-chaussée s'accentue également en fonction de la texture du revêtement routier et de son vieillissement. Ces microparticules, essentiellement de caoutchouc synthétique, constituent la deuxième source de plastique rejeté dans les océans après le lavage des textiles synthétiques. En outre, « si moins de particules sont déposées sur la chaussée, alors moins de particules seront remises en suspension lors du passage des véhicules, souligne l'Ademe. Toutes les mesures visant à réduire les émissions de particules à la source contribueront à réduire le nombre de particules remises en suspension. »

Des solutions de piégeage en développement

Les (PHE) représentent plus de la moitié des particules émises par les transports routiers

Ademe

Forte de ce constat, l'Ademe recense plusieurs projets, aboutis ou en cours, à même d'atténuer certaines de ces émissions. S'agissant des PHE issues du freinage, l'augmentation du diamètre des plaquettes de frein pourrait accroître la dissipation de chaleur, et réduire leur usure polluante. Pour dissiper cette énergie autrement, elle évoque l'existence de ralentisseurs pneumatiques, hydrauliques ou électromagnétiques, capables de réduire jusqu'à 90 % la puissance du freinage mécanique. Par ailleurs, des entreprises comme Tallano Technologie ou Mann + Hummel développent des prototypes de filtres montés sur l'étrier de frein pour y capter directement les particules émises.

De la même manière, l'agence cite le système de captation imaginée par la start-up The Tyre Collective, voué à capter les particules générées par le contact pneu-chaussée. Cette solution technologique se présente sous la forme d'un assemblage de plaques électrostatiques se positionnant derrière les pneus. Elle permettrait de piéger 60 % des PEH ainsi émises. Concernant la poussière de la route remise en suspension, la société Mann + Hummel développe un dispositif d'aspiration, combinant une membrane et un système de ventilation, à placer sur le toit et au niveau du ventre du véhicule.

Enfin, au-delà de ces promesses technologiques, l'Ademe recommande avant tout d'inclure le taux d'abrasion comme l'un des critères de durabilité figurant sur l'étiquette énergie des pneumatiques et d'accentuer les recherches sur l'effet de certaines textures alternatives (en opposition au béton bitumeux conventionnel) et du renouvellement du revêtement routier. Et l'agence de conclure : « Les synergies qui peuvent apparaître entre la réduction des émissions de polluants et de CO₂ des transports et celles des PHE, et la mise en place d'une réglementation sur les émissions de PHE, devraient permettre de voir dans le futur les émissions de particules hors échappement baisser. »