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Nord-Pas-de-Calais : l'origine des PM2,5 dunkerquoises révélée par des scientifiques

Des chercheurs ont passé au crible les PM2,5 de Dunkerque pour les caractériser et pointer les différences entre les sites industriels, urbains et ruraux. Une étude riche en enseignements alors que la guerre aux particules est lancée.

Transport  |    |  Philippe Collet Actu-Environnement.com
   
Nord-Pas-de-Calais : l'origine des PM2,5 dunkerquoises révélée par des scientifiques
   

Début mai, à l'occasion des rencontres scientifiques de l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses), Fabrice Cazier et Guillaume Garçon, chercheurs à l'Université du littoral Côte d'Opale, ont présenté une étude couplant la caractérisation des particules fines PM2,5 prélevées dans l'air de Dunkerque (Nord) et l'évaluation de leur impact sanitaire.

Une étude particulièrement intéressante au moment où les pouvoirs publics s'intéressent à l'origine précise des particules fines afin d'adapter la lutte contre les émissions. L'intérêt pour la caractérisation des particules est d'autant plus vif que la procédure pour non-respect des seuils de pollution aux particules fines ouvertes à l'encontre de la France était anticipée de longue date. Aujourd'hui, étant donnée la tendance des dernières années, la France s'expose à de lourdes amendes.

Caractériser les PM2,5 sur un site de référence pour la pollution de proximité

Si les concentrations en PM2,5 sont connues via les réseaux de contrôle de qualité de l'air, leur composition physique, chimique et biologique selon les sites reste méconnue. C'est à cette question que répond la première partie de l'étude réalisée à Dunkerque en se basant sur trois sites de prélèvements (rural, urbain et industriel) et deux saisons (été et hiver).

L'agglomération de Dunkerque, qui regroupe 220.000 personnes, concentre deux grands axes routiers (A 16 et A 25) et une des zones industrielles les plus importantes de France (pétrochimie, sidérurgie, métallurgie et cimenterie) avec notamment 13 sites Seveso. Ces caractéristiques font de Dunkerque "un site de référence pour l'étude de la pollution atmosphérique de proximité et de ses impacts sur la santé", estime Fabrice Cazier.

La saisonnalité du site rural se distingue

L'étude a tout d'abord permis d'établir la saisonnalité des concentrations en PM2,5. Sur les sites urbain et industriel, la pollution particulaire est inférieure d'environ 25 % en été (respectivement 9,9 μg /m3 et 11,5 μg /m3) par rapport à l'hiver (12,9 μg /m3 et 15,4 μg /m3). À l'opposé, même si le niveau global reste bien plus faible, la concentration particulaire rurale est environ 50% plus élevée en été (2,8 μg /m3) qu'en hiver (1,9 μg /m3).

Par ailleurs, les caractéristiques physiques des PM2,5 varient elles aussi selon les sites et les saisons. Les aires spécifiques, mesurées en m2 par gramme de PM2,5, sont moins importantes en été (2,8 m2/gr pour le rural, 3,5 pour l'urbain et 5,2 pour l'industriel) qu'en hiver (5,3 pour le rural, 5,7 pour l'urbain et 6,2 pour l'industriel).

Isoler les éléments métalliques naturels des éléments anthropiques

S'agissant de la composition chimique des PM2,5 collectées, l'étude met tout d'abord en avant les éléments métalliques. Mis à part les éléments solubles, les principaux éléments retrouvés sont l'aluminium, le fer, le manganèse et le zinc.

Si les teneurs en métaux sont les plus élevées en milieu industriel, puis urbain et enfin rural, certains métaux se distinguent avec des teneurs plus élevées en milieu urbain. C'est le cas du sodium sur l'ensemble de l'année et du baryum, du cuivre, du nickel et de l'étain en hiver.

Quant à l'origine naturelle ou anthropique des particules, l'étude souligne que le fer, le manganèse et dans une moindre mesure le zinc ont "une origine industrielle marquée." Cependant, la sidérurgie n'est pas la seule source, notamment pour le zinc qui provient en partie de l'usure des pneus, ou pour le chrome qui peut être lié à l'usure des freins des véhicules. L'aluminium proviendrait de l'industrie mais aussi des dépôts marins issus de l'érosion des terres. Le baryum, le cérium, le cobalt, le lanthane, le sodium, le strontium sont globalement d'origine naturelle.

Le chauffage et les paraffines

S'agissant des paraffines et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), la première conclusion est que les teneurs sont deux à trois fois plus élevées lors de la campagne d'échantillonnage hivernale que pour la campagne estivale, et cela pour tous les sites. Une variabilité saisonnière qui est "nettement plus marquée" pour les paraffines en ville.

Comme pour les éléments métalliques, les concentrations en HAP sont plus élevées pour les prélèvements industriels, puis urbains et enfin ruraux. Par contre les paraffines affichent des profils différents. En été, la zone industrielle est plus touchée que la zone rurale puis urbaine. En hiver la concentration la plus élevée est enregistrée dans les prélèvements urbains, puis industriels. Les grandes variations saisonnières en ville s'expliquent par le chauffage, notamment au fioul, qui génère des émissions de paraffines dépassant celles de l'industrie pétrochimique. La concentration urbaine est multipliée par plus de 20 en hiver alors que les concentrations industrielles ne sont multipliées "que" par trois.

Enfin, s'agissant des concentrations en paraffines en zone rurale, l'étude estime qu'elles sont principalement liées aux sécrétions naturelles, en particulier celles des feuilles des arbres. Cependant, en hiver, les sources anthropiques prennent le relais avec le chauffage, ce qui explique d'une part la stabilité à 1.500 pg/m3 sur l'année et d'autre part l'importance des paraffines à longue chaîne en été et l'apparition de paraffines à plus courte chaîne en hiver.

S'agissant des dioxines, l'étude révèle une variabilité saisonnière, avec en été les concentrations les plus élevées dans les échantillons ruraux, puis industriels et enfin urbains. En hiver, les prélèvements industriels font apparaître plus de dioxines que ceux réalisés en milieu rural.

Pour les polychlorobiphényles (PCB), les concentrations les plus importantes ont été observées dans les aérosols prélevés en hiver. Les profils sont similaires tout au long de l'année avec des concentrations plus élevées sur le site industrie, puis urbain et rural.

PS : la photo en tête de l'article n'a qu'une vocation d'illustration de la pollution atmosphérique. Elle n'a pas été prise à Dunkerque.

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