Qualité de l’air est un blog sur l’air et son environnement

La qualité de l’air est probablement l’une des premières inquiétudes sanitaire et environnementale de ce nouveau siècle. Les médias en parlent de plus en plus. Et pour cause. Nous en respirons environ 15000 litres par jour. Il y a donc bien des raisons de se soucier de ce qui passe par notre bouche et notre nez pour aller directement dans notre machine à respirer, les poumons. La qualité de l’air, on pourrait dire que c’est son niveau de propreté. Pour le connaître, il faut savoir ce qui s’y passe. Pour savoir ce qui s’y passe, ils y a des gens qui observent, mesurent, modélisent, informent et prennent des décisions en fonction de tout ça et des normes qui ont été décidées.

La qualité de l’air

A partir de ce blog qui a pour vocation que d’informer, nous tentons de vous guider pas à pas pour tout savoir sur la qualité de l’air. 

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Oui aux énergies renouvelables

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Non aux énergies fossiles

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Arrêtons le gaspillage

Observation de la qualité de l’air

Si on schématise, il y a sur notre belle planète plusieurs « compartiments ». La terre, l’eau et l’air. En ce qui concerne l’air, c’est un mélange de gaz (diazote, dioxygène, argon, dioxyde de carbone, etc.). Normalement, on ne le voit pas et on ne le sent pas. Ce mélange de gaz qui entoure la terre s’appelle l’atmosphère. Comme on peut le voir tous les jours, l’atmosphère est toujours différent. La météorologie nous renseigne sur les phénomènes atmosphériques, c’est à dire ses mouvements, le taux d’humidité, la pression, la température. On comprend, avec tous ces paramètres, la formation des nuages, la pluie, etc.

Pour comprendre les variations de la qualité de l’air, il est important de comprendre les variations de l’atmosphère. On observe, même sans appareil, les modifications de la qualité de l’air. Par exemple, cet atmosphère put changer de couleur en fonction de la présence élevée de certains gaz, comme le dioxyde d’azote. L’opacité augmente avec le taux de particules fines dans l’air. L’odeur est plus ou moins forte en fonction de la présence d’arômes dégagés lors de combustion, qu’il s’agisse de fuel, de bois ou de carburant.

L’observation est complétée par la mesure. La métrologie de la qualité de l’air est une activité qui mobilise beaucoup d’acteurs en France, avec des appareils de plus en plus sophistiqués.

Mesure de la qualité de l’air

Les polluants de l’air sont très nombreux car ils recouvrent à peu près tout ce que les activités humaines ont crée de molécules de synthèses, à l’état brut, transformées ou brûlées, sous forme de gaz ou de particules de matières. L’air n’a plus rien de pur, malheureusement. Il contient un mélange très complexe de tous ces polluants, à des concentrations variables en fonction de l’endroit où l’on se trouve et de la saison. En France où à l’étranger. A la campagne ou à la ville. En été ou en hiver. Proche de la côte, dans une cuvette ou en altitude. Près d’activités économiques tertiaires ou industrielles.

En France, ceux à qui l’État à demandé officiellement de mesurer la qualité de l’air sont des Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA). Elles sont regroupées au sein d’un réseau, ATMO, et sont au cœur du système de Surveillance de la qualité de l’air, qui comprend des laboratoires de recherches autour de ces questions de mesures, tels que l’Ineris, le Laboratoire National de métrologie et d’Essais et Mines Douai. Elles envoient leurs données au Centre Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique (CITEPA), qui lui même les envoie au Ministère de l’Environnement. Tout est centralisé au niveau Européen par l’Agence Européenne de l’Environnement.

Comment mesure-t-on la qualité de l’air ? Avec des appareils de mesures, souvent polluant par polluant. Avec des technologies à base de laser, de chimiluminescence, d’ionisation de flamme et bien d’autres encore. Ces appareils sont disposés sur le territoire, proche du traffic (stations de proximité), loin du trafic (stations de fonds) et proches de zones industrielles à surveiller particulièrement. Ces appareils transmettent les données de concentrations et chaque AASQA les mettent en ligne sur leur site Internet, à la disposition du grand public. Pour faire plus simple, toutes ces données sont compilées en une échelle de valeur de 0 à 100 et colorée de bleu à rouge, appelée Indice ATMO.

Les méthodes de référence pour l’évaluation des concentrations d’anhydride sulfureux, de dioxyde d’azote et d’oxydes d’azote, de particules (PM10 et PM2,5), de plomb, de benzène, de monoxyde de carbone et d’ozone sont définies à l’Annexe 6 de la Directive pour la qualité de l’air ambiant et un air pur en Europe du 21 mai 2008.
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Recyclons !

Il faut arrêter de gaspiller

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Des idées pour améliorer l’air ?

Soumettez vos idées contre la pollution de l’air

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Arrêtons d’arracher des arbres

Nous devons planter chaque fois qu’on nous donne la possibilité

Je dis OUI aux énergies renouvelables, OUI pour un air non pollué

Nous avons parlé de pollution de l’air extérieur. Mais il est très important aussi d’aborder la pollution de l’air intérieur. Nous restons la plupart de la journée au sein de lieux confinés, dans lesquels le mobilier, les peintures, les produits d’entretiens sont autant de sources de diffusion de pollution. Différente de la pollution de l’air extérieur, elle n’en est pas moins nocives. Les molécules qui s’échappent et se volatilisent dans l’air sont souvent de synthèse, comme les Composés Organiques Volatils (COV). Il existe un Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur, très fourni en étude sur ce sujet.

Dans les grandes agglomérations qui proposent des lignes de métros souterraines, là aussi il y a matière à s’exposer à de fortes concentrations de polluants. Le risque principal est associé aux particules fines issues du freinage des rames. L’érosion des plaquettes de freins libèrent dans les enceintes une forte quantité de particules métalliques, dont les effets sur la santé sont importants. La pollution de l’air dans le métro est donc un enjeu crucial pour les opérateurs locaux.

Modélisation de la qualité de l’air

La modélisation, déjà pour comprendre, c’est la construction d’un modèle, à partir de données réelles, qui permet d’analyser des phénomènes réels et de prévoir les résultats à venir. A quoi sert la modélisation de la qualité de l’air, si on a déjà des stations pour la mesurer ? Et bien justement parce qu’il n’est pas faisable de mettre une station de mesure de la qualité de l’air tous les mètres, dans toutes les rues et de manière générale, en tout point du territoire. Donc pour savoir quel est le niveau de pollution entre deux stations de mesures, on a recours à des modélisations.

Effectuées par des ordinateurs puissants, à partir de paramètres connus (souvent eux-mêmes modélisés), on peut obtenir des images avec les dégradés de couleurs qui nous indiquent les différents niveaux de pollution. La modélisation de la qualité de l’air prend en compte les sources de polluants connues sur un territoire, la température, la pression, le taux d’humidité, les niveaux de précipitations, la vitesse et la direction des vents (modèles de météorologie), l’ensoleillement, les modèles de dispersion des polluants en fonction de leur nature (particules fines, gaz).

Vous pouvez voir à quoi ressemble une modélisation de la qualité de l’air sur les sites des AASQA, comme Air Parif, de Prev’airou Esmeralda (oui leur site est moche), ou bien de sociétés comme Aria Technologies.

Effets sur la santé

Nous n’aurions pas fondé Respire s’il n’y avait pas ce problème de l’impact sur la santé. La pollution de l’air a un impact significatif sur notre santé, sur des fonctions vitales multiples, à des degrés très différents en fonction des niveaux de pollution et de la fragilité des personnes.

Les études sur le lien entre pollution de l’air et impact sanitaires sont très nombreuses, au niveau international et au niveau national. Certaines d’entre elles existent depuis plus de 40 ans. D’autres, plus récentes, ont été menées sur plusieurs années, comme Aphekom. Les effets sur la santé sont connus sur le système nerveux, le système respiratoire, le système cardiovasculaire et le système hormonal. Nous avons dédié une rubrique entière sur les effets de la pollution de l’air.

Même si les études scientifiques sont nombreuses, les publications de l’Organisation Mondiale de la Santé à partir de 2012 ont enfin ancré une position définitive dans le débat sur les effets cancérogènes du diesel, puis de la pollution de l’air.

Politiques publiques et qualité de l’air

Malheureusement, l’action politique et publique en faveur de la qualité de l’air souffre de procrastination. C’est à dire que l’Etat remet à plus tard les actions de corrections et n’agit que sous les pressions multiples des acteurs de la société civile et de la Commission Européenne. Pourquoi ? Nous pensons qu’il y a un réel déficit d’attention concernant les liens entre environnement et santé. C’est à dire comment un cadre de vie pollué, notamment par le chimie présente partout dans nos vies, impacte notre santé et participe à ce que l’on pourrait appeler une épidémie de maladies chroniques (cancers, maladies neurodégénératives, diabètes, etc.). Il a fallut batailler pour pouvoir s’assoir à la table de la première Conférence Environnementale.

La France est en infraction depuis plusieurs années concernant les valeurs limites de particules fines (PM10) et de dioxyde d’azote (NO2). En atteste le classement de la qualité de l’air des 100 plus grandes villes européennes que nous avons réalisé à partir de la base de données européenne Airbase.

Respire est d’ailleurs née de ce constat simple : il existe des lois pour contenir des niveaux de concentrations inférieur au seuil de risque sanitaire, il existe des centaines d’études scientifiques implacables sur le lien entre pollution de l’air et conséquences sanitaires, les coûts évalués de cette pollution se chiffrent en milliards chaque année, mais il existe pourtant si peu d’actions en faveur d’un air de qualité et manifestement peut de volonté afficher de traiter le problème.

Les pollutions industrielles des sites classés ICPE sont monnaies courantes et les autorités compétentes sont régulièrement mise en défaut pour les en empêcher. Trop peu de moyen sont alloués à la police de l’environnement (DREAL). La fiscalité avantageusesur le diesel a déséquilibré le parc automobile en faveur de cette motorisation et le bonus malus l’a conforté, en dopant les ventes de véhicules qui émettaient un peu moins de CO2. L’affaire Volkswagen a finit de montrer que les technologies diesel sont arrivées au bout de leur possibilité et que le système d’homologation nous a trompé depuis de nombreuses années.

Face aux injonctions de la Commission Européenne, l’État Français hors la loi concernant les concentrations excessives de PM10 et de dioxyde d’azote, à réagi en proposant des plans d’action pour l’air. On notera les tentatives des Zones d’Actions Prioritaires pour l’Air (ZAPA) ou les Zones de Restriction de la Circulation (ZRC), les Plans de Protection de l’Atmosphère (PPA), la circulation alternée, les vignettes pour catégoriser les véhicules les plus polluants.

Qualité de l’air et enjeux atmosphériques

Qu’est ce que la pollution atmosphérique ?

 

L’air que nous respirons tous les jours est constitué à 99% d’azote et d’oxygène,  0,9% d’argon, et d’autres gaz présents à l’état de trace. L’état original peut être perturbé par la présence de composés chimiques supplémentaires, sous la forme de gaz ou de particules, et en des proportions qui pourraient avoir des conséquences néfastes sur la santé humaine et l’environnement. Ils proviennent de nos activités humaines et parfois de phénomènes naturels. Cette perturbation se traduit par la notion de pollution atmosphérique.

La loi 96/1236 du 30 Décembre 1996  sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’énergie (LAURE) fournit une définition de la pollution atmosphérique selon les termes suivants :

« Constitue une pollution atmosphérique au sens de la présente loi l’introduction par l’homme, directement ou indirectement, dans l’atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences préjudiciables de nature à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux écosystèmes, à influer sur les changements climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des nuisances olfactives excessives. »

La LAURE, désormais codifiée au Code de l’Environnement, établit « le droit reconnu à chacun à respirer un air qui ne nuise pas à sa santé ».

Elle définit à ce titre les actions qui  consistent «  à prévenir, à surveiller, à réduire ou à supprimer les pollutions atmosphériques, à préserver la qualité de l’air et, à ces fins, à économiser et à utiliser rationnellement l’énergie ».

La qualité de l’air,  ainsi définie, est l’une des préoccupations majeures des citoyens. Le baromètre 2013 de la perception des risques et de la sécurité  par les français établi par l’Institut de Radioprotection et de Sécurité Nucléaire (IRSN) montre que la pollution atmosphérique reste le problème environnemental le plus préoccupant pour le tiers des français depuis 10 ans. Les notions de qualité de l’air et de pollution atmosphérique s’appliquent à l’environnement que nous respirons et donc les plus basses couches de l’atmosphère, jusqu’à une altitude de 2km environ.

La prise de conscience a eu lieu lors de l’épisode de pollution extraordinaire qui a frappé la ville de Londres en décembre 1952 (« The big smoke »). Le brouillard qui avait alors envahi la ville était provoqué par les fumées des industries et des logements privatifs chauffés au charbon. Des conditions météorologiques extrêmement froides et stables ont maintenu cet état pendant plusieurs jours provoquant le décès de quelques 4 000 personnes. Il s’agit de la plus grande catastrophe sanitaire due à la pollution atmosphérique (en dehors de celles provoquées par les rejets accidentels et massifs de produits chimiques).

Aujourd’hui l’exposition de la population et de l’environnement à la pollution atmosphérique constitue essentiellement un risque chronique : l’exposition quotidienne à des doses de substances chimiques même faibles, peut provoquer troubles respiratoires, asthme, maladies cardio-vasculaires … et la dégradation des cultures et écosystèmes. Les décideurs politiques, avec le concours de l’Organisation Mondiale pour la Santé (OMS), fixent des valeurs limites, des objectifs de qualité destinés à limiter la teneur des substances toxiques présentes dans l’environnement atmosphérique, et à garantir ainsi la protection des citoyens.

L’Organisation Mondiale pour la Santé fixe un certain nombre de valeurs guide  pour différents polluants atmosphériques du fait de leurs effets sanitaires. Ces valeurs sont à la base des législations sur la qualité de l’air dans le monde entier. Elles sont données dans la table ci-dessous 

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Au-delà des risques pour la santé humaine, la pollution atmosphérique présente également des risques pour notre environnement. Les écosystèmes sont agressés par les dépôts de polluants atmosphériques. Le phénomène des pluies acides suscita une prise de conscience en Europe venue de la Scandinavie (où les forêts et les lacs étaient particulièrement concernés) au début des années 60. Aujourd’hui si le problème de l’acidification des écosystèmes s’est largement amélioré du fait des politiques de  maîtrise des émissions de dioxyde de soufre, il ne subsiste pas moins des effets induits par  les dépôts de composés azotés (eutrophisation des écosystèmes) et de l’ozone (perte de rendement des cultures). Dans un autre registre, les dépôts de particules sont à l’origine de l’encrassement des bâtiments et monuments historiques et peuvent également nuire à la bonne visibilité.

 

Comment la qualité de l’air est-elle affectée ?

La présence des polluants dans l’atmosphère et leur évolution résultent de processus physico-chimiques (transport, transformations chimiques, dépôt au sol) régis par quatre facteurs principaux :

– Les émissions de polluants atmosphériques  à partir de sources anthropiques liées aux activités humaines, et de sources naturelles (émissions de végétation, sels marins, érosion des sols, volcans…) influencent directement la présence et la teneur des substances chimiques dans l’atmosphère ;

– Les conditions météorologiques régissent le transport et la chimie des polluants atmosphériques. Les conditions de vent (vitesse, direction), la température, l’humidité ambiante, la pluviométrie, la nébulosité et le gradient thermique vertical qui influence la stabilité de l’atmosphère sont des paramètres sensibles ; 

– Les conditions de site (occupation du sol, typologie du bâti) influencent les conditions de dispersion des polluants et de dépôt ;

– Les conditions aux limites quantifient les imports de polluants (en termes de concentrations atmosphériques) en provenance de sources extérieures au domaine d’intérêt.

Les polluants atmosphériques interagissent entre eux dans l’atmosphère par un jeu de réactions chimiques extrêmement complexe. Ainsi l’ozone n’est pas émis directement dans les basses couches de l’atmosphère. Il résulte de réactions chimiques impliquant deux classes de composés dits « précurseurs » qui sont, quant à eux émis par les activités humaines : les oxydes d’azote (NOx) et les composés organiques volatils (COV). Ces réactions s’opèrent lorsque les conditions météorologiques s’y prêtent (rayonnement et températures élevées favorisant les processus photochimiques) et lorsque les composés précurseurs sont émis selon certaines proportions. Une part importante des particules présentes dans l’air sont également issues de réactions chimiques impliquant émissions de gaz et de particules.

Il est ainsi d’usage de faire la distinction entre les polluants primaires, directement émis dans l’atmosphère, et les polluants secondaires issus d’une chaine de réactions chimiques.

Chaque polluant à son propre temps de vie dans l’atmosphère qui dépend généralement de sa réactivité chimique (et donc de son aptitude à se recombiner avec d’autres composés), de l’occupation du sol et de la capacité de l’environnement à capter les polluants par dépôt, et des conditions météorologiques (les précipitations étant à l’origine de dépôts humides). Il est d’usage de parler de temps de résidence des polluants dans l’atmosphère. Les polluants ayant des temps de résidence longs, tels que l’ozone, sont susceptibles de se déplacer sur de très longues distances au gré des masses d’air. Leur impact maximal est généralement localisé en dehors des zones d’émission. D’autres polluants, tels que les oxydes d’azote sont très réactifs et leurs effets sont perceptibles près des zones d’émission.
  Appréhender les phénomènes de pollution atmosphérique avec les échelles de temps et d’espace appropriées reste un enjeu majeur pour définir des stratégies de gestion efficaces.