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C. Elichegaray Ecole de Combustion 2004 9-15 mai 2004, La Vieille Perrotine, CAES du CNRS, Oléron © 2004 CNRS (LCD, UPR 9028) et Groupement Français de Combustion

La pollution –ver du 15/02/2002 1

La pollution atmosphérique

Données générales sur les émissions et la physico-chimie des polluants de l’air, leurs effets, la réglementation

C. Elichegaray - Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie Il est bien établi que les activités humaines contribuent à modifier la composition chimique de l'atmosphère, de l’échelle urbaine et locale, jusqu’à l’échelle planétaire. Il en résulte une dégradation de la qualité de l'air aux effets multiples. Les pollutions de proximité, en milieu industriel ou urbain par exemple, présentent notamment des risques vis à vis de la santé de l’homme, alors que les perturbations à l'échelle globale présentent surtout des risques vis à vis des écosystèmes et du climat de la planète.

Le milieu atmosphérique et les déterminants de sa qualité L'air est le premier des éléments nécessaire à la vie, et celui que nous consommons le plus : 14 kg d'air en moyenne chaque jour, pour 1,5 kg de nourriture et 2 kg d'eau. L'atmosphère joue également un rôle majeur vis à vis de la régulation des climats et le maintien des conditions de vie de la biosphère. Cependant la qualité de l'air n'a rien d'immuable dans le temps et dans l'espace car sa composition chimique résulte d'équilibres complexes entre des apports permanents de matière émis par des sources naturelles ou les activités humaines (combustions industrielles ou domestiques, …) et, d'autre part, l'élimination et le recyclage continu de cette matière par divers mécanismes physico-chimiques (dépôts secs et humides de gaz et particules, transformations dans l'atmosphère, assimilation par la végétation, les océans,...). Que le bilan de ces échanges soit perturbé - notamment sous l'effet de l'homme - et la composition de l'air s'en ressent, avec pour risques des effets indésirables sur la santé et l'environnement. L’atmosphère terrestre concernée par les problèmes de pollution s’étend jusqu’à 50 km d’altitude environ. Elle est classiquement subdivisée en 2 grands domaines: la troposphère d’une part (du sol à 7-10 km d’altitude environ) et la stratosphère d’autre part (domaine compris entre 10 et 50 km d’altitude environ). Ces régions se distinguent notamment par leur taux de variation de la température de l’air avec l’altitude (la température moyenne de l’air diminue avec l’altitude dans la troposphère, mais tend à augmenter dans la stratosphère).

La Loi sur l’air et l'utilisation rationnelle de l'énergie du 30 décembre 1996 définit la pollution de l’air comme l’introduction par l’homme, dans l’atmosphère et les espaces clos, de substances présentant des risques pour la santé, les écosystèmes, d’influer sur le climat, de détériorer les biens matériels, de provoquer des nuisances olfactives. Cette pollution peut résulter de l'introduction de substances nouvelles dans l'air, ou (cas le plus fréquent) du rejet de composés déjà émis par la nature (volcanisme, activité biologique des sols, des océans, des végétaux, etc....). Les polluants de l'air émis par l'homme résultent d'un grand nombre d’activités regroupées en 2 catégories : les sources fixes de pollutions (chaudières et foyers de combustion, activités industrielles, domestiques, agricoles, ...) et les sources mobiles (trafic automobile, avions, etc,...).



Les polluants atmosphériques émis par l'homme sont très variés et présents à l'état de gaz ou de fines particules dans l'air ; parmi les polluants directement émis dans l'air (qualifiés de polluants primaires) on trouve des composés du soufre et de l’azote, des oxydes de carbone et des composés organiques volatils, (solvants, hydrocarbures, ...) des poussières fines et des métaux (plomb, mercure, cadmium, arsenic,....). L'atmosphère comprend également des polluants dits "secondaires" qui résultent de l'évolution chimique dans l'air des polluants primaires.

Origine des émissions Principaux émetteurs Dioxyde de soufre (SO2)

Oxydation du soufre présent dans les combustibles fossiles (charbon, fiouls,…)

foyers fixes de combustion industriels ou domestiques, centrales thermiques.

Oxyde d’azote (NOx = NO + NO2)

Oxydation de l'azote de l'air, à haute température, lors des combustions

foyers fixes de combustion industriels ou domestiques, automobiles et moyens de transports

Composés organiques volatils (COV)

Evaporations et rejets d'hydrocarbures imbrûlés à l'échappement des voitures

automobiles, usage de solvants, raffineries

Après émission, ces polluants sont progressivement dispersés par les vents, et éliminés du milieu aérien par divers processus physiques ou chimiques que l’on appelle des « puits » : • dépôts secs de gaz et de particules (par gravité, interactions avec les surfaces, etc…) • dépôts humides après incorporation et solubilisation dans les nuages et les précipitations • transformations chimiques dans l’atmosphère (ceci donne naissance à des polluants

« secondaires » qui sont à l’origine de la pollution photochimique et des pluies acides), La durée de vie des polluants dans l’atmosphère est donc très variable et dépend de leurs propriétés physico-chimiques. Les espèces à courte durée de vie (quelques minutes à quelques heures) engendrent essentiellement des pollutions à l’échelle locale, mais les polluants dont la durée de vie est supérieure sont dispersés sur de longues distance et engendrent des pollutions à l’échelle régionale, voire planétaire (cas des gaz à effet de serre). Les espèces à longue durée de vie (> 5 à 7 ans environ) peuvent également diffuser dans la stratosphère (inversement, des intrusions d’air stratosphériques concourent à la présence d’ozone dans la troposphère). La prévention de la pollution de l’air nécessite donc la prise en compte de ces diverses échelles. Celles-ci sont toutefois étroitement couplées car de nombreux polluants génèrent d’abord des pollutions locales et urbaines, puis des pollutions à longue distance par suite de leur évolution physico-chimique. De ce fait, les politiques destinées à lutter contre les pollutions locales et de proximité, en milieu urbain par exemple, ont souvent des effets bénéfiques sur la qualité de l’air à plus longue distance. De même, les politiques de maîtrise de l’énergie et d’économies de matières premières qui sont destinées à lutter contre les rejets de gaz à effet de serre contribuent à améliorer la qualité de l’air de nos villes.

Oxydes d’azote (NOx) : 1.5 jours Dioxyde de soufre (SO2) : 5 jours Fines particules :semaines Composés organiques volatils COV : 0.5 à 60 jours



Monoxyde de carbone (CO) : 2 mois Durée de vie dans l’air de quelques polluants (ordres de grandeur)

Les grands problèmes de pollution atmosphérique

Principaux polluants concernés

Principaux impacts

Echelle d'espace

Echelle de temps

pollutions urbaines et industrielles

SO2, NOx, COV, poussières,...

santé, matériaux

locale heures

pollution acide pollution photochimique eutrophisation

SO2, NOx, NH3 dommages sur les écosystèmes

régionale (>100 km)

jours

amincissement de la couche d'ozone, effet de serre

CFC, NOx CO2, CH4, N2O, O3

climat, biosphère,

planétaire années

La situation française Les problèmes de pollution atmosphérique ont évolué depuis les années 1970/1980 en raison de la baisse des émissions par les sources fixes et de la croissance du parc et du trafic automobile. La baisse des émissions des sources fixes résulte de divers facteurs tels que la sévérisation de la réglementation (normes d'émissions des installations industrielles, normes de qualité des combustibles des installation fixes de combustion,…), et aussi de la très forte part du nucléaire dans la production de l’électricité en France. En revanche la part de la circulation automobile dans le bilan des rejets devient importante, en ville notamment. La France se caractérise en outre par une forte diésélisation du parc automobile (plus de 30% des véhicules). Par comparaison avec les moteurs à allumage commandé, les émissions Diesel sont, en l’état actuel des technologies et des normes, plus élevées pour les particules et les oxydes d’azote, mais moins élevées en oxydes de carbone et hydrocarbures.

Emissions par secteurs d’activités en 1998 (en milliers de tonnes)

SO2 NOx COVNM NH3

Transformation d’énergie et industrie 700 460 700 30

Résidentiel tertiaire 75 100 380 Agriculture / sylviculture 15 240 440 800 Transport routier 55 870 780 10 Total 845 1670 2300 840

Emissions de quelques polluants de l’air en France (Kilotonnes/an). Source : AEE/CITEPA Nota : les inventaires d’émissions sont entachés d’incertitudes et les données peuvent varier selon les bases de données ou l’année de réactualisation de l’inventaire. Cette évolution se répercute par une diminution des phénomènes de "smogs d'hiver" tels que rencontrés en zones industrielles lors des « trentes glorieuses ». Ces smogs se caractérisaient notamment par de fortes concentrations d’oxydes de soufre et de poussières. La qualité de l'air est aujourd'hui meilleure que dans le passé pour ces polluants ainsi que pour le Plomb qui a



quasiment disparu de l'air de nos villes (pots catalytiques et essence sans plomb), et le benzène (baisse du benzène dans les essences). De nos jours, et en règle quasi générale, seuls quelques points du territoire demeurent soumis à des risques de dépassements des seuils réglementaires pour ces polluants. L’état de la qualité de l’air des grandes agglomérations évalué au travers de l’indice ATMO peut actuellement être qualifié de globalement « bon » plus des 2/3 des jours de l’année. Il n’en demeure pas moins que des pointes de pollutions sont encore observées, notamment près de certains émetteurs industriels, ou lors de situations de mauvaise dispersion des polluants dans l'atmosphères (présence de vents faibles et de situations anti cycloniques, …). En milieu urbain ces pointes se traduisent généralement par des concentrations élevées de dioxyde d’azote (souvent en hiver) ou d’ozone (généralement en été). Par ailleurs les pointes estivales de pollution par l’ozone concernent fréquemment de vastes superficies éloignées des agglomérations ou des zones industrielles. D’une manière générale la qualité de l’air des agglomérations s’est globalement améliorée depuis 20 ans, mais dans le même temps, l’urbanisation et la part croissante du trafic automobile peuvent provoquer localement des situations de fortes exposition à la pollution de l’air. Nos régions tendent également à être plus fréquemment soumises que dans le passé à des pollutions par l’ozone (pollution photochimique). La croissance du parc Diesel en France pose par ailleurs un problème spécifique du fait de ses émissions de fines particules inhalables et toxiques : les fines particules, sont couramment associées à des pathologies cardio-respiratoires dans la plupart des études épidémiologiques.

Les impacts à l’échelle locale : des risques pour la santé Les pollutions de proximité au voisinage des sources d’émission présentent surtout des risques sur la santé (chaque jour nous respirons 15 m3 d'air en moyenne), les impacts sur le patrimoine architectural et les biens n’étant pas à négliger. Dans le passé de nombreuses régions ont été confrontées à des pollutions urbaines ou industrielles très élevées qui furent la cause de sérieux impacts sanitaires. L'un des épisodes les plus célèbres et celui du smog londonien de décembre 1952 où le SO2 avait atteint 4000 microgrammes/m3 d’air; 4000 décès furent attribués cet épisode de pollution. De nos jours de tels niveaux sont rares et les risques proviennent surtout d'expositions chroniques à faibles niveaux dont les effets à court, et surtout à long terme, sont plus difficiles à appréhender. La diminution tendancielle de la pollution atmosphérique ambiante et l'évolution des modes de vie conduisent dans le même temps à s'interroger de plus en plus sur la pollution à l'intérieur des locaux. Nous pouvons y passer plus de 80 % du temps, alors que la qualité de l'air peut y être moins satisfaisante qu’à l'extérieur pour des polluants tels que le monoxyde de carbone et certains composés organiques par exemple. Les données relatives aux effets de la pollution de l’air ambiant sur la santé proviennent d’études toxicologiques (études in-vitro sur modèles biologiques, études in vivo ,...) ou épidémiologiques. Ces données servent de base pour élaborer les directives européennes fixants des seuils de qualité de l'air à ne pas dépasser pour divers polluants de l'air ambiant. Elles convergent pour attribuer à la pollution de l’air un rôle dans le développement ou l’aggravation de diverses pathologies respiratoires, tout particulièrement chez des populations sensibles (enfants, insuffisants respiratoires, personnes âgées,...). Elles montrent que la pollution de l’air actuellement observée demeure toujours, en dépit des améliorations



constatées, une cause d’augmentation de la morbidité, voire de mortalité, au sein de la population générale. Ainsi, des travaux menés par l’Institut de Veille Sanitaire évaluent à près de 300 le nombre annuel de décès anticipés liés aux effets à court terme de la pollution atmosphérique dans neuf grandes villes urbaine françaises. Ces travaux on pu montrer aussi que des effets à court terme peuvent être observés à de faibles niveaux de pollution, et qu’ils peuvent concerner un large spectre de pathologies cardio-respiratoires. Les décès prématurés liés aux effets à court ou long terme de la pollution de l’air ambiante pourraient quant à eux être à l’origine de 10000 à 20000 années de vie perdues en France. Des valeurs plus élevées ont également été avancés dans le cadre de travaux de l’Organisation Mondiale pour la Santé, et les coûts directs pourraient atteindre 35 milliards de francs par an, dont 20 attribuables à la pollution générée par le transport routier. Ces chiffres sont cependant entachés d’incertitudes très importantes. A titre comparatif, les accidents de la route causent 500000 années de vie perdues en France et par an, et le tabagisme 700000 années. De telles données conduisent l’Organisation Mondiale pour la Santé a fixer des recommandations sur les concentrations à ne pas dépasser pour divers polluants de l’air. Ces recommandations, plus sévères que les normes en hygiène du travail pour tenir compte de la présence de sujets sensibles, des durées d'expositions, et des synergies éventuelles entre polluants, servent de base aux directives européennes qui fixent des valeurs limites relatives aux concentrations des polluants dans l’air ambiant .

Les risques sanitaires liés à quelques polluants spécifiques Le dioxyde de soufre (SO2 ) : ce polluant gazeux résulte du soufre présent dans les combustibles fossiles est il associé à de nombreuses pathologies respiratoires, souvent en combinaison avec les particules présentes dans l'air ambiant. Il peut entraîner des inflammations bronchiques, une altération de la fonction respiratoire, et des symptômes de toux. Il est associé à une fréquence accrue des hospitalisations pour maladies respiratoires et cardiaques. Le dioxyde de soufre peut se transformer en sulfates dans l'air ambiant et il concourre également au phénomène des pluies acides, néfastes pour les écosystèmes aquatiques et terrestres. Les oxydes d'azote (NO et NO2) : ils sont émis lors des combustions (chaudières, moteurs,…) et le dioxyde d'azote est le plus nocif pour la santé humaine. C'est un gaz irritant pour les bronches Chez les asthmatiques il augmente la fréquence et la gravité des crises. Chez l'enfant il peut favoriser certaines infections pulmonaires. Les oxydes d'azote participent en outre à la formation de polluants photochimiques comme l'ozone, néfastes pour la santé, et ils concourent au phénomène des pluies acides. Les particules fines : émises notamment par les combustions, celles d'un diamètre inférieur à 10 micromètres sont dites "inhalables" car elles peuvent atteindre l'appareil pulmonaire. Les effets sur la santé dépendent de la composition chimique (présence de métaux lourds toxiques tels que le plomb, ou de composés cancérogènes tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques). Les particules fines sont également impliquées dans la genèse de trouble respiratoires et cardio-vasculaire. Les hydrocarbures et les composés organiques volatils (COV) : ces polluants émis par diverses sources (solvants, pétrochimie, gaz d'échappement des automobiles,…) recouvrent un grand



nombre de composés aux effets parfois très différent (nuisances olfactives, altération de la fonction respiratoire, troubles nerveux, ....). Les COV les plus nocifs sont ceux qui présentent des risques cancérogènes et il s'agit notamment du formaldéhyde et de certains composés aromatiques (benzène et dérivés aromatiques polycycliques,...). Outre ces effets, les COV contribuent à la formation de polluants photochimiques tels que l'ozone, nocifs pour la santé.

Le monoxyde de carbone : ce gaz, issu des chaudières mal réglées et de la circulation automobile. Il se fixe sur l'hémoglobine et peut entrainer des troubles respiratoires, des effets asphyxiants, des maux de tête, et des troubles cardiaques. L'ammoniac (NH3) : ce gaz est émis par les lisiers d'élevage. Il est malodorant et irritant à forte concentration, et présente également des risques pour les écosystèmes. Il se dépose sur les surfaces et son évolution chimique dans les sols peut conduire à un excès de matière azotée et à des phénomènes d'acidification et d'eutrophisation des milieux naturels. Les impacts à l’échelle régionale : des risques pour la santé et les écosystèmes Les pollutions atmosphériques régionales caractérisent des situations de pollution rencontrées sur des zones distantes de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres des zones urbaines ou industrielles. Elles se manifestent notamment par le phénomène des pluies acides et de la pollution photochimique. Le terme de pluies acides désigne les retombées au sol d'espèces acidifiantes vis à vis des écosystèmes : dépôts humides de polluants incorporés dans les précipitations (pluies neiges, brouillards,...), dépôts secs de gaz et particules. Les polluants à l’origine des pluies acides sont les composés du soufre et de l’azote. Ces gaz évoluent chimiquement dans l'air pour former des acides, ou leurs sels, que l'on retrouve notamment dans les nuages et les précipitations. Ces composés se déposent également au sol, après transformation chimique éventuelle, sous forme de dépôts secs de gaz ou de poussières. D’autres polluants tels que l'acide chlorhydrique (émis lors de l'incinération de certains déchets plastiques) ou l’ammoniac (émis par certaines activités agricoles) contribuent également aux pluies acides. Les effets des pluies acides sur les écosystèmes découlent principalement des modifications des équilibres chimiques qu'ils entraînent dans les milieux récepteurs. L'acidité augmente notamment la solubilité de l'aluminium ou d'autres métaux toxiques pour la faune et la flore. L'acidification des sols favorise également la mise en solution et le lessivage, hors des zones racinaires, d’éléments minéraux utiles à la nutrition des végétaux. Les composés de l’azote peuvent également contribuer à des phénomènes d’eutrophisation suite à un enrichissement excessif des milieux terrestres ou aquatiques en nutriments. Ceci peut entraîner une croissance accélérée d'algues et de formes plus élevées de vie végétale, et porter atteinte à la qualité des eaux et à la biodiversité. Au cours des années 1960-1980 les pluies acides et la pollution soufrée ont provoqué l'acidification et la dégradation de nombreux lacs et forêts, tant en Europe (notamment dans les pays scandinaves) qu'en Amérique du nord (notamment au Canada). La France n'a pas été épargnée et au cours de cette période, dans la région des Vosges, jusqu’à 25% des arbres ont été touchés par des troubles et des dépérissements anormaux liés à l'intervention de la pollution de l'air et d'autres facteurs de stress (sécheresses et insectes pathogènes,....). Les travaux



scientifiques ont permis de déterminer des valeurs de dépôts acides ou eutrophisants au-delà desquels des dommages irréversibles peuvent se produire sur les écosystèmes. Ces dépôts sont qualifiés de "charges critiques" et certaines régions en Europe demeurent encore soumises - malgré les progrès accomplis - à des dépassement de ces seuils jugés nocifs. Des risques pour la santé humaine sont également mentionnés (contamination des eaux par les métaux lourds et corrosion des conduites d'eau). Les pluies acides sont à l'origine de l'attention portée aux problèmes de la pollution de l'air à longue distance. Elles ont conduit en 1979, dans le cadre des Nations-Unies, à l’adoption de la Convention de Genève sur la pollution atmosphérique transfrontalière et à longue distance. Cet accord a conduit à une baisse importante des émissions de SO2 (de l’ordre de 50% en Europe de 1980 à 1995 ). Ces mesures produisent leurs effets et on observe actuellement une tendance à restauration de la qualité de lacs et cours d’eau qui présentaient une forte acidification au cours des années 1970. Les pluies acides ont donc perdu de l’importance au regard d’autres formes de pollution de l’air, du moins dans nos régions. Certains bassins versants en Europe présentent toutefois une sensibilité potentielle très élevée aux dépôts acides (cas en France des Ardennes, des Landes, du Massif Central,...) et l'on note encore des dépôts atmosphériques excessifs dans certaines zones en Europe. Ceci incite à la vigilance sur l’évolution future des rejets liés aux combustibles fossiles ou à l’intensification de certaines pratiques agricoles (émission d’ammoniac).

La pollution photochimique La pollution photochimique désigne un mélange complexe de polluants formés chimiquement dans l'air, sous l'effet du rayonnement solaire de courte longueur d'onde, à partir de composés précurseurs émis par des sources naturelles et les activités humaines (oxydes d'azote, composés organiques volatils, monoxyde de carbone). Le principal polluant photochimique est l'ozone (O3), gaz dont la production s'accompagne d'autres espèces aux propriétés acides ou oxydantes telles que des aldéhydes, des composés organiques nitrés, de l'acide nitrique, de l'eau oxygénée. Cette pollution s’observe surtout en été dans les régions périurbaines et rurales sous le vent des agglomérations. Zones moyennes

annuelles max horaire max sur 8 h max sur 24 h

Rurales 35 - 90 150 -400 100 - 350 Urbaines/suburbaines 20- 60 100 - 350 50 - 200 Concentrations typiques d'ozone troposphérique relevées en Europe (en microgrammes/m3) La pollution photochimique découle du cycle photolytique des oxydes d’azote, lequel est déclenché par la photolyse du NO2 sous l’effet du rayonnement ultra-violet :

NO2 + hν ---> O + NO (ν < 430 nm) (1) O + O2 ---> O3 (2)

O3 + NO ---> NO2 + O2 (3)



Ces réactions sont rapides et, à l'équilibre, la production d'ozone dépend du rapport NO2/NO et de l'ensoleillement. Cette production demeure faible habituellement, mais la présence dans l'air d'espèces radicalaires telles que HO2 et RO2 peut transformer rapidement NO en NO2, sans passer par la réaction 3 qui est consommatrice d’ozone : NO + HO2 ----> NO2 + OH NO + RO2 ----> NO2 + RO Les radicaux HO2 et RO2 proviennent pour leur part de processus très complexes de dégradation dans l’air des composés organiques volatils et du monoxyde de carbone, sous l’action d’un autre radical (OH) lui même formé à partir de l’ozone. Ces processus génèrent également d’autres polluants (HNO3, aldéhydes, Peroxy Acétyl Nitrate,...). Toutes ces réactions se caractérisent toutefois par une non linéarité de sorte que la quantité d’ozone formé par l’ensemble des processus dépend en fait de l'abondance relative des divers réactifs, et du rapport COV/NOx en particulier. Dans les zones urbaines le rapport COV/NOx est en général faible ; l'ozone susceptible de se former sur place est généralement détruit par le NO habituellement présent en forte quantité. Ceci explique que les niveaux d’ozone soient généralement faibles dans les centres villes. Il arrive malgré tout que la pollution photochimique touche les agglomérations lors de situations anticycloniques, lorsqu'elles sont très étendues et ensoleillées, ou en raison de fortes émissions de précurseurs (Mexico, Athènes, Los-Angelès, Fos, etc...). Les modèles de simulation montrent qu’à l’échelle urbaine une baisse des émissions de NOx, si elle n’est pas accompagnée d’une baisse importante des COV, peut accroître localement l'ozone. Il convient cependant de noter que cette baisse des NOx en milieu urbain (ou les niveaux d’ozone sont par ailleurs habituellement faibles) permet de diminuer la quantité d’ozone susceptible de se former à plus longue distance. A l'inverse, dans les zones périurbaines ou rurales sous le vent des panaches urbains, les conditions sont plus favorables à l'accumulation d'ozone car les niveaux de NO y sont habituellement plus faibles qu’au cœur des villes. Ceci conduit à des épisodes de pollution par l’ozone qui s’observent typiquement à des distances de l’ordre de plusieurs dizaines de kilomètres des centres urbains. Les modélisations montrent que pour abaisser de manière significative les concentrations d’ozone l’échelle de l’Europe des réductions de l’ordre de 50% des émissions de NOx et COV seraient nécessaires. Les risques liés à l’ozone et aux polluants photochimiques sont multiples : effets sur la santé de l’homme, dommages sur les végétaux et les cultures, dégradation des matériaux (notamment les plastiques). La pollution photochimique influe également sur le climat car l'ozone est un gaz à "effet de serre" : le doublement des concentrations d'ozone dans la troposphère pourrait accroître la température moyenne de l'air d'environ 1°C, et la pollution photochimique contribue à la hausse de la pollution de fond par l'ozone (+ 0,5% à 1%/an sur l'hémisphère Nord). Ces risques ont conduit la Commission des communautés européennes à fixer des seuils d'ozone à ne pas dépasser pour préserver la santé et l’environnement. Dans le cadre de la CEE/ONU des valeurs d’exposition à l’ozone au-delà desquels des effets peuvent se produire sur la végétation (niveaux critiques) ont également été proposées. LA GESTION DU MILIEU ATMOSPHERIQUE



L’élaboration et la mise en œuvre de la réglementation en matière de qualité de l’air ambiant relève du ministère chargé de l'environnement. L’application de la réglementation au plan local relève pour sa part des Préfets, appuyés techniquement par les services déconcentrés de l’Etat (notamment les Directions Régionales de l'Industrie, de la Recherche, et de l'Environnement). Cette réglementation comporte des prescriptions techniques et des normes d’émissions des rejets pour les sources fixes et les véhicules automobiles. Ces prescriptions sont en grande partie fondées sur le principe des meilleures technologies disponibles à des coûts acceptables mais d’autres concepts, tels que celui du principe de précaution, sont également mis en œuvre et conduisent à des normes de plus en plus sévères au fil du temps. La Loi de 1976 sur les installations classées pour la protection de l'environnement constitue le texte de base du dispositif réglementaire français pour la limitation des rejets des sources fixes. Il comporte des normes de qualité des produits (teneur en soufre des combustibles par exemple), et des normes de rejets pour les activités génératrices de nuisances (chaudières, installations industrielles, ...). Pour les automobiles, la réglementation découle de directives européennes fixant des normes de qualité des carburants et des valeurs limites des rejets (elles imposent notamment l’usage de pots catalytiques et l’essence sans plomb pour les véhicules légers). Ces dispositions s’appliquent sur tout le territoire mais certaines agglomérations constituent des "zones de protection spéciale" dotées d’une réglementation renforcée, tout particulièrement en matière d’émission par les foyers de combustion. Des procédures d’alerte peuvent être également déclenchées dans certaines zones où des pointes de pollution risquent d’être constatées ; elles imposent des baisses des rejets des principales sources de pollution (utilisation de combustibles à très faible teneur en soufre dans les chaudières industrielles, restrictions du trafic automobile,...). Au niveau international et dans le cadre de la convention de Genève 1979 sur la pollution de l'air à longue distance, divers protocoles ont été également signés afin d’engager les pays à diminuer les rejets et les flux transfrontaliers de polluants atmosphériques.

Emissions en kilotonnes 1960 1980 1998 Horizon 2010

SO2 1700 3200 845 400

NOx 860 2030 1670 860

COV ? 3000 2300 1100

NH3 ? 830 840 780

Evolution des émissions et engagements 2010 de la France en application du protocole de Gotheborg dans le cadre de la convention de Genève sur la pollution atmosphérique Protocoles à la Convention de

Genève de 1979 Engagements pour la France

Premier protocole soufre (Helsinki,1985)

Baisse de 30 % des rejets de 1980 à 1993, la France s'était engagée à une baisse volontaire de 60 %



Protocole NOx (Sofia 1988). Gel des rejets en 1994 au niveau 1987. La France s’était engagée à une baisse volontaire de 30 % entre 1980 et 1998.

COV (Genève 1991). Réduction des émissions de 30 % entre 1988 et 1999. Second protocole soufre (Oslo 1994).

réduction supplémentaire des émissions (868 kt en 2000, 770 kt en 2005 et 737 kt en 2010).

Protocoles Polluants Organiques Persistants et Métaux lourds (Aarhus 1998).

Limitation des émissions de Pb, Cd, Hg à un niveau inférieur à 1990. Réduction ou suppression des rejets de 16 substances organiques (dont les dioxines et furanes et 11 pesticides).

Protocole sur les différents effets de la pollution : eutrophisation, acidification, ozone (Gotheborg 1999).

Réduction des rejets d’ici 2010 (par référence à 1990) de 68% pour SO2, 54% pour les NOx, 63% pour les COV, 3% pour NH3.

En ce qui concerne la qualité de l’air ambiant, des directives européennes, transcrites en droit français, fixent pour un certain nombre de polluants des valeurs limites (accompagnées de marges de dépassement tolérables) et des seuils d’information ou d’alerte. Ces valeurs réglementaires découlent de données toxicologiques et écotoxicologique. Seuls quelques polluants sont concernés; il s’agit typiquement d’espèces qui sont de bons indicateurs de la pollution atmosphérique générale et qui présentent le plus de risques pour la santé ou les écosystèmes. La Directive cadre du 27 septembre 1996 impose la surveillance dans l’air ambiant et la fixation de valeurs limites pour les polluants suivants: SO2, poussières, NO2, O3, Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, Benzène, CO, Métaux lourds (Pb, Cd, As, Ni, Hg). valeurs

limites microgr./m3

Critères associés

Particules (PM10)

• 50 • 40

• valeur 24 h à ne pas dépasser plus de 35 fois par année civile • en moyenne sur l’année civile

Dioxyde de soufre

• 125 • 350 • 500

• valeur 24 h à ne pas dépasser plus de 3 fois par année civile • valeur horaire à ne pas dépasser plus de 24 fois par année civile • sur 3 h consécutives (seuil d’alerte)

Dioxyde d’azote

• 200 • 40 • 400

• valeur horaire a ne pas dépasser plus de 18 fois par année civile • moyenne sur l’année civile • sur 3 h consécutives (seuil d’alerte)

Plomb • 0.5 • moyenne sur l’année civile Ozone • 110

• 180 • 240

• moyenne sur 8 heures • moyenne sur 1 h (seuil d’information) • moyenne sur 1 h (seuil d’alerte)

Extrait des valeurs limites et seuils d’alerte des directives européennes sur la qualité de l’air ambiant ; à l’exception de l’ozone, les valeurs sont celles de la directive européenne du 22 avril 1999 (avec mise en œuvre en juillet 2001). Cette directive renforce les prescriptions de directives antérieures. Les valeurs limites indiquées doivent être atteintes au plus tard en 2005 ou 2010 selon les polluants, et des marges de dépassements en décroissance progressive sont admises dans l'attente de ces délais.



La Loi sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’énergie de décembre 1996 a pour sa part renforcé les moyens réglementaires destinés à prévenir la pollution liée à l’automobile. Elle a également renforcé la surveillance de la qualité de l’air et impose notamment la mise en œuvre : • de Plans régionaux qualité de l’air • de Plans de protection de l’atmosphère (villes > 250000 hab) en vue d’atteindre des niveaux de

qualité de l’air qui satisfassent aux valeurs limites réglementaires, • de Plans de déplacement urbains (villes > 100000 hab) visant notamment la diminution du

trafic automobile et le développement des transports collectifs La surveillance de la qualité de l’air La surveillance de la qualité de l’air ambiant répond à plusieurs objectifs : • Information du public et des décideurs en matière de qualité de l’environnement • Suivi du respect des réglementations nationales et européennes sur la qualité de l’air ambiant • Acquisition de données utiles à la mise en œuvre de politiques de prévention • Développement des connaissances sur la pollution atmosphérique et ses effets Cette surveillance s’inscrit depuis 1996 dans un contexte réglementaire nouveau suite à la promulgation de la Loi sur l’air et l’utilisation rationnelle de l’Energie (LAURE), et de la directive européenne sur l’air ambiant du 27 septembre 1996. Ces textes ont renforcé de manière les obligations de base en la matière. La LAURE a notamment imposé la mise en place de dispositifs de surveillance de la qualité de l'air sur l'ensemble du territoire national. Les principaux acteurs en charge de cette surveillance sont : • le Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement (MATE) qui est

responsable de l’élaboration et de la mise en œuvre réglementations, et de la définition des orientations stratégiques en matière de surveillance,

• l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) chargée de la

coordination technique du dispositif et de la gestion de la Base nationale des Données sur la Qualité de l’air

• les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA) chargées de la mise

en œuvre de la surveillance pour le compte de l’Etat. Ces associations regroupent divers partenaires : services de l’Etat (DRIRE, ADEME,…), collectivités locales, industriel, associations de protection de l’environnement, personnalités qualifiées,…

La surveillance concerne principalement les polluants réglementés, ainsi que certains polluants spécifiques issus d’activités industrielles ou d’autres sources. Le dispositif national mis en œuvre par les AASQA comporte plus de 2000 analyseurs répartis sur près de 700 sites de mesures localisés essentiellement en milieu urbain et péri-urbain. Il comporte aussi un dispositif de surveillance de la pollution de fond en milieu rural (réseau MERA). Les données sont traitées et archivées au sein des associations, et sont également centralisées au sein d’une Base nationale des Données sur la Qualité de l’Air gérée par l’ADEME.



L’information du public en matière de qualité de l’air des agglomérations est fréquemment délivrée par les AASQA sous la forme d’un indicateur global (indice ATMO) calculé à partir des niveaux de SO2, NO2, O3, particules mesurés au cours de la journée. Pour chacun de ces polluants un sous indice est calculé à partir de données de quelques stations représentatives de la pollution sur l’ensemble de chaque agglomération. Ces sous indices sont calés sur le franchissement de valeurs de référence issues des préconisations de l’OMS ou des réglementations nationales et européennes. L’indice ATMO final caractérisant la qualité moyenne de l’air sur l’agglomération est égal au sous indice le plus élevé ainsi déterminé pour chacun des 4 polluants. Les AASQA et l’ADEME mettent en œuvre divers moyens d’accès (minitel, serveurs internet, serveurs vocaux,…) en vue de permettre l’accès à l’indice ATMO et l’ensemble des données de collectées. le rôle de l'ADEME L'agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME) est un établissement public à caractère industriel et commercial, placé sous la tutelle des ministères de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement, de l’Industrie et de la Recherche. Créée le 1er janvier 1992, elle exerce ses missions dans les domaines suivants : − maîtrise de l’énergie, économie des matières premières, promotion des énergies renouvelables, − promotion des technologies propres et économes, − limitation de la production des déchets, élimination, récupération et valorisation, − prévention et la lutte contre la pollution de l’air, − lutte contre les nuisances sonores, - prévention et le traitement de la pollution du sol. Dans le domaine de la pollution de l’air, l'ADEME a pour mission le développement et la promotion des technologies de dépollution, la coordination technique de la surveillance de la qualité de l'air, la gestion de la base nationale de données sur la qualité de l’air, la mise en œuvre de recherches sur les effets de la pollution atmosphérique. Elle reçoit ses fonds de l’Etat, lequel perçoit une taxe générale sur les activités polluantes (TGAP). La TGAP repose notamment sur une taxation des rejets de polluants atmosphériques. Cette taxe qui résulte du principe « pollueur -payeur » est acquittée par les exploitants d’installations de taille industrielle (environ 1500 installations représentant un volume global d’émission de l’ordre de 1260000 tonnes de polluants dans l’air par an).

Polluants taxés

Installations concernées Taux de la taxe

SO2, NOx, HCl, COV, Poussières

Puissance supérieure ou égale à 20 MW ou rejets supérieurs ou égaux à 150 T/an Incinérateurs de déchets de capacité de traitement >3 T/h

180 F /tonne de SO2 ou HCl émis 250 F /tonne de COV ou NOx émis (poussières non taxées)

Taxation des rejets de polluants de l’air (2000)

Download - ec2004-elichegaray-1

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