Décryptage de la composition chimique des particules dans l’air

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Publié le 27 décembre 2023

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L’étude de la composition chimique des particules sur 3 sites de Nouvelle-Aquitaine (Bordeaux-Talence, Poitiers-Augouard et Limoges-Berland) pendant plusieurs années révèle leurs sources principales en milieu urbain : le trafic routier, le chauffage résidentiel au bois mais également d’autres activités comme l’agriculture pouvant émettre des gaz à l’origine de la formation de particules secondaires.

Le trafic routier une source persistante de pollution

La combustion de fuel fossile, provenant en majeure partie du trafic routier en milieu urbain, constitue une source de pollution tout au long de l'année. Elle représente en moyenne environ 10 % des particules grossières PM10 annuellement. Cette source de particules peut contribuer entre 5 % et 20 % des PM10 suivant les mois, et a même parfois atteint jusqu'à près de 50 % sur des concentrations moyennes journalières. En 2020, les mesures sanitaires liées au Covid-19 ont entraîné une réduction du trafic, impactant les concentrations de particules provenant de combustions d’origine fossiles.

Le chauffage résidentiel au bois : une contribution majeure en période hivernale

Les particules issues de la combustion de la biomasse, et principalement le chauffage au bois en milieu urbain, présentent des concentrations dont les variations saisonnières sont très marquées. Cette source contribue nettement plus en hiver qu’en été, et peut représenter jusqu’à 45 % des concentrations moyennes mensuelles en PM10. Certains jours, notamment lors d’épisodes de pollution hivernaux, la combustion de la biomasse peut même dépasser 90 % des PM10 (moyennes journalières). Ce type d'épisode se retrouve généralement lors de conditions météorologiques stables (anticyclone, inversion de température).

Le rôle significatif des particules secondaires

Les polluants gazeux à l’origine de la formation des particules secondaires jouent un rôle significatif dans les concentrations en particules mesurées, notamment en fin d’hiver/début de printemps. En période froide, les concentrations en nitrate d’ammonium peuvent être importantes. Elles sont liées à l’association entre les nitrates provenant de l'oxydation des oxydes d'azote, principalement issus du transport routier, et l'ammoniac, émis principalement par les activités agricoles (et dans une moindre mesure par le trafic routier). En période chaude, les sulfates remplacent les nitrates. En effet, les fortes conditions d’ensoleillement accélèrent l’oxydation photochimique du dioxyde de soufre (notamment émis par des combustions fossiles contenant du soufre comme le fioul, le charbon, etc...) en sulfate qui est ensuite transformé en sulfate d’ammonium.
 

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L’étude de la composition chimique, la concentration en nombre et la distribution granulométrique des particules apportent des informations complémentaires à la surveillance réglementaire. Elle contribue à une meilleure compréhension des particules. Ces connaissances aident ainsi à l’évaluation de la provenance et de la contribution des différentes sources d’émissions, permettant ensuite de cibler les secteurs émetteurs lors la mise en œuvre de politiques urbaines. La composition des particules en zones urbaines est particulièrement complexe du fait de la multitude des sources d’émissions et des mécanismes de transformation physico-chimique impliqués.

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