Les particules

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Les particules - Tête de prélèvement
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L’air est un milieu essentiellement gazeux dans lequel se trouvent de nombreuses particules solides ou liquides de tailles et de composition chimique variées. Aujourd’hui, les particules, appelées plus communément poussières, sont reconnues pour avoir des impacts sur la santé humaine et sur le climat. 3 types de particules peuvent être distinguées :

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  • les particules en suspension : PM10   (diamètre aérodynamique inférieur à 10 µm),
  • les particules fines : PM2,5 (diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 µm),
  • les particules ultrafines : PM0,1 (diamètre aérodynamique inférieur à 0,1 µm).
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Quelles sont les sources d’émission de particules ?

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La taille et la composition chimique des particules sont liées à leurs sources d’émission naturelles ou provenant d’activités humaines mais également de leur évolution dans l’air. En effet, après leur émission dans l’air, les différents gaz et particules vont être transportées en altitude ou sur différents territoires. On distingue alors les particules primaires, émises directement dans l’atmosphère, des particules secondaires, résultant de transformations chimiques dans l’atmosphère de polluants gazeux.

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Les particules primaires peuvent être émises dans l’air :

  • par l’action mécanique du vent sur les roches, les sols, les sables ou les océans,
  • par des processus de combustion tels que les feux de forêts, le chauffage résidentiel, le trafic routier ou encore les unités d’incinération,
  • par les éruptions volcaniques, 
  • par des processus biologiques conduisant à l’émission de pollens, bactéries, virus ou fragments de plantes,
  • par des activités industrielles telles que la construction de bâtiments, les raffineries, la pétrochimie…
  • par usure de matériaux de synthèse tels que les pneus et les revêtements des routes. 

En Nouvelle-Aquitaine, 2 secteurs d’activité dominent dans l’émissions des PM10 et des PM2,5 : l’agriculture et le secteur résidentiel.

Particules primaires : répartition des émissions par secteur
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Parmi les particules secondaires, formées par conversion gaz-particules, on retrouve :

  • les sulfates et les nitrates, formés à partir du dioxyde de soufre (SO2), des oxydes d’azote (NOx comprenant NO et NO2) et de l’ammoniac (NH3) ;
  • les particules d’origine biogéniques, formées à partir de composés organiques volatils (COV) d’origine naturelle ou non. 

Les polluants gazeux à l’origine de la formation des particules secondaires peuvent être émis par différentes activités : la combustion pour les NOx, les activités agricoles (élevage et utilisation d'engrais azotés) ou les moteurs à essence catalysés pour le NH3, les combustions fossiles contenant du soufre (fioul, charbon…) pour le SO2


Les réactions chimiques entre ces molécules gazeuses dans l’atmosphère peuvent former des particules secondaires, telles que le nitrate d’ammonium (NH4NO3).

Les conditions météorologiques jouent également un rôle important dans la stabilité de ces molécules sous forme de particules : le nitrate d'ammonium est, par exemple, plus stable en phase particulaire lorsque les températures sont faibles et l'humidité forte.

Quels sont les impacts des particules ?

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L’impact et la nocivité des particules dépend de leur composition chimique et de leur taille. 

Plus les particules sont fines, plus elles pénètrent profondément dans le système respiratoire. Les particules inférieures à 0,1 μm de diamètre peuvent notamment atteindre les bronchioles et alvéoles pulmonaires, tandis que les particules de taille plus importante sont arrêtées par les voies respiratoires supérieures. Ces particules peuvent également véhiculer des composés toxiques, allergènes, mutagènes ou cancérigènes tels que les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), les pesticides, les dioxines ou les métaux lourds, pouvant atteindre les poumons puis être absorbés par le sang et les tissus.

De plus, même si les particules sont émises localement, elles ont des conséquences aux niveaux local, régional et global. Localement, elles contribuent à la dégradation des bâtiments et globalement, elles affectent le climat.

Quelle surveillance des particules en Nouvelle-Aquitaine ?

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Les particules PM10 et PM2,5, étant donné leurs origines diverses, sont surveillés à la fois en proximité de grands axes routiers, et également en situation de fond. Les cartes ci-dessous indique, pour l’année 2021, les sites de mesures des PM10 et des PM2,5 en Nouvelle-Aquitaine.

Surveillance des particules Atmo Nouvelle-Aquitaine

 En plus de la surveillance réglementaire des PM10 et des PM2,5, et devant l’intérêt croissant pour la surveillance des particules de très petites tailles et pour leur caractérisation chimique, Atmo Nouvelle-Aquitaine a mis en place un plan de surveillance spécifique pour les particules depuis 2014. De plus, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses), dans son avis du 28 juin 2018, insiste sur la nécessité de mesurer les particules ultrafines (PUF) et un composé des particules, le Black Carbon ou carbone suie (BC), du fait de leurs enjeux potentiels en termes d’impact sanitaire.

Les données recueillies, comme la concentration en nombre, la distribution granulométrique et la composition chimique permettent d’obtenir des informations complémentaires et ainsi d’acquérir une meilleure compréhension des sources de particules et de leurs effets sanitaires. Ces informations sont particulièrement utiles lors des épisodes de pollution par les particules afin de cibler les secteurs émetteurs pour la mise en œuvre des politiques urbaines. Elles alimentent également les travaux réalisés au niveau national, notamment dans le cadre du programme national CARA (caractérisation chimique des particules en milieu urbain) visant à mieux documenter l’origine des particules.

Caractérisation des particules Atmo Nouvelle-Aquitaine
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Pour effectuer les mesures de particules ultrafines, Atmo Nouvelle-Aquitaine est équipé d’analyseurs permettant de réaliser un comptage du nombre de particules à partir de 7 nm et jusqu’à plus de 1 µm. Les particules atmosphériques en suspension (PM10) constituent la fraction granulométrique la plus importante en masse mais la moins importante en nombre.

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Des Aethalomètres modèle AE33 sont utilisés afin de distinguer et de quantifier deux sources de Black Carbon (BC ou carbone suie), espèce constituant les particules : la fraction issue de la combustion de la biomasse (exemple : chauffage résidentiel au bois) et celle issue de combustions fossiles (exemple : trafic routier). Il est alors possible de connaitre l’influence de ces 2 sources sur les concentrations en PM10.

Enfin, 2 spectromètres de masse ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) permettent de mesurer, en direct, la composition chimique des particules de diamètre aérodynamique inférieur à 1 μm (PM1). En effet, les particules atmosphériques sont constituées d’une très grande variété de composés chimiques organiques et inorganiques. Leur composition chimique varie suivant leurs sources d’émission mais également les processus physico-chimiques qui ont lieu au cours du transport des particules. Ainsi, le sulfate (SO42-), le nitrate (NO3-), le chlorure (Cl-), l’ammonium (NH4+) et la matière organique (OM) sont suivis en continu grâce à ce dispositif.

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Taille des particules
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ACSM - Appareil d'analyse des particules

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Bilan qualité de l'air 2021 en Nouvelle-Aquitaine

Bilan annuel 2021 de la qualité de l'air en Nouvelle-Aquitaine

L'année 2021 aura été marquée par l'arrivée de nouvelles lignes directrices…
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Page mise à jour le 11/05/2023