POLLUTION ATMOSPHERIQUE

André Salaün

  La pollution de l’air est constituée d’un ensemble complexe de polluants solides et gazeux comprenant des polluants primaires et des polluants secondaires résultant de la transformation des précédents et de réactions entre eux. Nous examinerons le cas des principaux polluants : leurs origines, les effets pathologiques, les concentrations actuelles dans l’atmosphère et l’évolution de ces concentrations au cours du temps.

  J’ai entendu bien des personnes d’origines socioprofessionnelles différentes dire que la pollution urbaine ne cesse d’augmenter, qu’on ne sait où cela va nous mener, que cela devient bien inquiétant...etc... Bien évidemment, ces personnes n’ont pas inventé cette augmentation de la pollution, elles répètent ce qu’elles ont vu et entendu dans les grands moyens d’information :  presse, radio, télévision !

  Qu’en est-il en réalité ? En réalité, la pollution de l’air dans les villes a fortement diminué, par rapport aux décennies précédentes, comme nous le montrerons dans les pages suivantes.

  Il est attristant de voir comment la rumeur peut prendre le pas sur des réalités scientifiques démontrées par les résultats de mesures sérieuses ! Mais la rumeur est rarement innocente ; elle naît, elle grandit, elle se répand généralement dans un but déterminé, mais qui n’apparaît pas toujours d’une façon évidente.

  La rumeur peut naître d’une information tendancieuse ou même exacte mais déformée et amplifiée par les médias. Dans ce domaine, la télévision a un pouvoir incomparable pour créer et propager la rumeur, au moyen d’images bien choisies, propres à frapper l’opinion. Ainsi, la rumeur poursuit son chemin et la majorité de l’opinion est bientôt persuadée que la pollution de l’air augmente constamment ! C’est l’automobile qui est principalement mise en accusation, l’automobile qui est, effectivement une source de pollution de l’air des villes, et chacun se sent responsable de cette situation, coupable de « trop utiliser sa voiture » ! Le Pouvoir utilise cette mise en condition de l’opinion pour augmenter les taxes sur l’essence, le gazole, le tabac... Ces produits qui polluent et nuisent à la santé  ce qui est également exact.

  Estimant que la fin justifie les moyens, quelques scientifiques peuvent aussi être à l’origine de cette rumeur sur l’augmentation de la pollution, qui peut  leur servir à obtenir des crédits supplémentaires de recherche !

  Il est plus confortable d’aller dans le sens de la rumeur que de tenter de la combattre ; des arguments logiques sont sans effet, car la rumeur est irrationnelle par nature. Pour rétablir la réalité, de quels moyens de communication avec le grand public, les scientifiques peuvent-ils disposer ? Ainsi, au milieu d’une grande diatribe télévisée sur la pollution grandissante, à peine entend-on la voix timide d’une représentante d’AIRPARIF [1]déclarer que la pollution a fortement diminué  ! Les informations données par des scientifiques sont aussi, parfois, tournées en dérision par des médias. Tel fut le cas pour l’affaire du nuage radioactif de Tchernobyl.

  Le responsable du SCPRI[2] avait déclaré que les retombées radioactives du « nuage » seraient sans conséquences pour la France. Ce qui fut rigoureusement exact. La dose de radiation reçue en moyenne, par la population a été de 5 à 15 millirems (mrem) suivant les régions, (pour la première année et beaucoup moins les années suivantes, compte tenu de la courte période de l’Iode 131 qui représentait environ la moitié de la radioactivité du nuage . Cette dose de radiation est peu de chose comparée à la radioactivité naturelle dont les effets varient de 100 à 300 mrem, en France, suivant les régions, sans qu’il y ait la moindre corrélation entre les variations de doses reçues et les taux de cancers. L’Iode 131 se fixe sur la thyroïde et peut provoquer, chez les enfants, des cancers de la thyroïde. Dans les régions les plus touchées par le nuage , on ne trouve aucune augmentation signi-ficative du nombre de ces cancers.[3]

  Cette déclaration du SCPRI qui se voulait rassurante (à juste titre) et qui, donc, pour les médias cachait quelque chose de grave, fut traduite en cette phrase absurde : le nuage ne passera pas la frontière  ! C’est cette phrase qui est restée, depuis lors, attribuée au SCPRI et non pas la réalité du propos qui découlait d’études sérieuses de modélisation mathématique des retombées atmosphériques !

  On peut concevoir que des scientifiques aient quelques réticences à s’exprimer lorsque prospère la rumeur...

  La pollution de l’air, lors de pointes de pollution , lorsque les conditions atmosphériques sont défavorables pour assurer la dispersion des polluants dont les concentrations atteignent des valeurs relativement élevées, n’est sans doute pas sans effet sur la santé. Mais peut-on attribuer tous les maux à la pollution de l’air ? Prenons le cas de l’asthme dont la fréquence des crises serait en augmentation.

  Les polluants atmosphériques, comme les pollens, les moisissures, les acariens, etc..., peuvent être, pour des personnes hypersensibles, des substances allergènes qui occasionnent des processus inflammatoires des tissus.

  Les allergènes sont des intermédiaires qui déclenchent les crises mais ne sont pas la cause fondamentale de l’asthme.

  L’asthme est caractérisé par des spasmes bronchiques dus à des contractions d’origine nerveuse des muscles lisses qui entourent les bronches et les bronchioles. La fréquence et l’intensité des crises d’asthme sont dues, essentiellement, à l’influence psychophysiologique des émotions, des états d’anxiété agissant sur le système neurovégétatif qui est, notamment, un régulateur de la fonction respiratoire.[4]

  Or, la période actuelle est marquée par un état d’anxiété de la majorité de la population, des chômeurs à la recherche vaine d’un emploi, de ceux qui ont l’angoisse de perdre leur emploi ou l’obsession de la faillite... Il est moins gênant de mettre en cause la pollution de l’air comme facteur de trouble de la santé que la situation socio-économique actuelle. Et c’est peut-être, là aussi, une des origines de la rumeur sur une pollution grandissante .

  Depuis dix ans, la durée moyenne de vie augmente régulièrement de 3 à 4 mois par an comme le montre le tableau suivant :

  Si la pollution de l’air était aussi en constante augmentation et atteignait des concentrations élevées, inconnues jusqu’à présent, faudrait-il conclure que la pollution de l’air est sans effet sur la santé ? ou bien qu’il n’y a pas de relation entre état de santé et durée de vie ?

  La pollution a fortement diminué mais il subsiste une pollution de l’atmosphère des villes que l’on ne saurait négliger. Il faut encore agir pour la réduire, non pas n’importe comment mais d’une façon réaliste, progressiste, en faisant avancer la science et la technique et en tenant compte des facteurs sociaux et économiques qui sont, actuellement, prépondérants.

Le mythe du bon vieux temps .

  Pour certains, le bon vieux temps est paré de toutes les vertus, ce qui existait autrefois , quand l’eau et l’air étaient purs quand il n’y avait pas l’engrais chimique et que la nourriture était naturelle et saine... Ce bon vieux temps existait-il avant les congés payés , avant le développement industriel ou à des époques plus lointaines lorsque sévissaient famines et épidémies qui entraînaient la disparition de la moitié de la population française ?

  L’eau était-elle pure  ? Nous citerons cette phrase de l’historien Leroy-Ladurie ; Boire du vin était un brevet de longue vie... car l’eau contenait des miasmes , des bactéries, de protozoaires, ce qu’on ignorait à l’époque et qui étaient responsables de maladies diverses, typhoïdes, dysenterie, amibiase etc... Quant à l’air pur , nous reproduirons les citations d’auteurs anciens, publiées par R. Leygonie [5]

Dès que j’aurai laissé derrière moi l’oppressant air de la ville et la puanteur des fumantes cheminées qui, une fois leurs feux allumés, vomissent toutes les pestilentes fumées et suies qu’elles contiennent, je me sentirai tout à fait un autre homme .

  C’était il y a 2000 ans, ce qu’écrivait le philosophe romain Sénèque...

  Plus près de nous, en 1661, John Evelyn adressait une requête au roi d’Angleterre, ainsi rédigée :

  Londres... drape sa tête majestueuse dans les nuages de fumées et de soufre, si remplis de puanteur et de noirceur... qu’est tout cela sinon cet infernal et lugubre nuage de charbon ? Les habitants (de Londres) ne respirent qu’une brume impure et épaisse, accompagnée de vapeurs fuligineuses et sales, qui les rend sujets à mille désagréments, attaque leurs poumons, dérègle le comportement tout entier de leurs corps de telle sorte que les catarrhes, la phtisie, la toux, sévissent plus en une seule cité que sur tout le reste de la Terre...

  Au début de l’ère industrielle, en 1883, A. Ledereau publiait un article dans les annales de chimie physique, intitulé : l’acide sulfureux dans l’atmosphère de Lille dans lequel il écrivait : l’air que l’on y respire (à Lille) laisse un arrière-goût dans l’arrière bouche, provoque des enrouements, des malaises de la gorge et des bronchites ; il attaque les instruments métalliques, les rideaux et tentures et les toitures en zinc... Les analyses faites pendant plusieurs mois ont donné des valeurs de 2,2 cm³ d’acide sulfureuse par m³ par air calme et 1,4 cm³ par vent fort...

  La concentration en acide sulfureuse (ou dioxyde de soufre SO₂) était donc de 5.900 microgrammes (ou (5,9 mg) par m³ par vent fort et 3 700 microgrammes par vent faible. Ces concentrations sont des valeurs moyennes, ce qui laisse supposer qu’il y avait des pointes de pollution avec des niveaux bien plus élevés. On ne sait pas combien de décès ont été dus à cette pollution mais les causes de mortalité étaient tellement nombreuses à cette époque où l’espérance de vie était à peine la moitié de ce qu’elle est aujourd’hui.

  Nous terminerons ce retour au passé par l’épisode de smog* qui sévit à Londres en 1952. Du 5 au 9 décembre, la pollution de l’air atteignit des niveaux élevés avec un maximum les 7 et 8 décembre où l’on enregistra une concentration, pour 24 heures, de 3.800 microgrammes de dioxyde de soufre (SO₂) et plus de 4.500 microgrammes de poussières.

  La concentration en SO₂ était 10 fois supérieure à la con-centration de l’année précédente pour la même période, ce qui a entraîné 4.000 décès supplémentaires. Par rapport à la même période de l’année précédente le nombre de morts par maladies respiratoires a été multiplié par 8 et par 4 pour maladies cardio-vasculaires. Ce furent surtout les personnes âgées de plus de 45 ans qui furent victimes et aussi les enfants de moins d’un an. Les cas de bronchite furent particulièrement nombreux/

Le dioxyde de soufre (S0₂).

  C’est le polluant majeur de l’atmosphère, le premier polluant qui a été pris en considération et le premier à avoir été mesuré de manière continue. L’épisode de smog de 1952 à Londres a mis en évidence les effets de SO₂ sur la santé mais pour des concentrations très élevées de courte durée. Mais quels sont les effets du SO₂ sur la santé pour une exposition de longue durée, à des concentrations moyennes annuelles très inférieures à celle du smog de Londres en 1952 ?

  L’enquête épidémiologique nationale effectuée de 1974 à 1976 permet d’apporter une réponse à cette question.

  Cette enquête a porté sur 20 zones réparties dans 7 villes et a pris en compte les principaux polluants : SO₂ particules en suspension et oxydes d’azote. Une corrélation est établie entre les affections respiratoires et SO₂, uniquement.

  La concentration en SO₂ variait, suivant les zones, de 22 à 85 microgrammes (g) par m3 d’air en moyennes annuelles.

  L’étude met en évidence la corrélation entre la teneur en SO₂ et la fréquence des affections des voies respiratoires inférieures chez les adultes ou des voies respiratoires supérieures chez les enfants. Pour l’ensemble de la population, adultes et enfants, il y a une corrélation négative entre la fonction respiratoire et la concentration en SO₂ : le taux de SO₂ diminue le volume expiré maximum par seconde (VEMS). L’Organisation Mondiale de la Santé considère que pour la protection de la santé publique les concentrations en SO₂ ne doivent pas dépasser :

   50 g /m³ en moyenne annuelle

   125 g/m³ pour une période de 24 heures

  L’OMS considère qu’il y a un effet de synergie entre SO₂ et particules. Ceci se produit sans doute pour des concentrations plus élevées que celles de l’étude PAARC où un tel effet n’est pas observé.

Les émissions de SO_2.

  Elles sont dues, principalement, aux combustibles soufrés, charbon, pétrole et, particulièrement, fioul lourd. Lors des combustions, le soufre est oxydé avec formation de SO₂ :

S + O₂SO₂

Au cours des ans, les quantités de SO₂ émises, en France, dans l’atmosphère ont fortement diminuées comme le montre le tableau suivant :

Tableau 1 :

La diminution des émissions est due à plusieurs causes :

· abaissement de la teneur en soufre des produits pétroliers

· remplacement de combustibles par des combustibles moins soufrés (remplacement du fioul lourd par du charbon,  développement du gaz naturel)

· diminution de l’activité de la grande industrie - sidérurgie notamment

· remplacement des centrales thermiques au charbon ou au fioul par les centrales nucléaires. Ce remplacement a permis une diminution des émissions de SO₂ des centrales EDF de 67 % par rapport à 1973 où les émissions des centrales EDF étaient supérieures à 1 million de tonnes de SO₂ par an.

Le tableau 2 indique la part des différents secteurs d’activité dans le total des émissions.

Tableau 2

  Le secteur tertiaire comprend le chauffage des commerces, bureaux et habitation. Il représentait, en 1986, 14 % des émissions totales de SO2. Entre 1973 et 1986, ces émissions ont diminué de 60 %  par suite, d’une part, du remplacement du chauffage au fioul domestique par le gaz ou l’électricité et, dans certaines villes comme Paris, par le développement du chauffage urbain. D’autre part, la teneur en soufre du fioul domestique (et du gazole, responsable des émissions dues aux transports) a régulièrement diminué :

0,7 % de soufre dans les années 60

  0,5 % de soufre dans les années 50

  0,3 % de soufre en 1980

  0,2 % depuis octobre 1994

  et prochainement, 0,05 % de soufre.

Cette nouvelle réduction de la teneur en soufre du fioul domestique et du gazole apportera une amélioration de la qualité de l’air en milieu urbain.

La concentration en SO₂ dans l’atmosphère des villes.

  La teneur de l’air en SO₂ dépend des conditions météorologiques qui assurent ou non la dispersion des polluants (notamment, vent fort ou absence de vent ) mais aussi, bien évidemment, de l’importance des émissions.

  Il est tout aussi évident que la réduction des émissions s’accompagne d’une diminution de la pollution. La figure 1 met en évidence cette diminution : la concentration moyenne annuelle, qui était de 210 g/m3 en 1959, tombe à 20 g/ m3 en 1994, dans l’agglomération parisienne, soit 10 fois moins qu’en 1959  Les concentrations moyennes mensuelles sont également réduites d’une façon spectaculaire comme le montre la figure 2.

  Les mesures ont été faites au même poste de la rue Ferdinand Flocon (Paris 18ème) à quinze ans d’intervalle. La pollution la plus forte se produit au mois de Novembre mais si elle est de 48 g de SO₂ par m³ en 1993, elle était de 232 g/m³ en 1978 soit près de 4 fois plus élevée (en moyennes mensuelles).

  La figure 2 montre aussi que c’est pendant l’hiver, d’octobre à mars, que la pollution est la plus forte du fait des émissions dues au chauffage et aussi de situations météorologiques souvent défavorables, particulièrement en novembre.

  La figure 3 présente l’évolution de la pollution par SO₂, à Paris, depuis 1959, les concentrations en SO₂ étant exprimées en valeurs moyennes pour les périodes d’hiver.

Ces résultats montrent bien l’exactitude de ce que nous affirmions en introduction : la pollution de l’air a fortement diminué par rapport aux précédentes décennies.

Les concentrations en SO₂ dans la plupart des villes françaises sont du même ordre qu’à Paris. Dans des zones industrielles comme à Fos/Mer, ou à Lacq, la moyenne annuelle est inférieure à 50 g de SO₂ par m³ d’air en accord avec la recommandation de l’OMS.

  Le dioxyde de soufre est une référence, car les effets sur la santé ont été effectivement mis en évidence, contrairement aux autres polluants, du moins aux concentrations que l’on rencontre dans l’atmosphère des villes françaises.

Il subsiste cependant des pointes de pollution, de courtes durées, où la concentration en SO₂ atteint des valeurs élevées, lorsque les conditions météorologiques sont défavorables pour la dispersion des polluants (absence de vent, inversion de température...)

Ceci se produit parfois, en région parisienne, autour de la centrale EDF de Vitry, fonctionnant au fioul lourd ou au charbon. Mais, récemment, EDF s’est engagée à arrêter la centrale lorsque les conditions météorologiques seront mauvaises... en attendant de mettre en place un système de désulfuration.

Toutefois, pour ces pointes de pollution, les concentrations maximales journalières sont nettement plus faibles qu’autrefois, comme le montre le tableau 3

Tableau 3 :

Evolution de la concentration maximale journalière pour le poste de mesure le plus chargé (en g de SO₂ par m³)

  Les concentrations maximales journalières sont 2 à 6 fois (suivant les villes) plus faibles en 1992 qu’en 1978.

  Elles restent cependant parfois trop élevées comme à Rouen en 1992, avec 620g/m³.

  Il semble difficile de supprimer totalement les pointes de pollutions faute de pouvoir agir sur la météorologie...

  Quoique certains aient proposé d’installer, sur les toits de Paris, une multitude de ventilateurs, ce qui, en absence de vent permettrait de chasser les fumées vers... les banlieues..

  Des mesures ont été prises pour limiter les concentrations de pointe. Dès 1960, EDF installait des appareils de mesure manuels (appareil S.F. : soufre et fumées) autour des principales centrales thermiques, puis des réseaux d’appareils automatiques, à partir de 1968. Lorsque la teneur en SO₂ dépassait pendant une heure un certain seuil, la centrale était mise en alerte ce qui impliquait de réduire les émissions de SO₂..Ceci pouvait être obtenu en diminuant la consommation de la centrale ou en utilisant un combustible moins soufré. Ce seuil était fixé à 600 g de SO₂ par m³, soit légèrement inférieure au seuil de détection olfactive qui se situe vers 800 à 1000 g de SO₂ par m³.

C’est en 1972, que fut installé, à Rouen, le premier réseau de mesure et d’alerte à la pollution. De tels systèmes ont ensuite été, progressivement, implantés dans la plupart des grandes villes. Lorsque la teneur en SO₂ atteint un certain seuil (par exemple 350 microgrammes de SO₂ par m³ pour tenir compte de la directive CEE qui stipule que la concentration en SO₂ ne doit pas dépasser 350 microgrammes/m³ pendant plus de 3 jours consécutifs) les installations grosses consommatrices de combustibles soufrés (fioul lourd et charbon) doivent s’arrêter de fonctionner ou diminuer la consommation ou utiliser des combustibles moins soufrés. Autrement fit, on doit réduire, par un moyen approprié, les émissions de SO₂ de ces installations.

  Des « zones de protection spéciale » ont été créées, en 1974 pour les agglomérations de Lille et de Lyon et, en 1976 (arrêté du 22 septembre 1976) pour la région parisienne (Paris et petite Couronne). Dans ces zones, pendant la période d’hiver, il y a obligation de n’utiliser que des combustibles peu soufrés : par exemple, fioul lourd à basse teneur en soufre (BTS) contenant moins de 2 % de soufre ou pendant les périodes d’alerte, à très basse teneur en soufre (TBTS) à moins de 1 % de soufre.

  Malgré toutes ces mesures, il subsiste des pointes de pollution importantes comme à Rouen en1992 (tableau 3). Pour les supprimer, faudrait-il, pendant les périodes « d’alerte », lorsque les conditions météorologiques sont défavorables, cesser toute activité industrielle, interdire la circulation des camions et des voitures Diesel, mettre à l’arrêt les chaudières à fioul du chauffage des immeubles ? Le « remède ne serait-il pas pire que le mal » ?

  Il existe des moyens techniques pour diminuer les émissions de SO₂, particulièrement dans les zones sensibles : réduire la teneur en soufre des combustibles, équiper de système de désulfuration des fumées les installations grosses consommatrices de charbon ou de fioul lourd...

  La réduction prévue à 0,05 % de soufre du gazole et du fioul domestique devait apporter une amélioration sensible.

  La pollution par SO₂ a été fortement diminuée mais il reste des progrès à faire, pour supprimer les « pointes de pollution » qui peu-vent avoir un effet sur la santé.

Les poussières.

  Les poussières sont un mélange complexe de différentes substances de composition chimiques variées, plus ou moins potentiellement nocives.

  En milieu professionnel, bien des atteintes à la santé sont produites par inhalation de poussières diverses, entraînant des pathologies graves, souvent mortelles :

·      la silicose des mineurs de charbon, des meuleurs de grès..., due à la silice

·      l’asbestose, fibrose pulmonaire des travailleurs de l’amiante

·      la sidérose des mineurs de fer, des soudeurs etc, une pneumoconiose (altération des poumons) due à l’inhalation d’oxydes de fer

·      la pneumonie manganique due à l’inhalation d’oxydes de manganèse

·      etc...

  Les processus inflammatoires qui résultent souvent de l’empoussiérage des poumons — comme dans le cas de la silicose ou de la sidérose — favorisent les développements bactériens et viraux.

  Dans l’environnement, l’exposition aux poussières est considérablement plus faible qu’en milieu professionnel. Les poussières comprennent des particules dues à l’activité humaine, surtout dans les villes, et des apports naturels produits par l’érosion des sols et transportés par les vents. Ces apports sont particulièrement visibles en Provence lorsque le sirocco amène, des déserts d’Afrique, de grandes quantités de poussières ocre-jaune. Les poussières dues à l’activité humaine sont les « fumées noires » produites par les foyers de combustion de charbon et de pétrole, et par les véhicules.

  Ce sont les fumées noires (F.N.) qui sont prises en considération dans la pollution urbaine.

  Les fumées noires sont essentiellement constituées de particules de carbone dont une petite part sont de diamètre inférieur à 2,5 microns (ou micromètre millionième de mètre, m) et susceptibles de pénétrer dans les alvéoles pulmonaires. Les particules de carbone sont inertes et ne produisent pas de réactions inflammatoires. Cependant, par temps humide, les particules de carbone constituent des noyaux de condensation de la vapeur d’eau et peuvent ainsi transporter dans les poumons des polluants nocifs de l’atmosphère, par dissolution ou adsorption, notamment les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dont certaines molécules sont cancérogènes et le SO₂ qui s’oxyde en acide sulfurique (SO₄ H₂).

  Des auteurs ont, depuis longtemps, admis un effet de synergie entre SO₂ et fumées noires. Il s’agissait vraisemblablement dans ces études, de concentrations importantes en ces deux polluants, ou bien l’analyse statistique était insuffisante pour en séparer les effets sur la santé, car les concentrations en ces deux polluants sont généralement associées.

  L’étude épidémiologique P.AA.R.C ne met pas en évidence une action sur la santé des fumées noires dont les concentrations moyennes annuelles, dans cette étude, varient de 18 à 152 g/m³

   L’OMS, qui associe SO₂ et fumées noires dans ses recommandations, estime que pour la protection de la santé publique, la teneur moyenne annuelle en F.N. ne doit pas dépasser 50 g/m³ et 125 g pour une période de 24 heures. La directive européenne prend ces mêmes chiffres comme « valeurs-guides » mais des concentrations plus élevées comme valeurs-limites : 80 g en moyenne annuelle et 250 g pour le « percentile 98 » des moyennes de 24 heures (autrement dit, la concentration moyenne des 7 jours les plus pollués de l’année ne doit pas dépasser 250 g/m³).

  Ces « valeurs limites » sont susceptibles d’être diminuées, au fur et à mesure que le progrès technique permet de réduire les émissions, l’objectif étant d’amener les concentrations atmosphériques à celles des « valeurs guides ».

  La mesure des particules dans l’environnement n’est pas simple ; les résultats varient d’une façon importante suivant les techniques utilisées. Le choix des points de prélèvements a également une grande incidence sur l’évaluation de la concentration dans l’atmosphère. Près des lieux d’émission, il y a une grande quantité, en poids, de grosses particules. Celles-ci se déposent rapidement et seules, les particules de diamètre inférieur à 5 m restent en suspension dans l’air et contribuent à la pollution de l’atmosphère.

  C’est en milieu urbain que les concentrations en fumées noires sont les plus importantes mais actuellement, la moyenne annuelle de 50 g par m³, (valeur recommandée par l’OMS et valeur-guide de la CEE) n’est  jamais dépassée.  Il en est de même pour le percentile 98 de 250 g/m³ de la Directive CEE. Par contre, la moyenne journalière maximale de 125 g/m3 (recommandation  de l’OMS) est fréquemment dépassée.

  Aux cours des années, la pollution particulaire a été nettement diminuée dans la plupart des villes française. A Paris, comme le montre la figure 4, en 30 ans, les concentrations en fumées noires ont été réduites d’environ deux fois. A Marseille, en 1965, la moyenne annuelle était de 159 g/m³ ; elle est actuellement de l’ordre de 30 g/m³, soit une diminution de près de six fois.

  La réduction de la pollution par les particules est due, essentiellement, aux modifications des moyens de chauffage (remplacement du charbon et du fioul par le gaz et l’électricité...) et aussi par les améliorations apportées aux moteurs Diesel. Actuellement, selon la Directive CEE du 26 Juin 1991, la valeur limite d’émission de particules des véhicules est de 0,14 g par km ; cette valeur devrait prochainement être portée à 0,08 g par km. Des progrès restent cependant à faire en ce qui concerne les Diesel car l’augmentation du nombre de véhicules Diesel, poids lourds et véhicules légers, risque fort de compromettre une réduction ultérieure de la pollution par les particules.

  Actuellement, environ la moitié des voitures construites en France sont des Diesel, dont Renault et Peugeot sont les principaux constructeurs, au plan mondial. Depuis quelques temps, on assiste à des campagnes de presse, relayées par la télévision, contre les véhicules Diesel. Certes, le Diesel a une forte responsabilité dans la pollution par les particules mais, en revanche, il émet beaucoup moins que les véhicules à essence, d’oxyde de carbone (CO) et d’hydrocarbures qui sont parmi les principaux polluants de l’atmosphère urbaine. Ces campagnes, basées sur la protection de la santé publiques permettent aux pouvoirs publics de justifier auprès de l’opinion, des augmentations de taxes sur les carburants et sur le gazole, en particulier.

  Lors d’un colloque sur la pollution urbaine, auquel participait l’auteur de ces lignes, une journaliste de télévision, vitupérant contre la pollution due aux automobiles, déclarait qu’il fallait restreindre l’usage de la voiture en ville et, pour cela, augmenter considérablement les taxes sur les carburants de telle sorte que ce soit dissuasif pour utiliser sa voiture.  Mais dissuasif pour qui ?... pour ceux qui ont les revenus les plus faibles ! Les taxes, en effet, accroissent les inégalités sociales et apportent une discrimination supplémentaire par l’argent.

  Les campagnes médiatiques contre le Diesel (certains proposant même que le Diesel soit interdit en ville) ne sont pas sans conséquences économiques. Ainsi, au cours du 1er semestre de 1996, le nombre d’immatriculations de voitures a augmenté, en France, par rapport à l’année précédente. Mais c’est surtout les importations qui ont augmenté, cependant que la vente des Diesel des deux principaux constructeurs Renault et Peugeot a nettement diminué. Y a-t-il une relation de cause à effet ou s’agit-il d’une simple coïncidence ?

  De grand progrès ont été réalisés sur le moteur Diesel mais il en reste à faire pour diminuer les émissions de particules afin d’améliorer la qualité de l’air. Le Diesel, qui a l’avantage d’un meilleur rendement énergétique que le moteur à essence, a sa place dans le parc automobile, ne serait ce que pour une utilisation rationnelle des produits pétroliers, pour un équilibre optimum entre l’industrie pétrolière et l’industrie de l’automobile.

  Notons que l’abaissement prochain de  la teneur en soufre du fioul domestique et du gazole, de 0,2 % à 0,05 %, devrait avoir pour conséquence une diminution de l’acidité des particules émises lors de la combustion de ces produits et, donc, une diminution de la nocivité potentielle des particules.

Les oxydes d’azote.

  Les oxydes d’azote présents dans l’atmosphère sont, essentiel-lement :

· l’hémioxyde (ou protoxyde d’azote) N₂O, principalement d’origine naturelle

· le monoxyde (ou oxyde azotique) NO

· le dioxyde (ou peroxyde d’azote) NO₂

  Le mélange de monoxyde et de dioxyde est souvent représenté par le symbole Nox.

Les oxydes d’azote d’origine naturelle.

L’azote de l’atmosphère est fixé par les végétaux et les bactéries du sol sous forme de nitrates. La majeure partie des nitrates sont décomposés par les bactéries anaérobies du sol avec émission d’azote (N₂) d’hemioxyde (N₂O) et, pour une petite partie, de monoxyde (NO) et de dioxyde (N0₂).

  Les échanges entre l’atmosphère et le sol sont très importants. Les émissions de N₂O sont de l’ordre de 1 milliard de tonnes par an.

  Les émissions naturelles de NOx sont environ dix fois les émissions dues à l’activité humaine mais comme elles sont réparties sur toute la surface de la terre, la concentration « naturelle » en NOx, au niveau du sol, est faible, de 3 à 4 microgrammes (g) par m³ d’air.

  Notons que Stéphane Henin (de l’Académie d’Agriculture) a calculé que sans le retour à l’atmosphère de l’azote par l’action des bactéries de la dénitrification il y a bien longtemps qu’il n’y aurait plus d’azote dans l’atmosphère. Ceci pour illustrer l’importance des échanges d’azote entre le sol et l’atmosphère.

  Il se forme aussi des oxydes d’azote NOx par réaction entre l’oxygène et l’azote de l’atmosphère sous l’action de l’électricité atmosphérique. On estime que, par ce processus, l’apport d’azote, au sol, sous forme d’oxyde est en moyenne de 4 à 10 kg par hectare et par an.

Remarque : L’hémioxyde N₂O est oxydé, dans la stratosphère, par action de l’ozone et du rayonnement ultraviolet, en formant du dioxyde NO₂ puis de l’acide nitrique NO₃ qui rejoint la basse atmosphère et est ramené au sol par les pluies..

  Dans la basse atmosphère, N₂O est chimiquement inerte et n’est pas considéré comme un polluant de l’air bien qu’il ne soit pas sans effet biologique. C’est un excitant du système nerveux et, à forte concentration, il a des propriétés anesthésiques. C’est du reste, le premier anesthésique qui a été utilisé (en 1844, par un dentiste : Horace Wells).

Les oxydes d’azote produits par les activités humaines.

Lors des combustions, l’oxygène et l’azote de l’air se combinent sous l’effet de la chaleur (à partir de 1 000° C environ) pour former le monoxyde de l’azote NO, en quantités d’autant plus grandes que la température est plus élevée. Au contact de l’air, NO s’oxyde en NO₂, seulement si la concentration en NO est élevée. Ainsi, à la sortie du tuyau d’échappement  des moteurs de véhicules c’est au maximum 10 % du NO qui est oxydé :

                          2 NO + O₂2NO₂

  La réaction s’arrête lorsque la concentration en NO devient faible, par suite de la dilution dans l’air.

  L’oxydation de NO en NO₂ se poursuit dans l’atmosphère par l’action de l’oxygène, du rayonnement solaire et des composés organiques volatils (les COV) comprenant des hydrocarbures des aldéhydes, des alcools etc...

  Le processus d’oxydation est très complexe et peut faire intervenir les réactions suivantes :

  a) oxydation d’hydrocarbures éthyléniques ou aromatiques par action du rayonnement solaire avec formation de radicaux organiques et du radical oxydryle OH :

  RH + O₂RO. + OH

  b) réactions des radicaux RO et OH :

  RO + O₂ + NORO₂ + NO₂

  RO₂ + NORO +NO₂

  RH + OHR + H₂O

  R + O₂RO₂

  RO₂ + NORO + NO₂

  c) réactions sur les aldéhydes :

  R-CHO + OHRCO + H₂O

  RCO + O₂RCO₃

  RCO3 + NOR + CO2 +NO2

  d) réactions avec l’oxyde de carbone CO :

  CO + OH + O₂CO₂ + HO₂

  HO₂ + NONO₂ + HO

  etc...

  Ces réactions radicalaires d’oxydation interviennent aussi dans la formation d’ozone (O₃) cependant que par photolyse, par action du rayonnement UV de longueur d’onde inférieure à 400 nanomètres (nm), NO₂ est décomposé :

  NO₂NO +O

  O + O₂O₃

  Si l’atmosphère est suffisamment concentrée en NO, l’ozone est détruit selon la réaction :

  O₃ + NONO₂ + O₂

  Cette réaction contribue à limiter la concentration en ozone (voir le chapitre « ozone »)

  Cette énumération de réactions n’est pas limitative. Elle donne simplement un aperçu de la complexité des phénomènes atmosphériques.

  Les réactions entre les différents composés présents dans l’atmosphère conduisent aussi à d’autres polluants secondaires comme le peroxy-acetyl-nitrate (le PAN) par réaction entre des composés organiques oxydés et NO₂ :

CH₃ CO₃ + NO₂CH₃ CO-O₂-NO₂

  Le PAN est souvent cité comme un polluant particulièrement gênant mais les concentrations relevées en France sont toujours très faibles par rapport aux recommandations de l’OMS (300 g par m3 pour une exposition de 1 heure et 80 microgrammes pour 8 heures)

  Les réactions présentées dans ce texte montrent le rôle décisif des composés organiques volatils dans l’oxydation de NO en NO2 et dans la formation des polluants photo-oxydants.

Les émissions d’oxydes d’azote (NOx).

Pour l’ensemble de la France, elles sont de l’ordre de 1,5 millions de tonnes par an et n’ont guère varié depuis une quinzaine d’années. Les émissions d’origine naturelles sont environ le double mais celles-ci sont réparties sur l’ensemble du territoire tandis que les émissions d’origines humaines sont concentrées en des sites de surfaces restreintes et, particulièrement dans les agglomérations où les émissions sont dues aux véhicules automobiles et camions, pour 70 à 75 % et le reste dû aux combustibles pour l’industrie et le chauffage.

Normes de qualité de l’air et réglementation.

L’OMS recommande pour la protection de la santé publique de ne pas dépasser les valeurs suivantes :

  400 g de NO₂ par m3 pour une durée de 1 heure

  150g de NO₂ par m3 pour une période de 24 heures

  La CEE (directive 85/203du 7 mars 1985) fixe une valeur limite de 200 g de NO₂ par m³ pour le percentile 98 des moyennes horaires annuelles ; autrement dit, la moyenne de 2 % des valeurs horaires les plus élevées mesurées dans l’année ne doit pas être supérieur à 200 g de NO₂ par m³.

Les concentrations en NO2 dans l’atmosphère des villes françaises.

L’évolution des concentrations en NO2 ne peut être connue sur une longue période, car ce n’est que depuis 10 à 15 ans que des mesures systématiques sont effectuées pour NO2.

  A Paris, comme le montre le tableau n° 4, les concentrations moyennes annuelles en NO2 n’ont guère varié depuis une dizaine d’années.

Tableau n° 4 : Paris, Pollution par NO2.

Le maximum horaire de 400 g/m3 de la recommandation de l’OMS est parfois dépassé. Par exemple en 1991, on a noté une concentration de 510 g, à Paris, (au poste de mesures des Champs-Elysées) de 700 microgrammes à Lyon, et 560 microgrammes à Amiens. En 1992, la concentration a atteint 450 g à Toulouse, 420 g à Besançon et 480 g à Mulhouse. Ces concentrations élevées sont de courte durée. Le percentile 98 de la Directive CEE de 200 g/m3 est rarement dépassé : en 1991, 220 g à Lyon-Terreaux et 205 g à Marseille. En 1992, seule la station de Lyon-Terreaux a atteint les 200 g du percentile 98 de la Directive.

Les effets des oxydes d’azote sur la santé.

  Il convient d’examiner séparément les effets du monoxyde NO et ceux du dioxyde NO2.

Effets du monoxyde NO.

Nous n’avons pas connaissance de cas d’intoxication graves par NO. Pour de fortes concentrations en NO, il y a transformation de l’hémoglobine en méthemoglobine (Met-hb), entraînant une diminution de la capacité de transport de l’oxygène par l’hémoglobine ; Des essais effectués avec des concentrations de 3 mg de NO par m3 d’air (concentrations bien plus fortes que les concentrations maximales atmosphériques) montrent qu’il n’y a pas formation de Met-hb.

  Aux concentrations présentes dans l’atmosphère, NO n’a pas d’effets pathogènes mais, vraisemblablement, un effet bénéfique sur la fonction respiratoire ! Voici plusieurs années que NO est utilisé, en techniques de réanimation à Paris, à l’hôpital Lariboisière, avec des concentrations relativement élevées. Inhalé à des concentrations de 30 à 100 mg par m³ d’air, NO provoque une vasodilatation et abaisse la pression artérielle pulmonaire. Il agit efficacement contre le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) car il favorise l’oxygénation du sang en améliorant les échanges gazeux dans les poumons. NO permet ainsi, dans les cas de SDRA, de diminuer l’inhalation d’oxygène pur, toxique pour les poumons.

Les effets du dioxyde d’azote NO_2.

Les effets pathologiques de NO₂ ont été mis en évidence dans des circonstances accidentelles de travail. Exposés à une concentration de 10 mg de NO₂ par m³, des travailleurs ont présenté des troubles respiratoires très marqués mais transitoires ; ces troubles disparaissent après arrêt de l’exposition. Pour une exposition prolongée à des concentrations supérieures à 100 mg de NO₂ par m³, il se produit des irritations pulmonaires et une diminution persistante de la fonction respiratoire.

Le cas de Los Angelès : par suite de conditions météorologiques défavorables, il se produit souvent, en été, une pollution importante de « smog oxydant ». Ce smog est dû à des réactions photochimiques produites par le rayonnement solaire sur les polluants de l’atmosphère. Cette pollution provoque une irritation de l’appareil respiratoire mais les symptômes disparaissent lorsque la pollution diminue sans laisser de séquelles. Quelle est la part due au NO₂ dans la formation de ce smog ? Il est intéressant de considérer les seuils d’alerte établis en Californie en 1963 pour les oxydes d’azote :

  Un premier seuil pour 6 mg de NO₂ par m³

  Un deuxième pour 10 mg/m³ (correspondant à une irritation des bronches)

  Un troisième seuil à 20 mg/m³ (susceptible de causer des accidents graves) ces concentrations sont très élevées et les valeurs maximales ont été fortement diminuées depuis lors.

  L’EPA (Agence Américaine pour la protection de l’environnement) fixe une concentration moyenne annuelle à ne pas dépasser de 100 g de NO₂ par m³ (notons que cette valeur n’est jamais atteinte en France). L’Etat de Californie fixe la valeur maximale sur une heure à 900 g/m³.

  En fait, aucune preuve n’a été apportée sur la nocivité éventuelle de NO₂, aux concentrations présentes dans l’atmosphère. Des expositions de plusieurs heures à des concentrations jusqu’à 6 mg de NO₂ par m³ n’ont pas produit de modifications sensibles de la fonction respiratoire ; sur des sujets en bonne santé ou même, présentant des maladies pulmonaires.

  L’enquête épidémiologique PAARC6 apporte une réponse instructive à la question de l’effet du NO₂ atmosphérique.

  Dans cette enquête, la concentration en NO₂ varie de 12 à 61 g en moyenne annuelle et la concentration en NO de 7 à 145 g/m3. L’analyse statistique montre une corrélation positive entre la concentration en oxydes d’azote et le volume expiré maximum par seconde (VEMS) La corrélation est établie aussi bien pour NO que pour NO₂. L’effet bénéfique sur le VEMS est plus marqué pour les enfants que pour les adultes. Cette corrélation positive peut sembler surprenante en ce qui concerne NO₂ mais elle est étayée par les expériences faites sur des cultures sur membranes de cellules pulmonaires en atmosphères contrôlées7. Dans ces essais, on mesure la vitalité des cellules en fonction de la teneur en NO₂ du mélange air-NO₂. La cytotoxicité de NO₂ est bien mise en évidence pour de fortes concentrations en NO₂.

La vitalité est diminuée à partir de 6 mg de NO₂ par m³ mais elle est augmentée pour de faibles concentrations : augmentation de 10 à 30 % de la vitalité, selon les souches, pour 2 mg de NO₂ par m³ d’air. Il sera intéressant de développer de telles études, (selon la méthode décrite par C. Voisin8) sur les effets des polluants de l’atmosphère.

  En conclusion, nous sommes amenés à considérer que les oxydes d’azote, aux concentrations présentes dans l’atmosphère n’ont pas d’action pathogène sur la fonction respiratoire.

  Cependant, en association avec les autres polluants atmosphériques, il peut se produire, notamment sous l’effet du rayonnement solaire, des réactions conduisant à des composés secondaires en concentration suffisante pour avoir des effets indésirables.

L’OZONE.

  La pollution par l’ozone constitue un cas complexe qui, sur le plan médiatique est généralement l’objet d’erreur, d’interprétation et, sur le plan scientifique, l’objet de conclusions parfois contestables.

  Généralement, la présence d’ozone dans la troposphère est présentée comme une pollution nouvelle produite par l’activité humaine et, plus spécialement, par la circulation automobile. Or, la présence d’ozone dans la troposphère n’est pas un fait nouveau ; l’ozone est un constituant naturel de l’atmosphère, de la troposphère comme de la stratosphère.

  Sur le plan de la santé, il règne aussi une grande confusion sur les effets pathogènes de l’ozone. Lors des périodes de pollution photo-oxydante (qui se produisent, en été, par fortes chaleurs et ensoleil-lement et conditions météorologiques défavorables pour la dispersion des polluants) les sensations désagréables ressenties par la population sont attribuées à l’ozone alors que les symptômes correspondent à d’autres polluants.

Mécanismes de formation de l’ozone.

Les mécanismes de formation sont très différents selon qu’il s’agisse de l’ozone stratosphérique ou de l’ozone troposphérique.

L’ozone stratosphérique.

L’ozone (O₃) est formé par action sur l’oxygène du rayonnement ultraviolet de longueur d’onde inférieur à 240 nanomètres (nm) selon la réaction de dissociation :

                                                 O₂ O + O(*)

                                                 O2 + OO₃

   L’ozone est décomposé par les radiations UV de longueur d’onde inférieure à 310 nm.

                                                 2O₃3O₂

  Il résulte des deux réactions que les radiations solaires de longueurs d’ondes  inférieures à 310 nm sont arrêtées dans la stratosphère et ne parviennent donc pas dans la basse atmosphère.

  La concentration en O₃ de la stratosphère (appelée « couche d’ozone ») dépend des vitesses relatives de formation et de destruction. Cette concentration n’a pas présenté de variations sensibles depuis une trentaine d’années qu’elle est mesurée, à l’aide du spectrophotomètre Dobson. La concentration moyenne en O3 est de 300 « unités Dobson », ce qui correspond à une « couche d’ozone » de 3 mm d’épaisseur, calculée dans les conditions normales de température et de pression.

  La concentration en O₃ de la stratosphère est bien plus grande que celle de la troposphère. On considère qu’une partie de l’ozone présent dans la troposphère provient de la stratosphère.

L’ozone troposphérique.

Comme les radiations solaires de longueurs d’onde inférieure à 240 nm sont entièrement arrêtées dans la stratosphère, c’est par un mécanisme différent que l’ozone se forme dans la troposphère. Cependant, le seul mécanisme de formation de O₃ est la réaction entre l’oxygène O₂ et l’atome d’oxygène O :

O₂ + OO₃

  Dans la troposphère, l’atome d’oxygène O ne peut guère provenir que de la photolyse du dioxyde d’azote NO₂ :

 
NO₂ NO + O

par action de radiations de longueurs d’onde inférieures à 400 nm.

  Du fait de ces deux réactions, on considère souvent que ce sont les oxydes d’azote qui sont la cause de l’existence de fortes concentrations en ozone. Ce n’est que partiellement exact.

  En effet, la formation d’ozone est limitée par la réaction entre NO et O₃ :

NO + O₃NO₂ + O₂

  Pour que les oxydes d’azote puissent former de fortes concentrations en ozone, il faut que le rapport des concentrations  soit  très élevé, de l’ordre de 10, ce qui ne se produit que très rarement. La formation de quantités importantes d’ozone nécessite l’intervention des hydrocarbures et autres composés organiques volatiles (COV), de la même façon que les COV interviennent dans l’oxydation de NO en NO₂, comme on l’a vu précédemment. Par la formation d’atomes d’oxygène O, NO₂ intervient comme initiateur de réactions radicalaires en chaînes, selon un processus catalytique dans lequel NO₂ et les radicaux libres sont régénérés. Il s’ensuit qu’en présence de COV, il suffit de faibles concentrations en NO₂ pour qu’il y ait formation de quantités importantes de O_3. Comme la présence du monoxyde NO en concentration notable limite la formation d’ozone, ce n’est pas dans les lieux où la concentration en oxydes d’azote est importante que les teneurs en ozone sont les plus grandes, comme nous le verrons dans les pages suivantes.

  Parmi la multitude de réactions possibles citées dans la littérature, nous indiquerons quelques réactions qui interviennent dans le processus de la formation d’ozone :

  1) formation de radicaux libres * R et OH à partir d’un atome d’oxygène O, produit par la photolyse de NO₂, par action sur un hydrocarbure RH

  RH + O R+ OH

  2) réactions des radicaux libres avec l’oxygène O₂ avec formation de peroxydes HO₂ ou RO₂

  R + O₂ RO₂

  OH + RHR + H₂O et R +O₂RO₂

  Réaction avec l’oxyde de carbone CO :

  OH + COCO₂ + H

  H + O₂HO₂

  3) Oxydation du monoxyde d’azote NO :

  NO + RO₂NO₂ + RO

  NO + HO₂NO₂ + OH

  avec régénération de NO₂ et des radicaux libres.

  Un autre mode de formation de radicaux libres est l’oxydation d’hydrocarbures éthyléniques :

  R - CH=CH - R + O₂2 RCHO

  Il y a formation d’aldéhyde RCHO qui peut être transformé selon les réactions suivantes

  - par photo dissociation :

RCHOR + CHO

              ou                    H + RCO

par réaction photochimique avec O₂ :

RCHO + O₂ RCO^l + HO₂^l

L’oxydation du radical RO conduit aussi à la formation d’aldéhyde :

  RO + O₂ R’CHO + HO₂

  Les aldéhydes, qui se forment aussi par oxydation incomplète des hydrocarbures dans les foyers de combustion et dans les moteurs, jouent un rôle notable dans la pollution photo-oxydante. Les aldéhydes sont en effet des composées irritants pour les muqueuses de l’appareil respiratoire et pour les yeux.

Concentrations moyennes en ozone en milieu naturel et en milieu urbain.

La concentration moyenne en O₃ est nettement plus forte dans le milieu naturel que dans l’atmosphère des villes. Dans celles-ci, la teneur élevée de l’air en monoxyde d’azote (NO) limite la formation d’O₃ comme indiqué précédemment selon la réaction :

NO + O₃NO₂ + O₂

  En milieu rural, la concentration en oxydes d’azote, et particulièrement en NO, est bien plus faible qu’en milieu urbain, cependant que les précurseurs de la formation d’ozone, les composés organiques volatiles (COV) sont présents en concentration notable. Les COV sont produits par les végétaux, notamment par les forêts. On estime que les forêts françaises émettent environ 1 million de tonnes de COV par an, soit autant que les émissions dues aux transports, voitures et camions. Notons que les arbres produisent aussi directement de l’ozone au cours de la synthèse chlorophyllienne.

  Certains auteurs considèrent que l’O₃ présent en milieu rural n’est pas dû à des phénomènes naturels mais provient de la pollution des villes transportée par les vents vers l’espace rural. C’est sans doute parfois exact, pour les campagnes voisines des villes mais les mesures effectuées en des lieux très éloignés de toute activité humaine contredisent cette hypothèse. Ainsi, en plein Sahara, on trouve une concentration moyenne de 60 g d’O₃ par m^3. A la station forestière Duchesney, au Québec, des mesures effectuées lorsque le vent vient des régions inhabitées ont donné une concentration moyenne annuelle de 60 g/m³ avec des valeurs fréquentes supérieures à 100 g. La concentration en O₃ augmente avec l’altitude. A l’observatoire de la Jungfrau, dans les Alpes Suisses, à 3 500 m d’altitude, on a mesuré des concentrations moyennes de 200 g d’O₃ par m³ avec des pointes à 400 g/m3. A cette altitude, le rayonnement solaire est particu-lièrement efficace et il est aussi vraisemblable qu’une partie de l’ozone provient de la stratosphère.

  En France, au 45ème parallèle (ce qui correspond à la latitude de Bordeaux) la concentration naturelle varie, selon les auteurs, en moyenne annuelle de 60 à 80 g d’O₃ par m³, avec une moyenne de 25 g en hiver et de 100 g en été.

  Ces concentrations en ozone sont nettement plus élevées qu’en milieu urbain. Nous avons calculé les concentrations moyennes en ozone, pendant plusieurs années, dans 5 à 9 sites ruraux et autant de sites urbains. Les résultats sont indiqués dans le tableau n°5 :

Tableau n°5 :

Comparaison des concentrations moyennes en ozone entre sites ruraux et sites urbains :

(*) Le percentile 98 est la moyenne des concentrations horaires les plus fortes pendant 2 % du temps soit pendant les 175 heures les plus polluées dans l’année.

  L’analyse statistique de ces résultats donne une valeur de P comprise entre 0,05 et 0,01, ce qui signifie que les différences observées sont significatives selon une probabilité supérieure à 95 %. Autrement dit, il n’y a que 5 chances sur 100 que la concentration en O₃ en milieu urbain soit supérieure à la concentration en milieu rural, aussi bien pour les moyennes annuelles que pour les percentiles 98.

  Ces données montrent bien que la pollution par l’ozone n’est pas un fait nouveau qui serait créé par l’automobile contrairement à l’idée répandue par les médias, télévision, journaux et revues à grand tirage et aussi, plus surprenant, par un ouvrage aussi sérieux que Encyclopédia Universalis où l’on peut lire9 : « avec l’accroissement de la circulation automobile, une nouvelle pollution est apparue, celle que provoque l’ozone troposphérique. »

  Certes, l’automobile est responsable d’émettre bien des polluants mais l’ozone est mal choisi pour caractériser la pollution produite par les automobiles et ce n’est pas en se trompant de cible que l’on pourra améliorer l’atmosphère des villes.

Les épisodes de pollution aiguë.

C’est en été, par température élevée et fort ensoleillement que peuvent se produire des épisodes de forte pollution par l’ozone, dans certaines conditions météorologiques, généralement anticycloniques, avec absence de vent et inversion de température(**). Ces épisodes sont généralement de courtes durées, de quelques heures mais, exceptionnellement, peuvent durer pendant plusieurs jours. Ainsi, en septembre 1982, il y a eu sur toute l’Europe de l’Ouest, une situation anticyclonique et les concentrations en ozone furent importantes dans bien des villes.  A Roubaix, la teneur en ozone a été de 500 à 600 g/m³ pendant plusieurs heures dans les journées des 15, 16 et 17 Septembre. Ceci remonte à 14 ans : les épisodes aigus de pollution oxydante ne sont pas un fait nouveau. Ce n’est que relativement depuis peu de temps que des mesures systématiques de l’ozone sont effectuées en France. En Californie, où la pollution oxydante est particulièrement importante, les mesures de l’ozone sont faites depuis plus de trente ans. A cette époque, des pointes de pollution, du même ordre que celles observées à Roubaix en 1982, sont fréquemment observées, notamment à Los Angelès, avec des maxima horaires atteignant 500 g/m³. En 1970, à Pasadena (près de Los Angelès) des pointes horaires de 1 000 g de O₃ par m³ ont été enregistrées.

A Paris, en Juillet et Août 1994, pendant plusieurs jours, la température fut élevée (de 33 à 35° C) avec un fort ensoleillement et des conditions météorologiques, anticycloniques, entraînant une stagnation des polluants dans la basse atmosphère. Ceci a conduit à la formation de la pollution oxydante. Le 12 Juillet, la concentration maximale horaire a été de 260 g d’O₃ par m³. Les malaises et désagréments ressentis par la population ne peuvent pas être uniquement attribués à l’ozone. Les polluants accumulés du fait des conditions météorologiques comprennent à des concentrations élevées, de l’oxyde de carbone, du dioxyde d’azote, des hydrocarbures, précurseurs de l’ozone et de bien d’autres composés oxydants, des radicaux libres très agressifs, des aldéhydes, irritants pour les muqueuses du système respiratoire et pour les yeux. Parmi les aldéhydes, citons particulièrement, le formaldéhyde (ou formol HCHO) et l’acroléïne (ou aldéhyde acrylique : CH₂ = CH - CHO). Ce dernier qui a été utilisé comme gaz de combat pendant la première guerre mondiale, est, notamment, lacrymogène, même pour de faibles concentrations dans l’air.

  Pendant les périodes estivales de forte pollution, on attribue souvent à l’ozone des irritations des yeux, des larmoiements, des picotements dans les yeux... C’est une erreur d’interprétation, car l’ozone n’a pas d’effet lacrymogène ; ce sont d’autres composés issus de la photo-oxydation qui en sont responsables. L’ozone doit être considéré comme simplement un indicateur du niveau de la pollution photo-oxydante. Les épisodes de forte pollution photo-oxydante ne se produisent pas seulement dans les villes mais aussi en milieu rural. Ainsi, à Plan d’Aups, en Provence, dans la chaîne de la Sainte-Baume, à 700 m d’altitude, ou a mesuré, en 1991 une teneur maximale horaire de 260 g d’ozone. A Aubure, dans les Vosges, à 1100 m d’altitudes, la teneur maximale horaire a été de 220 g en 1991 et 1992. En plaine, à Brotonne, près de l’embouchure de la Seine, ces mêmes valeurs de 220 g ont été observées en 1991 et 1992...

Y a-t-il une augmentation de la fréquence des épisodes de forte pollution photo-oxydante ? Les spécialistes de la météorologie pour-raient répondre à cette question, car cela est lié à la fréquence des épisodes de situation anticyclonique. Nous pensons qu’il y a lieu de prévoir une augmentation de cette fréquence avec les modifications climatiques dues à l’accroissement de l’effet de serre.

 Ozone et santé.

 L’ozone est un oxydant puissant capable d’attaquer les tissus des voies respiratoires en provoquant des réactions inflammatoires.

 Les effets de l’ozone ont été étudiés sur des volontaires en bonne santé exposés à une atmosphère contenant des teneurs définies en O₃. Par une exposition à forte teneur en O₃ — 1000 g/m³ — et par une exposition prolongée (6 heures) à 200 g, il y a inflammation des voies respiratoires supérieures et inférieures avec diminution de la fonction respiratoire. Ces effets sont transitoires et disparaissent au bout d’une douzaine d’heures après l’exposition.

  Les effets sont très variables suivant les individus. Chez certains, l’ozone provoque même une augmentation de la fonction respiratoire. Ainsi, pour un ensemble de volontaires exposés pendant 6 heures à une concentration de 160 g d’O₃ par m³, on constate une variation du VEMS (Volume Expiré Maximum par Seconde) de +4% à ‑38%, ce qui laisse supposer une différence dans l’efficacité des défenses immunitaires (cela sera développé dans les pages suivantes) suivant les individus.

Des individus exposés quotidiennement à des concentrations de l’ordre de 1000 g d’O₃, présentent, au bout de 4 à 5 jours un phénomène d’adaptation : les effets de l’ozone sur les fonctions respiratoires disparaissent. Cette adaptation disparaît au bout de 2 à 3 semaines.

Il y a, selon toutes probabilités, une mobilisation, une augmentation des défenses immunitaires en fonction du niveau de l’agression, mais avec un certain retard. Il semble donc que l’organisme est surtout sensible aux variations de concentration en ozone, de même que l’appareil respiratoire est sensible aux variations brutales de température (d’où l’expression « prendre un coup de froid » qui diminue l’efficacité du système de défense et permet le développement de germes pathogènes, virus ou bactéries).

Les études épidémiologiques .

Elles sont très complexes et généralement très insuffisantes pour être significatives. Comme nous l’avons déjà écrit, l’ozone est un indicateur de la pollution photo-oxydante. Il faudrait tenir compte de tous les autres polluants qui s’accumulent lors des épisodes de pollution aiguë liés aux conditions météorologiques qui interviennent aussi dans les effets sur la santé : ainsi, à Athènes, lors d’une situation anticyclonique où la concentration en O₃ atteignant des valeurs élevées, c’est la température (40°C) qui est apparue comme la principale responsable de l’augmentation des hospitalisations et des décès pendant cette période (Athènes est une ville particulièrement polluée par O₃, SO₂, fumées noires, etc...En valeurs moyennes, les teneurs en O₃ et en SO₂ sont 7 à 8 fois celle de Paris).

Les auteurs d’études épidémiologiques effectuées à New-York et à Los Angeles10, ont conclu à une augmentation de 0.3 décès par jour pour 100 g d’O₃ par million d’habitants. Comme les concentrations horaires maximales étaient de 400 g d’O₃ par m³ pendant les périodes considérées pour l’étude, il y aurait donc 1.2 décès supplémentaires par jour, soit une augmentation de 4.5% par rapport au taux de mortalité aux USA (9.4% par an soit 25.8 décès par jour pour 1 million d’habitants). Cette faible augmentation du nombre de décès attribué à l’ozone n’est pas significative compte tenu de tous les facteurs de confusion (conditions météorologiques, chaleur, humidité et ensemble des polluants).

En ce qui concerne les effets de l’ozone à long terme, il n’y a guère eu d’études épidémiologiques pour lesquelles les facteurs de confusion seraient encore plus importants que pour les épisodes de forte pollution. Si les effets de l’ozone seul, sur la santé, étaient très marqués, ce serait en milieu rural que ces effets seraient les plus importants, car c’est en milieu rural que la concentration moyenne et le percentile 98 sont les plus élevés et aussi pendant un nombre d’heures plus grand. En effet, en milieu rural, la concentration en O₃ ne diminue sensiblement pas après le coucher du soleil, contrairement à ce qu’il en est en milieu urbain où la concentration en O₃ diminue rapidement quand il n’y a plus d’ensoleillement, du fait de la destruction de l’ozone par le monoxyde d’azote (NO) émis par la circulation automobile.

On peut, du reste, poser la question : l’ozone est-il un polluant, stricto sensu, puisqu’il se forme naturellement, indépendamment des activités humaines ?

  Les défenses immunitaires.

            L’action de l’ozone sur les tissus du système respiratoire a pour conséquence la formation de peroxydes-peroxyde d’hydrogène, H₂O₂-peroxydes organiques dont, notamment, des peroxydes lipidiques par oxydation des lipides constituants les membranes cellulaires. Ces peroxydes, et notamment H₂O₂, conduisent à la formation de radicaux libres, dont les radicaux hydroxyles HO, très toxiques pour les cellules.

  Le système respiratoire possède des défenses très efficaces contre les oxydants. En effet, il se forme constamment, dans le processus respiratoire, des peroxydes et des radicaux libres. Dans ce processus, l’oxygène, nécessaire à la respiration, est réduit par action des oxydases (la cytochrome oxydase, une enzyme à base de cuivre) qui conduit à la formation d’eau (H₂O) mais il se forme aussi de petites quantités de peroxyde d’hydrogène (H₂O₂). Ce peroxyde est normalement détruit par la catalase (une enzyme à base de fer). Soulignons que pour les bactéries anaérobies strictes, l’oxygène est très toxique, car ces bactéries sont dépourvues de catalase. Les peroxydes organiques sont également détruits par les peroxydases et par l’action des antioxydants apportés par l’alimentation : l’acide ascorbique (vitamine C) et les tocophérols (vitamine E). Parmi les enzymes qui interviennent dans le système de défense, citons les superoxydes-dismutases (SOD), enzymes à base de cuivre, de zinc ou de manganèse, et, particulièrement la sélénio-glutathion-peroxydase, enzyme à base de sélénium.

L’appareil respiratoire possède ainsi un système de défense très efficace contre les peroxydes formés dans le métabolisme et aussi contre les oxydants dont l’ozone. Cependant, l’organisme peut être affaibli par des carences alimentaires en vitamines C et E et aussi par des carences en oligo-éléments — les éléments traces nécessaires à la formation des peroxydases : Fer, Cuivre, Manganèse, Sélénium. Le fer, le zinc, le sélénium font souvent l’objet de carences ou de sub-carences dans la population française et ceci peut contribuer à diminuer la résistance aux effets de l’ozone et des autres oxydants présents dans l’atmosphère.

Recommandations et réglementation.

Pour la protection de la santé publique, l’OMS estime que, pour une durée de 1 heure, la concentration en ozone ne doit pas dépasser 200 g par m³ et, pour une durée de 8 heures, 100 à 120 g. Remarquons que dans cette affaire d’ozone, l’OMS ne s’engage guère, car ces concentrations sont celles que l’on trouve souvent, en été dans l’air « naturel », et même parfois dépassés...

  La directive CEE n° 92/72 du 13 Octobre 1992 est une copie de la réglementation allemande de 1990. Elle donne, comme concentration à ne pas dépasser, en valeur moyenne sur 8 heures, 110 g d’O₃. Si la teneur en O₃ atteint 180 g pour une période de 1 heure, il y a obligation d’informer la population et de conseiller de prendre des précautions : le séjour en plein air est déconseillé ; les efforts physiques intenses ou de longue durée doivent être évités.

  Si la teneur dépasse 360 g d’O₃ sur une heure, il faut « alerter la population ». Ce dispositif « d’alerte à la population » ne nous semble guère raisonnable, à moins de prévoir des mesures complémentaires, par exemple (pourquoi pas ?) la distribution de masques à gaz (comme en 39-40 !). Un tel système « d’alerte » risque fort d’avoir, sur les personnes normalement angoissées, des effets psycho-physiologiques plus néfastes que l’ozone...

REMARQUE :

  Le gouvernement français projette de prendre des mesures d’interdiction de la circulation automobile en ville lorsque la concentration en ozone atteint une certaine valeur. Une telle mesure peut avoir une certaine efficacité si toutes émissions de polluants — automobiles et autres sources — sont arrêtées avant que ne s’installe une situation météorologique défavorable pour la dispersion des polluants. Sans cela, la pollution par les précurseurs de l’ozone (hydrocarbures et autres COV, oxyde de carbone, dioxyde d’azote) étant déjà en place, la concentration en ozone risque fort d’être augmentée, du fait de l’arrêt des émissions de monoxyde d’azote, (produites par les automobiles). Le monoxyde d’azote, en effet réagit avec l’ozone et le détruit. L’avantage serait, cependant, qu’il n’y aurait pas augmentation des polluants autres que l’ozone.

  En compensation de l’interdiction de circulation, le gouvernement prévoit la gratuité des transports urbains...

  Ceci appelle quelques commentaires :

  1) Dans bien des villes et particulièrement à Paris, les transports urbains (trains de banlieue, métro, autobus — si l’interdiction ne frappe pas aussi les autobus ?) seraient sursaturés — d’où gêne supplémentaire pour les usagers, particulièrement par forte chaleur comme c’est généralement le cas quand il y a une forte pollution par l’ozone.

  2) La gratuité des transports n’apporte rien aux usagers habituels disposant d’un abonnement à la semaine ou au mois (carte orange par exemple)

  3) Pour dédommager de la perte de recette les compagnies de transport urbain, l’Etat ajouterait une taxe supplémentaire sur l’essence. Gageons que le revenu de cette taxe supplémentaire serait plusieurs fois supérieure au coût du dédommagement des compagnies de transport urbain. Soulignons ce paradoxe : les automobilistes frappés d’interdiction de circuler subiraient, en plus, une augmentation du prix de l’essence (le ticket de métro ou de bus « gratuit » risque de leur coûter cher !)

  Nous ferons une remarque particulière sur le problème des taxes ajoutées à tel ou tel produit pour la « protection de la santé », la « défense de l’environnement »... Taxes sur les déchets... Taxes d’assainissement, qui font plus que doubler les factures d’eau etc...  Quelque justifiées qu’elles puissent paraître, ces taxes augmentent les prix à la consommation et frappent d’autant plus les consommateurs les moins fortunés. Ces taxes contribuent à augmenter les inégalités.

  Au cours d’une réunion à laquelle participait l’auteur de ces lignes, une journaliste de la télévision, vitupérant contre la pollution automobile, déclarait « qu’il fallait porter les taxes sur les carburants à un niveau très élevé, à un niveau tel qu’il soit dissuasif pour utiliser sa voiture ». Dissuasif pour qui ? Pour ceux dont les revenus sont les plus faibles bien évidemment...

  Pour résoudre les problèmes d’environnement, il y a d’autres moyens que les taxes qui sont des ponctions inégalitaires sur les citoyens.

  Les « défenseurs de l’environnement » sont souvent partisans du principe « pollueur-payeur ». Mais songent-ils que toute taxe prise selon ce principe se retrouve, quasi nécessairement dans les prix à la consommation ? Songent-ils toujours aux répercussions sur le plan social que peut avoir telle mesure proposée aussi louables que puissent être les intentions ?

  Nous terminerons par cette citation du célèbre toxicologue, le Professeur Truhaut11 :  « ...Il convient de tempérer les exigences par-fois outrancières des hygiénistes et des toxicologues par une appréciation des conséquences sociales et économiques néfastes qui pourraient résulter d’attitudes trop rigides... » C’était, il y a 30 ans, l’économie était en expansion et le taux de chômage quasiment nul !

Les composés organiques volatiles (COV).

  Les COV présents dans l’atmosphère comprennent des centaines de composés différents : des hydrocarbures (principalement du méthane), des aldéhydes, des cétones, des esters, etc...

  Sur le plan mondial, on estime que les émissions naturelles, produites par le métabolisme et par la décomposition des végétaux sont, environ, 5 fois les émissions dues à l’activité humaine. En France, les émissions anthropogéniques sont de l’ordre de 1,8 million de tonnes par an, dont environ la moitié est due aux transports, principalement aux véhicules à essence. Les émissions produites par les forêts sont évaluées à 1 million de tonnes.

Les émissions anthropogéniques sont très inégalement réparties. Elles sont importantes dans certains sites industriels et dans les villes, par suite de la circulation automobile. C’est dans ces sites et en centre ville que les concentrations atmosphériques en COV sont les plus importantes. Dans les villes, la concentration moyenne annuelle est de 1 à 3 mg de COV par m³. Les valeurs maximales pour 1 heure sont généralement comprises entre 5 et 10 mg sur certains sites industriels (à Carling, Petite-Couronne...) le maximum horaire dépasse parfois 15 et 20 mg par m³.

  Les composés organiques présents dans l’atmosphère ont des effets très différents sur la santé. Le méthane, aux concentrations présentes, est sans effet, de même qu’il n’intervient guère dans les réactions photochimiques (citées au chapitre ozone). Aussi, conviendrait-il de mesurer non pas les hydrocarbures mais les composés non méthaniques (HCNM). La mesure des HCNM est délicate et il n’existe pas encore d’appareils automatiques permettant le dosage en continu des HCNM.

  Certains composés sont très nocifs, irritants des tissus de l’appareil respiratoire, particulièrement les aldéhydes cités par ordre croissant de nocivité :

· aldéhyde éthylénique (CH₃ CHO)

· aldéhyde formique (HCHO) ou formol

· aldéhyde acroléïque (CH₂ = CH-CHO) ou acroléïne.

  Il est à noter que les additifs oxygénés de l’essence — méthanol-éthanol — MTBE (Methyl tertio butyl-éther) augmentent les quantités d’aldéhydes émises lors de la combustion.

  Les aldéhydes se forment aussi par réactions photochimique.

  Les COV sont surtout gênants, particulièrement les hydrocarbures éhyléniques et aromatiques, par leur action dans la formation de la pollution photo-oxydante sous l’effet du rayonnement solaire (voir le chapitre ozone)

L’oxyde de carbone.

  Les émissions naturelles d’oxyde de carbone (CO) sont très importantes, produites par les végétaux supérieurs, les algues, le plancton, etc... Il se forme également de l’oxyde de carbone dans la respiration humaine.

  Les émissions naturelles sont environ dix fois les émissions dues à l’activité humaine. Comme elles sont réparties sur l’ensemble de la planète, la concentration moyenne « naturelle » est de l’ordre de 0,1 mg par m³ d’air. L’équilibre est maintenu par l’absorption très active des micro-organismes du sol.

  Les émissions anthropogéniques sont principalement dues aux combustions de matières carbonées : charbon, bois, hydrocarbures. Lors des combustions, il se forme d’abord exclusivement du CO, lorsque la température est supérieure à 1 000 °C, puis le CO s’oxyde en CO₂ si les gaz contiennent suffisamment d’oxygène et ne sont pas trop rapidement refroidies.

  Les cas d’intoxication mortels par CO ont fortement diminué depuis l’abandon du chauffage à l’aide des poêles à charbon. De telles intoxications existent encore, notamment produites par la combustion de « gaz naturel » lorsque la flamme est refroidie brusquement : c’est le cas des chauffe-eau à gaz non raccordés à un tuyau d’évacuation extérieure.

Les effets du CO sur la santé.

L’oxyde de carbone pénètre aisément dans les alvéoles pulmonaires et se combine à l’hémoglobine beaucoup plus rapidement que ne le fait l’oxygène. Il se forme du carboxyhémoglobine, complexe stable, qui n’assure pas le transport d’oxygène nécessaire à la vie des cellules : le système nerveux est particulièrement affecté, car il est très sensible à la privation d’oxygène. L’inhalation de CO entraîne des maux de tête, des vertiges et des troubles sensoriels, particulièrement une diminution de l’acuité visuelle. Ces symptômes sont dus à la privation d’oxygène. Un autre effet du CO, dû à des modifications biochimiques, est le dépôt de cholestérol sur les artères, produisant des troubles cardio-vasculaires.

  La mort survient par anoxie (manque d’oxygène) lorsque le taux de carboxyhémoglobine du sang atteint 65 % de l’hémoglobine initiale. Ceci est obtenu par exposition pendant plusieurs heures à une atmosphère contenant 1 500 mg de CO par m³ d’air.

Les émissions anthropogéniques.

En France, les émissions de CO sont en légère diminution depuis quelques années comme le montre le tableau n°6

Tableau n°6 :

En 10 ans, les émissions de CO ont donc diminué de près de 13 %. Ceci est obtenu malgré une augmentation de la circulation automobile, grâce aux perfectionnements apportés aux moteurs

  Les émissions de CO sont en effet, produites, principalement, par les véhicules à essences. C’est donc en centre ville et près des artères à grande circulation que les concentrations atmosphériques en CO sont les plus importantes.

Normes de qualité de l’air.

Il n’y a pas de directive de la CEE sur les concentrations en CO. L’OMS indique comme concentrations admissibles les valeurs suivantes :

· 100 mg par m³ pour une durée de 15 minutes

· 60 mg par m³ pour une durée de 30 minutes

· 30 mg par m³ pour une durée de 1 heure

· 10 mg par m³ pour une durée de 8 heures

Les concentrations atmosphériques en CO.

Il n’y a, en France, que 34 postes de mesures automatiques du CO, répartis dans 20 villes. Les teneurs mesurées dépendent beaucoup du lieu d’implantation et il est difficile de définir, pour une ville, une concentration moyenne à laquelle serait exposé l’ensemble de la population. CO est un gaz légèrement plus léger que l’air, très fluide, qui diffuse rapidement dans l’atmosphère.

  Comme les postes de mesure sont généralement placés aux endroits les plus exposés à la pollution, les valeurs relevées représentent des maxima, auxquels se trouvent cependant exposées certaines catégories de population dont les automobilistes, conducteurs de bus, etc...

  A titre indicatif, nous indiquerons quelques résultats de mesure et l’évolution des teneurs en CO au cours du temps.

Tableau n°7 :

  Concentrations moyennes annuelles en CO dans quelques villes, en mg par m³ d’air :

  Il y a peu d’évolution, les différences provenant vraisemblablement des variations des conditions météorologiques entre 1990 et 1991. Par contre, l’évolution est très nette sur une plus longue période

  A Paris (14^ème) la place Victor Basch, située au carrefour de six artères à grande circulation, est un lieu particulièrement pollué.

Tableau n°8 :

Evolution des teneurs en CO en fonction des années. Place V. Basch à Paris. Concentrations moyennes annuelles en mg de CO par m³ d’air.

  Le poste de mesure du Rond-Point des Champs Elysées, bien moins pollué que la place Victor Basch, indique aussi une évolution favorable.

Tableau n° 9 :

Evolution des concentrations moyennes annuelles à Paris, Rond-Point des Champs-Elysées.

  Le cas de Clermont-Ferrand est particulièrement intéressant.

  En 1978, on obtenait pour les 10 postes de mesure, une moyenne annuelle de 30,7 mg de CO par m³. L’un des postes indiquait une valeur de 55,7 mg. On notait aussi un maximum journalier de 325 mg pour l’un des postes, 300 mg pour un autre poste...

  En 1991, la moyenne annuelle pour le centre de Clermont n’est plus que de 2 mg par m³, le maximum horaire étant de 26 mg.

  On voit donc qu’il y a eu, au cours des décennies, une diminution importante de la pollution urbaine par l’oxyde de carbone. Il y a cependant des pointes de pollution dépassant la valeur recommandée par l’OMS de 30 mg/m³ en moyenne horaire.

  Ainsi, en 1991, on note une concentration horaire de 32 mg au poste des Champs-Elysées, de 43 mg à Marseille et même de 65 mg à Lyon.

  Des efforts sont à poursuivre. L’oxyde de carbone est aussi un précurseur de la pollution photo-oxydante mais c’est surtout, avec le SO₂, un polluant majeur de l’atmosphère urbaine.

  Pour réduire les émissions de CO, il nous semble que le pot catalytique « trois voies » ne serait pas la meilleure solution. Ce sys-tème nécessite des équipements coûteux (notamment pompe d’injection à commande électronique) et de fréquents réglages. Surtout, il semble mal adapté pour la ville, car ce n’est qu’au bout de plusieurs kilomètres que la température atteinte est suffisante pour le bon fonctionnement du système catalytique. Un pot d’oxydation catalytique fonctionnant à basse température serait plus efficace pour diminuer les imbrûlés de la combustion, oxyde de carbone, hydrocarbures et autres COV (à condition de ne pas se focaliser sur les oxydes d’azote, dont les émissions peuvent être diminuées par d’autres méthodes que le catalyseur trois voies).

EN CONCLUSION :

Ces pages donnent un aperçu du problème complexe qu’est la pollution de l’air. Elles montrent cependant que de grands progrès ont été faits dans l’amélioration de la qualité de l’air et qu’il en reste à faire. Si la situation des grandes villes françaises — dont Paris — est comparable à celle des métropoles des pays développés (New York, Londres, Tokyo...) il n’en est pas de même des grandes métropoles des pays en voie de développement (Mexico, Le Caire, São Paulo...) où il y a, effectivement, une pollution grandissante du même ordre que ce qui existait, il y a une trentaine d’années, dans les pays industrialisés.

  A titre de comparaison, le tableau n° 10 indique les concentrations en quelques polluants à Paris et à Mexico (année 1991).

Tableau n° 10

  Les concentrations actuelles à Mexico en SO₂ et fumées noires étaient les mêmes à Paris en 1965.

  Les polluants de l’atmosphère, produisant des irritations des voies respiratoires ou des dysfonctionnements physiologiques (comme le CO) ont comme conséquence de diminuer les défenses naturelles et de favoriser les attaques et le développement des micro-organismes pathogène. Les concentrations humaines des agglomérations facilitent,, évidemment, la propagation et la transmission de ces pathogènes, particulièrement dans les lieux publics (notamment dans les transports urbains) insuffisamment ventilés. Certaines conditions météorologiques (humidité, brouillard, stagnation de l’atmosphère) favorisent aussi la concentration et la survie des germes dans l’atmosphère.

LE RADON.

  Le Radon n’est pas stricto sensu, un polluant car il existe naturellement dans l’atmosphère et, depuis toujours, les hommes l’ont respiré.

  Le Radon (masse atomique 222) est produit par la désintégration du Radium 226 dont la quantité présente dans l’écorce terrestre est évaluée à 30 millions de tonnes.

  Le Radium 226, dont la période est de 1622 ans, n’existerait plus depuis longtemps s’il n’était pas produit en permanence par la désintégration de l’Uranium 238.

  Le Radium est inégalement réparti dans les différents constituants du sol. Les roches dont le granit, en contiennent davantage que les sols sédimentaires. La période du Radon est courte (3,8 jours) ; le Radon ne s’accumule donc pas dans l’atmosphère. La concentration en Radon est plus élevée au niveau du sol et diminue avec l’altitude.

  La radioactivité de l’atmosphère est due, essentiellement, au Radon, émetteur de haute énergie : 5,49 Mev* La teneur en Radon est mesurée d’après la radioactivité ; généralement exprimée en Becquerel (Bq) par m³ d’air (Le Bq(**)représente une désintégration atomique par seconde.)

  La concentration moyenne atmosphérique est estimée à 13 bq par m³ avec d’importantes variations suivant les régions en fonction de la teneur du sol en Uranium. Pour une même région, il y a des variations momentanées de concentration en fonction des conditions météorologiques. Les doses de radiations reçues par les habitants d’un même lieu seront aussi très différentes selon les conditions d’habitation. En effet, le Radon étant émis par le sol, la teneur dans les habitations est plus élevée aux rez-de-chaussée que dans les étages et elle est variable en fonction de l’efficacité de la ventilation.

  En outre, certains matériaux comme le granit, émettent aussi du Radon. Le niveau moyen de radiations auquel une population est exposée est difficile à déterminer. On peut cependant estimer, pour des études statistiques que le niveau moyen d’exposition est fonction de la teneur en Radon de la région considérée.

  Sauf pour les travailleurs professionnellement exposés, les doses de radiations reçues par la population proviennent essentiellement des sources naturelles. La dose moyenne reçue par année est estimée à 200 millirems (mrem) dont environ la moitié est due au Radon. En France, cette dose moyenne varie de plus ou moins 100 mrems suivant les régions.

  Une campagne de mesures a été faite récemment dans des habitations de 46 départements12. La moyenne par habitant de ces départements est de 61 Bq par m³ d’air. Les valeurs moyennes sont très différentes selon les départements ; par exemple, elle est de 30 Bq par m³ dans les Yvelines et de 238 Bq par m³ dans la Haute-Vienne où une valeur maximale de 4 787 Bq par m³ a été enregistrée.

Le risque cancérogène.

L’organisation Mondiale de la Santé (OMS) considère que la valeur-guide pour la qualité de l’air est une concentration nulle en Radon. Ceci est déterminé à partir des cas de cancers broncho-pulmonaires, en excès par rapport à la moyenne générale, constatés chez les mineurs d’uranium, exposés à de fortes concentrations en Radon pendant de longues années. A partir de ce fait, l’OMS extrapole aux faibles doses de radiations selon une relation linéaire, ce qui veut dire que le risque de cancer dû au Radon ne serait nul que pour une concentration nulle.

  Cette conception émane du principe Delaney , (que le sénateur américain Delaney fit adopter par le Congrès) établissant une relation linéaire entre dose et effet toxique. Ce principe est irréaliste car non seulement il ne tient pas compte de l’existence des défenses immunitaires qui protègent l’organisme de l’effet des éléments indésirables, jusqu’à une certaine dose mais encore il ignore l’existence et le rôle des oligo-éléments, des éléments-traces qui sont indispensables à la vie bien que très toxiques à fortes doses comme le cuivre, le chrome, le cobalt, le sélénium etc... Prenons le cas du sélénium, élément plus toxique que l’arsenic, dont la dose létale 50 (DL50) est de 500 mg. Le sélénium forme, avec le glutathion, la sélénio-glutathion peroxydase qui joue un rôle très important dans la protection des tissus (notamment pulmonaires) contre les peroxydes et les radicaux libres qui sont très toxiques pour les cellules et se forment constamment dans les processus métaboliques. Un exemple caractéristique des effets de carence en sélénium est la maladie de Keshan , une province de Chine où il y avait un taux très élevé de cardiomyopathie en l’état endémique : cette maladie disparut en supplémentant l’alimentation en sélénium. Tout ceci pour montrer que si le sélénium est mortel à forte dose, la dose zéro est également mortelle. Mais qu’en est-il des radiations ?

  Le cas des radiations ultraviolettes du soleil met en évidence la conception erronée du principe Delaney . Il est bien connu que des expositions prolongées et répétées aux radiations UV entraînent, au bout d’un temps plus ou moins long, des cancers de la peau. Mais par une exposition modérée, à faible dose, les radiations UV, par action sur les stérols des cellules de la peau, engendrent la formation de la vitamine D, antirachitique.

  De fortes expositions au Radon entraînent une augmentation de la fréquence des cancers broncho-pulmonaires mais, à l’exemple de l’effet des UV, de faibles irradiations dues au Radon, n’auraient-elles pas un effet bénéfique sur l’organisme ?

Les effets des faibles doses de Radon.

Il s’agit des faibles concentrations en Radon présentes dans les habitations auxquelles est exposée la population et non les doses élevées auxquelles furent autrefois exposés les travailleurs des mines d’Uranium. J. Pradel, Président de la Société Française de Radio-protection (SFRP) déclarait13 : l’homme depuis sa naissance vit dans un nuage de Radon émanant du sol sans qu’aucun effet sanitaire direct n’ait encore été mis en évidence, sauf pour quelques populations de mineurs d’Uranium...

  Selon A. Renoux14 : ... l’impact sanitaire réel du Radon dans les habitations n’a pas été mis en évidence de façon certaine...

 En vérité, s’il y avait une relation linéaire entre les doses de Radon et la fréquence des cancers broncho-pulmonaires, selon les conceptions de l’OMS et de l’EPA (Agence  Américaine de Protection de l’Environnement) cela se verrait, compte tenu des différences des teneurs en Radon selon les départements (par exemple, il y a huit fois plus de Radon dans la Haute-Vienne que dans les Yvelines) et ceci malgré les imperfections des analyses statistiques géographiques.

  C’est le contraire que l’on observe. Selon M. Tirmarche1516, les régions françaises à forte radioactivité naturelle (Bretagne, Massif Central) présentent une mortalité par cancer du poumon inférieure à celle de la population nationale.

  Cette observation est remarquablement confirmée par l’étude épidémiologique faite par B.L. Cohen (université de Pittsburg : USA)17. L’étude établit nettement une corrélation négative entre la concentration en Radon dans les habitations et le taux de mortalité par cancers broncho-pulmonaires. Autrement dit, plus la concentration en Radon est élevée et moins est grand le taux de mortalité par cancer. Dans cette étude, la concentration en Radon varie de 1 pCi/L (37Bq/m³) à 7pCi/L (260 Bq/m³). Les principaux résultats sont résumés dans le tableau suivant :

(*) Nombre de décès par cancers du poumon par an pour 100 000 habitants.

  Les radiations ionisantes, émises par le Radon produisent, par action sur les cellules, des peroxydes et des radicaux libres qui se forment aussi constamment dans le processus respiratoire.

  L’effet bénéfique mis en évidence dans l’étude de B.L. Cohen peut s’expliquer par une augmentation des défenses immunitaires (peroxydases notamment) qui détruisent les peroxydes, une mobilisation des défenses sous l’action des radiations. Bruce Ames, spécialiste de notoriété mondiale de la cancérogenèse a constaté que des cellules humaines cultivées in vitro résistaient mieux à de fortes radiations après exposition à des doses faibles18 qui produiraient donc une adaptation aux radiations des défenses naturelles des cellules.

  Une autre explication de l’effet du Radon peut-être envisagée, une explication qui s’ajouterait à celle de l’adaptation des défenses naturelles. On sait que les cellules cancéreuses sont très sensibles aux radiations ionisantes : c’est la base de la curiethérapie : les cancers pulmonaires peut-être détruits par irradiation à l’aide de rayons..

  Ne peut-on penser que les radiations du Radon, présent dans les bronches et les alvéoles pulmonaires, seraient capables de détruire les cellules cancéreuses dès leur formation ? Des cellules cancéreuses se forment constamment dans le processus respiratoire et sont norma-lement éliminées par phagocytose (sauf en cas de déficience des défenses immunitaires)

  M. Dousset19 apporte un éclairage intéressant sur les effets du Radon. Dans cette étude, mentionnée par A. Renoux, il conjugue les effets du tabac et les effets du Radon sur la fréquence des décès par cancer broncho-pulmonaires. On connaît les effets cancérogènes du tabac. Si le Radon, aux concentrations présentes dans les habitations, avait un effet cancérogène, il devrait y avoir un phénomène de synergie, additive ou multiplicatrice, produisant une augmentation notable du taux de décès en fonction de la concentration en Radon. M. Dousset indique, d’une part, les taux de mortalité par cancers broncho-pulmonaires par départements et, d’autre part, la vente de tabac par la SEITA, par département. La vente de tabac est exprimée en grammes par habitant par département et par an.

  Les départements peuvent être classés en trois catégories :

  a) Les départements à forte concentration industrielle où les taux de mortalité, à consommation égale de tabac, sont nettement plus élevés que dans les autres départements

  b) Les départements à faible teneur en Radon

  c) Les départements à forte teneur en Radon.

  Nous avons effectué, à partir des valeurs indiquées par M. Dousset, une analyse statistique des effets du tabac et du Radon (en excluant le groupe a ).

  Les résultats montrent très nettement l’effet du tabac. Il y a une augmentation significative du taux de mortalité en fonction des quantités de tabac consommées.

  Pour évaluer les effets du Radon, nous avons pris en compte les départements où les consommations de tabac sont comprises entre 1 200 et 1 500 g de tabac par habitant et par an afin que les moyennes de consommations soient identiques entre les deux groupes b et c.

  Le groupe b comprend trente-deux départements.

  Le groupe c comprend dix départements des régions à forte teneur en Radon : Bretagne, Auvergne, Limousin.

  Les résultats sont indiqués dans le tableau suivant :

(*) consommation en g de tabac par habitant et par an. Moyennes pour l’ensemble des départements considérés

   Les deux valeurs moyennes ne sont pas significativement distinctes (P0,90)

(**) taux comparatifs de mortalité chez les hommes par cancers broncho-pulmonaires

  Les deux valeurs observées sont significativement différentes (P = 0,01).

Ainsi, au lieu de l’effet de synergie entre tabac et Radon que l’on pouvait concevoir, on observe dans les départements à forte teneur en Radon une diminution significative du taux de mortalité inférieur de 16 % au taux des départements à faible teneur en Radon. Bien sûr, il peut y avoir des facteurs de confusion qui ne sont pas pris en compte (niveau d’exposition professionnelle à des substances cancérogènes, niveau de vie, influence du climat...) mais les facteurs de confusion ne sont pas nécessairement différents entre les départements de l’un et l’autre groupe. Ces résultats nous conduisent à considérer que le Radon a pour effet de diminuer les effets cancérogènes du tabac.

  Ainsi, il apparaît que, d’une part, pour de fortes expositions, comme ce fut le cas dans les mines d’Uranium, le Radon présente un risque cancérogène mais que, d’autre part, pour les faibles teneurs que l’on trouve dans les habitations le Radon présente un effet bénéfique en diminuant le taux de mortalité par cancers broncho-pulmonaires. Il reste à déterminer à quel seuil de concentration apparaît la transition entre effet bénéfique et risque cancérogène.

  C’est un sujet de recherches qui peuvent être fructueuses mais beaucoup plus difficiles que de se satisfaire d’une relation linéaire sans seuil, entre risques et concentrations, selon les conceptions de l’OMS et de l’EPA. Avec ou sans seuil, les conséquences ne sont pas les mêmes sur le plan scientifique, sanitaire, social et économique.

La Rumeur...

Dans l’introduction de ce document sur la pollution atmosphérique, nous avons évoqué le phénomène de la rumeur, qui n’épargne pas, non plus, le Radon. Aux Etats-Unis, la rumeur sur les risques cancérogènes du Radon s’est largement répandue, engendrant une véritable psychose. Chacun se doit de connaître la teneur en Radon de son habitation, notamment pour acheter ou vendre une maison. Des entreprises ont fait fortune en se spécialisant dans le dosage du Radon.

  Depuis, quelques temps, la rumeur a franchi l’Atlantique et l’on pouvait lire, il y a quelques années, dans un magazine à grand tirage, un article intitulé Danger Radon ! le tueur invisible (... ce gaz est la cause de graves maladies...... ce gaz aux effets réellement désastreux etc...)

  Il ne semble pas que cette rumeur ait fait recette en France, mais davantage dans des pays voisins.

  La rumeur est rarement innocente. Elle a généralement une origine d’ordre spéculatif . Dans le cas du Radon, elle a sans doute comme base de départ, les campagnes menées depuis quelque temps par des milieux antinucléaires sur les risques des faibles doses de radiation. Les centrales nucléaires émettent, en effet, de faibles quantités de radiations, négligeables à côté des radiations naturelles, mais l’énergie nucléaire est gênante pour les intérêts financiers et l’hégémonie de certains lobbies

  La population peut être sensibilisée au risque des faibles radiations par l’exemple du Radon présent dans les habitations.

  En fait, les faibles radiations ne seraient-elles pas dangereuses lorsqu’elles sont trop faibles ? Trop insuffisantes ? Ceci n’est pas une galéjade mais une question qui mérite réflexion. Depuis des milliers de générations, l’homme est exposé aux radiations naturelles dont le Radon et les radiations internes dues au potassium 40. L’organisme humain est adapté aux effets de ces radiations.