Nous respirons chaque jour 15.000 litres d’air, soit la contenance d’une piscine de jardin. Il contient surtout du de l’azote et de l’oxygène (99 %). Cet air comporte aussi des gaz ou des particules polluantes en très faibles proportions (0,05 % en moyenne) mais qui peuvent avoir un impact très important sur la santé et sur l’environnement. Cette pollution de l’air extérieur est produite par les activités humaines, comme l’industrie et les transports, mais aussi par des sources naturelles (volcans, brumes de sable, etc.).
La qualité de l’air s’améliore en France depuis 20 ans. Toutefois, la pollution atmosphérique reste le principal risque environnemental pour la santé. Des mesures plus ambitieuses sont donc nécessaires. Quelles sont les substances polluant l’atmosphère ? Quels sont leurs conséquences ? Comment évoluent-elles ?
Quels sont les polluants présents dans l’atmosphère ?
L’air est pollué quand sa composition naturelle est modifiée par des substances qui ont des effets négatifs sur la santé humaine et sur l’environnement.
Il existe des polluants dits « primaires » qui sont émis directement dans l’air par des phénomènes naturels ou des activités humaines, et des polluants « secondaires » issus de réactions chimiques d’un ou plusieurs polluants primaires.
Quand les polluants se retrouvent dans l’air, ils peuvent être transportés par les vents sur des distances plus ou moins longues. Ainsi, il est fréquent d’observer l’arrivée de masses d’air polluées en provenance d’autres pays.
Les principaux polluants primaires sont :
le monoxyde d’azote (NO), émis par le chauffage, les moteurs de véhicules, les industries, les engrais et par des éléments naturels comme les volcans, les éclairs et les sols naturels secs ;
le dioxyde de soufre (SO2), émis par la combustion d’énergies fossiles, l’industrie et naturellement par les volcans ;
le monoxyde de carbone (CO), émis par la combustion de bois, d’essence, ou de fuel, qui s’accumule par une mauvaise ventilation en milieu clos (embouteillages dans les tunnels, moteurs au ralenti dans les parkings, habitations…) et par une mauvaise évacuation des produits de combustions ;
les métaux lourds, naturellement présents dans la croûte terrestre, et relâchés dans l’air par des activités comme l’extraction minière et la combustion de plomb, et par des phénomènes naturels comme l’érosion et les feux de forêts ;
les composés organiques volatils (COV), émis à 90 % par des éléments naturels mais dont la concentration peut augmenter en milieu urbain à cause de la combustion de bois et des gaz d’échappements automobiles ;
les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), issus des combustions incomplètes, de l’utilisation de solvants, de dégraissants, et de produits de remplissage des réservoirs d’automobiles, de citernes ;
les particulaires primaires émises par l’industrie, les transports et l’agriculture ainsi que certains phénomènes naturels comme l’érosion des sols, les pollens, les feux de biomasse ;
l’ammoniac est un gaz essentiellement lié aux activités agricoles, issu des épandages.
Les principaux polluants secondaires sont :
l’ozone, un gaz naturellement présent dans la haute atmosphère et formant la « couche d’ozone » qui protège la vie terrestre des rayons ultraviolets du soleil. Dans les couches basses de l’atmosphère, il est créé par les effets des rayonnements du soleil avec certains polluants primaires (benzène, oxyde d’azote...) ;
le dioxyde d’azote, issu du contact du monoxyde d’azote avec l’air.
Les particules secondaires, formées dans l’atmosphère suite à des réactions pouvant inclure le dioxyde de soufre, les oxydes d’azote ou les composés organiques volatils, ou des particules primaires.
Sources : Commissariat général au développement durable, Ministère de la Transition énergétique
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Pollution de l’air : des causes humaines et naturelles
Cette image illustre différents lieux, bâtiments et véhicules en fonction des polluants qu’ils émettent, comme des forêts, des routes, des fermes, des camions de transport, des trains, des bateaux, des usines, des immeubles etc. Par exemple, la ferme émet des pesticides, des particules fines et des oxydes d’azote tandis que la voiture émet des métaux lourds, des particules fines, du benzène etc. L’air est pollué quand sa composition naturelle est modifiée par des substances (gazeuses, liquides ou solides) qui ont des effets négatifs sur la santé humaine et sur l’environnement.
Elle illustre aussi le parcours des polluants. Après leur émission, ils s’accumulent dans l’atmosphère, puis se dispersent avec le vent, se transforment avec la chaleur et le soleil pour enfin être déposés au sol avec la pluie.
Cette infographie montre différentes activités humaines qui sont à l’origine d’émissions de polluants dans l’air : transport (véhicules), industrie (usine), résidentiel (immeubles), agriculture (tracteur, élevage de bovins…), ainsi que des phénomènes naturels également sources de pollution (éruption volcanique par exemple).
Les polluants atmosphériques peuvent être regroupées en deux catégories : les polluants primaires et les polluants secondaires. Les polluants primaires sont rejetés directement dans l’atmosphère par des activités humaines, telles que les transports, le chauffage résidentiel mais aussi par des phénomènes naturels (éruptions volcaniques, transport de sable désertique en provenance du Sahara, etc.). Ces rejets sont aussi appelés émissions.
Des polluants dits secondaires peuvent également se former à partir des polluants déjà présents dans l’air en fonction des conditions.
Sources : Commissariat général au développement durable, Ministère de la Transition énergétique
Quelles sont les conséquences des polluants présents dans l’air ?
Les conséquences sur la santé
Sur la période 2016-2019, Santé publique France estime que chaque année près de 40 000 décès seraient dus à une exposition des personnes âgées de 30 ans et plus aux particules fines.
L’exposition prolongée à ces deux polluants aurait causé chaque année jusqu’à 40 000 nouveaux cas de maladies respiratoires chez l’enfant et jusqu’à 78 000 nouveaux cas chez l’adulte (asthme, maladies cardiovasculaires, diabète).
L’étude souligne que si les niveaux de pollution respectaient les recommandations de l’Organisation mondiale de la santé (OMS), 75 % des maladies liées aux particules fines et 50 % de celles liées au dioxyde d’azote pourraient être évitées. Par exemple, près de 30 000 cas d’asthme chez les nouveau-nés et les jeunes jusqu’à 17 ans pourraient être prévenus chaque année.
Il y a d’abord des effets immédiats, après une exposition de courte durée. Cela peut se manifester par des irritations des yeux ou des voies respiratoires, des crises d’asthme, une aggravation de troubles cardio-vasculaires et respiratoires pouvant conduire à une hospitalisation, et dans les cas les plus graves au décès.
On observe aussi des effets à long terme, après des expositions tout au long de la vie. Les polluants de l’air provoquent une surmortalité et une baisse de l’espérance de vie. Ils peuvent contribuer au développement ou à l’aggravation de maladies chroniques telles que les cancers, pathologies cardiovasculaires et respiratoires, troubles neurologiques, ou encore troubles du développement.
C’est l’exposition à long terme qui conduit aux conséquences les plus importants sur la santé.
La pollution de l’air a des conséquences particulièrement importantes sur les personnes vulnérables ou sensibles comme les enfants, les personnes âgées, les fumeurs, les malades du cœur ou des poumons ou encore les personnes asthmatiques.
Pour comprendre les conséquences de chaque polluant sur la santé humaine :
Les polluants dans l’air, particules fines, oxyde d’azote, ozone, benzène, dioxyde de souffre, HAP, métaux lourds ont des effets néfastes pour la santé humaine.
Les conséquences sur l’environnement
La forte concentration de certains polluants a de graves conséquences sur la nature et les sols.
Des apports trop importants en d’éléments nutritifs entraînent une prolifération de la végétation ou des algues et donc un appauvrissement en oxygène, c’est ce qu’on appelle l’eutrophisation Les polluants persistants contaminent les plantes, des animaux et des sols. La forte concentration en dioxyde de souffre en contact avec d’autres polluants, conduit à acidifier les eaux et les sols.
La pollution d’acide est une retombée au sol de composés acides sous l’effet des vents et des pluies. Elle peut modifier les équilibres chimiques des milieux naturels comme les cours d’eau, lacs, sols et forêts.
Les conséquences sur les bâtiments
Un air pollué peut aussi créer des problèmes sur les bâtiments comme des salissures et des détériorations des matériaux de façades en pierres, en ciment, en verre et même les vitraux anciens. Cela peut avoir un coût très important pour la société.
Les conséquences sur l’économie
Selon une étude de Santé Publique France, l’exposition de la population française à la pollution de l’air ambiant a un impact économique négatif très important. Il est estimé à 12,9 milliards d’euros pour les particules fines, soit presque 200 euros par an et par habitant, et à 3,8 milliards d’euros pour le dioxyde d’azote, soit 59 euros par an et par habitant.
L’agriculture est à l’origine de certains polluants mais elle est aussi victime de pollution de l’air avec la réduction de la quantité et de la qualité de ses produits.
Quelles différences entre les polluants de l’air et les gaz à effet de serre ?
Les polluants de l’air ont des conséquences locales sur la santé et l’environnement. Les gaz à effet de serre agissent sur le climat sur toute la planète.
Mais les deux sont liés car les substances impliquées ont des origines communes comme l’industrie, les transports ou les énergies fossiles.
Certains polluants dans l’air peuvent agir sur le climat, par exemple l’ozone ou les particules, et le changement climatique peut aggraver la pollution à l’ozone à cause de l’augmentation des températures et des canicules.
Une baisse nationale bien réelle des polluants dans l’air
Depuis plusieurs années, des plans d’action dans différents secteurs d’activité ont été mis en œuvre pour lutter contre la pollution de l’air extérieur. Résultat, les activités humaines ont globalement moins émis de gaz et de particules polluants et la qualité de l’air s’est améliorée entre 2000 et 2022.
Crédits : Commissariat général au développement durable
Notes : SO2 = dioxyde de souffre, NO2 = dioxyde d’azote, O3 = Ozone, PM = particules.
Sources : SDES - Bilan de la qualité de l'air extérieur en France en 2023
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Évolution des concentrations moyennes annuelles pour les polluants SO2, NO2, O3, PM10 et PM2,5, en fond urbain
Le graphique décrit les tendances de concentrations dans l’air des différents polluants entre 2000 et 2023. La majorité des polluants, le dioxyde de souffre, le dioxyde d’azote et les particules ont une concentration en diminution durant la période. Seul l’ozone a une concentration en augmentation.
Note : SO2 = dioxyde de souffre, NO2 = dioxyde d’azote, O3 = Ozone, PM = particules
Source : SDES - Bilan de la qualité de l’air extérieur en France en 2023
La concentration de dioxyde de souffre a baissé de 85 % depuis 2000. Les émissions de dioxyde de souffre sont principalement dues à l’industrie. Cette forte diminution s’explique par la réglementation des émissions des industries, de la teneur en soufre des combustibles et carburants et l’amélioration des rendements des industries. Le développement des énergies renouvelables et les efforts d’économies d’énergie ont également contribué à cette diminution.
La concentration de dioxyde d’azote a baissé. En zone urbaine elle est passée de 29 à 13 microgrammes par mètre cube. À proximité du trafic routier urbain, la concentration a chuté de moitié sur la période, passant de 53 à 24 microgrammes par mètre cube. Elle reste deux fois plus élevée qu’en zone urbaine car la majorité des émissions vient des moteurs des véhicules thermiques. Les progrès techniques réalisés dans le transport routier ont fortement contribué à faire diminuer les rejets de dioxyde d’azote.
Tous les secteurs d’activités ont réalisé des progrès pour réduire leurs émissions de particules. Les concentrations en ville pour les particules fines ont diminué de moitié. L’arrêt de l’exploitation des mines à ciel ouvert et souterraines ou l’amélioration des performances des installations de combustion de la biomasse ont par exemple permis cette baisse.
Les émissions d’ammoniac, provenant essentiellement de l’agriculture, n’ont diminué que de 19 %.
L’ozone est le seul polluant atmosphérique dont la concentration continue d’augmenter. Entre 2000 et 2023, les concentrations d’ozone sont en hausse en ville. Elles sont de 44 microgrammes par mètre cube en 2000 et de 55 microgrammes par mètre cube en 2019 et 2023, et dépassent la limite réglementaire. Les émissions d’ozone sont favorisées par la chaleur, notamment lors des épisodes de canicules rendus plus fréquents par le réchauffement accéléré du climat.
Pour des données détaillées sur les évolutions de la présence des polluants :
Une amélioration inégale de la qualité de l’air selon les régions
La qualité de l’air s’est globalement améliorée depuis 2000 en France Toutefois, des pics de pollution qui dépassent les limites réglementaires sont encore observés dans certaines zones et pendant certaines périodes.
En 2023, des concentrations élevées de dioxyde de souffre ont été mesurées certains jours à proximité d’industries, de ports et d’aéroports, principalement dans les régions du Havre, de Bordeaux, de Saint-Nazaire et à la Réunion suite à l’activité volcanique.
Les émissions de dioxyde d’azote, issus majoritairement du trafic routier et des activités industrielles, ont dépassé en 2023 la norme réglementaire dans trois agglomérations : Lyon, Paris et Montpellier. Mais ces dépassements et le nombre de personnes exposées ont fortement diminué depuis 2018.
Les concentrations d’ozone sont en hausse en France, mais surtout dans le Sud-Est. L’émission d’ozone est plus importante en période estivale et de canicule. Sur la période 2019-2023, les régions Auvergne-Rhône-Alpes, Grand Est, Occitanie et Provence-Alpes-Côte d’Azur sont les plus touchées par des dépassements suivies par la Bourgogne-Franche-Comté et l’Île-de-France.
Des pics de particules fines sont enregistrées dans la plupart des grandes métropoles car elles sont principalement émises par le chauffage au bois et le trafic routier. Ces pics ont des conséquences parfois plus larges dans certaines régions fortement industrialisées et avec un trafic intense comme l’Auvergne-Rhône-Alpes, le Grand Est, les Hauts-de-France, l’Île-de-France, la Normandie et la Provence-Alpes-Côte d’Azur.
Crédits : Commissariat général au développement durable
Part des agglomérations françaises qui respectent les normes réglementaires de qualité de l’air en 2023
Cette illustration décrit la part des agglomérations françaises respectant les normes Européennes ainsi que les normes envisagées pour 2030 pour différents polluants. 98 à 100 % des agglomérations respectent les normes Européennes pour les particules fines, le dioxyde d’azote, le dioxyde de souffre et les métaux lourds et 87 % pour l’ozone., La part des agglomérations respectueuses des normes envisagées pour 2030 chutent de 3 à 20 % par rapport aux normes Européennes pour tous les polluants, excepté pour les métaux lourds.
Source : SDES - Bilan de la qualité de l’air extérieur en France en 2023
Les pics de pollution nationaux
La France connaît régulièrement des pics de pollution qui se ressentent dans tout l’hexagone.
Un pic ou un épisode de pollution est défini par une quantité trop élevée d’un ou de plusieurs polluants dans l’air, qui peuvent présenter un risque à court terme pour la santé et l’environnement. Ils dépassent alors les seuils réglementaires et sont considérés d’ampleur nationale lorsqu’il s’étendent sur trois régions ou plus et qu’il dure deux jours de suite ou plus.
L’année 2023 a ainsi été marquée par deux pics de pollution nationaux d’ozone pendant l’été. Le premier est survenu le 14 et 15 Juin et a particulièrement touché l’Île de France et le Centre-Val de Loire. Le second a été observé les 6 et 7 septembre lors de la vague de chaleur de début septembre surtout en Île-de-France, Centre-Val de Loire et Normandie. En février, en mars et début septembre, trois épisodes de pollution aux particules fines d’ampleur nationale ont été observés en France métropolitaine. Les Antilles et la Guyane sont régulièrement confrontées à des épisodes de pollution dus aux apports de poussières désertiques et volcaniques.
Crédits : Commissariat général au développement durable
Cette illustration dénombre les épisodes de pollution d’ampleur nationale et Aux Antilles et Guyane pour les particules fines PM10 et pour l’ozone par mois. Trois épisodes de pollution de PM10 ont été enregistrés à l’échelle nationale contre 10 aux Antilles et en Guyane.
Source : SDES - Bilan de la qualité de l’air extérieur en France en 2023
En savoir plus sur le bilan complet de la qualité de l’air extérieur en France en 2022 :
Stockage du bois, choix du combustible, utilisation et entretien de votre appareil de chauffage au bois, ont une grande importance pour que votre appareil de chauffage au bois soit réellement efficace et peu polluant.
De l’Air dans nos idées reçues : Le brûlage de végétaux
Bien qu’interdit, le brûlage des végétaux reste une activité largement pratiquée qui contribue à la dégradation de la qualité de l'air. Cette activité participe aux émissions de plusieurs polluants notamment les particules fines et certains composés cancérigènes. La pollution engendrée par ces feux peut notamment avoir un fort impact sur la santé des personnes directement exposées.
De l’Air dans nos idées reçues : Le chauffage au bois
Si le chauffage au bois est privilégié pour limiter le réchauffement climatique, attention lorsqu’il est pratiqué dans de mauvaises conditions (bois humide, foyers ouverts, appareils vétustes), il peut être fortement émetteur de particules et autres composés toxiques dans l’air.
De l’Air dans nos idées reçues : Mes déplacements en Rhône-Alpes
Le centre des grandes agglomérations et le voisinage immédiat des axes routiers sont particulièrement touchés par la pollution liée au trafic automobile. Dans la région, les transports contribuent à plus de la moitié des émissions d’oxyde d’azote et à environ ¼ des émissions de particules. Réduire l’exposition des populations affectées par cette pollution constitue un enjeu de santé publique.
Grâce au Protocole de Montréal adopté en 1987, la couche d’ozone, qui protège la vie sur Terre, a commencé à se reconstituer depuis l’an 2000. Mais les mégafeux, de plus en plus fréquents, risquent de ralentir cette reconstitution.
En France, la surveillance de la qualité de l'air est obligatoire depuis 1996. Le ministère du Développement durable définit les réglementations relatives aux polluants atmosphériques et met en œuvre cette surveillance conformément aux dispositions européennes.
Aujourd'hui, les polluants atmosphériques sont nombreux dans notre environnement. Trois sont particulièrement problématiques en raison du dépassement récurrent des normes de qualité de l'air.
La vallée de l'Arve, en Haute-Savoie, est particulièrement sensible à la pollution atmosphérique. L’exposition de la population y est renforcée par la concentration des activités humaines et pas la situation en zone de montagne.
Le secteur des transports est responsable à lui seul de la majeure partie des émissions d'oxyde d'azote (NOx) et d'un quart des émissions de particules PM2,5.
Le secteur agricole est la principale source d'émission d'ammoniac (NH3), en partie responsables des épisodes de pollution aux particules qui surviennent au printemps.
Lutter contre la pollution de l’air, c’est d’abord être en mesure de comprendre comment les pollutions naissent et comment elles évoluent dans le temps, dans l’espace, tant à des échelles locales qu’internationales. Grâce au modèle Chimère, l’Ineris présente ici de nouvelles représentations de la pollution de l’air. Ces simulations, effectuées dans le cadre du Grand Challenge du Centre de Calcul Recherche et Technologie (CCRT) couvrent l’ensemble de l’hémisphère nord avec une précision inégalée d’une dizaine de kilomètres de résolution.
La maison comme les autres environnements clos (logements, bureaux, magasins, ...) contiennent des polluants spécifiques de l'air intérieur auxquels viennent s'ajouter des polluants provenant de l'air extérieur. Avec environ 80 % de notre temps passé dans des environnements clos, la qualité de l'air est devenue une préoccupation majeure de santé publique.
En 2019, la France a émis près de deux fois moins de particules qu'en 2000. Cette amélioration globale de la qualité de l'air est une bonne nouvelle mais la situation n'est pas encore pleinement satisfaisante. Faisons le point en vidéo !
