Réflexions sur la bête noire de nos villes: les particules fines

D’ici 2050, la pollution de l’air sera la principale cause de décès prématuré
Fabrication & Transformation
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5 février 2018

Le message du prof. dr. ir. Bert Blocken –professeur de physique de la construction à la Faculté d’Architecture de la Technische Universiteit Eindhoven et professeur à temps partiel auprès du Département Génie civil de la KU Leuven– concernant les dangers des particules fines est loin d’être rassurant. Le professeur Blocken est spécialisé dans l’aérodynamique des bâtiments, des villes et du monde sportif. Et comme le comportement des particules fines est largement influencé par le vent et par là même, l’aérodynamique des bâtiments dans les villes, ces particules sont une priorité pour le professeur…

Les particules fines, de quoi s’agit-il ?

«Le terme particule fine est une dénomination commune pour toutes les particules solides et liquides présentes dans l’air, dont le diamètre maximal est de dix millièmes de millimètre», précise le professeur Blocken. «Mais cela englobe également des particules encore plus petites. Elles sont classées sur la base de l’échelle ‘Particulate Matter’ (PM), qui s’étend de PM10 à PM2,5, et de PM1 à PM0,1. Les chiffres désignent un diamètre de respectivement 10, 2,5 et 0,1 dixième(s) de mm.»

Les coupables

Les particules fines sont engendrées, d’une part, par des sources naturelles –comme le sel marin et le pollen– et, d’autre part, par les sources anthropogènes ou humaines. Pensez à la consommation d’énergie pour le chauffage des habitations et des bâtiments, les processus industriels, l’agriculture et le transport routier.

La consommation énergétique dans les habitations et les entreprises est responsable de la majeure partie de la pollution aux particules fines du type PM10 (41 %), suivie par les processus industriels (17%), l’agriculture (15%) et le transport routier (11%). « Cette dernière source provient des gaz d’échappement –tant des véhicules diesel que des véhicules à l’essence– mais aussi des pneus et des disques de frein. Et bien qu’en moyenne l’influence du trafic sur la quantité totale de particules fines reste encore relativement limitée, la situation peut localement se révéler très différente, en particulier à proximité d’axes routiers fréquentés ainsi que dans les parkings et les tunnels.»

Risques de santé graves

La pollution aux particules fines n’est pas un phénomène nouveau mais, ces dernières années, un nombre croissant d’études en démontrent les effets néfastes. Principalement parce que les particules sont trop petites pour être filtrées efficacement par notre système respiratoire. De ce fait, les particules les plus fines pénètrent jusque dans les vaisseaux et peuvent, par cette voie, causer des dommages dans des nombreux organes, y compris le cerveau.»

«Le fait est que les particules fines représentent un pourcentage bien plus important des causes de maladies et de décès prématurés que d’autres formes de pollution de l’air. Selon l’OCDE – c.-à-d. l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques – la pollution de l’air constituera d’ici 2050 la principale cause de décès prématuré à l’échelle mondiale si des contre-mesures drastiques ne sont pas prises. Les particules fines en représentent la part la plus importante.»

Ces dernières provoquent entre autres un risque accru d’infarctus du myocarde et cérébral. D’autres études démontrent que le risque de démence augmente de 7 à 12 % chez les personnes qui vivent à proximité d’un axe routier fréquenté. Les particules fines sont nocives pour tout le monde, mais les conséquences sont souvent encore plus graves pour les enfants et les personnes âgées, parce que leur système immunitaire est plus faible.»

Politique versus santé

Dans le débat sur les particules fines, on constate que les normes de l’Organisation mondiale de la santé seront beaucoup plus strictes que celles de l’Europe. « En d’autres termes, cela revient à dire que l’Europe, lors de l’établissement de la norme UE 27 sur les particules fines, a largement tenu compte de la faisabilité économique et politique. Sur la base d’une analyse coûts/bénéfices, des valeurs limites «réalisables» ont ensuite été définies.

En revanche, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) indique qu’elle n’a pas encore pu constater de valeur sous laquelle il n’y a aucun risque pour la santé. Les valeurs guides indiquées par l’OMS (pour PM2,5, une moyenne annuelle de max. 10 microgrammes par m3 et pour PM10, max. 20 microgrammes par m3) ont pour seul but de limiter autant que possible l’impact sur la santé. «Mais même ces valeurs sont trop élevées. Et un grand nombre de villes européennes dépassent même régulièrement ces normes. Dans les parkings, les tunnels et les ‘street canyons’, les concentrations peuvent même être 5 à 10 fois plus élevées que la norme autorisée.»

«La présence de particules fines a également des conséquences économiques importantes pour la société. Elles résultent notamment en une hausse de l’absentéisme, en une baisse de productivité et en une augmentation significative des frais médicaux. Les estimations les plus optimistes se basent sur un coût annuel d’au moins 4 milliards d’euros pour des pays tels que les Pays-Bas et la Belgique. Cela pour signaler que les particules fines sont aussi problématiques d’un point de vue économique.»

Facteurs atténuants

Le problème des particules fines n’est pas toujours et partout aussi grave. Les facteurs environnementaux peuvent permettre d’évacuer plus rapidement les particules fines mais le contraire est aussi vrai.

«Un certain nombre de facteurs ont en effet une forte influence sur ce phénomène. Il n’y a généralement pas de relation linéaire entre les émissions et les concentrations de particules fines dans l’air. Ainsi, la proximité de zones industrielles, comme la région de la Ruhr ou les ports d’Anvers et de Rotterdam, ont naturellement une influence sur la quantité de particules fines dans l’environnement. L’orientation dominante du vent est à cet effet importante. Si le vent vient le plus souvent du sud-ouest, les particules sont soufflées essentiellement vers les régions au nord-est de cette zone industrielle. Et en mer du Nord, la force du vent est généralement plus forte qu’ailleurs, de sorte que les particules fines sont chassées plus rapidement. »

«Il faut également prendre en compte les influences météorologiques à court terme –comme l’atmosphère calme ou le brouillard – qui causent une stagnation beaucoup plus longue des particules fines. Mais même dans les limites d’une ville, la quantité de particules peut varier fortement, à cause des différences dans la densité du trafic, mais aussi parce que les particules fines peuvent stagner plus longtemps à certains endroits. Dans les larges avenues, le vent est libre de chasser les particules mais, dans les ruelles plus étroites –comme vous en voyez beaucoup dans les villes européennes traditionnelles – c’est bien moins le cas. À cet égard, le modèle en damier des villes américaines représente parfois une meilleure solution.»

À la maison, la situation est (pas) meilleure

Les particules fines ne s’arrêtent pas devant notre porte. Comme les particules sont minuscules, elles pénètrent dans nos maisons par la ventilation et l’infiltration. En effet, les particules fines viennent non seulement de l’extérieur mais aussi de l’intérieur, elles surviennent d’ailleurs au sein même de votre habitation, entre autres quand vous cuisinez.

Même dans le cocon sûr de votre voiture, vous n’échappez pas aux particules fines. Lorsque le trafic est soutenu, des concentrations élevées de particules fines peuvent s’accumuler dans l’habitacle, jusqu’à 600 ou 700 millions de particules par m3. Dans les tunnels et les files, mieux vaut donc activer la circulation intérieure.

Dissiper les particules

«Nous devons nous attaquer à ce problème à l’aide d’un large éventail de mesures. D’une part, nous devons essayer de réduire les émissions de particules fines. Mais cela ne suffit pas, car ce n’est pas possible partout et dans toutes les circonstances. Ainsi, nous ne pouvons pas mettre le trafic complètement à l’arrêt de manière permanente. Nous devons donc, d’autre part, imaginer des solutions intelligentes et efficaces pour filtrer les particules fines de l’air.»

«Mon équipe et moi avons déjà apporté notre contribution au développement d’une solution prometteuse basée sur des filtres ionisants sophistiqués. Les filtres – qui ne consomment quasiment pas d’énergie – sont placés à des endroits stratégiques, comme les parkings et les tunnels, afin de filtrer les particules fines. Fin 2017, le projet pilote ‘Lungs of the City’ a été lancé dans ce contexte à Eindhoven, en collaboration avec l’entreprise spécialisée dans l’innovation environnementale ENS Urban, la commune d’Eindhoven et Air Liquide.»

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