La qualité de l’air ambiant est analysée à travers ses origines de pollution, ses impacts sanitaires et environnementaux, ainsi que les stratégies de lutte contre la pollution atmosphérique. Cette approche permet d’approfondir la compréhension des enjeux liés à la qualité de l’air.
2.2 DESCRIPTION GENERALE DE LA QUALITE DE L’AIR
Cette partie illustre les origines de pollution de l’air, les effets sanitaires et environnementaux de la pollution de l’air ambiant et les moyens de lutte contre la pollution atmosphérique, qui permettent de mieux cerner de manière générale la notion de qualité de l’air.
2.2.1 Sources de pollution atmosphérique
Comprendre les sources d’émissions est un enjeu majeur pour les pouvoirs publics, d’une part pour comprendre les secteurs émetteurs et les polluants émis dans l’atmosphère, et d’autre part pour élaborer les politiques de réduction des émissions les plus ciblées et les plus adaptées. Il faut savoir que les sources de pollution atmosphérique ambiante sont d’origines fixes ou mobiles, ponctuelles ou diffuses (BENARIE, 1980).
2.2.1.1 Sources fixes
Les sources fixes sont majoritairement issues de toutes les combustions incomplètes liées aux activités industrielles ou domestiques, tels que l’installation d’incinération des déchets et les luminaires Industrie et artisanat : métallurgie, activité secondaire industrie, raffineries, usines pétrochimiques, cimenteries, Chimie, etc… (BISSON, 1986).
Les principaux polluants des sources fixes dérivent de l’oxydation du carbone organique présent dans les combustibles, d’impuretés (soufre) et de l’azote de l’air (QUENEL et al, 2003).
Les parts respectives de ces sources varient en fonction de la nature des agglomérations, de l’organisation urbaine et de leur degré d’industrialisation (BENARIE, 1980). Ainsi, pour les sources fixes, les indicateurs majeurs sont le SO2, les PM10, les NOX, les métaux et les Dioxines (Ibid.).
2.2.1.2 Sources mobiles
Les polluants de source mobile proviennent notamment des gaz d’échappement moteur, également par évaporation d’Essence et de Diesel (BISSON, 1986).
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Les principaux polluants sont le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone CO2, le dioxyde d’azote NO, hydrocarbures aromatiques Monocyclique (HAM), grain fin Suspension (PS), hydrocarbure aromatique Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des moteurs Plomb (Pb) dans les moteurs diesel et à essence Plomb (BENARIE, 1980).
Par secteurs, nous pouvons observer une croissance relative très nette de la part des transports, principalement routiers (QUENEL et al, 2003). Pour les véhicules automobiles, les émissions sont surveillées par les indicateurs CO, NOX, PM10 et PM2.5 (Ibid.).
2.2.2 Les méthodes d’évaluation de la qualité de l’air
Nous présentons ici, de façon exhaustif, des méthodes d’évaluation de la qualité de l’air. Partant d’un état des lieux relativement large (littérature scientifique), de nombreuses méthodes apparaissent pertinentes pour la surveillance de la qualité de l’air. Ces méthodes reposent sur la réalisation de campagnes de mesure, le plus généralement suivie d’un traitement statistique ou géostatistique des données, Campagne d’échantillonnage et interpolation spatiale et l’élaboration de relations statistiques.
2.2.2.1 Le réseau de surveillance
Le réseau de surveillance fournit des renseignements sur les niveaux de pollution ambiante. Il consiste en quelque stations de surveillance fixes à surveiller le CO, le NO, le NO2, l’ozone, les MP2,5, les MP10, et le sulfure d’hydrogène. Les stations de surveillance sont munies de dispositifs de surveillance continue ou ponctuelle. La surveillance continue fournit des données en temps réel sur les concentrations de polluants, normalement sous forme de moyenne sur une heure, tandis que les dispositifs de surveillance ponctuelle, qui recueillent des matières particulaires sur des filtres, fournissent des moyennes distinctes sur des périodes plus longues, généralement de 24 heures
2.2.2.2 Campagne d’échantillonnage et interpolation spatiale
Cette méthode est le plus souvent employée dans les zones non couvertes par la mesure fixe ou la modélisation, en particulier dans les petites et moyennes agglomérations. Sa mise en œuvre s’accompagne des recommandations suivantes :
- Echantillonnage spatial et temporel: Les points de mesure se répartiront sur l’ensemble du domaine, de manière à couvrir à la fois l’espace géographique et l’espace des variables d’influence (i.e. toute la gamme des valeurs prises par ces variables : émissions, densité de population, etc.). On pourra se référer aux recommandations de (WROBLEWSKI et al., 2007
- FOUQUET et FAUCHEUX, 2008 ; FAUCHEUX et al., 2009 ; MALHERBE et DEBRY,
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2009 ; MALHERBE et LETINOIS, 2010). Afin de pouvoir estimer une concentration moyenne annuelle, les concentrations seront mesurées en différentes périodes de l’année.
- Interpolation : L’interpolation s’effectuera préférentiellement par krigeage et IDW, techniques d’estimation largement éprouvée en qualité de l’air. Le principe et l’utilisation du krigeage et de l’IDW sont décrits dans de nombreuses publications (voir par exemple de MALHERBE et ROUÏL, 2003 ; WROBLEWSKI et al., 2007 ; ZITO et al, 2015).
2.2.2.3 Construction d’une relation statistique
Sont ici concernées les méthodes permettant d’élaborer une relation statistique simple entre les concentrations du polluant d’intérêt et une ou plusieurs variables explicatives (ARRUTI et al, 2011). Il est généralement fait usage de la régression linéaire multiple (BANERJEE et al, 2011). Selon la nature des données disponibles et les corrélations préalablement mises en évidence, différentes approches sont possibles :
- Construction d’une relation site par site au moyen d’un historique de données variables dans le temps. Exemple : expression de la concentration moyenne journalière en un point en fonction des concentrations d’autres polluants, de paramètres météorologiques, d’émissions variables dans le temps, etc. (BANERJEE et al, 2011).
- Construction d’une relation moyenne unique à partir de données variables dans l’espace (recueillies en plusieurs sites). Exemple : expression de la concentration moyenne annuelle, éventuellement d’un quantile, en fonction des concentrations d’autres polluants, des émissions totales annuelles, de la densité d’urbanisation ou de population, de la topographie, de données météorologiques moyennes, etc. (Ibid.).
2.2.3 Effets de la pollution atmosphérique sur la santé
La pollution de l’air est particulièrement néfaste pour la santé, neuf personnes sur dix sont aujourd’hui exposées à des niveaux de pollution atmosphérique causant plus de 7 millions de décès chaque année (OMS, 2016). De plus, un tiers des décès provoqués par un accident vasculaire cérébral, le cancer du poumon ou une cardiopathie lui sont attribuables (OMS, 2021).
Une exposition de quelques heures à quelques jours peut entrainer des irritations oculaires ou des voies respiratoires, des crises d’asthme, l’exacerbation de troubles cardio-vasculaires et respiratoires conduisant souvent à une hospitalisation, et dans les cas les plus graves au décès (Ibid.). L’annexe 1 présente l’impact des aérosols selon leur taille. Les particules fines et ultra fines (de diamètre, < 2,5 µm) sont particulièrement dangereuses, car leur petit diamètre, permet
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de pénétrer plus en profondeur, et ainsi atteindre la région alvéolaire, ce qui provoque des dommages importants sur les fonctions respiratoires.
2.2.4 Lutte contre la pollution atmosphérique
Les politiques de lutte contre la pollution atmosphérique ont contribué à une amélioration de la qualité de l’air. Notamment dans les pays industrialisés au cours de ces trois dernières décennies (QUENEL, 2003). Toutefois, la situation reste préoccupante en raison principalement de l’évolution des émissions d’origine automobile : aujourd’hui, l’amplification majeure de la circulation auto-mobile constitue un facteur de risque prépondérant pour la santé publique (OMS, 2016).
Comme préconisation : une gestion des risques liés à la pollution atmosphérique devrait comporter ses divers aspects: un cadre législatif et réglementaire, un système national de surveillance, d’alerte et d’information, une dynamique de progrès technologiques, une action sur les comportements individuels et collectifs, et un secteur d’études et recherches portant sur l’ensemble de ces approches, notamment dans le domaine sanitaire (QUENEL, 2003).
Conclusion
Ce chapitre met en lumière les généralités sur l’îlot de chaleur urbain et la qualité de l’air. Notamment les origines de la pollution atmosphérique et de la formation de l’îlot de chaleur urbain. Les sources de pollution atmosphérique ambiante sont d’origines fixes (liées activités industrielles ou domestiques) ou mobiles (gaz d’échappement moteur).
Tandis que la formation de l’îlot de chaleur urbain est dû aux émissions de gaz à effet de serre, la perte progressive du couvert forestier dans les milieux urbains, l’imperméabilité des matériaux, certaines propriétés thermiques des matériaux, la morphologie urbaine et la taille des villes. Afin d’étudier les différents aspects du phénomène d’îlot de chaleur urbain et de la qualité de l’air.
Ainsi, plusieurs méthodes de mesures sont disponibles. Dans le cas de la mesure de température d’air dans la canopée urbaine et de la qualité de l’air, les méthodes de mesures in situ fixes sont employées. Les mesures fixes sont plus adaptées à l’étude de la distribution temporelle de température d’air et d’évaluation de la qualité de l’air à travers des indicateurs.