Mais qui le sait ?
Je suis sûr que ce titre sera mis en doute par les trois quarts des gens. Que dis-je les trois quarts ? plutôt la presque totalité ! Et pourtant, si l’on se cantonne à la doxa des organismes se disant officiels qui semble vouloir lutter contre l’idée selon laquelle la pollution viendrait d’ailleurs (suivez mon regard à droite de la carte de France), et si on admet donc que la pollution que l’on constate est celle que l’on émet, les chiffres sont là
: la moyenne annuelle des émissions de particules fines PM2.5 en France était de 469 kilotonnes en 1991. Elle n'est plus que de seulement 174 kilotonnes en 2015, d’après le CITEPA, organisme français de référence, après une chute régulière de 4 % par an depuis 1991. On émet donc bien de moins en moins de particules fines en France. Et pourtant, il semble plutôt que l’ensemble des médias voudrait nous faire accroire le contraire. Pour quelle raisons ?
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Graphique 1
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La motivation profonde des médias pour répandre ce gros mensonge est peu évidente. Peut-être que (mais ce n’est qu’une hypothèse), les quelques médias noyautés par les groupes écolos-bobos donnent-t-ils le ton, et que les autres, par paresse, négligence, ou souci de ne pas se démarquer par rapport à la doxa ambiante n’effectuent-ils pas les vérifications nécessaires.
Peut-être bien qu'ils succombent au plaisir d'affoler les gens, ce qui leur donne un sentiment de puissance.
Toujours est-il qu’une belle unanimité semble entourer cette fausse évidence : la pollution aux particules serait de plus en plus forte.
Les émissions de particules fines
Les particules ont différentes origines : ( source)
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Origine mécanique : effritement de matière, broyage, concassage, transport de matériaux pulvérulents, érosion des sols (érosion éolienne par exemple), etc. Ces particules sont généralement de taille comprise entre quelques microns et quelques centaines de microns.
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Origine chimique ou thermique. Les particules se forment par changement d'état de la matière par réactions chimiques, par évaporation à haute température suivie d'une condensation. Le spectre granulométrique de ces particules varie de quelques nanomètres à quelques dixièmes de microns.
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Origine biologique : pollens, champignons, bactéries.
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Graphique 2
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Ainsi, les sources des émissions de particules proviennent, soit de sources naturelles, soit des activités humaines :
Les principales sources anthropiques d'émission de particules sont :
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Les labours,
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Les chantiers et BTP (Bâtiments et travaux publics),
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L'exploitation des carrières,
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La combustion à partir des combustibles minéraux solides, des combustibles/carburants liquides et de la biomasse.
Il suffit de prendre les données publiées par Airparif pour constater que la pollution aux particules fines a bel et bien diminué dans l’air parisien, et cela dans des proportions importantes (24 et 30 %), depuis l'an 2000. Le graphique 2 en est l’expression sans équivoque.
En fait, le mythe de l’augmentation de la pollution aux particules est possible parce que le phénomène est peu ou pas visible, et que ses conséquences immédiates sur la santé sont nulles pour une grande partie de la population : je n'ai moi-même, très objectivement ressenti aucune différence sur ma respiration entre le 30 décembre (50 à 80 µg/m3 en moyenne journalière à la station de La Défense) et le 2 janvier 2017 (0 à 20 µg/m3). Une de mes petites filles pourtant asthmatique non plus. Et vous ?
Les teneurs atmosphériques en particules fines
Les mesures de la teneur en particules fines de l’atmosphère à un instant donné sont réalisées en faisant passer un volume connu d’air à travers un filtre qui laisse passer toutes les particules dont le diamètre est inférieur à une valeur donnée : 10 µm pour les PM10 et 2,5 µm pour les PM2.5. Ces particules sont ensuite toutes reçues sur un support approprié et ce support est lui-même soumis à un test permettant la détection fine de la masse des particules supportées.
Par exemple, pour Airparif, la mesure de la quantité de poussières est aujourd’hui faite en continu ou semi-continu, et les résultats sont obtenus en quelques dizaines de minutes. L’appareil actuellement utilisé par l’association AiParif s’appelle un BAM (pour Beta Attenuation Monitor). L’appareil comporte une source de rayonnement béta (en général du carbone 14) dont on mesure l’intensité dans le vide à une distance connue. Une bande de téflon à défilement continu reçoit un jet de particules à mesurer, et une mesure du rayonnement béta ayant traversé la couche de particules sur le filtre est effectuée. L’atténuation du rayonnement est une fonction exponentielle de l’épaisseur de la couche de particules et donc la mesure du rayonnement traversant permet de déterminer avec précision moyennant étalonnage l’épaisseur de la couche de particules et donc son poids. La mesure du rayonnement béta direct permet d’effectuer des corrections pour tenir compte de l’influence de la température et de la pression.
Comme la teneur en particules pour une région donnée varie fortement d’un jour à l’autre, il est illusoire de vouloir évaluer l’évolution de la pollution aux particules fines en calculant la moyenne sur une période de quelques jours ou de quelques semaines, comme certains médias voudraient le faire croire. En réalité, il faut attendre pendant une bonne année que tous les phénomènes saisonniers aient eu lieu pour qu’une moyenne soit représentative. Seules les moyennes annuelles veulent dire quelque chose, et le graphique 2 montre clairement que pour la région parisienne, la pollution aux particules fines PM10 a assez fortement diminué (24 %) depuis l’année 2000.
Ce résultat semble effectivement paradoxal si on le compare objectivement aux annonces toutes plus alarmantes les unes que les autres des médias et des sites Internet « spécialisés ». Mais, au-delà de ces comparaisons somme toute assez habituelles, il faut noter que les chiffres de taux de pollution aux particules ne semblent pas suivre exactement les chiffres des émissions.
Tout se passe comme s’il existait quelque part un « réservoir » de particules qui empêche la teneur immédiate en particules de suivre en les exprimant les chiffres des émissions. Ce réservoir est probablement situé dans les couches supérieures de l'atmosphère, et/ou au-dessus des mers proches. Cela montre qu’il est totalement illusoire de lutter contre les pics de pollution aux particules fines par des mesures ponctuelles comme la circulation alternée. Seules les mesures à long terme d'abaissement des émissions de particules peuvent permettre d’abaisser progressivement les teneurs jugées aujourd’hui trop élevées. Remarquons cependant encore une fois qu’elles n’ont probablement jamais été aussi basses depuis une bonne centaine d’années…
Ne croyez donc pas ceux qui vous raconte que telle ou telle mesure ponctuelle (circulation alternée, interdictions diverses etc…) a fait baisser la pollution de tant de pourcent : ce genre de calcul est tout simplement impossible à faire ! En effet, la masse de particules fines par mètre cube d’air varie constamment et dans des proportions importantes, il suffit d’examiner les cartes journalières de PREV’AIR pour s’en rendre compte. Dans ces conditions, comparer la valeur moyenne pour une journée à celle d’une autre journée n’a strictement aucune signification en ce qui concerne l'effet des mesures ponctuelles.
>Les particules fines carbonées sont produites par la combustion de matières organiques : carburants pour les moteurs, bois pour le chauffage. Ces particules engendrent le pouvoir éclairant des
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Graphique 3
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flammes : celui-ci est essentiellement le résultat de l’émission de rayonnement visible par les particules portées à haute température par l’énergie libérée par la réaction. On peut d'ailleurs mettre l’émission de particules de carbone ou de matière carbonée en évidence en plaçant au-dessus de la flamme d’une bougie une vitre qu’on voit se recouvrir rapidement d’une fine couche noire (le verre est ‘fumé’). La combustion dite « ouverte » c’est-à-dire à l’air libre s’effectue en effet incomplètement : une partie des particules ne brûle pas. Ces particules refroidies constituent la fumée de la combustion qui augmente le taux de particules fines de l’air.
Les systèmes de chauffage modernes utilisant des granulés de bois et comportant des dispositifs de postcombustion adaptés produisent une quantité de particules moins élevée, mais qui reste cependant importante. Le chauffage au bois, pourtant fortement encouragé par le ministère de l'écologie, demeure la première cause de la présence de particules fines dans l'air francilien. La circulation automobile, pointée du doigt, n'arrive que loin derrière. Cette constatation est encore plus vrai si l'on observe, en comparant les chiffres annuels, que les émissions de particules fines par le chauffage au bois se concentrent sur les mois d'hiver.
La combustion de la cellulose du bois engendre la formation d’un marqueur de la combustion du bois : le lévoglucosane (graphique 3). Ce marqueur que l’on retrouve dans les particules fines, est caractéristique de la pyrolyse (destruction par la chaleur) du bois. Il permet, en association avec l’ion potassium, caractéristique, lui aussi, de la pyrolyse du bois, d’estimer grossièrement la fraction de particules fines imputable au chauffage au bois. Il faut cependant prendre ces estimations avec grande précaution, car les mesures effectuées dans ce domaine conduisent à l’obtention de rapports lévoglucosane/ potassium très variables.
Dans les pays fortement consommateurs de charbon, le taux de particules peut être élevé (cas de la Chine) car la combustion du charbon provoque l'émission de beaucoup de particules fines. C'était le cas en France avant que les centrales nucléaires ne prennent le relais des centrales au charbon pour la production d'électricité et que la consommation de charbon baisse dans des proportions très importantes. C'est encore le cas de l'Allemagne qui installe de nouvelles centrales au lignite (charbon "récent" à faible pouvoir énergétique) dont elle possède des gisements en grande quantité, pour pallier la fermeture progressive des centrales nucléaires, suite à la décision de la coalition au pouvoir avec Madame Merkel.
L'examen attentif des cartes journalières de pollution aux particules publiées par PREV'AIR montre que ces particules voyagent au-dessus des pays européens et se concentrent au-dessus des zones à forte densité urbaine ou des régions où le relief freine le mouvement des masses d'air (vallée de l'Arve par exemple).
La composition chimique des particules fines
S’il apparaît assez simple d’identifier les émissions de particules et de mesurer les quantités émises par an, il est souvent beaucoup plus compliqué de déterminer l’origine
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Graphique 4
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exacte des particules que l’on trouve dans l’air que nous respirons. En effet, les mouvements de celui-ci du fait des vents sont tels que la pollution émise quelque part en Europe a très vite fait de traverser les frontières et de se retrouver à des milliers de kilomètres de distance. En outre, certaines particules peuvent avoir des origines complètement différentes tout en ayant la même composition chimique. Si, pour certaines sources, il existe des traceurs comme le lévoglucosane pour la combustion du bois, dans de nombreux cas on doit se contenter de présomptions concernant l’origine exacte des résidus carbonés constituant une partie importante des particules fines. Le graphique 4 ci-contre donne la composition chimique pour un site local (1 - près du boulevard périphérique, vers la Porte d’Auteuil et 2 – ensemble de l’agglomération) :
OM : Organic Matter (matières organiques) produits organiques résultant de la combustion qui peuvent être de nature chimique très variable, mais souvent toxique, voire très toxique.
EC : Elementary Carbon (carbone élémentaire) particules constituées essentiellement de carbone (suie) issu de la combustion de matière organique (carburants, bois etc.)
NH4+ : Ion ammonium – Peut provenir de l’épandage d’engrais.
NO3- : Ion nitrate – Épandage d’engrais – Oxydation de l’ion ammonium
nss SO42- Non Sea Salt (sel non d’origine marine) – SO42- Ion sulfate, SO2 anhydride sulfureux – Résultat de la combustion de carburants soufrés (chauffage, trafic routier) en très nette baisse depuis que les carburants pétroliers sont désoufrés au raffinage.
Poussières minérales : Poussières provenant de l’exploitation des carrières ou le bâtiment – abrasion des sols par les pneus.
Sel de mer : Résultat d’embruns transportés par le vent.
nd : non déterminé.
Cette composition chimique ne nous apprend pas grand-chose sur l’origine des poussières, mais nous montre que pour la région parisienne, celle-ci se décomposent en deux fractions nettement différentes :
Fraction organique : carbone suie ou éléments carbonés
Fraction inorganique : sels d’acides minéraux.
Ces deux types de particules sont très différents. La fraction inorganique, mélange de sels comme les nitrates, chlorures, sulfates ou sulfites d’ammonium ne présente aucun caractère de danger (à l'exception du sulfite qui a heureusement pratiquement disparu), au vu de leur faible concentration : 100 microgrammes de ces sels dans un mètre cube d’air sont immédiatement dissous au contact de l’humidité des muqueuses du nez ou de la bouche, et pourraient, au pire, donner un (mauvais) goût dans la bouche. En avez-vous déjà fait l’expérience ? Moi non. La partie organique, par contre, peut contenir des produits dangereux. Cependant, une fois encore, leur faible concentration rend une intoxication aigue très improbable.
Les particules fines sont-elles réellement toxiques ?
Les consignes de sécurité données par l’OMS et concernant les particules fines ne précisent pas la nature chimique des poussières. Or, le simple bon sens (allié aux recommandations de l’Académie de Médecine) nous permet de penser que la toxicité de poussières constituées de sel de mer (inorganique) par exemple n’a rien à voir avec la toxicité de particules de suie (carbone) qui peuvent, comme déjà dit, contenir des composés organiques très toxiques. Ce simple fait incite à penser que les choses sont loin d’être claires et précises en ce qui concerne la véritable toxicité des particules fines.
Notons aussi qu’il est raconté un peu partout que les particules PM2.5 sont beaucoup plus dangereuses que les particules PM10 parce que leur petite taille (2,5 µm leur permet de pénétrer plus profondément dans les voies respiratoires. Cette affirmation supposerait que les particules PM10 et PM2.5 sont deux types de particules complétement différents. Or, ceci est entièrement faux : les PM10 contiennent environ 70 % de PM2.5 !. La seule chose qui les différencie, c’est que les PM10 contiennent en plus des particules dont le diamètre est compris entre 2.5 et 10 µm. Il est peu vraisemblable de pouvoir distinguer l’effet pulmonaire ou autre d’un produit par rapport à l’effet d’un autre produit qui contient 70 % du premier…
Les décès prématurés dont nous avons vus figurer le nombre à la une des quotidiens au moment des épisodes de pollution du mois de décembre dernier sont tout simplement calculés en observant, sur les documents statistiques officiels, le nombre des décès, leur date et leurs causes et en les comparant au taux de pollution des jours précédant le décès. Ce genre de calcul est facile à faire, des logiciels ont été conçus pour ça. Par contre, les résultats exprimés en nombre de jours de prématurité du décès par tranche de 10 µg par m3 de particules fines a été remis en cause dans plusieurs études : Voir par exemple ici et ici. La " Society For Risk Analysis" à Cox LA, estime qu’« il n’est pas exclu que le coefficient de cause de mortalité par les particules PM2.5 soit égal à zéro d’après l’analyse correcte des données existantes ». (Autrement dit, l’étude (Fann et al. 2012) qu’ils ont analysée présente de graves erreurs d’analyse statistique. Il suffit, d’ailleurs, de taper sur Google "uncertainty"+" fine particulates " pour tomber sur une liste imposante d’articles qui remettent en cause tout ou partie de la relation entre les décès prématurés et la présence de particules. D’ailleurs, les références à des études qui parlent de dizaines de milliers de décès prématurés se gardent bien, en général, de citer l’intervalle de confiance qui est pourtant un élément fondamental de résultat et qui est donné bien en évidence dans les études. (L’intervalle de confiance est représenté par deux nombres qui figurent les limites entre lesquelles la valeur annoncée possède 90, ou 95, ou 98 % de chances de se trouver).
Pourquoi, alors, les médias sont-ils si inquiétants aujourd’hui lorsqu’ils parlent des particules fines ?
Avant tout, les médias recherchent l’audience et la pollution aux particules fait vendre du papier. Mais, au-delà de ce phénomène bien connu, Pourquoi donc les alertes à la pollution se sont-elles multipliées ces dernières années, faisant croire à l’ensemble de la population que celle-ci avait dramatiquement augmenté ?
La raison de ce changement, c’est tout simplement que les normes officielles ont changé au cours du temps. Pour la région parisienne, avant le 3 décembre 2007, il n’y avait pas de seuil d’information ou d’alerte. Cela ne signifie pas que les taux de particules fines ne dépassaient pas allègrement les taux que l'on mesure aujourd'hui et qui déclenchent des mesures importantes. En effet,
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Graphique 5
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la teneur en particules fines de l’atmosphère pouvait atteindre, voire dépasser les teneurs de plusieurs centaines de µg /m3, il ne se passait rien...
A partir de cette date, le seuil d’information a été défini à 80 µg/m3 de PM10 pendant 24 heures consécutives et le seuil d’alerte à 125 µg/m3. Cela signifie pour le grand public, que des informations spécifiques sont transmises par les autorités à au moins 2 journaux et 2 stations de radio et de télévision pour y être diffusées (seuil d’information) et que des mesures spéciales (circulation alternée par exemple) sont prises si le seuil d’alerte est dépassé.
Au 27 octobre 2011, le seuil d’information est passé à 50 µg/m3 et le seuil d’alerte à 80 µg/m3. (Il s’agit évidemment de teneurs en particules mesurées à l’extérieur. En effet, à l’intérieur des maisons et dans le métro, ces teneurs sont bien souvent très supérieures aux taux d’alerte (voir Graphique 5), sans que curieusement les personnes utilisant ce genre de transport présentent des symptômes particuliers… cette constatation relativise quelque peu les annonces catastrophistes venant de personnes qui, pour importantes qu’elles soient n’en restent pas moins très ignorantes des principes physico-chimiques élémentaires). Notons par exemple que lorsque Madame Hidalgo décide et demande au Préfet la mise en place de la circulation alternée, il ne s’agit en fait que de la pure agitation médiatique destinée à se donner une importance qu’elle n’a pas : en effet, cette mise en place est organisée par la loi, et se passe de la décision du Maire de Paris (Mais, comme l’a si bien dit Jean Cocteau : « Puisque ces choses nous dépassent, feignons d’en être les organisateurs…). En fait, il y a deux, et seulement deux critères qui déterminent le déclenchement de mesures dont la circulation alternée fait partie :
1) Le critère de superficie. Il faut que 100 km² au moins (d’un seul tenant) du territoire de la République soient concernés par un dépassement du seuil de 80 µg de PM10 par m² en moyenne calculée sur la période entre 0 et 24 heures). estimé par modélisation en situation de fond.
2) Le critère de population. Il faut qu’au moins 10 % de la population d'un département soient concernés par le dépassement de particules PM10 estimé par modélisation en situation de fond.
Si ces deux critères sont remplis, la décision du Préfet, seul juge en la matière, concernant la circulation alternée, est automatique. Sinon, elle n’est juste pas prise.
La pollution aux particules fines est un fait certain, reconnu, et très ancien (ce qui est moins connu) : des milliers de personnes en sont mortes au cours du 19ème et du vingtième siècle. Le phénomène se poursuit dans les pays comme la Chine qui brûlent toujours des quantités importantes de charbon dans des installations qui ne filtrent pas les poussières émises. Heureusement, en France, ce n’est plus le cas. L’usage du charbon ne subsiste que faiblement, et la consommation actuelle n’est plus qu’une infime fraction de ce qu’elle était il y a 60 ans. Avec la disparition progressive du charbon, le spectre de la pollution aux particules s'éloigne. Cependant, les autorités françaises, d'ailleurs seules en Europe, toujours en pointe en matière de normes anti-pollution, après avoir étendu les seuils aux particules fines, sans aucun justificatif scientifique, abaissent, ces seuils, si bien que des citoyens vertueux peuvent se retrouver en faute à leurs yeux. Elles sont, de plus, confortées dans leur attitude extrémiste par quelques nostalgiques (mais très actifs) qui voudraient à tout prix faire des particules fines un sujet d'inquiétude supplémentaire...