Particules en suspension en Europe

Une expertise de l’Afsset (mars 2009)^[3] sur la pollution de l’air ambiant par les particules et son impact sur la santé concluait, sur la base de méthodes de mesure plus fines, que :

• on a jusqu’ici sous-estimé les taux de particules inhalées avec l’air ;
• on ne peut trouver de seuil de pollution au-dessous duquel il n’y aurait pas d’impact sanitaire ;
• en France, l’exposition chronique à des taux faibles a plus d’impact sur la santé que l’exposition aux pics.

Pour les médecins de l'Association santé environnement France, les particules fines que nous respirons au quotidien sont dangereuses, car elles progressent jusqu'au bout des voies respiratoires, atteignant les alvéoles et entraînant des maladies pulmonaires. Elles pénètrent ensuite dans la circulation sanguine, provoquant aussi des problèmes cardiovasculaires en bouchant les petits vaisseaux^[4]. Au cours de leur voyage au centre de nos corps, elles peuvent déclencher bronchites chroniques, asthme, cancers du poumon, accidents vasculaires cérébraux (AVC) ou encore infarctus du myocarde^[5]. En moyenne, sur une année, on observe que les jours où les concentrations de particules fines sont élevées, les hospitalisations augmentent, de même que les taux d'infarctus ou d'AVC. Ainsi, une hausse de 10 microgrammes par mètre cube de la dose journalière entraîne en moyenne deux fois plus d'hospitalisations d'enfants et de personnes âgées^[6]. Publiée en 2012, l'étude Aphekom^[7] a montré que la diminution des particules fines dans l'air de nos villes permettrait d'augmenter notre espérance de vie. À Marseille, si on respectait l'objectif de qualité de l'OMS (10 microgrammes par mètre cube), l'espérance de vie pourrait augmenter de 8 mois^[8].

Certaines études considèrent que vivre à moins de 50 mètres d’un axe à grande circulation routière peut provoquer une augmentation du risque de mortalité pour cause cardio-pulmonaire de 70 %^[9].

Les particules ont également un effet néfaste, comme les autres pollutions atmosphériques, sur la santé des femmes enceintes, qui sont plus susceptibles de faire des fausses couches ou de mettre au monde des enfants de faible poids ou prématurés^[10]. D'après une étude de 2019, certaines particules seraient susceptibles de franchir la barrière placentaire et d'affecter directement les enfants à naître^[11].

Dans l’UE des vingt-cinq, ce sont environ 348 000 morts prématurées par an qui sont attribuées à cette pollution, selon un rapport du programme Clean Air for Europe (CAFE), mené par la Commission européenne et publié en 2005^[12], dont 42 000 en France^[13].

Selon le rapport Clean Air for Europe évoqué plus haut^[12], l’exposition aux particules en suspension, toutes sources d’émissions confondues, serait chaque année en France à l’origine d’environ 42 000 morts prématurées. Ce nombre est rappelé à la page 92 du document de l'OMS^[14] cité dans la section « En Europe ». Il est repris dans différents documents, comme le Plan Particules^[15] dans sa préface p. 4, ou une information préfectorale sur l'interdiction du brûlage à l'air libre des déchets verts^[16], ou encore la réponse à une question posée en 2013 au Sénat relative à l'interdiction programmée des feux de cheminée en Île-de-France, voire l'interdiction totale de la combustion du bois (sauf dérogation par arrêté préfectoral) à Paris^[17]. Dans certains médias^[18], voire à titre individuel parmi les personnalités politiques^[19], ce nombre a été attribué de façon erronée à l’exposition émissions des seuls moteurs Diesel.

Un rapport publié par l'InVS le 6 janvier 2015 à partir de l'observation de 17 grandes villes françaises conclut que la mortalité journalière non accidentelle augmente de 0,51 % pour chaque hausse de 10 microgrammes de PM 10 par mètre cube d’air ; ce taux atteint même 1,04 % chez les personnes de plus de 74 ans ; l'impact est plus fort entre le deuxième et le cinquième jour (0,38 % de taux de mortalité non accidentelle) que le jour même et le lendemain (0,13 %) d’une période de dépassement des seuils ; la hausse de la mortalité non accidentelle due aux particules fines est bien plus forte l’été (1,30 % le jour suivant les pics d’émission) que l’hiver (0,1 %). Ces 17 villes dépassent toutes (sauf Dijon) la valeur-limite recommandée par l’Organisation mondiale de la santé (OMS): 20 microgrammes. Marseille arrive en tête avec un taux de 31,8 microgrammes, suivie de Lille (30,9), Lyon (29,5) et Nice (29,2) ; Paris est à la 7^e place (27,0)^[20].

Les particules en suspension ne sont pas seulement un problème local à proximité des sources d'émission, elles peuvent être transportées très loin par le vent^[21].

Dans l'Europe des Quinze, selon une étude de l'OMS traitant des risques sanitaires liés à la pollution particulaire atmosphérique transfrontière à longue distance^[14], on note une diminution de la contribution du transport routier aux émissions de PM_2,5, malgré une augmentation du trafic ; cette tendance devrait se poursuivre dans les prochaines années, avec les nouvelles réglementations européennes. En revanche, toujours pour les émissions de PM_2,5, on prévoit une augmentation de la contribution des procédés industriels et de la combustion domestique du bois (chauffage/cuisson)^[22] ; cette dernière deviendrait, à l'horizon 2020, la principale source de PM_2,5 (38 % des émissions), contre 28 % pour les procédés industriels, 23 %^[23] pour les sources mobiles (dont 7 % pour les échappements des véhicules Diesel), 6 % pour l'agriculture, 3 % pour la production d'énergie, et 2 % pour la combustion industrielle (p. 29, 30).

La combustion incomplète des combustibles fossiles et de la biomasse émet du « carbone noir » ((en) Black Carbon BC, encore appelé carbone suie).

Le carbone noir est un aérosol carboné qui, outre ses effets négatifs sur la santé, absorbe fortement la lumière solaire et contribue au réchauffement de l'atmosphère. Son dépôt aggrave la fonte de la neige et de la glace. Plus que d’autres régions, l’Arctique et les régions alpines pourraient tirer avantage de la réduction des émissions de carbone noir. Le carbone noir contribue à la rétroaction de l’albédo de la neige, qui peut modifier l’équilibre radiatif mondial^[24]. Si l’on se réfère aux projections établies par l’Institut international pour l’analyse des systèmes appliqués, dans le cadre du programme CAFE (Clean Air For Europe), ici encore, le chauffage domestique, notamment le chauffage au bois, sera l’une des principales sources de rejet de « matières particulaires » et de « carbone noir ». Les émissions de ce type sont peu réglementées dans de vastes régions de l’Europe. De plus, les petites installations utilisées pour se chauffer au bois sont anciennes et rejettent beaucoup d’aérosols carbonés. Pour finir, les poêles et les foyers résidentiels ont une durée de vie assez longue, ce qui retarde l’adoption de technologies plus propres^[25].

Un rapport EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme^[26])^[27] a montré qu'en 2005-2006, de nombreuses grandes villes européennes étaient très polluées par les particules, avec des teneurs moyennes en PM_2,5 dépassant quotidiennement et annuellement - et de beaucoup - les seuils, valeur limites ou directives de l'OMS (qui sont plus strictes que les limites européennes).

Le pic de pollution de mars 2014 a donné lieu en France à des publications faisant état du caractère transfrontalier de la pollution aux particules fines, qui a été ressenti aussi bien dans des régions rurales qu'urbanisées^[28].

Les valeurs limites OMS sont aussi dépassées dans des secteurs de taille très significative en aval de zones urbaines denses, à la suite du transport des petites particules par le vent.
Selon une étude récente^[29], depuis la fin des années 1970 jusqu'au début des années 2000, les variations d'espérance de vie, mesurées dans 51 régions urbanisées des États-Unis, ont confirmé une corrélation entre la mortalité et l’évolution du taux de pollution de l’air par les particules fines ; une diminution de 10 μg/m³ de particules fines PM_2,5 (< à 2,5 μm) dans l’air s’est traduit sur cette période par une augmentation l’espérance de vie de 5 à 9 mois (en tenant compte des évolutions socio-économiques, démographiques, ainsi que de l’exposition au tabac durant la même période).

En ville, où une population importante se trouve exposée, le transport routier et la combustion du bois ont un impact important sur la qualité de l’air.

Le transport routier peut représenter de 40 % à 70 % des émissions de particules à proximité trafic dans certaines agglomérations^[30],[31].

La combustion du bois joue un rôle important sur la composition de la matière organique de l'aérosol atmosphérique et sur la pollution particulaire en milieu urbain^[32].

En ville, à proximité des grands axes urbains, entre 70 % et 84 % des PM2,5 présentes à l'intérieur des logements proviennent de l'extérieur^[9] d'après une étude réalisée à Helsinki et Amsterdam.

Le transport routier peut être localement une source importante de particules primaires et il est à l’origine de la majorité des émissions d’oxydes d’azote qui sont des précurseurs de particules secondaires^[33].

Les FAP existants ajoutés sur les voitures ne retiennent pas les particules les plus fines, qui sont également les plus nocives pour la santé^{[réf. nécessaire]}.

Concentré dans les grandes agglomérations disposant d'un port maritime industriel ou de croisières, le transport maritime est localement une source importante de pollution de l'air, du fait de deux particularités :

• Le fioul utilisé par ces navires est du fioul lourd, beaucoup moins cher pour les opérateurs, mais particulièrement polluant, notamment par sa charge en soufre, mais aussi par l'importance des émissions de PM qu'il engendre.
• Ces navires, même à quai, font tourner leurs moteurs pour assurer leurs servitudes. On estime qu'un navire à quai pollue ainsi la ville autant que 1 000 poids lourds en circulation (Marseille).

Deux dispositions visent à réduire cette pollution à terre : le remplacement du fioul lourd par du fioul léger durant les opérations portuaires, et le branchement électrique direct des navires à quai. Ces dispositions, coûteuses, peinent à se mettre en place, d'autant que la dimension internationale du sujet n'a pas permis de décision partagée contraignante. L’Organisation maritime internationale (OMI) a mis en révision Marpol VI qui règlemente certaines pollutions des navires.

La réduction des émissions de gaz à effet de serre est l'un des politiques européennes pour le climat. Elle s'articule avec les engagements dans le cadre de la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC) et du protocole de Kyoto^[34].

La directive 2001/81/CE définit des seuils d’émission nationaux pour le NOx, le SO2, les composés organiques volatils et l’ammoniac.

La directive 2004/107/CE définit des valeurs cibles pour l’arsenic, le cadmium, le nickel et les hydrocarbures aromatiques polycycliques et oblige à la surveillance du mercure.

La décision 280/2004/CE a mis en place un système de surveillance de la quantité de gaz à effet de serre présent dans l’air.

Le règlement (CE) no166/2006, est relatif à un registre européen des rejets et des transferts de polluants concernant les émissions de 91 polluants différents.

La directive 2008/50/CE de l’UE sur la qualité de l’air définit des valeurs limites pour l'ozone, les NOx, le SO2, les particules fines, le plomb, le benzène et le monoxyde de carbone dans l’air, sur la base d’échantillons prélevés dans l'air. La directive encadre les modalités de contrôle des PM2.5, du benzène, du monoxyde de carbone, des composés organiques volatils et des NOx.

Eurostat publie des données relatives à la prévalence des particules fines en Europe.

Population urbaine exposée aux concentrations de particules d'un diamètre inférieur à 10 µm dépassant la limite quotidienne (50 µg/m3 plus de 35 jours dans une année)[36]

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Cet indicateur mesure le pourcentage de la population vivant dans des zones urbaines exposées à des concentrations de particules de matière < 10 µm (PM10) dépassant la valeur limite journalière (50 µg/m3). Cette limite journalière ne devrait pas être dépassée pendant plus de 35 jours par année civile.

Exposition de la population urbaine à la pollution de l'air par les particules fines[37]

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Cet indicateur montre la concentration de particules en suspension PM10 et PM2.5 pondérée en fonction de la population, à laquelle la population urbaine est potentiellement exposée.

Source Eurostat: Estimations sur la base de la quantité mesurée dans toutes les stations de surveillance urbaines, y compris les stations de type trafic urbaines et suburbaines. Les données relatives à la qualité de l'air sont collectées par l'Agence européenne pour l'environnement sur une base annuelle, conformément aux décisions 97/101/CE et 2001/752/CE. Toutes les données sont stockées dans AirBase, la base de données européenne sur la qualité de l'air. La pondération relative aux villes sont obtenues grâce aux données de l'audit urbain. Depuis 2008, les données couvrent l'UE-27, à l'exception de la Grèce, de Malte et de Chypre. La méthodologie pour le calcul de l'indicateur est élaborée par l'Agence européenne pour l'environnement.

Dans différents pays, des mesures sont mises en place pour faire face aux pics de pollutions.

En cas de smog hivernal, la DTAP a adopté un Concept d’intervention contre les poussières fines en trois niveaux : niveau d'information, niveau d'intervention 1 et niveau d'intervention 2. À partir du niveau d'intervention 1, les autorités décrètent des mesures comme la vitesse de 80 km/h sur des autoroutes, l’interdiction de faire des feux à l'extérieur et l’interdiction d'utilisation de chauffages secondaires utilisant des combustibles solides excepté les installations équipées de filtres à particules pour la réduction des poussières fines ou avec le sceau de qualité de Énergie-bois Suisse.

« C’est surtout en hiver que l’on mesure régulièrement dans les agglomérations des concentrations nocives de poussières fines. Les sources sont multiples, et – surprise ! – la combustion du bois y contribue considérablement […] Les coupables principaux sont le trafic, les chauffages à bois et les feux ouverts ainsi que l’industrie […] Contrairement à ce qu’on pourrait penser, les poussières fines ne sont pas un problème local juste à côté des sources. Le vent peut transporter une partie des substances précurseurs et les particules émises sur plusieurs centaines de kilomètres. »

— Extraits du document « Attention : Poussières fines ! », de l’Institut Paul Scherrer^[38]

« Selon une étude de l’Institut Paul Scherrer, la pollution atmosphérique causée par les petits poêles n’est pas à négliger non plus. À Roveredo (GR), les chauffages au bois locaux émettent en hiver jusqu’à six fois plus de poussières fines que les camions en transit sur la route du San Bernardino, très fréquentée. »

— Extrait du document « Chauffages - Du bois d'accord, mais jamais sans filtre », de l'Office fédéral de l'environnement^[39]

Lorsque les concentrations de particules sont importantes, on distingue deux niveaux de procédure^{[40],[41],[42]} : le niveau d'information et de recommandation lorsque les concentrations de particules PM₁₀, en moyenne sur 24 heures, excèdent 50 microgrammes par mètre cube (50 μg/m³) et le seuil d'alerte là où les concentrations, toujours en moyenne sur 24 heures, dépassent 80 μg/m³, avec diffusion de consignes de protection sanitaire et de réduction des émissions de polluants.

Dans les régions concernées, il est demandé :

• de ne pas utiliser les cheminées à bois (sauf en cas de chauffage principal), particulièrement les foyers ouverts ;
• de limiter l’usage des véhicules automobiles, notamment les véhicules diesel non équipés de filtres à particules ;
• de réduire les vitesses sur les voies rapides et autoroutes ;
• de respecter l’interdiction de brûlage de déchets verts.

Au mois de mars 2012, des conditions météorologiques combinant un bon ensoleillement et des vents faibles ont favorisé la formation d'un épisode de pollution dans plusieurs régions françaises. À cette période de l'année, les particules et les polluants à l’origine de la formation de particules sont émis principalement par les systèmes de chauffage et le trafic routier, les épandages agricoles et parfois l’industrie. En plus des recommandations précédentes, il a été demandé de reporter certains épandages agricoles^[43]. Les conditions météorologiques de mars 2012, avec des températures douces l'après-midi^[44], sont comparables à celles qui ont favorisé l'épisode de pollution de mars 2014^[45].

Selon l'observatoire atmosphérique SIRTA^[46], durant l'épisode de pollution aux particules fines du 7 au 15 mars 2014 en Île-de-France, la majorité des particules fines mesurées sur la région parisienne étaient constituées de particules dites « secondaires », c'est-à-dire non émises directement, mais formées dans l'atmosphère, sous l'action de transformations photochimiques (ensoleillement), à partir de gaz précurseurs comme les oxydes d'azote (transport), l'ammoniac (activités agricoles) et les composés organiques volatils. Relativement éloigné du centre urbain, le SIRTA est peu affecté par des sources de pollutions très locales comme les axes routiers et constitue ainsi un point de référence pour la pollution à l'échelle de la région francilienne. Les différentes fractions de particules fines observées sont les suivantes :

• PM_2,5 secondaires de nitrate d'ammonium : 51 % - Ce composé est formé dans l’atmosphère à partir d’ammoniac (NH₃) et d’oxydes d’azote (NO_x), suivant un processus photochimique. L’ammoniac est principalement émis par les activités agricoles et les oxydes d’azote sont principalement émis par les transports.
• PM_2,5 primaires de combustion de biomasse : 15 % - Particules émises directement dans l'atmosphère par le chauffage au bois et le brûlage de déchets verts.
• PM_2,5 organiques secondaires : 12 % - Particules fines composées de matière organique, générées dans l'atmosphère à partir de précurseurs gazeux comme les composés organiques volatils (COV). En période hivernale (comme c'est le cas encore à cette période de l’année), ces COV sont émis principalement par les activités humaines.
• PM_2,5 primaires « fuel » fossile : 11 % - Particules fines émises directement dans l'atmosphère par la combustion de dérivés du pétrole (dont les transports).
• PM_2,5 secondaires de sulfate d'ammonium : 11 % - Le sulfate d'ammonium est formé dans l'atmosphère à partir d'ammoniac et de dioxyde de soufre. Le dioxyde de soufre est émis en France par l'industrie manufacturière et la transformation d'énergie.

Les particules fines observées en Île-de-France comprennent trois composantes : une composante directement due aux émissions liées à la proximité du trafic, une composante due aux émissions dans l'agglomération, et les « imports » de particules externes à l'agglomération (phénomènes de pollution à grande échelle), d’après le communiqué de presse disponible sur un site du CNRS^[47]

Enfin, en cas extrême, le gouvernement français peut prendre des arrêtés stipulant la circulation alternée. Ce dispositif prévu par la loi sur l'air de 1996 - à l'époque en cas de pics de pollution à l'ozone – a été appliqué le 1^er octobre 1997 et le 17 mars 2014, entraînant à chaque fois de fortes controverses^[48]. Le 17 mars 2014, la circulation avait fortement diminué et Airparif avait estimé que la mesure avait permis de réduire de 6 % la concentration en particules à proximité du trafic. Toutefois, les professionnels de santé soulignent que c'est la pollution chronique qui a le plus d'impact sur la santé publique^[49].

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