Tempête de sable
phénomène météorologique qui se manifeste par des vents violents provoquant la déflation et le transport des particules de sable
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Une tempête de sable est un phénomène météorologique qui se manifeste par des vents violents provoquant la déflation et le transport des particules de sable dans l'atmosphère, par le processus de saltation, voire par suspension pour les sables fins. Les tempêtes de poussières sont similaires mais le substrat soulevé est le sol desséché. Elles laissent dans leur sillage ou ensuite des brumes de sable qui contribuent à la pollution de l'air par les particules.
Ces phénomènes sont courants sur Terre dans les grandes plaines d'Amérique du Nord, dans la péninsule Arabique, dans le désert de Gobi en Mongolie, dans le désert du Taklamakan en Chine occidentale, dans le désert du Sahara en Afrique, dans le désert du Thar en Inde, ainsi que dans d'autres régions arides et semi-désertiques. On les observe aussi sur Mars et sur Titan.
Causes météorologiques
Il existe plusieurs phénomènes qui peuvent soulever le sable ou la poussière pour donner de telles tempêtes. On peut les classer en deux catégories[1] :
- les dépressions et fronts météorologiques intenses qui génèrent des vents de forts à violents sur un diamètre de plusieurs centaines de kilomètres ;
- les effets de méso-échelle, comme les lignes orageuses, où les vents des niveaux moyens de l'atmosphère sont rabattus au sol formant un front de rafales plus limité qui peut déferler sur une région.
Tempêtes synoptiques
Dans le premier cas, l'action des vents s'exerce sur de vastes territoires et dure jusqu'à quelques jours. Ils vont soulever la mince couche de surface dans une région désertique et donner une visibilité de réduite à nulle selon les variations de leur vitesse[1]. Il s'agit d'un effet similaire à de la poudrerie, ou chasse-neige élevée, dans une tempête de neige.
Il s'agit souvent d'une forte zone de vents à l'approche d'un front froid ou quasi stationnaire en période estivale dans la zone de convergence inter-tropicale. On a en général un fort vent parallèle au front dans cette situation ce qui soulève le sable ou la poussière. Par contre, en hiver, ce sont généralement les vents derrière et perpendiculaires au front qui sont très forts à cause de l'intrusion d'air froid du front qui rend l'air instable.
L'une des tempêtes de sable à l'échelle synoptique se produit quand un vent du nord, appelé « Shamal » ou « Chammal », souffle sur la péninsule Arabique. Cette situation se produit en été derrière un front froid; et en hiver lorsqu'on a une forte circulation entre un anticyclone sur la péninsule et une dépression à l'est du Golfe Persique[2]. D'autres vents connus des zones désertiques donnent des tempêtes de sable à la même échelle comme l'Harmattan, le Simoun, le Sirocco, etc.
Tempêtes de méso-échelle
Dans le second cas, la zone de vents forts est limitée mais intense. Le plus spectaculaire de ces phénomènes est celui du « haboob », selon le nom arabe donné à ce phénomène qu'on peut retrouver un peu partout en zone désertique[3]. Il s'agit de rafales descendantes générées par un orage ou une ligne d'orages. Dans un environnement sec, la pluie s'évapore souvent avant le sol et l'air qui descend de l'orage s'étale en un front de rafales soulevant un mur de sable ou de poussière qui peut avoir jusqu'à une centaine de kilomètres de long mais beaucoup moins de large[3]. Cela limite la durée de la mauvaise visibilité en un point donné à trois heures ou moins mais le mur peut se déplacer sur de très longues distances avant que la friction fasse retomber les vents.
Un autre phénomène encore plus limité se produit sur les plaines côtières sablonneuses en pente lors de situation de brise de mer mais d'air stable en altitude. Dans cette situation, la brise va de la mer vers la terre alors qu'en altitude on peut avoir un courant-jet de bas niveau de direction opposée. L'air venant de la mer est soulevé par la pente ce qui permet localement de briser l'inversion de température et de permettre au vent d'altitude plus froid de descendre vers le sol car il subit une poussée d'Archimède négative. Ce fort vent soudain peut alors causer une tempête de sable très localisée mais a pour effet également de couper la brise ce qui limite sa durée de vie.
Finalement, il existe des endroits où le vent est forcé de passer par des ouvertures dans le relief qui accélèrent celui-ci par effet Venturi (vent de couloir). Si ces forts vents soufflent dans une zone désertique, ils vont créer une tempête de sable ou de poussière localisée.
Action du vent
2- Saltation ;
3- Diffusion/suspension ;
4- Sens du vent.
Le sable ou la poussière se déplacent de trois manières[4] :
- par reptation, le vent déplace de proche en proche les grains les plus gros en un mouvement graduel et sans perte de contact avec la masse sous-jacente ;
- par saltation, les particules moins lourdes sont soulevées par le vent à une certaine hauteur et retombent sous l'effet de leur propre poids, en rebondissant et en éjectant d'autres particules par impact. Ce soulèvement est de l'ordre de quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres ;
- par diffusion/suspension turbulente, les grains très légers peuvent être pris dans une turbulence mécano-thermique par les vents qui les transportent à une grande distance en les soulevant jusqu'à plusieurs dizaines ou centaines de mètres de hauteur.
Quand la vitesse du vent est inférieure à un certain seuil, qui dépend de la densité et de la cohésion du sol, il n'y a généralement pas de transport de particules[4]. C'est surtout la suspension des particules très fines qui cause les tempêtes mais la saltation des particules un peu plus grosses contribue à bas niveau à la mauvaise visibilité.
Conséquences, parfois amplifiées par l'être humain
Les tempêtes de sable peuvent avoir d'importantes conséquences, directes et indirectes, et parfois éloignées pour l'environnement (océanique notamment) [5] ou encore pour la santé publique (Ainsi les envols de poussière saharienne causent des brumes de sable dans les Antilles, dont on a récemment (2018) montré qu'elles contribuent à la pollution particulaire de l'air et qu'elles sont alors notamment une cause de naissances prématurées[6]).
Certaines de ces tempêtes ont eu des conséquences aggravées par les actions humaines qui avaient déjà dégradé le paysage et rendu les sols plus vulnérables (déforestation, agriculture, labour...). Ainsi,
- la « Mer de sable » (Zandverstuiving) du parc néerlandais Hoge Veluwe résulte des effets d'une tempête qui a emporté le sol agricole dégradé sur des centaines d'hectares (centre des Pays-Bas).
- Certains des effets des tempêtes de poussières qui ont affecté l'Amérique du Nord aux XIXe siècle et au début du XXe siècle ont une cause humaine. Les colons européens y avaient en effet coupé de vastes forêts et mis en culture des centaines de milliers d'hectares d'anciennes prairies naturelles qui protégeaient jusqu'alors des sols fragiles (lœss). Ces sols mis à nu, dégradés par le labour et déshydratés par le soleil ont pris une consistance poudreuse, et ont été balayés par les tempêtes jusqu'à mettre à nu la roche mère et provoquer la faillite de milliers d'agriculteurs, contribuant à la crise économique de 1929. C'est pourquoi c'est au Canada et aux États-Unis qu'ont d'abord été développées les techniques d'agriculture plus extensive et/ou sans labour, qui ont efficacement protégé les sols.
- De même, le surpâturage et la pullulation de campagnols à la suite de la régression de leurs prédateurs ont dégradé et fragilisé les sols de Mongolie, induisant des phénomènes de désertification, avec des envols de sable et de poussière qui peuvent opacifier l'atmosphère jusqu'à l'est de la Chine. Ces nuages peuvent modifier le climat et la pluviométrie, et en transportant des bactéries, virus et autres pathogènes, tout en diminuant l'activité désinfectante des ultraviolets solaires, ils pourraient avoir des impacts sanitaires.
De tels phénomènes sont devenus plus rares en Amérique du Nord, mais plus fréquents en Asie (s'y ajoutent les impacts des feux de forêts), et s'ils sont rarissimes en zone tempérée européenne, ils ne sont néanmoins pas exclus. À titre d'exemple, la « mer de sable » du parc de Hoge Veluwe au centre des Pays-Bas est une ancienne zone agricole sableuse cultivée, dont le sol fertile déshydraté par une période de sécheresse a été littéralement emporté par une violente tempête au début du XXe siècle, avant d'être achetée par un riche industriel pour y planter des pins et y chasser, après quoi la zone est redevenue naturelle. La mer de sable y est aujourd'hui entretenue par une gestion adaptée, pour des raisons paysagères et patrimoniales.
Tempêtes de sable ou de poussières par localisation
Sur Terre
Europe
Sur la côte belge et celle des Pays-Bas, des tempêtes de sable sont parfois notées lors de vents violents sur les dunes[réf. nécessaire].
Lors d'épisodes de sirocco en provenance du désert du Sahara, des remontées de sable peuvent occasionner un ciel jaune, une forte pollution et des pluies boueuses de l'Europe du Sud jusqu'au Benelux et parfois plus loin au nord[7],[8].
Asie du Nord-Est
En Asie du Nord-Est, les tempêtes de sable portent le nom de « tempête de sable jaune » (hwang-sa en coréen ou kosa en japonais). Originaire des déserts de Chine, c'est un phénomène récurrent et printanier. Pour les habitants de cette partie du globe, c'est un véritable fléau constitué de sable et de particules toxiques se mouvant au gré du vent. En effet, il apporte la pollution chinoise jusqu'en Corée, au Japon et même aux États-Unis.
Régions affectées
Les tempêtes de sable ou de poussière sévissent depuis des siècles en Asie et sur les autres continents. Le sable jaune provient des matériaux détériorés qui composent la surface du sol des déserts d'Asie centrale. En effet, l'activité humaine comme l'érosion excessive des terres, le déboisement et la surexploitation des ressources en eau a favorisé le développement de zones arides. Dans ces régions, les vents tempétueux se chargent notamment de sable et de poussières qui peuvent se déplacer sur plusieurs milliers de kilomètres.
Le hwang-sa est un phénomène récurrent et printanier en Corée du Sud. Le sable transporté par les vents provient notamment du désert de Gobi, en Mongolie. Celui-ci traverse la zone industrielle de Shenyang en Chine et termine sa course en Corée, chargé de produits polluants.
Sahara
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Dans le Sahara, la tempête de sable est fréquente et peut durer deux ou trois jours. Dans le monde, ce désert est la principale source de poussières minérales atmosphériques (50 % environ du total annuel). Une partie de ces poussières est transportée sur de longues distances : 12 % vers l'Europe, 28 % vers les Amériques, et 60 % vers le golfe de Guinée, avec des niveaux de particules (PM₁₀, PM₂.₅, PM₁₀–₂) dépassant de loin tous les seuils sanitaires internationaux, ce qui en fait un enjeu majeur de santé publique[10]. Dans le sud de la Tunisie, après chaque tempête de sable, les pentes opposées à la direction du vent sont saupoudrées de sable apporté du Grand Erg[11].
Quand une dépression recouvre le Maghreb, les vents violents soulèvent le sable qui, selon la direction du flux, peut parcourir jusqu'à plus de 1 000 km de distance. Quand un anticyclone est présent sur l'Est de la Méditerranée, le flux est du secteur sud et le sable de la tempête d'origine peut alors parvenir jusqu'en Espagne, en Italie, en France voire en Europe du Nord[12]. Des dépôts sableux résultant de pluie de sable peuvent être observés dans les rues, sur les voitures et teinter le ciel d'un jaune orangé[7].
Moyen-Orient
Au Moyen-Orient, les tempêtes de sable sont un phénomène bien connu des habitants de cette région.
Ces dernières années, les tempêtes de sable se sont multipliées au Moyen-Orient en raison de deux facteurs : le réchauffement climatique et la guerre[13]. Pour les spécialistes qui les observent notamment dans le désert du Néguev, ces phénomènes s'expliquent par le réchauffement climatique rapide que connaît actuellement le Moyen-Orient : l'augmentation des températures, la diminution des précipitations et la désertification qui s'accentue assèchent les terres cultivables qui deviennent friables et sont ensuite effritées par le vent[14]. Certains scientifiques ont identifié un autre facteur aggravant : la guerre en Syrie. Les combats ont laissé derrière eux une terre particulièrement aride et friable, notamment dans la région d'Alep[14].
Haboob
Le haboob est un genre de tempête de sable que l'on retrouve au Sahara, au Soudan, dans la péninsule arabique et dans le golfe Persique.
Îles Canaries
Les îles Canaries sont parfois touchées par des tempêtes de sable en provenance du Sahara avec le vent de calima. Elles y réduisent la visibilité et altèrent la santé et les infrastructures.
Australie
L'Australie est l'une des quatre régions du monde les plus touchées par les tempêtes de sable, les régions les plus concernées étant : l'Australie centrale, le centre de Queensland, l'est des plaines de Nullarbor et l'Australie occidentale[15].
Amérique du Nord
L'Amérique du Nord est l'une des quatre régions du monde les plus touchées par les tempêtes de sable[15].
Sous-continent indien
Le sous-continent indien est parfois touché par des tempêtes de sable.
Transferts bio-physicochimiques vers les mers et océans, et au delà
Ces tempêtes, et certaines formations orageuses impliquant des phénomènes magnétiques complexes[16] sont sources d'envol de poussières qui pourront parcourir des milliers de kilomètres, traversant des mers, des océans et même des continents. Ces poussières se déposent en Europe au nord et en Chine orientale ; le sable venant d'Asie centrale et de Chine peut atteindre la Corée, le Japon, les îles du Pacifique, l'Amérique du Nord et même se déposer bien au-delà[17], avec localement des effets négatifs pour la santé et les infrastructures, mais ce transfert d'éléments chimiques issus de l'atmosphère via les tempêtes de sable et de poussière a aussi des impacts positifs sur ces océans, en tant que source de nutriments et en changeant le pH, etc.. L'activité humaine y ajoute cependant de nouveaux contaminants et modifie la présence d'éléments au-dessus ou sous les niveaux naturels ; elle injecte dans l'atmosphère de grandes quantités de métaux lourds toxiques, comme le plomb (Pb) et le mercure, par de minuscules particules submicrométriques qui sont transportées sur des milliers de kilomètres, avant de se déposer dans l'océan[18].
En haute mer, le fer (Fe), l'azote et d'autres oligo-éléments essentiels aux organismes marins pour la photosynthèse, proviennent du dépôt à partir de l'atmosphère, car les apports des fleuves sont en grande partie consommés (ou perdus dans les sédiments) près des côtes. Les tempêtes de sable changent aussi l'albédo au-dessus des océans qui reflète alors différemment une partie du rayonnement solaire qui normalement serait absorbée par les océans, et d'un autre côté, l'énergie réémise sous forme de chaleur par les océans se trouve capturée sous le voile de sable et de poussière. Les grains de sable prennent la température de l'air ambiant, indépendamment de leur source. Ils sont aussi des noyau de condensation pour la formation de nuages. La résultante de tous ces processus sur la température de la mer est encore mal évaluée[19].
Mécanisme de fertilisation à longue distance
On sait, depuis les années 1990, que certains vents de sable, nés dans le Sahara, traversent l'océan Atlantique, jusqu'à atteindre et fertiliser tout le bassin amazonien ; avant cela, ils déposent aussi, chaque année, des millions de tonnes de nutriments, dans l'Atlantique tropical et jusqu'en Atlantique nord[20]. Ce phénomène lie, biogéochimiquement, l'Amazonie à l'Afrique, par des mécanismes de mieux en mieux compris ; il s'est avéré être une composante essentielle du cycle biogéochimique planétaire, contrôlant des processus écologiques et biogéochimiques majeurs.
En 1992, R. Swap et al. calculent que chaque tempête peut transporter jusqu'à 480 000 tonnes de poussière jusqu'en Amazonie (soit 13 millions de tonnes par an en moyenne), apportant notamment des éléments nutritifs comme le phosphate qui influencent fortement la composition chimique des précipitations et la fertilité des sols[21]. Ces particules sont transportées sur plus de 6 000 kilomètres, principalement dans la couche d'air saharien (Sahara Air Layer ou SAL)[22],[23], avant de se déposer en Amazonie sous forme sèche ou humide.
On a d'abord cru qu'elles provenaient majoritairement de la dépression du Bodélé (un ancien paléolac dont les sédiments sont riches en diatomées fossiles, connu comme la principales source de poussières atmosphériques au monde). Au début des années 2000, on pensait que, sur environ 40 millions de tonnes de poussière saharienne fertilisant chaque année le bassin amazonien, près de la moitié venaient du Bodélé (une zone minuscule à l'échelle du Sahara, mais hyperactive car située entre deux chaînes montagneuses qui canalisent les vents, lesquels soulèvent là jusqu'à 0,7 million de tonnes de poussière par jour en hiver)[24].
Vingt ans plus tard (2022), on constatait (à partir d'observations satellitaires et de simulations de trajectoires) qu'en réalité, une grande partie des poussières issues de la Bodélé se redéposaient près de leur source (par dépôt sec et humide) et que c'était le désert d'El Djouf qui est le principal contributeur à ce flux. Entre-temps, dans les années 2000, Abouchami et al., en 2013, puis Pourmand et al. en 2014 constataient, en Amazonie, que les apports de poussières hivernales et le transport de poussières estivales vers les îles des Caraïbes avaient des origines différentes en Afrique du Nord[25],[26].
Il y a consensus chez tous ces auteurs pour reconnaitre à ce flux de particules aéroportées un rôle écologique majeur. En effet, en raison de leur origine sédimentaire, elles sont riches en phosphore (P), un oligoélément dont manque naturellement le sols du bassin amazonien[27], en raison notamment de l'intense lessivage qu'il subit sous les intenses pluies tropicales[28].
En 2019, des mesures faites à Cayenne, en Guyane, montrent que cette poussière saharienne apporte la majorité du phosphore total au bassin amazonien au printemps, mais que des aérosols, issus des feux de brousse d'Afrique australe, deviennent la principale source de phosphore soluble en automne. Ce dernier est plus bioassimilable que celui venu du sahara ; il joue aussi un rôle crucial dans la productivité marine, notamment dans l'Atlantique tropical et dans les océans de l'hémisphère Sud, remettant en question l'idée que la poussière minérale est le nutriment déterminant dans ce flux[29]. Nota : les feux de biomasse contribuent à élever le taux d'ozone troposphérique qui, lui, dégrade la productivité végétale[30].
Il semble que cet effet fertilisant concerne, en outre, surtout l'Amazonie orientale[31],[32],[33]. Des analyses isotopiques faites sur des sédiments du lac Pata montrent que, sur les 7 500 dernières années, la poussière déposée à l'ouest du bassin amazonien a eu des sources variées (incluant les Andes et des régions nord- et sud-africaines). Contrairement à une idée reçue relativement récente, le Sahara n'a pas toujours été la source dominante de poussière pour l'ensemble du bassin amazonien durant l'Holocène. Après la dernière glaciation, le Sahara n'était d'ailleurs pas un désert, mais une vaste étendue végétalisée riche en animaux caractéristiques des savanes et de zones humides. Et l'étude, en haute-résolution, des sédiments du lac Pata a montré que, malgré une baisse des niveaux lacustres entre 6 500 et 3 600 ans BP lors du réchauffement et de la sécheresse du milieu de l'Holocène, la végétation amazonienne est restée remarquablement stable. Cette résilience a été attribuée à l'absence de grands incendies, suggérant que les perturbations humaines pourraient avoir un impact bien plus destructeur que les variations climatiques naturelles[34].
Outre le phosphore, ces aérosols, venus du Sahara, apportent aussi en Atlantique et en Amazonie du fer bioassimilable avec des taux élevées de Fe(II) et Fe(III) durant les épisodes de dépôt ; ce fer soutient l'activité microbienne et végétale du sol et de la canopée, avec un impact écologique distinct de celui des nutriments issus du socle amazonien sous-jacent[35]. Ils apportent aussi du calcium, de la silice et du phosphore qui sont des micronutriments fondamentaux pour la croissance végétale, notamment pour les lichens et les plantes épiphytes en forêt, et pour les algues et le plancton en mer. Des analyses de la composition chimique des poussières africaines faites en Guyane ont confirment leur rôle dans cette « fertilisation intercontinentale ».
Ailleurs dans le monde, des envols de particules fines (type loess ou d'autres types de poussières désertiques) pourraient jouer un rôle sous-estimé dans l'interdépendance et la résilience des systèmes environnementaux à l'échelle planétaire.
Effets sanitaires
Les tempêtes de sable et/ou de poussière constituent un risque sanitaire majeur et croissant, dont les effets sont encore incomplètement compris, mais de mieux en mieux documentés par la littérature épidémiologique et toxicologique (les travaux bibliométriques récents montrent que la recherche sur ces effets s'est fortement intensifiée depuis le début du XXIe siècle, et notamment à partir de 2014 avec un point culminant en 2019 pour la période 2005-2025, la Chine, les États‑Unis et l'Iran étant les principaux contributeurs à ces recherches[36]. Les analyses de co‑citation et de mots‑clés montrent une évolution thématique : Après une priorité donnée à l'étude de l'exposition aux particules et des effets respiratoires aigus, les recherches récentes s'orientent vers des sujets émergents tels que le stress oxydatif, la toxicité microbienne, l'apprentissage automatique pour la modélisation des risques, et les interactions avec le changement climatique[36]. Les régions d'Afrique et d'Asie centrale, malgré leur forte exposition aux tempêtes de sable restent sous-représentées[36].
L'exposition aiguë et répétée à des taux élevées de particules d'origine désertique entraîne notamment une hausse immédiate des symptômes respiratoires, et une dégradation de la fonction pulmonaire et cardiorespiratoire chez les personnes asthmatiques et vulnérables[37]. Plusieurs études montrent aussi une hausse de la mortalité et de la morbidité lors d'épisodes de poussières sahariennes[38] ou asiatiques[39], suggérant que les particules transportées sur de longues distances affectent également le système cardiovasculaire.
L'inhalation massive de poussières peut provoquer une forme de « pneumonie due à la poussière » (dust pneumonia), et une exposition chronique et non protégée peut entraîner une silicose (maladie incurable pouvant évoluer vers l'asphyxie ou le cancer du poumon)[40].
Les tempêtes de poussière favorisent par ailleurs la dispersion mondiale de bioaérosols — principalement des champignons, bactéries et virus — qui peuvent être dispersés sur de très longues distances, parfois à l'échelle intercontinentale[41]. Ils sont un facteur important de risque sanitaire, car pouvant provoquer ou aggraver des maladies respiratoires, cardiovasculaires et cardiopulmonaires[42],[41]. Les bactéries et spores fongiques arrachées aux sols interagissent ensuite avec la pollution urbaine, aggravant les effets sanitaires des particules désertiques[43],[44].
ces événements peuvent transporter et déposer des nano- et microplastiques (MP). Dans la ville iranienne de Chiraz, il s'agit principalement de fibres synthétiques (sourtout constituées de nylon, de polypropylène et de PET, d'environ 20 μm de diamètre) dont plus de 60 % mesurent moins de 100 μm [45]. Le microscope électronique révèle des vieillissement variés et une contamination par des particules géogéniques, indiquant un transport long et une altération en cours de route. Ils se déposent sur de vastes zones, urbaines et cultivées notamment. Les concentrations en MP mesurées dans 22 sites de la ville varient de 0,04 à 1,06 MP par gramme de poussière (médiane : 0,31 MP·g⁻¹)[45]. En comparant ces concentrations à celles de poussières urbaines locales et de sols arides distants, les auteurs estiment que seulement 0,1 à 5 % des microplastiques déposés proviennent de sources locales, tandis que la grande majorité est d'« origine lointaine »[45]. Les analyses HYSPLIT, les images satellites et les signatures géochimiques régionales identifient les déserts d'Arabie Saoudite comme principal réservoir transfrontalier de ces microplastiques[45].
Les habitants des grandes villes les plus concernées par les tempêtes de sable subissent des co‑expositions aux particules fines et à des polluants gazeux toxiques, dont les dynamiques et éventuels effets cocktails sont encore peu documentées. Une analyse fine menée lors d'un épisode représentatif à la station de recherche écosystémique urbaine de Yinchuan montre que les taux de PM₂.₅ augmentent fortement tandis que les composés organiques volatilstotaux (COVt) diminuent nettement, passant de 36,14 × 10⁻⁹ à 20,76 × 10⁻⁹, avec une remontée partielle de certains composants. Mais malgré cette baisse globale des COV, le risque sanitaire persiste, modifié : les contributions les plus élevées proviennent désormais de COV très toxiques (acroléine, acétaldéhyde) et de composés halogénés (1,2‑dichloroéthane, naphtalène), dont le risque cancérogène dépasse 10⁻⁶ pour la plupart et atteint plus de 10⁻⁴ (1 cas de cancer supplémentaire pour 10 000 personnes exposées à la dose environnementale moyenne) pour certains. Les adultes présentent le risque global le plus élevé en raison d'une exposition chronique, mais les enfants montrent une sensibilité accrue aux doses[46].
La pression atmosphérique est le principal facteur prédictif : les régimes de basse pression associés à des vents forts réduisent le risque par dispersion et dilution, tandis que les conditions de haute pression et d'humidité élevée abaissent encore l'exposition via une déposition et une élimination renforcées.
- - En termes de toxicité, les tempêtes de sable ne « nettoient » pas l'atmosphère : elles reconfigurent la co‑exposition aux particules et aux composés gazeux, modifient la hiérarchie des risques selon les groupes de population, invitant à cibler les VOC les plus dangereux et à créer des protections différenciées pour les populations vulnérables dans les régions arides confrontées à ces événements[46].
Les synthèses scientifiques récentes confirment l'ampleur des impacts sanitaires. Par exemple, selon une méta-analyse de 2019, les retombées distantes de ces tempêtes augmentent significativement la mortalité non accidentelle, les passages aux urgences et les hospitalisations pour causes respiratoires et cardiovasculaires[47]. Une revue systématique mondiale antérieure (2016) a montré que les poussières désertiques affectent la santé respiratoire, cardiovasculaire, mais aussi la santé périnatale et cognitive[48].
Enfin, dans certains cas, la composition chimique des poussières désertiques — incluant métaux, polluants organiques persistants et micro-organismes — peut renforcer leur toxicité, comme l'a montré une expertise récente[49],[44].
Santé oculaire
Tout comme la muqueuse pulmonaire, la surface des yeux est surexposée, à la fois à l'abrasion et aux contaminants atmosphériques aéroportés[50] qui peuvent causer rougeur, douleur, inconfort et sensation de corps étranger et/ou évoluer vers des affections de type kérato-conjonctivite, sécheresse oculaire ou blépharite. Les particules fines abrasives causent des micro traumatimes de la surface oculaire qui induisent des réponses inflammatoires et immunologiques documentées[51]. Une kératoconjonctivite sèche sévère non traitées peut conduire à la cécité[52] et l'exposition aux poussières désertiques augmente le risque de dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA), suggérant que les particules minérales transportées sur de longues distances peuvent affecter non seulement la surface oculaire mais aussi les structures rétiniennes profondes[53]
En France
L'Anses a montré que les « brumes de sable » sahariennes observées en France entraînent une hausse de la mortalité non accidentelle, des admissions aux urgences et des hospitalisations pour causes respiratoires et cardiovasculaires[54], un phénomène aussi démontré au Texas[55].
Vers une aggravation du phénomène ?
Le réchauffement climatique, associé à la déforestation, la dégradation et salinisation des sols et aux agrosystèmes inadaptés devrait amplifier ces phénomènes et leurs conséquences : plusieurs revues estiment que l'aridification, la dégradation des sols et l'augmentation des épisodes de sécheresse et canicules pourraient rendre les tempêtes de sable plus fréquentes, plus vastes et plus intenses au cours du XXIᵉ siècle[56],[57].
Les tempêtes de sable affectent aussi les systèmes de soins, surtout dans les régions arides
Une étude qualitative iranienne souligne le besoin de renforcer la résilience des centres de santé face en développant des stratégies de mitigation, des protocoles de formation, des infrastructures adaptées et une coordination interinstitutionnelle (protection de l'environnement, météorologie, gestion de crise, secours, réseaux électriques, médias, etc.)[58] pour mieux protéger les populations vulnérables, réduire les dommages humains, financiers et sociaux, et assurer la continuité des services de santé lors d'épisodes de poussières.
Effets sur les moteurs, la sécurité et les infrastructures
Les poussières désertiques posent d'autres problèmes, en encrassant les filtres à air, en usant prématurément les turbocompresseurs et en abrasant divers types de pièces mécaniques y étant exposées. Elles perturbent momentanément les panneaux solaires (perte d'efficacité des modules photovoltaïques et/ou thermiques) et peuvent affecter les réseaux électriques (arcs électriques). Elles réduisent en outre la visibilité (avec donc une augmentation du risque d'accidents).
Sur Mars
Des tempêtes de poussières surviennent périodiquement sur Mars, certaines pouvant avoir une ampleur planétaire.
Sur Titan
Sur Titan, des phénomènes atmosphériques transitoires durant quelques jours et pouvant correspondre à des tempêtes de poussières organiques ont été observés par la sonde Cassini à l'équinoxe de printemps 2009-2010, et révélés par l'analyse de sursauts dans l'infrarouge[60],[61].
