Particules fines, ozone, dioxyde d’azote : que mesure-t-on réellement dans l’air ?

Quand on parle de pollution de l’air, on imagine souvent un nuage gris au-dessus des villes ou les fumées rejetées par les voitures et les industries. Pourtant, une grande partie de la pollution atmosphérique reste invisible. Elle est constituée de gaz et de particules dont les concentrations peuvent varier fortement selon le lieu, la météo, le trafic, les activités humaines ou encore la saison.

Particules fines, ozone, dioxyde d’azote, dioxyde de soufre : derrière ces termes techniques se cachent des polluants très différents. Comprendre ce que l’on mesure réellement permet de mieux interpréter les indicateurs de qualité de l’air affichés au quotidien.

Pourquoi mesure-t-on plusieurs polluants différents ?

Il n’existe pas un unique polluant permettant de déterminer si l’air est « propre » ou « pollué ».

La qualité de l’air résulte au contraire de la présence simultanée de nombreuses substances. Certaines sont directement émises par les véhicules, les systèmes de chauffage, les industries ou l’agriculture. D’autres apparaissent dans l’atmosphère à la suite de réactions chimiques.

Les organismes chargés de surveiller la qualité de l’air suivent donc plusieurs polluants afin d’obtenir une vision plus complète de la situation.

Pour consulter ces données et mieux comprendre leur évolution, des plateformes comme Air Observatoire permettent de suivre différents indicateurs liés à la qualité de l’air en France.

Parmi les substances les plus surveillées figurent notamment les particules fines, l’ozone et le dioxyde d’azote.

Les particules fines PM10 et PM2,5

Les particules fines sont de minuscules éléments solides ou liquides présents en suspension dans l’air.

Elles sont généralement classées en fonction de leur diamètre.

Les PM10 correspondent aux particules dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres. Les PM2,5 sont encore plus petites, avec un diamètre inférieur à 2,5 micromètres.

À titre de comparaison, leur taille est bien inférieure à celle d’un cheveu humain.

Ces particules peuvent provenir de nombreuses sources : circulation routière, chauffage au bois, activités industrielles, chantiers, agriculture ou phénomènes naturels.

Certaines sont émises directement dans l’atmosphère. D’autres se forment secondairement à partir de réactions entre différents gaz.

Leur petite taille explique pourquoi elles peuvent rester longtemps en suspension et être transportées sur des distances parfois importantes.

Pourquoi distingue-t-on PM10 et PM2,5 ?

La distinction entre les deux catégories est importante.

Les particules les plus grosses ont tendance à être retenues davantage par les voies respiratoires supérieures. Les particules plus fines peuvent pénétrer plus profondément dans l’appareil respiratoire.

Les appareils de surveillance mesurent donc séparément les concentrations de PM10 et de PM2,5.

Ces concentrations sont généralement exprimées en microgrammes par mètre cube d’air, notés µg/m³.

Cette unité indique la quantité de particules présente dans un volume donné d’air.

Le dioxyde d’azote, très lié à la combustion

Le dioxyde d’azote, ou NO₂, est un gaz principalement associé aux phénomènes de combustion.

La circulation routière constitue l’une de ses sources importantes, notamment dans les zones urbaines très fréquentées. D’autres activités peuvent également en produire, comme certaines installations de chauffage ou activités industrielles.

C’est pourquoi les concentrations de dioxyde d’azote peuvent être plus élevées à proximité des grands axes routiers.

Dans une même agglomération, les niveaux mesurés peuvent ainsi être très différents entre une rue très circulée et un quartier résidentiel plus éloigné du trafic.

Le NO₂ participe également à certaines réactions chimiques atmosphériques susceptibles de contribuer à la formation d’autres polluants.

L’ozone, un polluant qui se forme dans l’atmosphère

L’ozone présente une particularité : il n’est généralement pas directement rejeté par une voiture, une usine ou un système de chauffage.

Il se forme dans l’atmosphère sous l’effet de réactions chimiques impliquant différents polluants et le rayonnement solaire.

C’est ce que l’on appelle un polluant secondaire.

Les épisodes d’ozone sont donc particulièrement fréquents lorsque plusieurs conditions sont réunies : forte chaleur, ensoleillement important et faible circulation de l’air.

Cela explique pourquoi des épisodes de pollution peuvent survenir en plein été.

Contrairement au dioxyde d’azote, les concentrations d’ozone ne sont d’ailleurs pas nécessairement les plus élevées au cœur des centres-villes. Des phénomènes chimiques et atmosphériques peuvent entraîner des concentrations importantes dans des zones périurbaines ou rurales.

Le dioxyde de soufre est-il encore surveillé ?

Le dioxyde de soufre, ou SO₂, fait également partie des polluants atmosphériques historiquement surveillés.

Il est principalement produit lors de la combustion de matières contenant du soufre.

Les activités industrielles et l’utilisation de certains combustibles ont longtemps constitué des sources importantes de SO₂.

La diminution de l’usage de certains combustibles fortement soufrés et l’évolution des réglementations ont profondément modifié les émissions dans de nombreux territoires.

Le dioxyde de soufre continue néanmoins d’être surveillé, notamment autour de certaines zones industrielles.

D’autres polluants peuvent également être mesurés

La surveillance de l’air ne s’arrête pas aux particules fines, à l’ozone ou au dioxyde d’azote.

Selon les dispositifs et les territoires, les réseaux de mesure peuvent également s’intéresser au monoxyde de carbone, au benzène, aux métaux lourds ou encore à différentes substances issues des activités industrielles.

Les pollens et certains composés biologiques font quant à eux l’objet de dispositifs de surveillance spécifiques.

La composition de l’air est donc beaucoup plus complexe qu’un simple indicateur global de pollution.

Comment mesure-t-on concrètement la qualité de l’air ?

Les mesures sont réalisées à l’aide de stations équipées de différents analyseurs.

Certaines stations sont installées près des axes routiers afin d’évaluer l’influence du trafic. D’autres se trouvent dans des zones urbaines de fond, loin d’une source directe de pollution. Certaines stations sont également implantées en milieu rural ou à proximité d’activités industrielles.

Cette diversité permet de comparer plusieurs environnements.

Les appareils analysent en permanence ou à intervalles réguliers la concentration des différents polluants.

Ces mesures peuvent ensuite être complétées par des modèles numériques intégrant notamment la météo, les émissions et les caractéristiques géographiques d’un territoire.

Qu’est-ce que l’indice de qualité de l’air ?

Pour faciliter la compréhension des données, les concentrations mesurées peuvent être transformées en un indice synthétique.

En France, l’indice ATMO permet notamment de traduire la qualité de l’air sous une forme plus accessible au grand public.

Il tient compte de plusieurs polluants et classe la situation selon différents niveaux.

L’intérêt de cet indice est de rendre immédiatement lisibles des données qui seraient autrement relativement techniques.

Il ne remplace cependant pas l’analyse détaillée de chaque polluant. Deux journées affichant un niveau global comparable peuvent en effet correspondre à des situations différentes : l’une peut être principalement marquée par les particules fines et l’autre par l’ozone.

Pourquoi les mesures changent-elles autant d’un jour à l’autre ?

Les émissions constituent seulement une partie de l’équation.

La météo joue un rôle considérable dans la concentration des polluants.

Le vent favorise généralement leur dispersion. La pluie peut réduire certaines concentrations de particules. À l’inverse, une situation atmosphérique stable peut provoquer leur accumulation.

La température et l’ensoleillement influencent également les réactions chimiques produisant certains polluants comme l’ozone.

C’est pourquoi la qualité de l’air peut évoluer rapidement, même lorsque les sources d’émission restent relativement similaires.

Mieux comprendre les données plutôt que regarder un seul chiffre

Les indicateurs de qualité de l’air deviennent beaucoup plus intéressants lorsqu’on comprend ce qu’ils représentent.

Les PM10 et PM2,5 correspondent à différentes tailles de particules. Le dioxyde d’azote est fortement lié aux phénomènes de combustion, notamment au trafic routier. L’ozone se forme quant à lui dans l’atmosphère sous l’action de réactions chimiques et du soleil.

Derrière un simple indice quotidien se cache donc tout un ensemble de mesures, de capteurs et de modèles.

Consulter régulièrement ces informations permet non seulement de connaître la situation du jour, mais aussi de mieux comprendre comment le trafic, la météo, la saison et les activités humaines influencent l’air que nous respirons.