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Poussières en suspension

Thématique associée:  particules

Période d'observation des émissions: depuis 1990

Source des données: CITEPA / Format SECTEN - avril 2013

 

Origine du polluant

Les particules sont un ensemble très hétérogène de composés du fait de la diversité de leur composition chimique, de leur état (solide ou liquide) et de leur taille (caractérisée notamment par leur diamètre).

Les particules sont différenciées selon leur taille :

    • les Particules Totales en Suspension (appelées TSP pour Total Suspended Particulates puisque l'acronyme en français (PTS) n'est pas utilisé) regroupent l'ensemble des particules quelle que soit leur taille,
    • les PM10 : particules dont le diamètre est inférieur à 10 µm (microns),
    • les PM2,5 : particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm,
    • les PM1,0 : particules dont le diamètre est inférieur à 1 µm.

Les particules comprises entre 2,5 et 10 microns sont appelées des particules grossières. Les particules de moins de 2,5 microns sont nommées particules fines et incluent les particules ultrafines de diamètre inférieur à 0,1 µm (PM0,1).

La figure suivante présente la taille des particules en fonction de diverses sources d'émission.

graph particules 1

 Figure : Taille des particules – échelle et ordre de grandeur

Les particules ont différentes origines :

    • une 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.
    • une 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.
    • une origine biologique : pollens, champignons, bactéries.

Ainsi, les sources des émissions de particules proviennent, soit de sources naturelles, soit des activités humaines :

    • les activités humaines, pour lesquelles les émissions de particules dépendent fortement des équipements de dépoussiérage, des procédés et des conditions opératoires.
    • Les principales sources d'émission de particules sont :
      • les labours,
      • les chantiers et BTP (Bâtiments et travaux publics),
      • l'exploitation des carrières,
      • la combustion à partir des combustibles minéraux solides, des combustibles/carburants liquides et de la biomasse.
    • Le classement par ordre d'importance des émissions de ces différentes sources dépend de la granulométrie des particules considérées.
    • les sources naturelles, pour lesquelles les émissions de particules sont fortement liées aux conditions climatiques et naturelles (érosion éolienne, feux de forêts, éruptions volcaniques, pollens, etc.).

Les différentes particules peuvent être classées selon trois catégories :

    • particules primaires : émises directement dans l'atmosphère par un nombre élevé de sources anthropiques et naturelles (cf. liste précédente)
    • particules secondaires : issues de réactions physico-chimiques à partir d'autres polluants appelés précurseurs
    • particules remises en suspension : une fois déposées, les particules peuvent ensuite être remises en suspension sous l'action du vent ou en zone urbaine, sous l'action du trafic routier.

Les particules ont des compositions chimiques différentes selon leur origine. Elles sont généralement composées de :

    • sels sous la forme nitrates, sulfates, carbonates, chlorures, etc.,
    • composés carbonés organiques (HAP, oxydes, composés organiques condensables, etc.) (appelés organic carbon et notés OC en anglais),
    • des éléments traces tels que métaux lourds, etc.,
    • carbone suie (ou black carbon, noté BC en anglais).

Le carbone suie est lié aux combustions incomplètes de combustibles fossiles et de la biomasse. Il représente une partie des suies, mélanges complexes de particules contenant du carbone suie et du carbone organique. Le carbone organique et le carbone suie sont co-émis mais avec un ratio différent selon les sources et les conditions de combustion. Les suies contiennent aussi des sels inorganiques et des métaux. Le carbone suie a un pouvoir de réchauffement de l'atmosphère car il absorbe le rayonnement solaire, peut être transporté à longue distance et se dépose sur les étendues glaciaires en diminuant leur pouvoir réfléchissante (albédo). Le carbone organique au contraire tend à refroidir l'atmosphère.

La granulométrie des particules est une caractéristique très importante des particules. Les techniques de réduction des émissions de particules qui peuvent être mises en œuvre dépendent aussi de leur granulométrie. Les particules de taille importante peuvent être éliminées par des techniques utilisant des principes mécaniques (cyclone, chambre de décantation...) alors que seuls des électrofiltres ou des filtres à manches sont capables d'éliminer les particules les plus fines.

La composition chimique influence l'efficacité de certaines techniques de réduction. Ainsi, l'efficacité d'un électrofiltre dépend de la résistivité des particules qui dépend de leur nature chimique.

Effet du polluant

Du point de vue de la santé, pour des raisons physiologiques et psychologiques, la pollution par les particules a été très tôt ressentie par les populations et a fait l'objet de réglementations depuis fort longtemps bien que la toxicité soit souvent moindre que pour de nombreux constituants gazeux. Cette dernière affirmation doit bien entendu être modulée selon la nature chimique des particules et leur granulométrie (fines poussières < 2,5 µm, fibres et poussières d'amiante, etc.). Leur rôle a été démontré dans certaines atteintes fonctionnelles respiratoires, le déclenchement de crises d'asthme et la hausse du nombre de décès pour cause cardio-vasculaire ou respiratoire, notamment chez les sujets sensibles.

Les particules les plus "grosses" (> 10 µm), visibles à l'œil nu, ne sont pas les plus inquiétantes pour la santé. Retenues par les voies aériennes supérieures (nez, gorge), elles ne pénètrent pas dans l'appareil respiratoire. Les particules de diamètre compris entre 2,5 et 10 µm atteignent les parties supérieures du système respiratoire et peuvent être éliminées par filtration des cils de l'arbre respiratoire et la toux. Les particules les plus fines (< 2,5 µm) sont les plus dangereuses. Capables de pénétrer au plus profond de l'appareil respiratoire, elles atteignent les voies aériennes terminales, se déposent par sédimentation ou pénètrent dans le système sanguin. Ces particules peuvent véhiculer des composés toxiques, allergènes, mutagènes ou cancérigènes, comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les métaux lourds.

Le 2ème Plan National Santé Environnement (PNSE 2) précise que l'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que plus de deux millions de personnes meurent chaque année du fait de l'inhalation de particules fines présentes dans l'air intérieur et extérieur. Elle relevait qu'en 2000 l'exposition chronique aux particules fines (PM2,5) était à l'origine d'environ 350 000 décès prématurés chaque année en Europe dont 42 000 en France, ce qui correspond à une perte moyenne d'espérance de vie de 8,2 mois. Elle évalue qu'en 2008, le nombre de décès mondiaux prématurés attribuables à la pollution atmosphérique en ville atteint 1,34 million, et que le respect des lignes directrices de l'OMS aurait épargné 1,09 million de vies. Ces résultats ont été confirmés par le projet européen Aphekom (Programme "Amélioration des connaissances et de la communication sur la pollution de l'air et la santé en Europe", coordonné par l'Institut de veille sanitaire).

Du point de vue environnemental, les particules en suspension peuvent réduire la visibilité et influencer le climat en absorbant et en diffusant la lumière. En se déposant, elles salissent et contribuent à la dégradation physique et chimique des matériaux. Accumulées sur les feuilles des végétaux, elles peuvent les étouffer et entraver la photosynthèse.

 

Particules totales en suspension (TSP)

 

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2011

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Culture 46%
2 Construction 17%
3 Résidentiel 9,1%
4 Autres industries manufacturières 5,6%
5 Minéraux non métalliques, matériaux de construction 5,1%

* : un secteur (au nombre de six au total : transformation de l'énergie, industrie manufacturière, résidentiel/tertiaire, agriculture/sylviculture, transport routier ou autres transports) est désagrégé en différents sous-secteurs.

 

Emissions du polluant et ses évolutions

Minimum observé: 877 kt en 2009
Maximum observé: 1 276 kt en 1991
Emissions en 2011: 878 kt
Evolution 2011/1990: -29,0%
Evolution 2011/maximum: -31,2%
Evolution 2011/minimum: +0,1%

Unité utilisée : kt (kilotonne)
N.B. : les émissions incluent à la fois celles induites par la combustion et par les procédés.

 

Graph TSP

 Graph Legende sans UTCF

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2013

Tab TSP

Commentaire

En 2011, les émissions de particules totales en suspension (TSP) s'élèvent à 878 kt.

Tous les secteurs d'activité contribuent aux émissions. Il s'agit pour l'année 2011, par ordre d'importance de :

    • l'agriculture/sylviculture avec 52% des émissions de la France métropolitaine, notamment du fait des cultures qui représentent 88% du secteur,
    • l'industrie manufacturière avec 31%, notamment du fait de la construction, avec les chantiers et le BTP qui représentent 55,6 % du secteur.
    • le résidentiel/tertiaire (10%) du fait de la consommation de bois,
    • le transport routier (5%),
    • les modes de transport hors routier (1%),
    • la distribution et transformation d'énergie (1%).

Sur la période 1990-2011, les émissions totales ont baissé de 29% (-359 kt). Tous les secteurs ont contribué à cette diminution.

Toutefois, l'année 1991 constitue une année exceptionnelle (niveau maximum observé sur la période étudiée du fait, en particulier, d'une forte consommation de bois dans le secteur résidentiel/tertiaire).

Dans le cas des transports, les émissions proviennent, d'une part, de l'échappement et, d'autre part, de l'usure des routes mais aussi des pneus, des freins et des caténaires. Les émissions liées à l'abrasion évoluent comme le trafic depuis 1990 alors que les émissions liées à l'échappement sont en régression depuis 1994 suite à la mise en œuvre des différentes normes relatives aux véhicules routiers.

Dans le secteur de la distribution et de la transformation d'énergie, les émissions proviennent principalement de la production d'électricité (28%), de la transformation des combustibles solides (sidérurgie) (24%) et du raffinage du pétrole (22%). La baisse observée depuis 1990 (-59 kt, soit -90%) s'explique en grande partie par l'arrêt de l'exploitation des mines à ciel ouvert en 2002 et des mines souterraines en 2004.

L'évolution des chantiers et BTP est à l'origine des variations des émissions de TSP du secteur de l'industrie manufacturière.

Les émissions du secteur résidentiel/tertiaire ont été reès fortement réduites entre 1990 et 2011 (-63% soit -143 kt) du fait de l'amélioration des performances des équipements individuels brûlant du bois. La baisse des émissions en 2011 s'explique particulièrement par la douceur du climat.

 

PM10

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2011

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel 29%
2 Construction 12%
3 Culture 9,3%
4 Autres industries manufacturières 7,6%
5 Elevage 7,1%

* : un secteur (au nombre de six au total : transformation de l'énergie, industrie manufacturière, résidentiel/tertiaire, agriculture/sylviculture, transport routier ou autres transports) est désagrégé en différents sous-secteurs.

 

Emissions du polluant et ses évolutions

Minimum observé: 260 kt en 2011
Maximum observé: 574 kt en 1991
Emissions en 2011: 260 kt
Evolution 2011/1990: -51,2%
Evolution 2011/maximum: -54,6%
Evolution 2011/minimum: 0%

Unité utilisée : kt (kilotonne)
N.B. : les émissions incluent à la fois celles induites par la combustion et par les procédés.

 

Graph PM10

Graph Legende sans UTCF

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2013 

Tab PM10

 

Commentaire

En 2011, le niveau d'émission de particules de diamètre inférieur à 10 microns (PM10) en France métropolitaine représente 260 kt.

Tous les secteurs contribuent aux émissions de ce polluant, soit par ordre de prédominance en 2011 :

    • l'industrie manufacturière (31%), en particulier le sous-secteur de la construction du fait des chantiers et du BTP (38,2% du secteur),
    • le résidentiel/tertiaire (30%), du fait de la combustion du bois et, dans une moindre mesure, du charbon et du fioul,
    • l'agriculture/sylviculture (20%),
    • le transport routier (15%),
    • la transformation d'énergie (2%),
    • les autres transports (hors transport routier) (2%).

La répartition des émissions varie légèrement en fonction de l'année considérée. En 1990, c'est le secteur du résidentiel/tertiaire qui était prédominant avec 40% des émissions.

Les émissions nationales sont en baisse de 51% entre 1990 et 2011 (soit une réduction de 274 kt), malgré l'année 1991 qui constitue un niveau exceptionnellement haut (maximum observé sur la période d'étude du fait, en particulier, d'une forte consommation de bois dans le secteur résidentiel/tertiaire).

La baisse des émissions sur la période 1990-2011 est observée dans tous les secteurs. Elle est engendrée, d'une part, par l'amélioration des performances des techniques de dépoussiérage, notamment dans les installations de sidérurgie et, d'autre part, par les effets de structure, notamment l'amélioration des technologies pour la combustion de la biomasse. Enfin, l'arrêt de l'exploitation des mines à ciel ouvert en 2002 et des mines souterraines en 2004 contribue aussi à la diminution des émissions.

Pour l'année 2011, en plus des raisons expliquées précédemment, le climat très doux de l'année 2011 est également responsable de la baisse des consommations d'énergie dans les secteurs du résidentiel/tertiaire et de la transformation d'énergie.

 

PM2,5

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2011

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel 43%
2 Autres industries manufacturières 9,5%
3 Voitures particulières diesel catalysées 8,4%
4 Construction 6,6%
5 Autres sources de l'agriculture 4,7%

* : un secteur (au nombre de six au total : transformation de l'énergie, industrie manufacturière, résidentiel/tertiaire, agriculture/sylviculture, transport routier ou autres transports) est désagrégé en différents sous-secteurs.

 

Emissions du polluant et ses évolutions

Minimum observé: 173 kt en 2011
Maximum observé: 452 kt en 1991
Emissions en 2011: 173 kt
Evolution 2011/1990: -58,0%
Evolution 2011/maximum: -61,8%
Evolution 2011/minimum: 0%

Unité utilisée : kt (kilotonne)
N.B. : les émissions incluent à la fois celles induites par la combustion et par les procédés.

 

Graph PM2-5

Graph Legende sans UTCF

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2013 

Tab PM2-5

 

Commentaire

En 2011, les émissions de particules de diamètre inférieur à 2,5 microns (PM2,5) s'élèvent à 173 kt.

Les émissions sont induites par tous les secteurs qui sont par ordre d'importance en 2011 :

    • le résidentiel/tertiaire avec 45% des émissions totales de la France métropolitaine,
    • l'industrie manufacturière (24%),
    • le transport routier (18%),
    • le secteur de l'agriculture/sylviculture (9%),
    • la distribution et la transformation d'énergie (2%),
    • les autres transports (hors routier) (2%).

Cette répartition a relativement peu évolué entre 1990 et 2011, le secteur résidentiel/tertiaire reste le premier secteur émetteur de PM2,5.

Au sein de ces différents secteurs, les émissions proviennent, d'une part, de la combustion du bois majoritairement domestique ainsi que, dans une moindre mesure, du charbon et du fioul et, d'autre part, de l'exploitation des carrières, des chantiers et BTP et enfin des labours.

Sur la période 1990-2011, les émissions ont été réduites de 58% (-239 kt), malgré l'année 1991, particulièrement froide, qui constitue une année exceptionnellement élevée (maximum observé sur la période étudiée) du fait, en particulier, d'une forte consommation de bois dans le secteur résidentiel/tertiaire.

Sur la période étudiée, une baisse plus ou moins importante est observée dans tous les secteurs.

Cette baisse a plusieurs origines dont :

    • l'amélioration des performances des techniques de dépoussiérage dans de nombreux secteurs de l'industrie manufacturière (sidérurgie, verrerie, etc.),
    • l'amélioration des technologies pour la combustion de la biomasse (impact dans le secteur résidentiel/tertiaire), et
    • l'arrêt de l'exploitation des mines à ciel ouvert en 2002 et des mines souterraines en 2004 (impact dans le secteur de la transformation d'énergie).

Pour l'année 2011, en plus des raisons expliquées précédemment, le climat très doux de l'année 2011 est également responsable de la baisse des consommations d'énergie dans les secteurs du résidentiel/tertiaire et de la transformation d'énergie.

 

PM1,0

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2011

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel 57%
2 Voitures particulières diesel catalysées 8,8%
3 Autres sources de l'agriculture 6,1%
4 Véhicules utilitaires diesel catalysés 4,7%
5 Construction 4,2%

* : un secteur (au nombre de six au total : transformation de l'énergie, industrie manufacturière, résidentiel/tertiaire, agriculture/sylviculture, transport routier ou autres transports) est désagrégé en différents sous-secteurs.

 

Emissions du polluant et ses évolutions

Minimum observé: 123 kt en 2011
Maximum observé: 375 kt en 1991
Emissions en 2011: 123 kt
Evolution 2011/1990: -63,4%
Evolution 2011/maximum: -67,3%
Evolution 2011/minimum: 0%

Unité utilisée : kt (kilotonne)
N.B. : les émissions incluent à la fois celles induites par la combustion et par les procédés.

 

Graph PM1

Graph Legende sans UTCF

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2013 

Tab PM1

 

Commentaire

En 2011, les émissions totales de la France métropolitaine de PM1,0 (particules de diamètre inférieur à 1 micron) représentent 123 kt. L'année 1991, particulièrement froide, constitue une année exceptionnelle du fait de son niveau d'émission élevé (maximum observé sur la période) consécutive, en particulier, à une forte consommation de bois dans le secteur résidentiel/tertiaire.

Les émissions sont engendrées majoritairement par le résidentiel/tertiaire (59% des émissions de la France métropolitaine en 2011) à cause principalement de la combustion du bois et, dans une moindre mesure, du charbon et du fioul.

Le transport routier se situe en 2011 en seconde position avec 18% des émissions, du fait essentiellement de la combustion du gazole.

La contribution des autres secteurs aux émissions de PM1,0 en 2011 est par ordre d'importance : l'industrie manufacturière (13%), l'agriculture/sylviculture (6%), la distribution et la transformation d'énergie (2%) et les autres transports (hors transport routier) (2%).

Sur la période 1990-2011, les émissions ont baissé de 63%, soit une réduction de 213 kt. Cette tendance à la baisse est observée sur l'ensemble des secteurs sauf pour les "autres transports".

Cette baisse est engendrée, d'une part, par l'amélioration des performances des techniques de dépoussiérage dans l'industrie manufacturière, d'autre part, par les effets de structure, notamment l'amélioration des technologies pour la combustion de la biomasse (secteur du résidentiel/tertiaire) et enfin par l'arrêt de l'exploitation des mines à ciel ouvert en 2002 et des mines souterraines en 2004 (secteur de la transformation d'énergie).

Pour l'année 2011, en plus des raisons expliquées précédemment, le climat très doux de l'année 2011 est également responsable de la baisse des consommations d'énergie dans les secteurs du résidentiel/tertiaire et de la transformation d'énergie.

Source des données: CITEPA / Format SECTEN - avril 2013