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Poussières en suspension

Thématique associée:  particules

Période d'observation des émissions: depuis 1990

Source des données: CITEPA / Format SECTEN - avril 2014

 

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 émissions de Carbone Suie (ou "Black Carbon" (BC)) sont basées sur une spéciation chimique des émissions de PM2,5.
    • 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 2012

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Culture dont : 46% dont :
  Cultures avec engrais 46%
  Ecobuage 0,3%
2 Construction 16%
3 Résidentiel 10%
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: 860 kt en 2011
Maximum observé: 1 277 kt en 1991
Emissions en 2012: 879 kt
Evolution 2012/1990: -29,0%
Evolution 2012/maximum: -31,2%
Evolution 2012/minimum: +2,1%

Unité utilisée : kt (kilotonne)

 

Graph TSP 14

 Graph Legende sans UTCFv2

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2014

Tab TSP 14

(*) Relativement aux périmètres de la CEE - NU / NEC - les émissions répertoriées hors total national sont les suivantes : les émissions maritimes internationales, les émissions de la phase croisière (≥ 1000 m) des trafics aériens domestique et international, ainsi que les émissions des sources biotiques de l'agriculture et des forêts et les émissions des sources non-anthropiques.
(**) Emissions de l'échappement et de l'usure
(e) estimation préliminaire

Commentaire

En 2012, les émissions de particules totales en suspension (TSP) s'élèvent à 879 kt.
Tous les secteurs d'activité contribuent aux émissions. Il s'agit pour l'année 2012, par ordre d'importance de :

    • l'agriculture/sylviculture avec 53% des émissions de la France métropolitaine, notamment du fait des labours des cultures qui représentent 88% du secteur,
    • l'industrie manufacturière avec 29%, notamment du fait de la construction, avec les chantiers et le BTP, qui représente 53% du secteur et des carrières (17%),
    • le résidentiel/tertiaire (11%) du fait de la consommation de bois,
    • le transport routier (5%),
    • les modes de transport hors routier (1%),
    • la transformation d'énergie (1%).

Sur la période 1990-2012, 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).
Les émissions du secteur résidentiel/tertiaire ont été très fortement réduites entre 1990 et 2012 (-58%, soit -133 kt) du fait de l'amélioration des performances des équipements individuels brûlant du bois. La baisse des émissions en 2011 s'explique par la douceur particulière du climat cette année.
Dans le cas des transports, les émissions proviennent, d'une part, de l'échappement (combustion des carburants) et, d'autre part, de l'usure des routes mais aussi des pneus, des freins et des caténaires pour le trafic ferroviaire. Pour le routier, 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 transformation d'énergie, les émissions proviennent principalement de la production d'électricité (41%), de la transformation des combustibles solides (sidérurgie) (24%) et du raffinage du pétrole (20%). La baisse observée depuis 1990 (-58 kt, soit -89%) s'explique en grande partie par l'arrêt de l'exploitation des mines à ciel ouvert en 2002 et des mines souterraines en 2004.

 

PM10

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2012

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel dont : 32% dont :
  Chaudières < 50 MW 30%
  Feux ouverts 1,3%
  Consommation de tabac 0,2%
  Utilisation de feux d'artifice 0,1%
  Engins mobiles non routiers – Loisirs / jardinage 0,1%
2 Construction 10%
3 Culture 9,1%
4 Autres industries manufacturières 7,2%
5 Elevage 7,0%

* : 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: 261 kt en 2011
Maximum observé: 580 kt en 1991
Emissions en 2012: 270 kt
Evolution 2012/1990: -49,9%
Evolution 2012/maximum: -53,4%
Evolution 2012/minimum: +3,4%

Unité utilisée : kt (kilotonne)

 

Graph PM10 14

Graph Legende sans UTCFv2

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2014

Tab PM10 14

(*) Relativement aux périmètres de la CEE - NU / NEC - les émissions répertoriées hors total national sont les suivantes : les émissions maritimes internationales, les émissions de la phase croisière (≥ 1000 m) des trafics aériens domestique et international, ainsi que les émissions des sources biotiques de l'agriculture et des forêts et les émissions des sources non-anthropiques.
(**) Emissions de l'échappement et de l'usure
(e) estimation préliminaire
 

Commentaire

En 2012, le niveau d'émission de particules de diamètre inférieur à 10 microns (PM10) en France métropolitaine représente 270 kt.
Tous les secteurs contribuent aux émissions de ce polluant, soit par ordre de prédominance en 2012 :

    • le résidentiel/tertiaire (33%), du fait de la combustion du bois et, dans une moindre mesure, du charbon et du fioul,
    • l'industrie manufacturière (29%), en particulier le sous-secteur de la construction du fait des chantiers et du BTP (35% du secteur),
    • l'agriculture/sylviculture (20%),
    • le transport routier (14%),
    • les autres transports (hors routier) (2%),
    • la transformation d'énergie (2%).

La répartition varie peu selon les années. A noter que les émissions du secteur de la transformation de l'énergie étaient plus importantes en 1990 du fait de l'extraction minière.
Les émissions nationales sont en baisse de 50% entre 1990 et 2012 (soit une réduction de 269 kt), malgré l'année 1991 qui constitue un niveau exception-nellement 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 1990-2012 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, le climat très doux de l'année est également responsable de la baisse des consom-mations d'énergie dans les secteurs du résidentiel/ tertiaire et de la transformation d'énergie. La reprise des émissions en 2012 provient d'un climat moins favorable.

 

PM2,5

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2012

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel dont : 46% dont :
  Chaudières < 50 MW 44%
  Feux ouverts 2,0%
  Consommation de tabac 0,3%
  Engins mobiles non routiers – Loisirs / jardinage 0,1%
  Utilisation de feux d'artifice 0,1%
2 Autres industries manufacturières 8,9%
3 Véhicules particuliers diesel catalysés 8,1%
4 Construction 5,8%
5 Autres sources de l'agriculture 4,5%

* : 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: 174 kt en 2011
Maximum observé: 455 kt en 1991
Emissions en 2012: 174 kt
Evolution 2012/1990: -56,5%
Evolution 2012/maximum: -60,3%
Evolution 2012/minimum: +4,0%

Unité utilisée : kt (kilotonne)

 

Graph PM2-5 14

Graph Legende sans UTCFv2

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2014

Tab PM2-5 14

(*) Relativement aux périmètres de la CEE - NU / NEC - les émissions répertoriées hors total national sont les suivantes : les émissions maritimes internationales, les émissions de la phase croisière (≥ 1000 m) des trafics aériens domestique et international, ainsi que les émissions des sources biotiques de l'agriculture et des forêts et les émissions des sources non-anthropiques.
(**) Emissions de l'échappement et de l'usure
(e) estimation préliminaire

Commentaire

En 2012, les émissions de particules de diamètre inférieur à 2,5 microns (PM2,5) s'élèvent à 181 kt.
Les émissions sont induites par tous les secteurs qui sont par ordre d'importance en 2012 :

    • le résidentiel/tertiaire avec 48% des émissions totales de la France métropolitaine,
    • l'industrie manufacturière (22%),
    • le transport routier (17%),
    • l'agriculture/sylviculture (9%),
    • les autres transports (hors routier) (2%),
    • la transformation d'énergie (2%).

Cette répartition a relativement peu évolué entre 1990 et 2012, le secteur résidentiel/tertiaire est toujours 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 1990-2012, les émissions ont été réduites de 56% (-234 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 cette année est également responsable de la baisse des consommations d'énergie dans les secteurs du résidentiel/tertiaire et de la transformation d'énergie. L'année 2012, plus froide, montre un regain des émissions de PM2,5 notamment dans le résidentiel/tertiaire du fait d'une consommation énergétique plus importante.

 

PM1,0

Classement des sous-secteurs* les plus émetteurs en 2012

Classement Sous-secteur Part du sous-secteur dans les émissions nationales de la France métropolitaine
1 Résidentiel dont : 60% dont :
  Chaudières < 50 MW 60%
  Consommation de tabac 0,4%
  Engins mobiles non routiers – Loisirs / jardinage 0,1%
2 Véhicules particuliers diesel catalysés 8,1%
3 Autres sources de l'agriculture 5,5%
4 Véhicules utilitaires légers diesel catalysés 4,0%
5 Construction 3,7%

* : 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: 125 kt en 2011
Maximum observé: 379 kt en 1991
Emissions en 2011: 131 kt
Evolution 2011/1990: -61,5%
Evolution 2011/maximum: -65,5%
Evolution 2011/minimum: +5,0%

Unité utilisée : kt (kilotonne)

 

Graph PM1 14

Graph Legende sans UTCFv2

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2014

Tab PM1 14

(*) Relativement aux périmètres de la CEE - NU / NEC - les émissions répertoriées hors total national sont les suivantes : les émissions maritimes internationales, les émissions de la phase croisière (≥ 1000 m) des trafics aériens domestique et international, ainsi que les émissions des sources biotiques de l'agriculture et des forêts et les émissions des sources non-anthropiques.
(**) Emissions de l'échappement et de l'usure
(e) estimation préliminaire
 

Commentaire

En 2012, les émissions totales de la France métropolitaine de PM1,0 (particules de diamètre inférieur à 1 micron) représentent 131 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 (62% des émissions de la France métropolitaine en 2012) du fait principalement de la combustion du bois et, dans une moindre mesure, du charbon et du fioul.
Le transport routier se situe en 2012 en seconde position avec 17% des émissions totales, du fait essentiellement de la combustion du gazole.
La contribution des autres secteurs aux émissions de PM1,0 en 2012 est par ordre d'importance :

    • l'industrie manufacturière (11%),
    • l'agriculture/sylviculture (6%),
    • les autres transports (hors routier) (2%),
    • la transformation d'énergie (1,5%).

Sur la période 1990-2012, les émissions ont baissé de 61%, soit une réduction de 209 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 données 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. L'année 2012, plus froide, montre un regain des émissions de PM1,0 notamment dans le résidentiel/tertiaire du fait d'une consommation énergétique plus importante.

 

Carbone Suie

Graph BC 14

Graph Legende sans UTCFv2

 

Source CITEPA / Format SECTEN – Avril 2014

Tab BC 14

(*) Relativement aux périmètres de la CEE - NU / NEC - les émissions répertoriées hors total national sont les suivantes : les émissions maritimes internationales, les émissions de la phase croisière (≥ 1000 m) des trafics aériens domestique et international, ainsi que les émissions des sources biotiques de l'agriculture et des forêts et les émissions des sources non-anthropiques.
(**) Emissions de l'échappement et de l'usure

 

Commentaire

Cette année, pour la première fois, l'inventaire national des émissions de carbone suie, aussi appelé « Black Carbon » (BC) a été réalisé depuis 1990. Ces émissions sont basées sur une spéciation chimique des émissions de PM2,5.
Les émissions de carbone suie sont donc estimées par secteur en appliquant un ratio spécifique à ce secteur aux émissions de PM2,5 du secteur. Ces ratios proviennent du guidebook EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook (version 2013).

L'inventaire de cette nouvelle substance fait suite aux recommandations du protocole de Göteborg, bien que l'évaluation des émissions de carbone suie ne soit pas obligatoire à l'heure actuelle. En 2012, les émissions de carbone suie s'élèvent à 38 kt, soit 21% des émissions de PM2,5 en France métropolitaine.
Les émissions sont induites par tous les secteurs qui sont par ordre d'importance en 2012 :

    • le transport routier avec 49% des émissions totales de la France métropolitaine,
    • le résidentiel/tertiaire (26%),
    • l'agriculture/sylviculture (14%),
    • l'industrie manufacturière (6%),
    • les autres transports (hors routier) (3%),
    • la transformation d'énergie (2%).

Cette répartition est différente de celle observée en 2012 pour les émissions de PM2,5.
La répartition des émissions de carbone suie a relativement peu évolué entre 1990 et 2012, le secteur du transport routier est toujours en 1990 le premier secteur émetteur de carbone suie.

 

 

Source des données: CITEPA / Format SECTEN - avril 2014