Le potentiel oxydant des particules, un polluant émergent à surveiller

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La nouvelle directive concernant la qualité de l’air ambiant en Europe (directive (UE) 2024/2188 – lire notre article) entrée en vigueur en décembre 2024, qui rapproche les normes européennes de qualité de l’air des valeurs-guides établies par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) -, renforce de manière très sensible les polluants à surveiller sachant que sa mise en œuvre par les États membres est prévue dans les deux prochaines années.

La directive cible les polluants émergents, tels que les particules ultrafines, le carbone noir et le carbone élémentaire, ainsi que l’ammoniac et le potentiel oxydant des particules. « Il importe que les polluants émergents, tels que les particules ultrafines, le carbone noir et le carbone élémentaire, ainsi que l’ammoniac et le potentiel oxydant des particules, soient mesurés sur des « super sites » de surveillance implantés dans des lieux caractéristiques de la pollution de fond rurale comme dans des lieux caractéristiques de la pollution de fond urbaine afin de faciliter la compréhension scientifique de leurs effets sur la santé et l’environnement, comme le recommande l’OMS », précise ainsi le texte dans son 14^e alinéa.

À cet égard, la directive définit le « potentiel oxydant des particules » comme une mesure de la capacité des particules à oxyder les molécules cibles potentielles.

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Les limites de la concentration massique

Une étude publiée dans la revue Nature le 22 octobre 2025 qui porte sur le « Potentiel oxydatif des particules atmosphériques en Europe et [les] scénarios d’exposition » apporte un éclairage décisif sur le sujet. Cette étude qui a été réalisée par une équipe scientifique internationale, a été coordonnée par l’Institut des géosciences de l’environnement (IGE) et a bénéficié du soutien de l’Ineris en tant que membre du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA).

Les particules en suspension dans l’atmosphère (notées PM pour « Particulate Matter » en anglais), une préoccupation majeure pour la santé publique à l’échelle mondiale, sont actuellement réglementées en fonction de leur concentration massique avec des limites fixées dans le cadre de la directive 2008/50/CE comme le rappellent les auteurs de l’étude.

Cependant, expliquent les scientifiques, il est de plus en plus admis que cette concentration massique ne suffit pas à appréhender les effets des PM sur la santé. Les PM forment un mélange complexe aux propriétés physico-chimiques variées (taille, composition chimique, solubilité, etc.), qui ne sont pas reflétées de manière satisfaisante par leur seule masse.

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Le potentiel oxydant, un indicateur prometteur

C’est pourquoi, le potentiel oxydant (PO) est considéré comme un « indicateur prometteur », afin d’explorer davantage les informations sur la réactivité des PM et leurs impacts sanitaires et mieux évaluer la qualité de l’air. Une fois inhalées, les PM provoquent en effet, poursuivent-ils, « un stress oxydatif » dans les cellules, qui peut déborder les défenses cellulaires en induisant alors des inflammations et des pathologies.

Ce stress oxydant, caractérisé par un déséquilibre entre les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et les antioxydants de l’organisme, et la réponse inflammatoire qui en découle, semblent constituer des mécanismes biologiques clé dans les dommages sanitaires induits par les PM, précisent-ils.

Aussi ont-ils analysé près de 11 500 mesures de potentiel oxydant provenant de 43 sites répartis dans plusieurs régions d’Europe. Ils en concluent que la capacité des particules en suspension à générer du stress oxydatif dans les poumons varie en fonction du type d’environnement (urbain, rural, industriel, etc.) et de leur source d’émission : ce stress oxydatif peut être jusqu’à trois fois plus élevé dans les zones urbaines à fort trafic routier qu’en zone rurale.

« La prise en compte du potentiel oxydant en plus de la masse des PM suggère que des améliorations supplémentaires de la qualité de l’air urbain pourraient être nécessaires, en particulier à proximité des routes, où le potentiel oxydant volumétrique des PM₁₀ dépasse les niveaux de fond d’un facteur de 2,4 à 3,1, selon le test utilisé », précisent-ils. « L’analyse des stratégies d’atténuation montre que le trafic routier est une source clé à cibler pour réduire efficacement le potentiel oxydant dans les villes, tandis qu’une réduction globale des PM, provenant à la fois du trafic et de la combustion de biomasse, est nécessaire pour respecter également les recommandations de l’Organisation mondiale de la santé en matière de masse », ajoutent-ils.

« La réglementation actuelle se concentre sur la masse de PM, mais cela peut négliger des sources clés qui contribuent de manière disproportionnée à la réactivité des particules. Bien que la pertinence sanitaire du potentiel oxydant reste en cours d’investigation, cette étude apporte des preuves supplémentaires qu’une perspective réglementaire plus large pourrait être précieuse et mérite d’être approfondie », concluent-ils.

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Pour en savoir plus

Pollution de l’air en Europe : publication dans la revue Nature de travaux sur la mesure de l’exposition aux particules soutenus par l’Ineris | Ineris

Oxidative potential of atmospheric particles in Europe and exposure scenarios | Nature