Memoire Online - Etude de quelques sources de polluants atmospheriques dans la région de Bejaia

UNIVERSITE ABDERRAHMANE MIRA - DE BEJAIA FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

Au terme de ce modeste travail, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et nos vifs remerciements :

Représentation des unités industrielles visitées sur carte géographique : 33

Introduction générale

La pollution atmosphérique est un phénomène très complexe compte tenu de la diversité des polluants susceptibles d'être présents dans l'atmosphère. Les niveaux de pollution au sol dépendent de la nature et des conditions de rejets polluants ainsi que des conditions atmosphériques qui déterminent le transport, la diffusion et les retombées de ces mêmes polluants. Ces phénomènes ont lieu dans la troposphère (la plus basse couche de l'atmosphère).

Des quantités croissantes de gaz et de particules potentiellement nuisibles sont émises dans l'atmosphère et entraînent des dommages à la santé humaine et à l'environnement. Elles endommagent également, à long terme, les ressources nécessaires au développement durable de la planète.

Pour chacun des polluants, les niveaux atteints sont comparés aux références disponibles. Celles-ci peuvent être des valeurs limites qui doivent obligatoirement être respectées, et dont le dépassement implique l'élaboration de plans de réduction visant à diminuer la pollution. Il existe également des valeurs cibles, aussi appelées valeurs guides, qui sont indicatives, ainsi que des seuils d'alerte, seuils d'information, seuils de protection de la santé et seuils de protection de la végétation.

Le danger relatif, présenté par les différents polluants gazeux et particulaires pour la santé, varie avec la concentration de ces polluants dans le temps et dans l'espace, et ainsi les effets sur la santé de ces polluants peuvent varier d'un pays à l'autre. En conséquence, la surveillance continue, soignée et attentive des concentrations est nécessaire avant qu'une estimation inacceptable des effets soit faite. La situation est encore plus compliquée car certaines combinaisons de polluants ont des effets cumulatifs et parfois synergétiques.

Au chapitre I, nous avons décrit nombre de polluants existant dans la nature (type, source, impacts et législation).

Le chapitre II, est consacré à la, présentation des unités industrielles considérées et des moyens de mesures des polluants atmosphérique.

Les résultats obtenus, ainsi que leurs interprétations, sont présentés au chapitre III. Nous terminons par une synthèse des différents résultats et un certains nombre de propositions.

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> Définition de la pollution atmosphérique
> sources de pollution atmosphériques
> Facteurs intervenant dans le transport et la diffusion de polluants:
> Les différentes échelles de la pollution atmosphérique :
> Polluants atmosphériques
> Les grands types de pollution
> Effet de la pollution sur les végétaux
> Les effets à grande échelle
> Législation et norme de qualité de l'air en Algérie :
> Normes international de qualité de l'air
> Quelques définitions

I-2-1-Les sources naturelles :

L'atmosphère renferme, à coté des éléments de base, une quantité variable de substances naturelles provenant de sources très diverses qui, dépassant un seuil, crée une source de pollution :

> Les feux des forêts, des cultures ou des prairies contribuent à des émissions importantes de noyaux de condensation, d'imbrûlés et de gaz.

> Les volcans émettent des gaz comme le dioxyde de soufre et de l'hydrogène sulfureux, et des particules des cendres en grande quantité, dont les nuages peuvent parcourir des distances considérables.

> Les embruns marins sont constitués par des aérosols renferment des cristaux de sels qui peuvent entraîner à une pollution.

> Les végétaux sont à leur tour à l'origine d'une pollution par les pollens, les spores et les champignons.

> L'homme et les animaux rejettent des quantités importantes de dioxyde de carbone et sont à l'origine d'une pollution microbienne.

> L'ozone est formé naturellement à haute altitude à partir de réaction photochimique impliquant l'oxygène de l'air, ainsi une fois transporté dans les zones rurales par le vent, l'ozone se forme en grande quantité lorsque l'insolation est très élevée.

I-2-2-Les sources dues aux activités industrielles :

De nombreux types d'installations industrielles émettent cependant également des polluants dans l'atmosphère, constituent généralement un problème local à l'échelle d'une région ou d'un quartier, et planétaire à grande échelle.

Parmi ces installations, nous pouvons citer les centrales thermiques, les foyers de combustions de l'industrie et les usines d'incinérations des ordures ménagères.

Très diverses, citons la sidérurgie comme la poussière métallique, la pétrochimie, le stockage des produits pétrolières, la métallurgie de l'aluminium, les industries des dérivés azotés, et les cimenteries.

Le trafic automobile occupe sans conteste une place déterminante. Les prestations de circulation ont en effet subi une croissance très marquée au cours des dernières décennies. Les principaux polluants sont le monoxyde de carbone (CO), les oxydes d'azote (NO_x), les composés organiques volatiles (COV), le dioxyde de soufre (SO2).

I-3-Facteurs intervenant dans le transport et la diffusion de polluants:

I-3-1-Facteurs météorologiques:

Nous dénombrons trois facteurs prédominants : le vent, le gradient vertical de température et la turbulence. Nous allons voir successivement leurs influences.

Il résulte du déplacement des masses d'air et dilue continuellement la pollution libérée au point d'émission. Une absence de vent contribuera donc à l'accumulation des polluants près des sources. Sa vitesse augmente généralement avec l'altitude.

Les mouvements des masses d'air sont dus aux différences de densité entre elles. Le gradient de température conditionne ainsi le mouvement ascendant ou descendant d'une couche ou l'absence de celui-ci .La température de l'air diminue généralement avec l'altitude de 1 °C tous les 100 m.

Le gradient vertical de température est également utilisé pour définir la stabilité de l'atmosphère. Si la température décroît trop rapidement, l'atmosphère est instable, ce qui

favorise la dispersion des polluants. Une inversion thermique conduira au contraire à de forts niveaux de pollution. Cette inversion peut se produire la nuit quand le sol refroidit rapidement ainsi que l'hiver par temps clair. L'absence de vent en général favorise l'apparition d'une inversion thermique.

La turbulence est l'irrégularité du mouvement du vent. Elle est caractérisée par le croisement des trajectoires des masses d'air et par la superposition d'une fluctuation irrégulière, aléatoire et non reproductible de l'écoulement moyen du vent. Ce facteur est très difficile à traiter mathématiquement. La diffusion tourbillonnaire est le processus de mélange le plus important dans les basses couches de la troposphère. Il provoque la dispersion des polluants dans l'air.

Nous pouvons distinguer deux types de turbulence : la turbulence mécanique (tourbillons créés par la différence de vitesse des masses d'air, ou par le mouvement de l'air qui entre en contact avec des objets), et la turbulence thermique (tourbillons créés par la différence de température des masses d'air).

I-3-2-Facteurs physiques :

Il s'agit d'obstacles (relief, bâtiments...) qui modifient le régime des vents. La direction des vents sera déviée autour des obstacles. Le vent pourra suivre des trajectoires préférentielles (Vallée...). La vitesse sera elle aussi modifiée (plus élevée au sommet des ondulations du terrain et plus faible au fond de celles-ci).

I-4-Les différentes échelles de la pollution atmosphérique :

Elle concerne les sources d'émission de gaz ou d'autres substances indésirables le plus souvent produites en milieu urbain (industries, chauffage, trafic...). Elle affecte en premier lieu la santé des populations par son action directe à court terme mais exerce aussi une toxicité à plus long terme pour certaines pathologies. Elle peut également procurer une gène olfactive importante et participer à la dégradation du patrimoine bâti (corrosion, salissure).

Elle concerne les zones situées à quelques dizaines de kilomètres (voire des centaines de kilomètres) des sources d'émission de pollution. Elle regroupe souvent sous ce terme les deux phénomènes de pollution que sont :

- Les pluies acides qui participent au dépérissement des forêts et des lacs. Elles désignent les phénomènes de retombées au sol de dépôts acides, secs et humides, qui touchent des zones étendues et éloignées des sources en raison des transformations physico-chimiques et des conditions climatiques (HCl, _H2SO4 issu des émissions de SO2, HNO3 liées à celles des NOx). - La pollution photochimique qui désigne les mécanismes conduisant à la rupture naturelle de formation et de destruction de l'ozone troposphérique (à basse altitude) et à l'augmentation de sa concentration dans l'air.

- La diminution (« trou ») de la couche d'ozone stratosphérique due essentiellement à l'action des composés halogénés (chlore, brome, iode) libérés par les activités humaines, et la réduction du pouvoir filtrant de la couche d'ozone a des conséquences néfastes sur la santé (cancers de la peau).

- L'augmentation de l'effet de serre qui constitue un processus naturel à la vie terrestre car sans ce phénomène, la température de l'air serait inférieure de 30°C à la valeur moyenne actuelle qui est de 15°C sur notre planète. Cependant, son augmentation liée à la production excessive de certains gaz (CO, CO2, COV) entraînera de graves changements climatiques (élévation de la température du globe et modifications climatiques lourdes de conséquences pour la vie terrestre).

I-5-Polluants atmosphériques :

Trop de n'importe quelle substance au mauvais endroit ou au mauvais moment est un polluant. Plus spécifiquement, la pollution atmosphérique peut être définie comme 'la présence de substances dans l'atmosphère, résultant des activités synthétiques ou des processus naturels, entraînant des effets nuisibles pour l'homme et pour l'nvironnement'. La pollution atmosphérique est un terme employé pour décrire tous les produits chimiques non désiré ou d'autres matériaux qui contaminent l'air que nous respirons ayant pour résultat la dégradation de la qualité de l'air.

I-5-1-Monoxyde de carbone :

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz sans couleur, inodore, toxique produit lorsque des carburants contenant du carbone sont brûlés où il y a trop peu d'oxygène. Il se forme également en raison de la brûlure des carburants à une température trop élevée. Il brûle dans l'air ou avec de l'oxygène avec une flamme bleue, et est légèrement plus léger que l'air.

En présence d'un approvisionnement adéquat en O2, la plupart du monoxyde de carbone produit pendant la combustion est immédiatement oxydé en dioxyde de carbone (CO2). Cependant, ce n'est pas le cas dans l'étincelle du moteur d'allumage dans les automobiles, particulièrement au ralenti et dans les conditions de décélération. Ainsi, la source principale du monoxyde de carbone dans l'atmosphère est le transport routier. De plus petites contributions viennent des processus impliquant la combustion de la matière organique, par exemple dans les centrales électriques et l'incinération des ordures.

A faibles doses, il diminue la capacité d'oxygénation du cerveau, du coeur et des muscles. Sa nocivité est particulièrement importante chez les insuffisants coronariens et les foetus.

Le CO, au même titre que les NO_x et COV, intervient en tant que précurseur dans le processus de formation de la pollution photochimique, notamment de l'ozone troposphérique.

I-5-2-Dioxyde d'azote :

L'oxyde nitrique (NO) est un gaz inodore et sans couleur qui est produit pendant la brûlure à hautes températures du carburant à l'intérieur, par exemple, des voitures et d'autres véhicules routiers, radiateurs et cuisinières. Une fois qu'il est mélangé à de l'air, il se combine rapidement avec de l'oxygène, formant du dioxyde d'azote (NO2). La plupart du dioxyde d'azote dans l'atmosphère est formé de l'oxydation de l'oxyde nitrique (NO) de cette façon, bien qu'une partie soit émise directement de la source. Il est également présent dans la fumée de tabac. C'est un gaz d'un brun rougeâtre, ininflammable, avec une odeur discernable. Dans des concentrations importantes, il est fortement toxique, endommageant sérieusement les poumons avec un effet retardé. Le dioxyde d'azote est un oxydant fort qui réagit dans le ciel pour former de l'acide nitrique corrosif, ainsi que des nitrates organiques toxiques. Il joue également un rôle important dans les réactions atmosphériques qui produisent de l'ozone ou le smog au niveau du sol.

Gaz irritant pouvant pénétrer profondément dans les poumons. Il altère l'activité respiratoire et augmente les crises chez les asthmatiques.

Chez les plus jeunes, il favorise des infections microbiennes des bronches. Les effets de ce polluant ne sont pas tous identifiés. Il est un bon indicateur de la pollution automobile.

Les NOX interviennent dans le processus de formation de l'ozone dans la basse atmosphère. Ils contribuent également au phénomène des pluies acides.

Les dépôts azotés issus des émissions d'oxydes d'azote peuvent aggraver les problèmes nutritionnels des peuplements de végétaux sensibles.

Les NOX, en présence de divers autres constituants et de rayonnement solaire énergétique ultraviolet, constituent, en tant que précurseurs, une source importante de pollution photochimique et, notamment, d'ozone troposphérique.

I-5-3-L'ozone:

L'ozone (O3) est la forme triatomique de l'oxygène moléculaire (O2). C'est un gaz toxique bleuâtre et instable, avec une odeur piquante, trouvé naturellement dans l'atmosphère, en particulier dans la stratosphère, 19 à 30 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre où il forme la couche d'ozone. À ces altitudes, l'ozone filtre les rayons ultraviolets (UV) entrant dans l'atmosphère. Cependant, près du niveau du sol, il peut altérer la fonction des poumons et peut causer des irritations de l'appareil respiratoire. Les asthmatiques sont connus pour adopter ces symptômes plus facilement. Les dommages irréversibles au tissu de la région respiratoire et des poumons peuvent se produire si l'ozone est présent en quantité suffisamment élevée. L'ozone au niveau du sol est formé indirectement par l'action de la lumière du soleil sur les composés organiques volatils en présence du dioxyde d'azote, et c'est pourquoi il s'agit d'un polluant secondaire. Il n'y a aucune émission synthétique directe de l'ozone à l'atmosphère. Environ 10 à 15% de l'ozone au niveau du sol est transporté vers la stratosphère. Étant donné que les concentrations en ozone sont particulièrement dépendantes de la lumière du soleil, les épisodes sont toujours susceptibles de se développer après des périodes soutenues de chaleur et un temps calme. Une fois formé, l'ozone est nettoyé par l'oxyde nitrique (NO), habituellement présent dans des zones urbaines, à cause des vapeurs du trafic, mais moins dans la campagne. Par conséquent, l'ozone se produit habituellement dans des concentrations plus élevées en été plutôt qu'en hiver, et dans des zones rurales plutôt que des zones urbaines. Les niveaux de l'ozone à travers l'Europe sont généralement moins de 15 ppb mais peuvent être aussi élevés que 60 ppb. Pendant des épisodes photochimiques de smog, les niveaux peuvent monter à plus de 100 ppb.

I-5-3-1-Circonstances de formation de l'ozone et les réactions chimiques correspondantes :

L'ozone prend naissance lorsque le rayonnement solaire est intense et lorsque la température atteint des valeurs de 30°C à 35°C, ces conditions favorisent les réactions chimiques complexes à partir des polluants primaires émis principalement par le trafic automobile (NO_x , hydrocarbures). Cela va conduire à l'augmentation de la teneur en O3 dans la stratopause.

Les principales réactions de destruction de l'ozone stratosphérique sont les suivantes : O NO NO O

> Il n'y a pas d'émetteurs anthropiques d'ozone mais des émetteurs de précurseurs à la formation de l'ozone.

Gaz agressif, fortement irritant pour les muqueuses oculaires et respiratoires. Il pénètre aisément jusqu'aux voies respiratoires les plus fines. Il peut ainsi entraîner des irritations du nez, des yeux et de la gorge, des altérations de la fonction pulmonaire, des essoufflements et des toux. Il exacerbe les crises d'asthme.

Il ne semble pas possible de déterminer un seuil en dessous duquel ce polluant serait totalement inoffensif. De plus, les effets d'une exposition chronique sur le long terme restent encore mal connus.

L'ozone peut perturber l'activité photosynthétique des végétaux, altérer leur résistance, diminuer la productivité des cultures et provoquer des lésions caractéristiques.

La sensibilité varie selon les espèces : mélèzes, tabac (espèces sensibles), pin sylvestre, pin (espèces moyennement sensibles), épicéa commun, chêne pédonculé (espèces peu sensibles). Les effets chroniques se traduisent par l'apparition de petites taches nécrotiques réparties sur la surface des feuilles.

L'ozone contribue aussi avec les dépôts acides et d'autres facteurs défavorables (sécheresses, pauvreté des sols...) aux troubles forestiers et accentue le pouvoir acidifiant des NOX et des SO2 en accélérant leur oxydation en sulfates et nitrates.

Enfin, ce polluant photochimique accélère la dégradation des matériaux tel que le caoutchouc (craquelures).

I-5-4-Les particules en suspension:

Les particules en suspension sont un mélange complexe des substances organiques et inorganiques, présentes dans l'atmosphère en tant que liquides et solides. Les particules brutes peuvent être considérées comme celles avec un diamètre plus grand que 2,5 micromètres (um), et les fines particules plus petites que 2,5 um. Les grosses particules contiennent habituellement des matériaux provenant de la croûte terrestre et de la poussière des véhicules routiers et des industries. Les particules fines contiennent les aérosols secondairement formés, les particules de combustion et les vapeurs organiques et métalliques recondensées. Le composant acide des particules en suspension dans l'air se présente souvent en tant que fines particules. Une autre distinction qui peut être faite est de classifier les particules en suspension en tant que primaires ou secondaires, selon leur origine. Les particules en suspension primaires sont celles émises directement dans l'atmosphère, tandis que les particules en suspension secondaires sont celles constituées par des réactions impliquant d'autres polluants. Dans l'environnement urbain, la plupart des particules secondaires se produisent lorsque les sulfates et les nitrates ont formé, pendant des réactions impliquant le dioxyde de soufre, les oxydes d'azotes.

Les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures. Les plus dangereuses sont les plus fines, car elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et transporter des composés toxiques.

Elles augmentent le risque d'infections respiratoires aiguës chez l'enfant et renforcent des sensibilités allergiques ou des pathologies préexistantes.

Une grande partie de cette pollution vient des transports. Les émissions des moteurs diesels sont particulièrement riches en particules de petites tailles. De plus, certaines particules en suspension contiennent des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) aux propriétés mutagènes et cancérogènes

D'autre part, elles ont une influence sur la formation des nuages, des brouillards et des précipitations.

Chez les végétaux, elles peuvent provoquer une réduction de la croissance et des nécroses.

Le dioxyde de soufre (SO2) est un gaz sans couleur et ininflammable avec une odeur pénétrante qui irrite les yeux et les voies respiratoires. Il réagit sur la surface d'une variété de particules en suspension solides, il est soluble dans l'eau et peut être oxydé dans les gouttelettes

d'eau portées par le vent. Les sources les plus communes de dioxyde de soufre incluent la combustion des combustibles fossiles, la fonte, la fabrication d'acide sulfurique, la conversion de la pulpe de bois en papier, l'incinération des ordures et la production du soufre élémentaire. Le charbon brûlant est la plus grande source synthétique de dioxyde de soufre représentant environ 50% des émissions globales annuelles, avec la brûlure de pétrole représentant 25-30% en plus. Les volcans sont la source naturelle la plus commune de dioxyde de soufre.

Gaz irritant pouvant entraîner des crises chez les asthmatiques, augmenter les symptômes respiratoires aigus chez l'adulte et l'enfant : gène respiratoire, accès de toux ou crises d'asthme

En présence d'humidité, il forme de l'acide sulfurique qui contribue au phénomène des pluies acides et à la dégradation de la pierre et des matériaux de certaines constructions.

La formation des dépôts acides (pluies acides) peut avoir des effets néfastes sur la végétation et changer les caractéristiques des sols. Lorsque ces sols sont déjà très pauvres, ils entraînent des pertes importantes de cations aggravant ainsi les difficultés d'alimentation en magnésium et en calcium des végétaux.

Des particules charbonneuses ou alumino-silicatées ayant absorbé du SO2 peuvent se déposer sur les pierres. L'acide sulfurique formé en présence d'eau réagit avec le calcium contenu dans les particules et donne naissance à des cristaux de gypse qui par leur action mécanique et chimique participent la dégradation des monuments.

I-5-6-Les composés organiques volatils :

Les composés organiques volatils (hydrocarbures, solvants...) proviennent notamment des sources mobiles et de procédés industriels tels que le raffinage du pétrole, le dégraissage des métaux, l'application de peintures et de vernis, l'imprimerie,... etc.

Ils constituent une famille de polluants d'une forte diversité et d'une grande complexité.

Ils se différencient des hydrocarbures par le fait qu'ils comportent, en plus des atomes de carbone et d'hydrogène (constituants uniques des hydrocarbures), d'autres atomes divers et variés (chlore, oxygène, soufre, azote...). C'est pour cette raison qu'on les qualifie de composés organiques volatils non méthaniques (COV NM).

> . Les industries (procédés ou combustion incomplète des combustibles) > . L'évaporation des bacs de stockage pétroliers ou durant le remplissage des réservoirs automobiles

> . L'application des peintures, des encres, le nettoyage des surfaces métalliques et des vêtements

Les effets sur la santé sont appréhendés à partir des études en milieu professionnel. Les solvants organiques peuvent être responsables de céphalées, de nausées... Les composés oxygénés sont plus ou moins réactifs (alcools). Les plus réactifs regroupent formaldéhyde, acétaldéhyde, acroléine,... responsables d'irritations des yeux, du nez, de la gorge et des voies respiratoires, de modifications pouvant aggraver l'état d'un asthmatique, voire sensibiliser les voies respiratoires (participation au développement de phénomènes allergiques).

Certains composés sont probablement cancérigènes (formaldéhyde) ou cancérigènes possibles (acétaldéhyde).

Les COV au même titre que les NOX et CO interviennent en tant que précurseurs dans le processus de formation de la pollution photochimique, notamment de l'ozone troposphérique.

I-5-7-Le plomb:

Il est principalement émis par le trafic automobile, d'où l'interdiction de l'essence plombée dans certains pays. Autres sources de plomb ; la fabrication de batteries électriques, la fabrication de certains verres (cristal), etc.

Le plomb est à l'origine de perturbations neurologiques, hématologiques et rénales. Le saturnisme est une pathologie ancienne dont les symptômes sont bien corrélés au taux de plomb dans le sang. Les taux mesurés dans une population urbaine sont inférieurs à 200 ug/l chez l'homme, 150 ug/l chez la femme. Chez l'enfant, à partir de 100 ug/l - et peut-être en dessous - , une altération du développement intellectuel est à craindre (mesurable par le Quotient Intellectuel). Elle est démontrée au-delà de 250 ug/l.

Les effets sur l'environnement du plomb, résident essentiellement dans son accumulation au sein de la faune, de la flore et du sol.

I-5-8-Autres polluants :

Il participe directement au phénomène d'accroissement de l'effet de serre. Les principales sources émettrices sont : l'exploitation des mines de charbon, les décharges d'ordures ménagères, l'élevage, la distribution du gaz, . . .etc.

Il participe au phénomène de l'accroissement de l'effet de serre avec le CO2, le CH4, etc. Le N2O est émis lors de la combustion des combustibles fossiles, par quelques procédés industriels, par les véhicules automobiles et par les sols (surtout ceux cultivés avec des engrais azotés). Les océans et les sols naturels contribuent aussi aux émissions.

Ils sont totalement artificiels (à l'exception du chlorure de méthyle d'origine marine). Les émissions de CFC provenaient de l'utilisation de ces produits dans les biens de consommation courante (aérosols propulseurs, mousses, extincteurs, réfrigérants, etc.). A la suite d'accords internationaux, la production de ces substances, qui participent à diminution de la couche d'ozone, est désormais très fortement réduite voire interdite pour la plupart.

Synthétisés exclusivement par voie chimique, ces composés sont aujourd'hui utilisés comme agent de propulsion des aérosols, comme fluides réfrigérants, solvants, agents d'expansion des mousses, etc.

Synthétisés exclusivement par voie chimique, les PFC sont largement utilisés lors des étapes de production des semi-conducteurs.

Synthétisés exclusivement par voie chimique le SF6 est utilisé dans un grand nombre d'applications techniques. Le SF6 participe à l'effet de serre.

Le fluor est surtout émis au cours de la première fusion de l'aluminium. Du fait que le fluor est présent dans de nombreux minéraux, les utilisateurs de ces minéraux sont donc des émetteurs potentiels. Les plus connus sont les briqueteries, les fabriques de fibre de verre, d'émaux, les aciéries, la sidérurgie, etc.... qui épurent généralement leurs gaz avant rejet à l'atmosphère.

Très connu pour son odeur et pour sa toxicité très supérieure à SO2, (le seuil de perception olfactive de H2S est de 0,1 ppm), le H2S est surtout produit par les usines de production de pâte à papier et par les unités des raffineries de pétrole.

Il existe différentes sources de métaux lourds qui contaminent l'atmosphère :

+ L'arsenic (As) : provient, d'une part, de traces de ce métal dans les combustibles minéraux solides ainsi que dans le fuel lourd et, d'autre part, dans certaines matières premières utilisées notamment dans des procédés comme la production de verre, de métaux non ferreux ou la métallurgie des ferreux.

+ Le cadmium (Cd) : pour sa part est émis par la production de zinc et l'incinération de déchets essentiellement.

+ Le chrome (Cr) : provient essentiellement de la production de verre, de ciment, de la métallurgie des ferreux et des fonderies.

+ Le cuivre (Cu) : provient majoritairement de l'usure des caténaires induites par le trafic ferroviaire. Le traitement des déchets et la combustion constituent à des degrés divers les principales sources émettrices de cuivre.

+ Le mercure (Hg) : est émis en quantité faible, mais toujours trop importante, par la combustion du charbon, du pétrole, la production de chlore, mais aussi par l'incinération de déchets ménagers, hospitaliers et industriels.

+ Le nickel (Ni) : est émis essentiellement par la combustion du fuel lourd qui contient de traces de ce métal.

+ Le Sélénium (Se) : provient essentiellement de la production de verre. L'utilisation du fuel lourd contribue également aux émissions du fait des traces de ce métal qu'il contient.

+ Le Zinc (Zn) : provient de la combustion du charbon et du fuel lourd mais aussi de certains procédés industriels appartenant à la métallurgie des ferreux et non ferreux ainsi qu'à l'incinération des déchets.

+ L'ammoniac (NH3) : pour lequel les activités agricoles constituent l'essentiel des sources émettrices.

+ Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) : liés à certains phénomènes de combustion.

+ Les dioxines et furannes (DIOX) : qui peuvent se former dans certaines conditions particulières et dont certaines variétés sont très toxiques.

Le terme de "dioxines" désigne les polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD) et les polychlorodibenzofuranes (PCDF) qui sont des composés aromatiques tricycliques chlorés. Selon l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) et le Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la Pollution Atmosphérique (CITEPA), les principaux secteurs industriels à l'origine d'émissions de dioxines et furanes sont la combustion et l'incinération en présence d'éléments chlorés d'une part, la sidérurgie d'autre part.

Les Installations Nucléaires de Base (INB) sont à l'origine de rejets dans l'air quantifiés par l'activité de leurs constituants, à savoir :

Les odeurs perçues sont généralement dues à une multitude de molécules différentes, en concentration très faible, mélangées à l'air respiré. De nombreuses activités agricoles, industrielles et même domestiques sont sources de nuisances olfactives. Arbitrairement,

La matière première de ces activités est parfois odorante, mais leurs synthèses donnent aussi souvent des sous-produits volatils responsables de l'odeur. Il convient aussi de noter que les traitements des produits fabriqués (séchage, manutention, emballage) sont des sources possibles d'effluents gazeux odorants. La très grande sensibilité de l'organe olfactif humain fait que les odeurs sont une nuisance incommodante, bien avant d'être un danger pour la santé. En effet, le seuil de détection, donc de désagrément, est en général très inférieur au seuil de nocivité.

L'activité agricole est elle aussi à l'origine d'émission de polluants dans l'atmosphère.

La plus connue est l'émission de méthane qui participe à l'augmentation de l'effet de serre ; l'élevage est le principal responsable de cette situation avec près de 15 % des émissions. L'utilisation des pesticides peut également contribuer à la pollution atmosphérique par volatilisation des produits lors de leurs mises en oeuvre. Ils sont alors adsorbés sur de fines particules et transportés à de grandes distances. Le caractère persistant de produits comme la simazine ou l'atrazine fait qu'on les retrouve, bien après leur application dans le milieu aquatique (mer, lacs, rivières...).

Enfin, les sols fertilisés au moyen d'engrais azotés produisent des émissions d'oxydes d'azote qui peuvent être à l'origine de pluies acides ou participer au réchauffement de la planète.

I-6-Les grands types de pollution : >

Pollution acido-particulaire caractérisée par la présence d'oxydes d'azote, de dioxyde de soufre et de particules.

Un temps froid et des journées peu ensoleillées favorisent la formation d'inversions de températures pouvant durer plusieurs jours. Les polluants provenant des chauffages, des industries et du trafic automobile, s'accumulent alors sous la couche d'inversion.

Pollution photochimique caractérisée par une hausse des teneurs en ozone troposphérique. La chaleur et l'ensoleillement participent à la formation de l'ozone troposphérique, ce polluant secondaire résulte de l'action du soleil sur des polluants primaires (oxydes d'azote NO_x, composés organiques volatils COV, monoxyde de carbone CO) provenant surtout des gaz d'échappement, des solvants et des industries.

I-7-Effet de la pollution sur les végétaux :

Les végétaux sont exposés de manière durable à la pollution atmosphérique.

Dans certaines recherches, ils sont d'ailleurs utilisés comme bio indicateur (lichens par exemple).

Ils peuvent être l'objet d'atteinte aiguës telles que les nécroses et d'atteintes chroniques
telles que le trouble de la croissance. A part les forêts, la pollution de l'air touche aussi les
céréales et les plantes agricoles, comme les pois, les épinards et le trèfle. Certaines espèces
d'arbres fruitiers sont également très sensibles ; le cas des abricotiers est bien connu. Les
végétaux sont exposés à la fois à l'action des polluants en suspension dans l'atmosphère, aux
retombées sèches de poussières et de métaux et aux dépôts acides. Ils sont atteints directement
par le feuillage et aussi indirectement par l'intermédiaire du sol (lessivage d'éléments nutritifs).
Bien que chaque polluant a un effet spécifique, c'est surtout les oxydants
photochimiques qui sont agressifs et dangereux pour les végétaux. La couche protectrice des
feuilles et des aiguilles (cutine) peut subir des lésions visibles, telles que les fentes et

l'augmentation de la taille des pores. Les dégâts imputables à l'ozone et au PAN se reconnaissent par l'apparition de taches de couleur suivies d'un jaunissement.

En forêt, l'action des retombées est fortement augmentée par l'effet de filtre qui retient les polluants et provoque ainsi une accumulation de produits toxiques dans le feuillage et dans le sol. L'eau de pluie ruisselant à l'intérieur des forêts (pluviolessivats) présente un pH inférieur à celui des pluies en terrain découvert. La base du tronc est ainsi fortement atteinte.

L'augmentation de l'acidité des sols peut entraîner des lésions aux radicelles des arbres et se répercuter sur l'activité des micro-organismes, comme les bactéries de l'azote par exemple.

En tant qu'oligoélément, les plantes ont besoin de composés métalliques à base de cuivre, fer, zinc, etc....mais une accumulation de ces métaux équivaut à un empoisonnement. En ce qui concerne les teneurs en ozone, on admet aujourd'hui que les valeurs relatives à des durées de 6 à 8 heures ne devraient pas dépasser 100 à 200 ug/m³. On notera donc qu'il suffit d'un faible apport anthropogène pour dépasser les concentrations toxiques. Il convient toutefois de remarquer que les relations de causes à effets entre la pollution de l'air et le dépérissement forestier font encore l'objet de recherches approfondies.

I-8-Les effets à grande échelle :

Les longues cheminées qui surmontent les installations industrielles n'éliminent pas les polluants, mais les rejettent simplement plus haut dans l'atmosphère, réduisant ainsi leur concentration sur le site même. Ces polluants peuvent ensuite être transportés sur de grandes distances et provoquer des effets nocifs dans des régions très éloignées de leur lieu d'émission. Ainsi, le dioxyde de soufre et l'oxyde d'azote émis en Grande-Bretagne provoquent des pluies acides en Norvège et en Suède. Dans ces pays, le niveau du pH, ou acidité relative, de nombreux lacs a été à un tel point affecté par les pluies acides que des populations entières de poissons ont été détruites. Les émissions de dioxyde de soufre et la formation d'acide sulfurique qui s'ensuit peuvent aussi être responsables de l'attaque de calcaires et de marbres à une grande distance de la source.

L'accroissement mondial de la combustion de charbon et de pétrole depuis la fin des années 1940 a conduit à une augmentation continue des concentrations en dioxyde de carbone. L'augmentation de l'effet de serre qui en résulte, qui laisse l'énergie solaire pénétrer dans l'atmosphère mais limite la réémission des rayonnements infrarouges, pourrait très bien favoriser une tendance au réchauffement, laquelle affecterait le climat de l'ensemble de la

Terre et provoquerait la fonte partielle des calottes glaciaires aux pôles. Il est possible qu'une augmentation de la nébulosité ou de l'absorption de l'excès de gaz carbonique par les océans vient alors contrecarrer l'accroissement de l'effet de serre avant que les calottes glaciaires ne commencent à fondre. Néanmoins, les comptes rendus de recherches effectuées dans les années 1980 indiquent que l'augmentation de l'effet de serre est manifeste, et que les différentes nations devraient prendre immédiatement des mesures pour s'attaquer au problème.

I-9-Législation et norme de qualité de l'air en Algérie :

Pour prévenir et réduire les pollutions et les nuisances, l'Algérie dispose d'un arsenal juridique important qui s'article autour de la loi cadre sur la protection de l'environnement 83- 03 du 05 février 1983, qui a été suivie par toute une série de textes d'application .

Mais, au plan pratique, l'abondance de normes juridiques, n'a pas toujours été suivie d'une réelle application sur le terrain.

Le décret N° :93-165 du 10/07/1993, réglemente les émissions atmosphériques de gaz, de fumées ou de particules solides ou liquides, corrosifs, toxiques ou odorantes, de nature à incommoder la population, à compromettre la santé ou la sécurité publique, ou à nuire aux végétaux et à la production agricole ainsi que la conservation des constructions et des monuments historiques et naturels.

Le décret N° 88-149 du 26/07/1988, définit la réglementation applicable aux installations classées et fixe leur nomenclature.

Les installations classées sont soumises aux dispositions de la présente loi : les usines, ateliers, chantiers, carrières, et d'une manière générale, les installations exploitées ou détenues par toute personne physique ou morale, publique ou privé, qui peuvent présenter des dangers ou des inconvénients, soit pour la commodité du voisinage, soit pour la santé, la sécurité, la salubrité publique, soit pour la conservation des sites et monuments.

Ce décret définit trois (03) classes d'installation suivant la taille, la gravité des dangers et les inconvénients que peuvent présenter leurs exploitations.

Pour ce qui est du décret N° 84-378 du 15/12/1984, il fixe les conditions de nettoiement, d'enlèvement et de traitement des déchets solides urbains.

Un déchet, au sens de la présente loi, est relatif à tout résidus d'un processus de production, de transformation ou l'utilisation, toute substance, matériaux, produit ou plus généralement tout bien, meuble abandonné ou destiné a l'abandon.

La loi fait l'obligation à toute personne physique ou morale produisant ou détenant des déchets d'en assurer ou d'en faire assurer l'élimination dans les conditions propres afin d'éviter les effets nocifs sur le sol, la flore, la faune, l'atmosphère, les ressources en eau, la santé de l'Homme, à dégrader les sites ou les paysages, à engendrer des bruits et des odeurs.

Au cas ou les déchets sont abandonnés, déposés ou traités contrairement à cette prescription, il est procédé d'office à leur élimination au frais du contrevenant.

Le décret N°93-68 du 01/03/1992, est relatif aux modalités de la taxe sur les activités polluantes ou dangereuse pour l'environnement.

Par contre, le décret N°90-78 du 27/02/1990, est relatif aux études d'impact sur l'environnement.

Au titre de la loi, l'étude d'impact est un outil de base pour la mise en oeuvre de la protection de l'environnement, elle vise à faire connaître et évaluer les incidences des projets de développement socio-économique sur l'équilibre écologique ainsi que sur le cadre de vie.

Ce décret détermine les prescriptions techniques et réglementaires de l'étude d'impact. Contenu minimal de l'étude d'impact exigé par le décret :

Mais, il faut dire que le droit a lui seul est incapable de résoudre tous le conflits d'intérêts que suscite la problématique environnementale.

L'action législative et réglementaire, par ailleurs incontournable, exige, pour produire des effets probants, qu'elle soit accompagnée par d'autres actions, de recherche, d'études, d'intervention directe sur le terrain et surtout d'information et de sensibilisation.

I-10-Normes international de qualité de l'air :

L' Union Européenne a fixé des normes concernant les concentrations de polluants dans l'air ambiant :

> Le dioxyde de soufre (SO2) et les particules en suspension ont été réglementés en 1980.La valeur à ne pas dépasser 7 jours par an (en moyenne sur 24 heures) est de 250 ou 350 microgrammes par m³ pour le dioxyde de soufre selon le niveau de particules en suspension (inférieur ou supérieur à 150 microgrammes par m³).

> Pour le dioxyde d'azote (NO2), une directive a également fixé en 1985 une valeur limite horaire de 200 microgrammes par m³ d'air (percentile 98 annuel des valeurs moyennes horaires, c'est-à-dire valeurs ne pouvant être dépassées que 2 % du temps soit 7 jours par an).

> Pour le monoxyde de carbone, la moyenne sur 8 heures doit être inférieure à 10000

> Pour le plomb (1982), la teneur limite a été fixée à 2 microgrammes par m3 en moyenne

> Une directive européenne plus récente (1992) concernant l'ozone (O3), a défini 3 seuil (objectif valeur en microgrammes par m3 air ) :

I-11-Quelques définitions : + Le smog oxydant:

Lorsque le rayonnement solaire est important et les conditions météorologiques défavorables à la dispersion des polluants, on assiste alors à un épisode de pollutions par ces oxydants photochimiques, appelé "smog". (Smog de Los Angelés )

Smog : (= fumée + brouillard). Un des plus mauvais épisodes de smog en Grande-Bretagne
s'est produit à Londres le 4 décembre 1952. Le Grand Smog de Londres (Great London Smog)

a duré cinq jours et eu comme résultats approximativement 4000 décès. C'est un mélange d'aérosols et de SO2.

La pollution acide (ou pluies acides) est liée aux polluants acides (SO2, NO_x, NH3, HCl, HF) émis par les activités humaines qui retombent en partie à proximité des sources, mais aussi à des centaines, voire des milliers de kilomètres de leurs sources émettrices. Ces polluants retombent sous forme de retombées sèches ou humides. Pendant le transport, ces polluants se transforment, SO2 et NO_x se transforment en sulfates (SO4 ^-2) et en nitrates (NO3 ^-2) dans le cas où l'atmosphère est sèche, ainsi qu'en acide sulfurique (H2SO4) et en acide nitrique (HNO3) dans le cas où l'atmosphère est humide.

L'eutrophisation correspond à une perturbation de l'équilibre biologique des eaux due à un excès d'azote notamment d'origine atmosphérique (NO_x et NH3) par rapport à la capacité d'absorption des écosystèmes.

La pollution photochimique (ou pollution photo-oxydante) est un ensemble de phénomènes complexes qui conduisent à la formation d'ozone et d'autres composés oxydants (peroxyde d'hydrogène, aldéhydes, peroxyde acétyle nitrate ou PAN) à partir de polluants primaires (appelés précurseurs) : oxydes d'azote et composés organiques volatils (COV) et d'énergie apportée par le rayonnement Ultra Violet (UV) solaire. Ces phénomènes ont lieu dans les couches d'air proche du sol et dans la troposphère libre. L'ozone formé à ce niveau est qualifié de "mauvais ozone" en raison de ses effets néfastes sur la santé humaine et sur les végétaux. (CITEPA, 2002)

L'effet de serre est un phénomène naturel lié à l'absorption des rayonnements Infra Rouge (IR) de grande longueur d'onde renvoyés, par la surface terrestre, par des composés présents dans l'atmosphère : CO2, CH4, H2O, O3, N2O, CFC . Une partie du rayonnement IR n'est pas renvoyé vers l'espace. Il y a donc absorption d'énergie. Cette énergie est transformée en chaleur. La plupart de ces composés sont présents à l'état naturel, ce qui a permis le développement et le maintien de la vie sur Terre. La température moyenne sur terre est de 15°C, si l'effet de serre naturel n'existait pas, la température moyenne serait de - 18°C.

L'ozone est le composé prépondérant dans la haute atmosphère à une altitude de 25 km. L'ozone stratosphérique est qualifié de bon ozone car il absorbe le rayonnement UV solaire et nous préserve ainsi contre le risque de cancer cutané et autres mutations génétiques. Il préserve également l'activité photosynthétique des plantes.

De nombreux composés peuvent détruire l'ozone (OH, H, NO, Cl, Br, HO2). Une forte corrélation entre le déficit en ozone et les concentrations en ClO a été mise en évidence. La présence des radicaux Cl et ClO dans la stratosphère est liée à l'émission naturelle de chlorure de méthylène par les océans et aux chlorofluorocarbures (CFC) émis par les activités humaines. Les CFC sont des molécules très stables. Ces molécules sont transportées dans la stratosphère où elles libèrent le chlore et perturbent ainsi l'équilibre naturel régissant la présence d'ozone à cette altitude. (CITEPA, 2002)

Les brises marines sont générées par le contraste thermique existant entre la terre et la mer.

La nuit et tôt le matin, la terre se refroidit plus vite que la mer : il se forme alors une brise de terre soufflant de la terre vers la mer, les masses d'air se déplaçant toujours du froid vers le chaud.

L'après midi et en fin de journée, sous l'effet du rayonnement solaire, la terre se réchauffe plus
vite que la mer : une brise de mer est ainsi créée soufflant de la mer vers la terre, pouvant
rabattre vers la terre tout polluants émis en mer. (AHLVIK, 1997)

> Introduction

> Présentation des différentes sources

> La campagne de mesure

> Choix des sites de mesures > Période de mesure

> Mesures et appareillage > Utilisation :

CHAPITRE II

PRESENTATION DES DIFFERENTES

SOURCES ET MOYENS DE MESURE

DE LA POLLUTION ATMOSPHERIQUE

DANS LA REGION DE BEJAIA

Les différentes sources de pollution considérées au niveau de la région de Bejaia, sont celles des unités industrielles fabriquant du bois (TRANSBOIS), du liège (E.N.L.), du goudron (S.N.T.P., El Kseur) et de la céramique (SOCERCA, Amizour) ainsi que celle correspondant à la décharge publique de Boulimat. Sur la carte de la figure 1, on montre les endroits où se situent ces sources.

Afin de bien étudier la pollution émise par les différentes sources, nous avons mesuré les polluants atmosphériques CO, NO2 et SO2 à différentes distances des cheminées : 0 m, 0.5 m, 1 m, 2.5 m, 5 m, 10 m, 20 m, 40 m, et 80 m. Dans chacun des cas, nous relevons la hauteur de la cheminée et les différentes mesures effectuées. Nous avons aussi effectué d'autres mesures en fonction du paramètre temps dans le but d'étudier l'évolution temporelle des polluants.

Nous commencons par présenter les différentes sources polluantes considérées. Ensuite, nous décrirons le processus industriel et les moyens de réduction des polluants (types de dépoussiéreur) dans chacune des unités industrielles. Enfin, on décrit l'appareillage et les conditions de mesure.

II-1- Présentation des différentes sources :

II-1-1- Unité de transformation du bois (TRANSBOIS) :

L'entreprise a été créée en 1972 sous le nom de combinat de bois de BEJAIA, son objectif est la production des différents bois. L'unité se situe à l'arrière-port de la ville de Bejaia.

Dans cette entreprise, on trouve différentes chaînes de fabrication dont nous citons :

La matière première de toutes les chaînes est le bois, mais le processus de fabrication diffère d'une chaîne à une autre.

Les mesures ont été faite au niveau de la cheminée correspondant à la chaîne particules

Contrairement aux autres chaînes de fabrication, celle ci consomme toute sorte de bois, quelque soit sa forme ou sa qualité.

Les bois sont passés directement à un premier broyage, puis à un raffinage dans le but d'avoir une matière plus au moins fines que l'on mélange avec de la colle liquide préalablement préparée. Ce mélange est obtenu grâce à deux malaxeurs.

Le mélange obtenu passe à la station de conformation pour extraire une matière très fine qui sert pour la couche intérieure. Les lattes, sur lesquelles nous avons formé notre panneau, passent directement à la presse. Cette dernière est formée de six étages de placage parcourue à l'intérieur par un serpentin d'eau chaude dont la chaleur est au voisinage de 150°C. Après un pressage de six à sept minutes, on obtient six panneaux qui sont destinés à la consommation après ponçage.

Nous avons remarqué que les gaz mesurés sont dégagés après chaque ouverture de la presse; celle-ci est de type hydraulique et atteint une pression avoisinant les 200 bars.

II-1-2-Unité goudron d'El-Kseur (SNTP) :

L'unité a été créée en 1979 à Béjaia. Après la plainte des habitants par rapport aux problèmes de pollution, l'unité à été transférée à El-Kseur. Cette unité se situe sur une colline près de la route nationale N° 26.

Le processus de fabrication se fait par le passage des agrégats au niveau de la chaudière, on y ajoute du goudron à une température qui avoisine les 150 C°. Le mélange sera ensuite récupéré par les engins de transport. La matière première se compose d'agrégats de différentes tailles et du goudron. La quantité de production journalière est de 400-500 tonnes/jour.

Selon le responsable de l'unité, le tronc de la cheminée possède un système de réduction des particules émises et qui se fait par arrosage avec de l'eau. L'eau utilisée est récupérée dans des bassins qui se situent à proximité de la cheminée à environ 2-6 mètres.

L'unité se prépare dans les jours à venir à se doter d'un système de fabrication identique, mais plus grand, pour augmenter la quantité de production. Selon toujours le même responsable, ce système va permettre de réduire davantage la pollution avec le même système d'arrosage.

II-1-3-Unité S.O.C.E.R.C.A :

Au niveau de la presse, il y a des pertes qui sont récupérées à l'aide d'un système d'aspiration, la poudre récupérée est ensuite stockée dans des big-bangs en attendant sa mise en recyclage ultérieure.

II-1-4-E.N.L. (Entreprise Nationale du Liège)

L' Entreprise Nationale du Liège sous tutelle du Ministère des Industries Légères a été créée en 1967 par ordonnance n° 067.153 du 09/08/1967 suite à la nationalisation de la Compagnie Algérienne du Liège ( CAL ), entreprise privée coloniale.

En 1972, la S.N.L. fusionne avec la Société Nationale des Bois (SINB) prenant ainsi la dénomination de Société Nationale des Lièges et Bois (SNLB). En 1982, et suite à la restructuration des entreprises, la SNLB prend l'appellation de S.N.I. - unité de Bejaia- qui est située dans la zone industrielle de Bejaia. Cette entreprise s'étend sur une surface de 26.677m2 formant ainsi les ateliers de production et de stockage des produits finis. L'entreprise a été filialisée en mars 2000 sous le nom de « E .P .E BEJAIA -LIEGE ». Ce qu'on peut déplorer, c'est l'inexistence de moyens de réduction de la pollution.

II-1-5-La décharge publique de BOULIMAT :

La décharge publique de la commune de Bejaia est située au nord ouest du Parc National de Gouraya, dans la zone périphérique. Elle est limitée au nord par la mer Méditerranée, au sud, par la route nationale N° 24, à l'est, par Adrar Imalou, et à l'ouest, par Ighzer N'Salah. Le transfert de la décharge de Bougie-plage vers Boulimat a été effectué suite a un arrêté de Monsieur le Wali en 1984, sous le conseil de l'organisation Mondiale de la Santé (OMS). La superficie occupée par la décharge est de environ 10 hectares.

Les ordures rejetées dans la décharge de Boulimat sont ménagères et industrielles. Les déchets sont déversés sans aucun contrôle, ce qui fait que cette décharge constitue un danger permanent pour les écosystèmes sur un rayon de plusieurs kilomètres. Par conséquent, elle revêt un aspect déplaisant et porte atteinte à la faune et à la flore du Parc National de Gouraya dont elle fait partie. Cette décharge pollue l'atmosphère suite aux dégagements des gaz hautement toxiques émanant de l'incinération quotidienne et de la dégradation biologique des déchets. De ce fait, l'atmosphère ambiante du site de la décharge publique de Boulimat se trouve polluée par différents composés chimiques tels que les oxydes d'azotes, les oxydes de souffres, les oxydes de carbone, le fluor et autres.

II-2-La campagne de mesure

II-2-1-Choix des sites de mesures

Les unités industrielles que nous avons considérées sont des unités étatique de différentes production et que nous avons considéré comme étant polluantes. Nous n'avons pas pu prendre des mesures dans deux entreprises privées soupçonnées polluantes, ce sont CEVITAL et Unité Céramique de la Soummam. Les responsables de ces deux entreprises nous ont refusé l'accès, malgré l'accord de la D.M.I.

II- 2-2 Période de mesure

Nous avons choisi la période estivale pour effectuer nos mesures. La plupart des mesures ont été faites en fonction de la distance, à l'exception de l'unité SOCERCA où l'on a tenu compte du facteur temps (mesures étalées sur une période d'une heure avec un pas d'échantillonnage de cinq minutes).

II-2-3 Mesures et appareillage.

Nous avons pu avoir des mesures grâce à un appareil : MX21 PLUS qui est un détecteur de gaz portatif, il permet la détection simultanée d'un maximum de trois gaz dans l'air au moyen de cellules de mesures spécifiques à chacun des gaz dont on souhaite la détection.

II-2-4 Utilisation :

- Le rétro éclair de l'afficheur (extincteur automatique après 15 secondes environs). - La sélection des masures lors de la phase d'utilisation.

La teneur en gaz mesurée par chacune des cellules " en service" est sur l'afficheur alphanumérique; celui ci est divisé en quatre zones indépendantes (quadrants), chacune d'elles correspondant à une cellule ou "voie".

Un maximum de quatre mesures peut ainsi être affiché simultanément. Toutefois, le nombre d'information utile au porteur étant supérieur à la capacité de l'afficheur, sur chaque quadrant, la mesure est affichée cycliquement comme suit :

Les valeurs relatives à la concentration en gaz méthane (0% LIE CH4) en CO (10ppm CO) ; en NO2 (0,0ppm NO2) et en oxygène (20,9% O2) sont nettement lisibles.

Exemple d'affichage alterné (mesure - nature du gaz) mettant en évidence la succession des informations aux fins de la lecture.

- L'appareil passe par une phase de tests pendant quelques secondes en indiquant :

- Si les tests internes, cellules, électronique, etc.... sont concluants, l'afficheur indique les valeurs mesurées par les cellules.

- Si les tests sont incorrects, l'appareil passe en alarme (signal sonore discontinu rapide, clignotement du voyant d'alarme commun et clignotement du voyant d'alarme de la voie concernée).

Elle s'effectue par appui maintenu de trois secondes sur la touche ON/OFF ; l'afficheur affiche le décomptage comme suit avant de s'éteindre :

Lors de l'arrêt de l'appareil, les valeurs mémorisées (données de réglage des cellules, seuils d'alarme, histogramme, etc...) ne sont pas perdues.

La durée de mémorisation théorique de ces valeurs varie de 3 à 5 ans, en fonction de la durée de vie de la pile au lithium.

Lors du retour à l'atelier, il sera peut être de procéder à la recharge des batteries.

> Introduction

> Nature des polluants dominants :

> Impact de la hauteur de la cheminée sur la pollution > Influence de la distance à la source : modélisation > Evolution temporelle de la pollution à l'émission

> Conclusion

CHAPITRE III

RESULTATS ET INTERPRETATIONS

Dans ce chapitre, nous allons étudier d'abord la nature de la pollution dominante, pour chacune des sources considérées, en comparant les teneurs de l'air en polluants au niveau des cheminées et à différents points. Nous analyserons ensuite l'impact de la hauteur de la cheminée et de la concentration à l'émission sur la pollution dans l'environnement. L'étude de l'influence de la distance à la source sur la teneur de l'air en polluants permettra de modéliser le phénomène de dispersion de la pollution atmosphérique et de prévoir la concentration en n'importe quel point de l'environnement.

Enfin, nous allons étudier l'évolution temporelle des polluants émis par les sources et on décrit les paramètres responsables de cette variation.

1- Nature des polluants dominants :

I-1-Décharge de Boulimat :

La comparaison des polluants mesurés à la source, montre que le CO est le polluant dominant. Sur la figure 2, nous montrons la part de chacun des polluants à différents points de mesure.

Nous remarquons que le monoxyde de carbone (CO) est le polluant dominant dans la décharge. Nous pouvons expliquer ce résultat par un certain nombre de combustions incomplètes. En outre, la matière organique est prédominante dans les déchets solides de la décharge de Boulimat (DAY, 1999), d'où la présence des atomes de carbone. Le carbone est aussi présent dans les matières plastiques (chaîne de molécules carbonées) dont l'incinération produira un fort dégagement de CO. En s'éloignant de la décharge, on note une diminution du taux de CO, ceci est probablement lié à la recombinaison de CO dont le résultat de la réaction chimique est la formation du CO2.

I-2-Unité TRANSBOIS :

Nous considérons les mesures des trois polluants (CO, NO et SO2) à la source, à 10 m et 40 m. Les résultats sont illustrés sur les graphes de la figure 3 ci-après.

0Figure 3 : Comparaison entre polluants contenus dans les fumées de l'unité TRANSBOIS à différentes distances

Les résultats sont presque semblables à ceux de la décharge. Nous constatons que le SO2 présente un taux très négligeable, suivi du NO dont le taux ne dépasse pas 19 %. Le CO reste toujours le polluant dominant. Ces résultats sont probablement liés à l'utilisation de la colle (urée formol) fabriquée à base d'ammoniac. En outre, les mesures ont été réalisées au niveau de la chaîne `'particules». Les fumées dégagées émanent surtout de la décomposition d'urée.

I-3- Unité SNTP :

La comparaison entre les trois polluants (CO, NO et SO2), à la source, à 20 m et à 200 m, est représentée à la figure 4 suivante :

Figure 4 : Comparaison entre polluants contenus dans les fumées
de l'unité SNTP à différentes distances

Parallèlement aux résultats obtenus à la décharge publique de Boulimat et celle de l'unité de TRANSBOIS, le CO reste toujours le polluant le plus dominant par rapport à NO et SO2 ( ce dernier est de l'ordre de zéro), ceci est probablement dû à la matière première utilisée dans la combustion à savoir ; les agrégats de différentes tailles particulièrement les plus fins, et le goudron.

I-4- Unité SOCERCA :

La comparaison entre les polluants CO, NO et SO2 à des instants différents (10h25, 11h00 et 11h25), dans la même journée, est illustrée à la figure 5:

Figure 5 : Comparaison entre polluants contenus dans les fumées de l'unité SOCERCA à différents temps

Malgré, les taux élevés de NO et SO2 par rapport aux unités précédentes, le CO reste toujours le polluant dominant. Ce taux élevé des deux autres polluants (NO, SO2) est dû probablement à la matière première utilisée dans le processus de fabrication (tuf, feldspath, argile, sable et tripolyphosphate) avec une température très élevée allant de 300 à 1200 C°.

I-5- Unité de liége :

La comparaison des mesures des trois polluants (CO, NO et SO2) à la source, à 4 m et à 10 m, les résultats est illustrée sur les graphes de la figure 6.

0Figure 6 : Comparaison entre polluants contenus dans les fumées de l'unité de liège à différentes distances

Contrairement aux autres mesures où l'on a remarqué la prédominance de CO, dans cet échantillon, c'est le NO qui apparaît seul.

Les fumées dégagées par l'unité liège présentent donc un fort taux de NO. Ce résultat est probablement lié à la combustion à haute température.

2- Impact de la hauteur de la cheminée sur la pollution :

L'étude de ce phénomène présente un grand intérêt au point de vue de la pollution, car il est évident que la dispersion à partir d'une cheminée de faible hauteur fixée sur le toit d'un bâtiment sera tout à fait différente de celle obtenue avec une cheminée de grande hauteur qui bénéficiera de conditions de dispersion plus favorables.

Dans le premier cas, la dispersion de la fumée dépendra de l'emplacement de la cheminée sur le toit et de sa hauteur. On admet, généralement, que la hauteur minimale de la cheminée correspond à l'épaisseur du sillage turbulent qui se développe sur le toit du bâtiment ; la sortie de la cheminée se trouvera ainsi au dessus de la zone hautement perturbée où se produisent des phénomènes d'entraînement et de recyclage des fumées.

Cependant, même dans ce cas, on observera des phénomènes d'entraînement partiel : en règle absolu, pour éviter toute interaction du bâtiment, la plupart des auteurs semblent admettre, pour la hauteur des cheminées, la règle dite « des 2,5 fois » ( la hauteur du bâtiment).

Néanmoins, lorsque les obstructions sont constituées par des collines, falaises, arêtes montagneuses, etc. des problèmes de pollution importants peuvent se poser pour les cheminées de grandes hauteurs.

Ainsi, l'utilisation de hautes cheminées assure une bonne dispersion des polluants gazeux, et conduit à des concentrations en polluants faibles au niveau du sol, mais la solution à ce problème de pollution n'est pas là, car son impact ne se résume pas seulement au niveau de la source, mais se propage à des grande distances à l'aide des facteurs météorologiques (vents... etc.).

Dans le cas des unités industrielles considérées, la cheminée la plus haute a une hauteur de 12 mètres par rapport au sol, ce qui est insuffisant pour éviter l'accumulation des polluants dans la basse atmosphère.

Pour étudier l'impact de la hauteur de la cheminée sur la dispersion des polluants, nous avons considéré deux cas : l'unité de fabrication du liège et la S.N.T.P. (unité Goudron d'El Kseur). Nous montrons, sur la figure 7, l'évolution du rapport _C0/C5 (NO) en fonction de la hauteur de la cheminée. C0 et C5 désignent respectivement les concentrations des polluants à 0 m (source) et à 5 mètres de la source.

Figure 07 : Evolution du rapport _C0/C5 des concentrations en NO en fonction de la hauteur de la cheminée

Nous pouvons bien constater que lorsque la cheminée est haute, le rapport entre la concentration à la source et la concentration à 5 mètres est plus important, ce qui est évident ;

0en effet, lorsque on dispose de hautes cheminées, la dispersion des polluants se fait rapidement, ce qui a pour conséquence une diminution brusque de la concentration à quelques mètres de la source.

3- Influence de la distance à la source : modélisation

Les polluants qui se propagent dans l'air se combinent pour former ce que l'on appelle les polluants secondaires, raison pour laquelle qu'a chaque fois qu'on s'éloigne de la source le degré de pollution diminue.

Notre étude s'est basée sur les unités suscitées qui se situent au centre et aux alentours de la ville de Béjaia. Nous pouvons alors supposer une analyse par rapport à la dispersion des polluants et aux facteurs qui affectent cette dispersion. En effet, les unités qui se situent dans la ville peuvent être considérées comme des unités plantées au dessus d'un terrain plat et dégagé, il en résulte une diffusion due à deux (2) causes :

- La turbulence créée par le panache lui-même à la sortie de la cheminée, qui est caractérisée par un jet d'air chaud se déplaçant dans un milieu résistant, cette diffusion est due à la turbulence induite par son mouvement. Les caractéristiques des affluents en sortie de la cheminée (diamètre de la cheminée, vitesse et température des gaz) et les caractéristiques du milieu atmosphérique (température, vitesse) vont jouer un rôle déterminant à la fois sur la hauteur maximale atteinte par le panache et sa diffusion propre.

- La turbulence d'origine mécanique et convective de l'atmosphère environnante, le mécanisme du mélange est principalement déterminé par les propriétés de l'atmosphère environnante. Dans cette phase, il n'intervient que les caractéristiques propres de l'atmosphère (champs des vitesses et des températures).

En revanche, les unités SNTP et SOCERCA, ainsi que la décharge publique de Boulimat, sont plantées dans des terrains possédant des obstacles (reliefs) qui peuvent modifier les conditions de dispersion des affluents. L'influence des obstacles se fait peu sentir à l'amont, sur une distance de l'ordre de grandeur de la taille de l'obstacle ; par contre, à l'aval, se créent des sillages turbulents qui peuvent complètement modifier l'écoulement.

Pour mieux quantifier la dispersion des polluants dans l'atmosphère, nous avons réalisé un certain nombre de mesures à la source et à des distances allant jusqu'à 400 mètres. Nous avons utilisé l'outil statistique afin de montrer, d'une part, l'évolution des polluants en fonction de la distance à la source, et, d'autre part, trouver d'éventuelles relations entre la concentration à la source et la concentration dans l'environnement. Pour chacune des unités considérées, nous avons illustré les différentes relations à l'aide des histogrammes et des courbes de régression.

3-1- L'unité TRANSBOIS :

3-1-1- Evolution des polluants en fonction de la distance :

L'évolution des différents polluants mesurés à l'unité TRANSBOIS, en fonction de la distance, est représentée sur la figure 8.a suivante :

Figure 8.a : Evolution des polluants en fonction de la distance à l'unité Transbois

Nous notons une décroissance accrue de la concentration des trois polluants à mesure que l'on s'éloigne de la source. Pour le CO, la décroissance est presque exponentielle. Pour le NO, à partir de 2 mètres, on atteint une concentration presque constante (2 ppm), ceci montre que ce polluant se mélange rapidement avec les gaz de l'air pour atteindre son niveau moyen

dans l'environnement. Le SO2 évolue différemment des deux autres et présente une faible concentration à l'émission ; à partir de 1 mètre, sa concentration est réduite à néant.

3-1-2-Modélisation statistique :

Pour mieux modéliser l'effet de la distance sur la concentration, nous avons fait appel à la méthode de la régression linéaire. Les résultats de la régression entre les polluants considérés et la distance ne sont pas significatifs, nous avons donc opté pour la recherche de la corrélation et de la régression entre la concentration et l'inverse de l'exponentielle de la distance [EXP(-

D)]. Sur la figure 8.b, nous illustrons les différentes droites de régression entre polluants

Ces figures démontrent bien la décroissance exponentielle des polluants au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la cheminée. Ce modèle n'est pas loin de ceux de Gauss et de Sutton montrant une relation linéaire entre [C] et EXP(-D²). Les tests statistiques sont très significatifs.

3-2-L'unité SNTP :

3-2-1- Evolution des polluants en fonction de la distance :

L'évolution des différents polluants mesurés à l'unité SNTP, en fonction de la distance à la source, est représentée sur la figure 9.a suivante :

Figures 9.a : Evolution des polluants en fonction de la distance à l'unité de Goudron (SNTP)

Dans cette unité, la teneur de l'air en SO2 est nulle. Le CO présente une concentration maximale de la source jusqu'à une distance de 5 mètres (1200 ppm) ; à partir de 10 mètres, la concentration a subi une décroissance accrue (de 1200 à 85 ppm). Nous pouvons expliquer ce phénomène par le fait que le panache de fumée ne commence à se disperser réellement qu'à

partir de 10 mètres et que sur les 5 premiers mètres le panache a gardé plus au moins sa densité. Contrairement au CO, le NO s'est diffusé rapidement et a perdu plus 80 % de sa concentration initiale à partir de 3 mètres. La mauvaise dispersion des polluants est probablement liée aux facteurs topographiques (site situé au versant d'une colline).

3-2-2-Modélisation statistique :

La seule régression significative est celle qui relie le NO à EXP(-D) (R=0.906). Sur la figure 9.b, on représente la courbe de régression entre [NO] et EXP(-D).

Pour cette unité, le même modèle (décroissance exponentielle) est aussi significatif que dans le cas de l'unité TRANSBOIS.

3-3-L'unité Liège :

3-3-1-Evolution des polluants en fonction de la distance :

Le seul polluant mesuré dans cette unité est le NO. Les autres polluants présentent des concentrations nulles. Nous montrons, sur la figure 10.a, l'évolution de ce polluant en fonction de la distance à la source.

Figures 10.a : Evolution de NO en fonction de la distance à l'unité Liège

Relativement aux autres unités industrielles, cette unité présente une forte concentration en monoxyde d'azote. Au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la source, la concentration chute davantage ; elle passe de 27 ppm (à la source) à 1 ppm (à 10 mètres). Cette importante dispersion de NO dans l'atmosphère est peut-être liée aux facteurs à l'émission (hauteur de la cheminée, température d'émission).

3-3-2-Modélisation statistique :

Comme le seul polluant existant dans les fumées dégagées par cette installation industrielle est le NO, nous illustrons donc la seule courbe de régression (figure 1 0.b).

3-4-La décharge publique de Boulimat :

3-4-1-Evolution des polluants en fonction de la distance :

L'évolution des différents polluants mesurés à la décharge publique de Boulimat, en fonction de la distance, est illustrée sur la figure 11 .a suivante :

Figures 11.a : Evolution des polluants en fonction de la distance dans la Décharge publique de Boulilmat

Nous remarquons que la pollution est très importante au coeur de la décharge et diminue en s'éloignant de celle-ci. Par exemple, le CO passe de 808 ppm (coeur de la décharge) à 3 ppm (à 450 mètres de la décharge). Nous observons donc une forte dispersion des polluants émanant de la décharge en se mélangeant avec les gaz de l'air. Le déplacement de la fumée se fait selon une direction privilégiée (vers le haut de la colline qui se trouve du côté ouest de la décharge).

Ce cheminement du panache est forcément dû au phénomène de la brise de mer qui est responsable de la forte dispersion.

3-4-2-Modélisation statistique :

Dans le cas de la décharge, nous avons remarqué que les régressions ne sont pas significatives. La figure 11 .b illustre bien ceci.

4- Evolution temporelle de la pollution à l'émission :

L'évolution temporelle de la pollution à l'émission est caractérisée par une variation peu considérable de la concentration des polluants, par rapport à l'évolution en fonction de la distance, ceci peut être expliqué par les propriétés des polluants à se combiner avec des gaz trouvés dans l'atmosphère.

Dans notre étude, nous avons pris en considération cette évolution au niveau de l'unité SOCERCA. Les mesures ont été prises au niveau de la source mais à des temps différents (intervalle de 5 minutes, pendant 1 heure). Nous avons constaté que cette évolution est caractérisée par de légères diminutions et parfois même des augmentations peu considérables comme illustré à la figure 12.

Nous rappelons que les mesures sont réalisées entre 1 0h25mn et 11h25mn et que le démarrage de l'unité se fait à 08 heures. Ces légères fluctuations de la concentration à l'émission, pour tous les polluants, sont peut-être dues à des défauts de fonctionnement des systèmes. La quasi-stabilité de la concentration en CO caractérise le régime permanent atteinte par l'unité après trois heures de démarrage. La diminution linéaire de SO2 et l'augmentation de NO en fonction du temps sont illustrées sur la figure 13 suivante :

Nous notons bien que ces courbes sont très significatives. Pendant que NO augmente, en fonction du temps, SO2 diminue. Comme NO est un polluant émis lors des combustions à hautes températures, nous pouvons donc expliquer son augmentation par la hausse de la température dans les fours (phase de cuisson). La diminution de SO2 est difficile à expliquer.

Les différentes mesures effectuées dans les installations industrielles considérées ont permis de soulever un certain nombre de lacunes dans le respect des normes de la qualité de l'air. Les industriels ignorent en effet le véritable danger que représente la pollution atmosphérique pour la biocénose et les écosystèmes. Les mesures réalisées à l'émission et dans l'environnement dépassent de loin les seuils tolérés par la réglementation. Parmi les lacunes observées, nous pouvons citer :

- l'inexistence de moyens de prévention contre la pollution en milieu de travail ;

- l'insuffisance et même l'inexistence de moyens et de techniques de réduction de la

pollution à la source (filtres, dépoussiéreurs, désulfuration des effluents,...) - l'absence de contrôle de la pollution à l'émission ;

- la non prise en compte des facteurs topographiques et climatiques lors de l'installation des unités industrielles sur les sites (sites industriels en milieu urbain).

Bien que les résultats obtenus n'illustrent pas une étude complète de la pollution dans la région de Béjaia, ils démontrent néanmoins les dépassements exagérés des seuils tolérés. Un réseau de surveillance et d'alerte à la pollution est obligatoire pour y remédier à ce danger.

Conclusion générale

La mesure des émissions ne constitue pas une fin en soi, mais un moyen d'investigation destiné à montrer les endroits où la pollution de l'air est excessive. Elle fait appel à des techniques de pointe de la physico-chimie et s'intègre dans une approche pluridisciplinaire de notre environnement.

Le contrôle des émissions constitue la stratégie la plus efficace de lutte contre la pollution. Les émissions provoquées par des installations fixes devraient être limitées non seulement en termes de concentrations, ainsi que l'exige la législation, mais aussi en terme de flux.

Les niveaux de pollution mesurés permettent d'apprécier la nocivité éventuelle de l'atmosphère, de suivre l'évolution de la pollution ainsi que de déterminer l'impact des mesures d'assainissement.

Sans une information continue, le citoyen ne se sent pas concerné par la qualité de l'air qu'il respire. Il accepte mal des dispositions qui sont destinées à réduire la teneur de l'air en gaz toxique mais qu'il considère comme entraves à sa liberté.

Contrairement à une idée trop répondue, la lutte contre la pollution atmosphérique ne concerne pas exclusivement les autorités et les administrations. En effet, si chacun peut choisir l'eau ou la nourriture qu'il consomme, il est obligé de respirer l'air qui l'entoure. Le maintient de la qualité de l'air constitue par conséquent une nécessité vitale.

Les résultats obtenus dans cette étude confirment la nécessité d'une prise en charge sérieuse de la pollution atmosphérique dans la région de bejaia. Nous proposons qu'il y ait un contrôle continu des émissions afin de préserver notre environnement, car l'air qu'on respire est aussi important que l'eau qu'on boit.

- Des polluants tels que le plomb, les suies, le fluor, le méthane, n'ont pas été mesurées.

- Nous n'avons pas pu mesurer simultanément, dans les différentes unités, les trois polluants considérés.

- Pour pallier ces insuffisances, nous proposons, comme première initiative, l'installation d'un réseau de mesure, de surveillance et d'alerte à la pollution atmosphérique dans la ville des Hammadites.

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