Chapitre 1. Revue de la littérature
1.1.Généralité sur la pollution
atmosphérique
La pollution atmosphérique est un mélange
hétérogène et complexe de polluants souvent
présents à des concentrations très variables.
L'évaluation des risques liés aux expositions multiples comporte
des incertitudes incluant la mauvaise connaissance de la nature et de
l'importance des interactions entre les différents constituants de ces
mélanges. Toutefois, les preuves d'une relation causale entre les
variations quotidiennes des niveaux de pollution atmosphérique et le
risque de mortalité et de morbidité se sont accumulées
dans la littérature (Dominici et al., 2005 ; Katsouyanni et
al., 1997 ; Spix et al., 1998 ; Zeka et al., 2005). En effet,
une élévation de 10 jig/m3 de la concentration en matière
particulaire (PM) ayant un diamètre aérodynamique
inférieur à 2,5 jim (PM2.5) provoquerait une augmentation de 26%
le risque de mortalité par cause cardio-vasculaire (Lepeule et
al., 2012), et serait associée à une augmentation de 8%
de l'incidence du cancer pulmonaire (ERS, 2010). De plus, de nombreuses
études épidémiologiques ont montré que l'exposition
aux PM2.5 pouvait aboutir à des maladies cardiovasculaires (Puett et
al., 2011) et respiratoires telles que l'asthme (Silverman et Ito,
2009), la bronchite et la Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO),
(Tsai et al., 2013) ainsi qu'à une augmentation du taux
d'hospitalisation pour cause de déficiences respiratoires (Linares et
Diaz, 2010).
1.1.1. Définition des polluants
atmosphériques
Le Conseil de l'Europe dans sa déclaration de mars 1968
a proposé une définition pour la pollution de l'air : "il y a
pollution atmosphérique lorsque la présence d'une substance
étrangère ou une variation importante dans la proportion de ses
composants est susceptible de provoquer un effet nocif, compte tenu des
connaissances scientifiques du moment, ou de créer ou une nuisance ou
une gêne".
Selon l'article 2 de la Loi sur l'Air et l'Utilisation
Rationnelle de l'Energie (LAURE) (France, Loi N°96-1236 du 30
décembre 1996), la pollution atmosphérique est définie
comme : "l'introduction par l'Homme, directement ou indirectement, dans
l'atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des
conséquences préjudiciables de nature à mettre en danger
la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux
écosystèmes, à influer sur les changements climatiques,
à détériorer les biens matériels, à
provoquer des nuisances olfactives excessives".
Le dioxyde de soufre (SO2) a pour origine principale la
combustion des énergies fossiles (diesel, charbon) riches en soufre. Les
principales sources de SO2 sont donc les installations de
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D'après l'OMS, la pollution de l'air est la
contamination de l'environnement intérieur ou extérieur par tout
agent chimique, physique ou biologique qui modifie les caractéristiques
de l'atmosphère (Who, 2011). Ceci a lieu lorsque divers gaz,
gouttelettes et particules se trouvent dans l'atmosphère au-delà
de leurs concentrations normales et/ou y sont introduits par des sources
anthropiques ou des phénomènes naturels.
1.1.1.1. Polluants primaires 1.1.1.1.1. Monoxyde de
carbone
Le monoxyde de carbone (CO) est formé par la combustion
incomplète du carbone et provient essentiellement des moteurs des
véhicules et des installations de combustion mal réglées.
Il se fixe sur l'hémoglobine et peut entraîner des troubles
respiratoires, des effets asphyxiants, des maux de tête et des troubles
cardiaques.
1.1.1.1.2. Dioxyde d'azote
Les oxydes d'azotes (NOx) comprennent le monoxyde d'azote (NO)
et le dioxyde d'azote (NO2). Ces composés sont essentiellement
émis lors des phénomènes de combustion notamment, par le
secteur des transports (véhicules) et les installations de combustion
(chauffage, centrales thermiques, etc.) (OMS, 2011). Le NO est issu des
phénomènes de combustion à haute température par
oxydation de l'azote de l'air.
Les oxydes d'azote participent à la formation de
polluants photochimiques comme l'ozone, néfastes pour la santé,
et à la formation de l'acide nitrique qui contribue d'une part au
phénomène de pluies acides et d'autre part à la formation
des particules secondaires de nitrate d'ammonium et de nitrate de sodium par
conversion gaz-particule. Parmi les NOx, le NO2 est le plus nocif pour la
santé humaine (Brunekreef et Holgate, 2002). C'est un gaz irritant pour
l'appareil respiratoire et il favorise l'hyperréactivité
bronchique. Les populations asthmatiques semblent être plus sensibles
également à ce polluant, et chez l'enfant il peut favoriser des
infections pulmonaires (OMS, 2011). Sa valeur moyenne d'exposition annuelle
recommandée par l'OMS est de 40 ug/m3 (who, 2005).
1.1.1.1.3. Dioxyde de soufre
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chauffage industriel et domestique, la production
d'électricité et les véhicules à moteur (OMS 2011).
Certains procédés industriels produisent également des
effluents soufrés tels que les raffineries de pétrole ainsi que
certains procédés de fabrication. Le SO2 peut avoir aussi des
sources naturelles dont les plus importantes sont les feux de forêts et
les éruptions volcaniques (Ineris, 2011). Ce gaz peut s'oxyder puis se
transformer en acide sulfurique qui contribue au phénomène de
pluies acides et à la formation de particules secondaires par sa
neutralisation avec l'ammonium (OMS, 2011). Le SO2 est un gaz irritant pour
l'appareil respiratoire et engendre une exacerbation de l'asthme, des
bronchites chroniques et une sensibilisation aux infections respiratoires. La
valeur guide préconisée par l'OMS est de 20 ug/m3
comme moyenne journalière (who, 2005).
1.1.1.1.4. L'ammoniac
L'ammoniac (NH3) est un dérivé courant des
déjections animales. Le bétail et la volaille sont souvent
alimentés à l'aide d'une nourriture riche en protéines
contenant un excédent d'azote dont la partie non
métabolisée en protéines animales est rejetée dans
les urines et les excréments puis transformée en ammoniac par une
action microbienne. La fertilisation avec des engrais à base d'ammonium
conduit aussi à des pertes de NH3 gazeux dans l'atmosphère.
D'autre part, la combustion de la biomasse est une source non
négligeable d'ammoniac, ce composé réduit est émis
lors des phénomènes de pyrolyse de la matière
végétale qui précèdent la combustion. Dans l'air,
il contribue à la formation de fines particules de nitrate d'ammonium et
de sulfate d'ammonium, et contribue aux phénomènes
d'acidification et d'eutrophisation des milieux naturels par dépôt
de matière azotée (Anderson et al., 2003 ; Sutton et
al., 2000 ; Webb et al., 2014). C'est un gaz odorant et irritant
à forte concentration (Bhalla et al., 2011).
1.1.1.1.5. Composés organiques
volatils
Les COV regroupent une multitude de substances appartenant
à différentes familles chimiques (hydrocarbures aromatiques,
cétones, alcools, alcanes, aldéhydes, etc.) (ORS, 2007). Il est
fréquent de distinguer le méthane (CH4) qui est un COV
particulier, car naturellement présent dans l'air. On parle alors de COV
méthaniques (COVM) et de COV non méthaniques (COVNM). De
manière simplifiée, les COVNM sont des gaz émis par la
combustion de carburants (transport, industrie, élimination des
déchets, etc.) ou par évaporation de solvants contenus dans
certains matériaux et produits lors de leur fabrication, leur stockage
et leur utilisation (peintures, cartouches des imprimantes, caoutchouc, colles,
etc.) (Bernstein et al.,
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2008 ; Vardoulakis et al., 2011). De plus, les COV
peuvent avoir des sources naturelles comme notamment les forêts et les
prairies ; on parle alors de COV biogéniques. Les COV peuvent être
classés selon leur température d'ébullition qui est
liée au caractère volatil de la substance : les COV très
volatils, volatils ou semi-volatils (Popescu et al., 1998). Les BTEX
(Benzène, Toluène, Ethylbenzène et Xylènes) sont
des COV considérés comme étant de bons indicateurs de la
pollution urbaine, précisément induite par le trafic routier
(ORS, 2007). Les effets sanitaires des COV sont divers et variables selon la
nature du polluant envisagé. Ils vont d'une gêne olfactive
légère jusqu'à des effets mutagènes et
cancérogènes (benzène, formaldéhyde) (Carazo et
al., 2013 ; Duong et al., 2011 ; Sax et al., 2006 ;
Venn et al., 2003).
1.1.1.1.6. Particules
Les particules constituent un ensemble
hétérogène dont les caractéristiques
physico-Chimiques et/ou biologiques sont influencées par les sources
d'émissions ou par leur processus de formation dans l'atmosphère.
Alors que dans le passé, les fumées des processus incomplets de
combustion de charbon, notamment du fait des activités industrielles et
du chauffage domestique, dominaient la composition de l'aérosol urbain,
les particules en suspension dans l'air sont aujourd'hui principalement issues
des véhicules automobiles (surtout de type diesel), des usines
productrices d'énergie non nucléaire ainsi que des
réactions chimiques entre gaz atmosphérique et l'humidité
de l'air.
1.1.1.1.7. Le plomb
Elément très toxique, il est issu de la
combustion des carburants contenant du plomb tetraéthyle et ou du plomb
tetramethyle ; il provient également, a un moindre degré, des
substances anti usure des lubrifiants (Malbreil, 1997). Dans les villes, 90% du
plomb est émis par les véhicules ; 10% du plomb retombe dans le
rayon de 100 m autour de la route, le reste est largement dispersé
(Ocde, 1995).
1.1.1.1.8. L'ozone
La production d'O3 troposphérique directement par des
sources anthropiques ou naturelles est pratiquement nulle. Il se forme dans
l'atmosphère à partir d'autres précurseurs chimiques et
son processus de formation peut être résumé comme suit :
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Le NO émis dans l'atmosphère réagit
rapidement avec l'O3 pour former le NO2. Le NO2 formé absorbe
efficacement l'énergie du rayonnement solaire pour se dissocier en
atomes d'oxygène et en NO.
Dans une atmosphère polluée, les COV participent
à la formation de l'ozone. En effet, les rayonnements solaires
transforment les COV en radicaux peroxydes qui réagissent avec le NO
pour former le NO2. Ensuite, ce NO2 formé participe à la
réaction qui donne naissance à une nouvelle molécule
d'ozone. L'O3 est un gaz agressif provoquant une diminution de la fonction
pulmonaire et un déclenchement des crises d'asthme (OMS, 2011). La
concentration limite recommandée par l'OMS est de 100 ug/m3
moyenne sur 8 heures (who, 2005).
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