Memoire Online - Quantification des particules solides de l'air, de la température et de l'humidité dans la commune annexe de la ville de Lubumbashi.

FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
Département de Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables

Quantification des particules solides de l'air, de la température et de
l'humidité dans de la commune annexe de la ville Lubumbashi
(Haut-Katanga, R.D Congo)

Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention de titre de Master en conservation de la biodiversité

FACULTE DES SCIENCES AGRONOMIQUES
Département de Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables

Quantification des particules solides de l'air, de la température et de
l'humidité dans de la commune annexe de la ville Lubumbashi
(Haut-Katanga, R.D Congo)

Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention de titre de Master en conservation de la biodiversité

Dédicace

Remerciements

Le travail de fin d'étude que nous présentons à ce jour à l'appréciation de nos formateurs, sanctionne le couronnement des efforts consentis au cours de cinq ans à la Faculté des Sciences Agronomiques de l'université de Lubumbashi. Raison pour laquelle, nous ne pouvons pas passer sans témoigner notre gratitude au bon Dieu et tous ceux qui ont, de près ou de loin, contribué à l'édification de cette oeuvre.

Avant tout, témoignons, nos sentiments de profondes gratitudes au Pr. Dr. Ir. Mujinya Bazirake Basile qui, en dépit de ses multiples occupations et a bien voulu assurer la direction de ce travail.

Nous tenons à remercier de tout coeur nos encadreurs l'Assistante Ir. Mashagiro Grace et Ir. Muganguzi Trésor qui aussi malgré leurs diverses occupations se sont donné le courage de nous encadrer durant tout notre travail.

Nous adressons nos vifs remerciements à tout le corps professionnel de la faculté des sciences agronomiques pour leur encadrement scientifique et conseils.

Nos sincères gratitudes à nos soeurs et frère Patience Ekoko, Paulin Nsango, Vincent Kalenga, Guy Kalenga, Alain Mulongo, Francoise Kalenga, Therese Mukwenye, Pierre Kibunde, Gerard Mubishi, Audry Mbuyu, Desire Mukwenye, Naomie Kalenga, Mariella Kalenga, Laurette Mwape, Exaucé Mwape, Suzanne Mulongo, Christian Mukwenye, pour la bonne foi que vous avez, d'accepter de nous soutenir tout au long de nos études quelles que soient vos charges.

A nos camarades de promotion amis et compagnons de lutte, particulièrement Majinda Gustave, Mukonga Fennec, Mowa Jonathant, Riziki Fabien et Laetitia Bukoko. Nous n'oublierons jamais les bons moments passés avec vous car nous vous portons dans notre coeur

A vous nos amis Mukendi Gabriel, Samuel Amani, Kambulu Eric, Jos Makimba, Mwandja Sandrine, Kitoko Michel, Pauni Adele, Van Kitule, merci pour tout

Résumé

Face à la pollution de l'air grandissante dans les villes de Lubumbashi, les actions de lutte se révèlent peu efficaces. La présente étude s'est penchée sur Quantification des particules solides de l'air, de la température et de l'humidité dans de la commune annexe de la ville Lubumbashi (Haut-Katanga, R.D Congo). Pour ce faire, un prélèvement des concentrations en particules PM 2.5 (2.5 um), PM 10 (10 um), de la température atmosphérique et de l'humidité relative a été faite. Ensuite, une analyse et traitement (ANOVA) de données collectées. Cette étude montre qu'il existe une très grande différence entre les sites et les paramètres étudiés. La comparaison des moyennes montre que les fortes concentrations en particules de PM 2.5 et PM 10 ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation dans la zone Nord, Nord-Ouest et Est de la commune annexe (107,97#177;45,06 ug/m³ ; 202,43#177;123,18 ug/m³) pendant que des faibles concentrations ont été observée autour des espaces vers et bâtiments dans le Nord-Est et l'Est de la commune annexe. (31,87#177;18,77 ug/m³ ; 52,21#177;28,21 ug/m³). Les fortes températures ont été observées autour des bâtis intenses (30,79#177;3,44 ug/m³) alors que des faibles températures ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (26,66#177;4,25 ug/m³) et les fortes humidités relatives ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (55,62 #177;8,27 ug/m³) alors que des faibles humidités relatives ont été observées autour des espaces verts et bâtiments (47,29 #177;8,34 ug/m³). Les sources des fortes concentrations des particules de 2.5 um et 10 um dans l'air seraient les routes asphaltées à circulation intense.

Mot clés : Pollution atmosphérique, particules de 2.5 um et 10 um, Lubumbashi, ANOVA

Abstract

Faced with the growing air pollution in the towns of Lubumbashi, control actions are proving ineffective. This study looked at Quantification of solid particles in the air, temperature and humidity in the annex commune of the city of Lubumbashi (Haut-Katanga, R.D Congo). To do this, a sample of the concentrations of particles PM 2.5 (2.5 jim), PM 10 (10 jim), atmospheric temperature and relative humidity was taken. Then, an analysis and processing (ANOVA) of the collected data. This study shows that there is a very big difference between the sites and the parameters studied. The comparison of the averages shows that the high concentrations of PM 2.5 and PM 10 particles were observed around asphalt roads with intense traffic in the North, North-West and East zone of the annex municipality (107.97#177;45.06 jig/m³; 202.43#177;123.18 jig/m³) while low concentrations were observed around spaces towards and buildings in the North-East and East of the annex municipality (31.87#177;18.77 jig/m³; 52.21#177;28.21 jig/m³). High temperatures were observed in areas with heavy built-up (30.79#177;3.44 jig/m³) while low temperatures were observed around asphalt roads with heavy traffic (26.66#177;4.25 jig/m³) and high humidity relative humidity were observed around asphalt roads with heavy traffic (55.62#177;8.27 jig/m³) while low relative humidities were observed in green spaces and buildings (47.29#177;8.34 jig/m³). The sources of the high concentrations of the 2.5 jim and 10 jim particles in the air are believed to be paved roads with heavy traffic.

Table des matières

3.1. Distribution spatiale des concentration en particules PM2.5 dans la commune annexe31 3.2. Distribution spatiale des concentration en particules de 10um dans la commune annexe

4.1. Distributions spatiales des particules et température et humidité dans la commune

4.. Concentrations spatiales des particules et température et humidité dans les sites suivant

Listes des tableaux

Tableau 1. Effets et conséquences des polluants sur la santé (Delmas et al., 2007) 10

Tableau 2. Surface spécifiques de quelques particules (Dumon et al, 1984) 19

Listes des figures

Figure 1. Résume de l'ensemble des processus intervenant dans la dispersion des polluants

Figure 4. Localisation différents quartiers de la commune annexe dans la ville de Lubumbashi.

26
Figure 5 : Condition climatique prévalue lors de notre récolte des données (Kabila et Mitutu;

données issues de la station de la Luano 2020). 27
Figure 6. Localisation de la commune annexe et les points d'échantillonnage dans la ville de

Lubumbashi dans le cadre de cette étude. 29
Figure 7. Carte illustrant la distribution spatiale des concentrations en particules de 2.5 um

dans la commune annexe 31
Figure 8.Carte illustrant la distribution spatiale des concentrations en particules de 10um dans

Figure 9. Carte de l'évolution de la température dans la commune annexe 33

Figure 10. Carte de l'Evolution de l'humidité relative dans la commune annexe 34

Figure 11. Concentration en particules de 2.5 um dans les différents sites suivant les

caractéristiques. 35
Figure 12. Concentration en particules de 10 um dans les différents sites suivant les

caractéristiques. 36
Figure 13. Evolution de la température dans les différents sites suivant leurs caractéristiques.

37
Figure 14. Evolution de l'humidité relative dans les différents sites suivant leurs

Liste des abréviations

Introduction

Les particules (PM) peuvent réduire la visibilité dans l'atmosphère ses propriétés de rayonnement et peuvent modifier l'environnement thermique (Han et al, 2012). dès la fin du 18^ème siècle, en raison des problèmes causés par la combustion du charbon dans les grandes villes (Hadfield, et al., 1999), il est apparu nécessaire de mettre en place un système de management de la qualité de l'air. Depuis lors, entre industrialisation exponentielle et augmentation drastique de l'activité anthropique, la problématique de la pollution de l'air n'a cessé de croitre. Compte-tenu des progrès technologiques réalisés en matière de mesures de gaz dans l'atmosphère (Koga, et al., 2001). En effet, la pollution de l'air est la résultante de multiples facteurs: croissance de la consommation d'énergie, développement des industries extractives, métallurgiques et chimiques, de l'incinération des ordures ménagères, des déchets industriels, du trafic aérien et routier (Pacyna, 1995).

La construction, l'utilisation et l'entretien des infrastructures routières engendrent des perturbations susceptibles de porter atteinte aux ressources naturelles. Ce constat n'est pas nouveau, mais le fort développement de ce secteur durant ces dernières années fait à l'heure actuelle, l'une des principales sources des pollutions, malgré les progrès techniques réalisés sur les véhicules et les carburants pour les limiter (Pagotto, 1999). L'ensemble de ces sources émet vers l'atmosphère des composés sous forme gazeuse ou particulaire avec des tailles et des compositions variables suivant leurs origines. Ainsi, les émissions gazeuses concernent principalement des composés sous forme d'oxydes tels que les oxydes de carbone, d'azote et de soufre mais également des composés organiques volatils. Les particules sont, quant à elles, principalement formées de composés minéraux tels que les métaux, les sels, les nitrates, les sulfates et de composés organiques. La nature dynamique de l'atmosphère favorise ensuite le transport de ces éléments et composés à différentes échelles spatiales et temporelles (Azimi, 2004).

En RDC cella s'accentue par l'augmentation de la déforestation et de la dégradation de milieu forestier qui est d'environ -0,20% (Mayaux, 2006). Cette dernière se manifeste par une atteinte à la qualité de l'air et des milieux forestiers et urbains (Lanly, 1982). Dans le Haut-Katanga, cette dernière se manifeste par l'exploitation minière, les feux de brousse et l'urbanisation, (Djibu, 2007). La santé environnementale, notion qui rejoint celle de qualité de vie (Pampalon, 1985) est l'un des problèmes qui préoccupe le plus de société. Dans la plupart des villes

hautement industrialisées, la santé et la qualité de vie des individus semblent être affectées par la présence de nombreuses usines polluantes.

L'objectif de cette étude est d'évaluer la quantité de la pollution particulaire de l'air dans le site urbain, en tenant compte également de la température et de l'humidité dans l'air, de la commune annexe de la ville de Lubumbashi.

> D'évaluer la quantité des grosses (10 um) et petites (2.5 um) particules dans l'aire de la ville de Lubumbashi précisément dans la commune annexe en comparaison avec les seuils de l'OMS ;

> D'évaluer l'impact de la température et l'humidité atmosphérique sur les polluants dans la commune annexe de la ville de Lubumbashi.

Hormis l'introduction et la conclusion, le présent travail est structuré de la manière suivante :

> Chapitre I La revue de littérature : dans ce chapitre, il sera question de donner les définitions conceptuelles aux mots clés et faire une revue de littérature aux éléments qui font l'objet de ce travail,

> Chapitre II matériels et méthodes : ce second chapitre, traitera de la présentation du site d'étude et du procédé méthodologique utilisé durant l'expérimentation,

> Chapitre III présentation des résultats : présentation des différents résultats obtenus et leurs interprétations,

> Chapitre IV Discussion : qui se fera sur base des études antérieures, qui ont été menées par d'autres Auteurs.

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 ìg/m3 de la concentration en matière particulaire (PM) ayant un diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 ìm (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

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.

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.

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).

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).

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).

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.,

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).

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.

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).

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 :

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).

1.1.2. Effets des quelques polluants atmosphériques

L'air est indispensable à la vie, mais il peut avoir des effets nocifs si sa qualité est mauvaise. Sa pollution constitue un danger immédiat pour la santé, mais a également un effet qui s'amplifie au fil des années. Les personnes les plus sensibles, comme les enfants, les personnes âgées, les grands fumeurs, les malades du coeur ou des poumons, sont les plus concernées par la pollution atmosphérique. Pour celles-ci, la pollution peut favoriser des maladies, en aggraver certaines, et parfois même précipiter les décès. Les effets de la pollution de l'air sur la santé augmentent en fonction des concentrations des substances polluantes dans l'air et de la durée d'exposition.

La réglementation définit, pour certains indicateurs de la pollution, des concentrations de références pour guider l'action des pouvoirs publics. Il s'agit des valeurs limites et des seuils d'alerte.

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), l'estimation des impacts sanitaires de la pollution atmosphérique devrait inclure les effets aigus et les effets chroniques (OMS, 2000). Les études épidémiologiques montrant une association entre les concentrations ambiantes de contaminants et une augmentation de la mortalité, n'ont pas déterminé de seuil, c'est-à-dire une concentration minimale en deçà de laquelle il n'y aurait pas d'effet significatif. Il apparaît que la relation entre les concentrations de contaminants et les effets sur la santé est linéaire (Health Effects Institute, 2000, p.52).

1.1.2.1. Effet du CO

La toxicité du CO est relativement bien connue : mortel au-delà de 1000 ppm, il agit à des teneurs beaucoup plus basses, par son affinité pour l'hémoglobine du sang, 210 fois plus élevée que celle de l'oxygène (Dagobert, 1992).

Quand il est inhalé, le CO entre dans la circulation sanguine et peut provoquer des troubles dans l'oxygénation des tissus. Ces effets résultent principalement de sa capacité à déplacer l'oxygène fixé sur l'hémoglobine pour former de la carboxyhémoglobine (le rôle de l'hémoglobine est de transporter l'oxygène des poumons vers les autres tissus) avec pour conséquence une diminution de l'oxygénation des tissus. Le niveau naturel de carboxyhémoglobine varie entre 1.2 et 1.5%. A 5 % de carboxyhémoglobine (activité modérée pendant 8 heures à 35ppm), certains effets neurologiques peuvent être observés : diminution de l'apprentissage, réduction de la vigilance et de la dextérité manuelle, capacité moindre à accomplir des tâches complexes et troubles du sommeil. A des concentrations entre 2,9 et 4,5%, des troubles cardiovasculaires peuvent se développer chez les personnes à risque, les personnes âgées, les enfants et les foetus.

Le CO peut aussi présenter une toxicité à long terme. L'intoxication chronique se traduit par des symptômes non spécifiques : maux de tête, vertiges, nausées quand il atteint 20 %de hémoglobine et même des pertes de conscience dangereuses quand ce taux atteint 50%, la mort survenant pour 70%. L'OMS recommande de ne pas excéder 2,5 à 3% de COHb chez les sujets non-fumeurs (ce taux varie entre 5 et 15 %chez un fumeur) (Deletraz, 1998).

1.1.2.2. Effets des oxydes d'azote

Le monoxyde d'azote NO est lui-même peu toxique. Les effets soupçonnés concernent sa fixation sur l'hémoglobine (la liaison est 1000 fois plus forte que dans le cas du CO mais il est moins nocif). C'est surtout le dioxyde d'azote qui produit des effets nuisibles pour l'homme. Il est peu soluble et peut pénétrer profondément dans le système pulmonaire. Il agit au niveau des alvéoles pulmonaires et amène des altérations de leur structure, des inhibitions des défenses pulmonaires et un effet cytotoxique sur les macrophages alvéolaires ; il stimule leur activité à faible dose, puis affaiblit les défenses de l'organisme, favorisant ainsi d'autres effets. Le NO peut ainsi amener la mort de cellules spécifiques au sein du poumon et altérer la régulation des fonctions pulmonaires. Les symptômes de l'action toxique du NO2 sont l'insomnie, la toux, la respiration haletante et une altération des muqueuses (Dagobert, 1992).

1.1.2.3. Effet des composés soufrés

Le SO2 est un irritant modéré fortement hydrophile et donc facilement dissous dans le mucus nasal, avec peu de risque d'atteinte des poumons. Dans les tissus, il se transforme en bisulfate et, après oxydation enzymatique, est éliminé par les reins sous forme de sulfate. Il agit par contre sur les mécanismes de défense et peut ainsi potentialiser les effets d'autres polluants (NO2, HAP, métaux). Le SO2 peut également après oxydation en H2SO4 formé des particules de sulfate d'ammonium qui pénètrent dans le poumon (Dagobert, 1992).

1.1.3. Effet sur la santé

? Au niveau de la peau : c'est le cas notamment des vapeurs irritantes et des phénomènes d'allergies,

? Au niveau des alvéoles pulmonaires. Les polluants se dissolvent et passent dans le sang ou dans les liquides superficiels, et au niveau des organes - Certains toxiques véhiculés par le sang peuvent s'accumuler dans des organes.

Tableau 1. Effets et conséquences des polluants sur la santé (Delmas et al., 2007)

Origine	Conséquences	Effets sur la santé
Oxydes d'azotes (NOx) Le monoxyde d'azote (NO) et le dioxyde d'azote (NO2) sont principalement produits par les transports et les centrales thermiques.	Formation d'ozone dans la basse atmosphère et favorise les pluies acides.	Puissant irritant des voies respiratoires en s'infiltrant jusque dans les alvéoles. Au niveau des bronches, il favorise les infections bactériennes chez les enfants et une hyperactivité chez les asthmatiques.
Dioxyde de soufre (SO2) Provient de la combustion du fuel, charbon et diesel.	Contribue au phénomène des pluies acides.	Gaz irritant avec effets broncho constricteurs et essoufflement chez les asthmatiques. Toux et gène respiratoire chez l'adulte. Altération des fonctions respiratoires chez l'enfant.
Monoxyde de carbone (CO) Produit par les moteurs à essence	Formation d'ozone dans la basse atmosphère.	Liaison irréversible sur l'hémoglobine. Baisse de l'oxygénation.
Ozone (O3) Produit dans la basse atmosphère par interaction entre les ultraviolets et les gaz tels que CO, SO2, NOx, COV et hydrocarbures.	Forte dégradation de la qualité de l'air, pluies acides et effet de serre.	Atteint facilement les alvéoles pulmonaires, toux, altération pulmonaire surtout chez l'enfant et l'asthmatique. Effets aggravés par l'exercice physique.
Composés organiques volatils (COV) Proviennent des hydrocarbures (benzène, 1-3butadiène) émis dans les gaz d'échappement et des solvants.	Formation d'ozone dans la basse atmosphère.	Irritants pour les yeux, gorge, nez, poumons. Capacité respiratoire diminuée. Risques d'effets cancérogènes.
Plomb (Pb) Provient des hydrocarbures plombés.		Modifie la composition du sang en gênant la fabrication de l'hémoglobine.

1.1.4. Facteurs métrologiques qui influencent la dispersion des polluants

La dispersion des polluants renvoie aux principes de la circulation atmosphérique. En effet, les paramètres importants à prendre en compte dans la modélisation de la dispersion sont les facteurs météorologiques (vent, température, pression atmosphérique, etc.), mais aussi la topographie du site et les éléments d'aménagement autour du site.

1.1.4.1. Facteurs météorologiques

Est l'un des paramètres météorologiques les plus importants pour le transport et la dispersion des polluants. Il intervient à toutes les échelles tant par sa direction que par sa vitesse. L''influence du vent sur la pollution atmosphérique est très variable selon la position de la source. Généralement la vitesse du vent augmente avec l'altitude. Au fur et à mesure que les polluants s'élèvent, la dispersion est facilitée par le vent. Plus le vent est fort, plus les niveaux de pollution seront bas. En revanche, un vent de faible vitesse favorise l'accumulation locale des polluants (Diaf et Bouchaour, 2003).

Elle influe de plusieurs façons, une faible température entraîne un changement de comportement des gens en favorisant une hausse du chauffage urbain et de l'utilisation des

véhicules, ce qui augmente les émissions. Mais elle agit aussi dans la formation de polluants secondaires tels que l'ozone.

Dans l'étude de la dispersion de la pollution atmosphérique, certains épisodes sont plus intéressants que d'autres. Il s'agit des temps stables d'hiver avec couche d'inversion qui entraîne une stagnation des particules ; ou des temps chauds d'été, avec une température supérieure à 25°C et un fort ensoleillement qui favorisent la production d'ozone (Deletraz, 1998).

Elle joue un rôle dans le captage des particules polluantes. Les gouttelettes d'eau en suspension retiennent les polluants, ce qui accroît leur stagnation (Deletraz, 1998).

Figure 1. Résume de l'ensemble des processus intervenant dans la dispersion des polluants

1.1.4.2 Facteurs physiques

La présence de la végétation diminue l'intensité de turbulence, ce qui minimise la dilution des polluants émis dans la rue et augmente les concentrations de CO et de NO_x par accumulation sous le niveau des arbres et au niveau des piétons (INRA, 2015)

Figure 2. La dispersion de polluants par la végétation (Garrec, 2019). 1.1.5. Différentes échelles de la pollution

La pollution de l'air n'a pas de barrière. Ainsi, certains polluants atmosphériques dont la durée de vie est élevée, peuvent migrer loin de leurs sources d'émission en interférant à différentes échelles spatiales. C'est pour cette raison que lors de la classification des phénomènes de pollution, il faut faire référence à l'échelle d'étude. Souvent on se limite à trois niveaux d'échelles : locale, régionale et globale (Chang et al., 2000 ; Elichegaray et al., 2010 ; Monks et al., 2009 ; Ramanathan et Feng, 2009). La figure ci-dessous nous montre les différentes échelles de pollution.

1.1.5.1. Pollution à l'échelle locale

Il s'agit des pollutions rencontrées au voisinage direct des sources d'émissions comme les foyers industriels de combustion, les axes de circulation, le chauffage domestique, l'incinération des déchets, etc. Ces sources engendrent des pollutions de proximité et/ou des nuisances olfactives à des distances inférieures à quelques kilomètres. En effet, la matière particulaire en suspension (Particulate Matter, PM), les oxydes d'azote (NOx), le dioxyde de soufre (SO2), le monoxyde de carbone (CO), les Composés Organiques Volatils (COV), les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) et les métaux constituent les polluants les plus caractéristiques de ce type de pollution.

1.1.5.2. Pollution à l'échelle régionale

La pollution régionale touche les zones distantes de quelques kilomètres à quelques centaines de kilomètres des sources d'émission de polluants. Cette pollution résulte des phénomènes physico-chimiques plus ou moins complexes à l'origine de la formation dans l'atmosphère de polluants dits « secondaires » à partir de polluants dits « primaires » rejetés par des sources émettrices. Notamment l'ozone (O3), dont la formation dépend de la présence des NOx et des COV, est le principal représentant de la pollution photochimique ainsi que les acides nitriques et sulfuriques, à partir des NOx et du SO2, sont responsables de la formation des pluies acides.

1.1.5.3. Pollution planétaire

Elle correspond à une pollution à l'échelle de la planète, susceptible d'affecter l'équilibre de l'écosystème. Elle se caractérise par les substances impliquées dans le phénomène de changement climatique, notamment les gaz à effet de serre et en particulier le dioxyde de carbone (CO2) et par les substances responsables de la diminution de la couche d'ozone stratosphérique, principalement les émissions de ChloroFluoroCarbures (CFC).

1.2.1. Définition

Les particules microscopiques sont omniprésentes dans notre environnement. Elles sont produites aussi bien par les processus naturels que par l'Homme et sont appelées aérosols. La définition scientifique du terme « aérosol » fait référence à des particules liquides ou solides en suspension dans un gaz porteur ou un mélange de gaz (Seinfeld et Pandis, 2006 ; Vincent, 1989). Il est défini par Joln et Seinfield (1994) comme des entités solides ou liquides, en suspension dans l'air ; elles forment avec celui-ci un aérosol (poussières, fumées, suies, brumes, brouillards, smog). Elles peuvent avoir des compositions, densités, formes et dimensions très diverses, selon leur mode de formation. Elles sont principalement caractérisées par leur diamètre aérodynamique, variant de 0,02 um à 100 um, pour les particules atmosphériques. Ce diamètre est défini comme étant celui d'une hypothétique particule sphérique, de densité unitaire, qui aurait les mêmes caractéristiques aérodynamiques que la particule concernée.

Cependant, les termes « particules » et « aérosols » sont sensiblement différents. La notion d'aérosol inclut à la fois les particules et le gaz dans lequel elles se trouvent en suspension (Fontan, 2003). Dans la littérature, on emploie bien souvent ces deux termes indistinctement. Cependant, le terme « aérosol » faisant référence aux particules atmosphériques et à leur environnement gazeux, est plutôt utilisé par la communauté des chercheurs qui s'intéressent au climat et aux phénomènes dynamiques dans l'atmosphère. Les chercheurs qui étudient les niveaux de pollution et leur impact sur la santé, emploient plus souvent le terme « particules ». Cela s'explique essentiellement du fait que l'air associé aux particules, formant l'aérosol, est expiré par et n'est donc que le vecteur de transport des particules au sein de l'appareil respiratoire (Villenave et al., 2012).

1.2.1.1. Classifications

Les particules atmosphériques, dont la taille peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres, peuvent être classées en différentes catégories, selon leurs processus de formation ou leurs tailles.

Les particules atmosphériques peuvent être classées en aérosols primaires ou secondaires (d'Almeida et al., 1991). Les aérosols primaires sont émis directement dans l'atmosphère sous forme particulaire depuis les sources d'émission. La plupart du temps, ceux-ci sont d'origine naturelle telle que les sels marins, les débris volcaniques et également résultant de l'érosion des sols. Tandis que, les aérosols secondaires désignent les particules générées au sein même de l'atmosphère soit par le mode de conversion gaz-particules dû à la condensation des vapeurs d'origine naturelle ou anthropique, soit par l'évolution d'une particule primaire.

Une autre classification fréquemment utilisée s'appuie sur la distribution granulométrique des particules et donc sur leur diamètre (Whitby, 1977). Ce paramètre est important pour caractériser le pouvoir de pénétration des particules dans l'appareil respiratoire.

On ne peut pas aisément attribuer un diamètre géométrique aux particules car elles ont des formes et des densités variées. C'est la raison du concept de la forme sphérique équivalente. Cependant, le diamètre aérodynamique équivalent (dae) des particules, le plus utilisé dans les études environnementales, correspond au diamètre d'une particule sphérique et de densité 1 g/cm3, ayant la même vitesse de chute dans l'air que la particule concernée. C'est la taille des particules qui gouverne leur transport dans l'air, leur élimination de l'atmosphère ainsi que leur déposition dans les voies respiratoires.

Selon leur granulométrie, Whitby (1977) a réparti les particules en deux groupes

? Les grosses particules (dae > 2,5 ìm) : ce sont des particules générées par des procédés mécaniques. Elles proviennent de façon naturelle de l'érosion des sols, du pétillement de la mer, des volcans ou sont introduites dans l'atmosphère de façon artificielle lors par exemple de la manipulation des matières premières (tas de minerais) sur les sites industriels.

? Les particules fines (dae < 2,5 ìm) : elles sont constituées de particules générées par l'activité industrielle et urbaine mais aussi de particules biogéniques. Cette classe de particules peut être divisée en un mode d'accumulation (0,1 < dae < 2,5 ìm) et un mode de nucléation (dae < 0,1 ìm), qualifiés respectivement de grandes particules et de noyaux d'Aitken (particules ultrafines). Les particules relatives au mode de nucléation proviennent des processus de condensation de vapeurs chaudes dans l'atmosphère. Ces particules représentent la part la plus importante en nombre d'aérosols, mais aussi une masse peu importante en raison de leur taille extrêmement faible. Quant aux particules du mode d'accumulation, elles proviennent des conversions gaz-particules ainsi que de la croissance des particules précédentes sous l'effet de la coagulation ou de la condensation de vapeurs sur les particules existantes. Ce terme de mode d'accumulation est dû au fait que les procédés d'élimination sont les moins efficaces dans cette catégorie de taille d'aérosols, conduisant à l'accumulation des particules. Ces dernières représentent une part substantielle de la masse des particules.

1.2.1.2. Composition chimique

La composition des particules atmosphériques est très hétérogène et varie en fonction de leurs sources d'émission (marine, crustale, biogène, transport, industrie, etc.), de leurs évolutions physico-chimiques dans l'atmosphère ainsi que de leurs fractions granulométriques.

Les espèces majoritairement retrouvées au sein des particules sont les ions sulfate, nitrate et ammonium, les éléments de la croûte terrestre, les espèces carbonées organiques et inorganiques, ainsi que la fraction biogénique et également l'eau. A ces composés s'ajoutent des espèces à l'état de traces, tels que les métaux. Quant à la fraction biologique des particules atmosphériques, elle est constituée de bactéries, de champignons ainsi que de pollens. Des données sur la composition chimique des PM10 et PM2.5 ont été issues de plus de 60 sites Européens (Putaud et al., 2010). Selon Dumon (1984) les particules sont principalement composées des substances suivantes : sulfate, nitrate, ammonium, chlorure de sodium, matières minérales et eau. Elles peuvent être primaires ou secondaires en fonction de leur mécanisme de formation. En effet, Les grosses particules contiennent des éléments abondants dans la couche terrestre et des sels marins tels que Al, Ca, Fe, K, Mn, Sr, Si, alors que les particules fines contiennent des sulfates, nitrates ou ammonium résultant de la transformation dans l'air des oxydes de soufre et d'azote, de l'ammoniac, ainsi que du carbone, des composés organiques et métaux, provenant, entre autres des combustibles fossiles.

1.2.1.3. Forme et surface spécifique

La forme des poussières est très variable et dépend de leur origine. Elles sont sphériques quand elles sont d'origine thermique mais du fait des possibilités d'agglomération, elles paraissent de forme très variable. Les poussières d'origine mécanique ont plus souvent des formes anguleuses et s'agglomèrent encore plus facilement. La surface spécifique des poussières peut être extrêmement développée, surtout pour les particules les plus fines, ce qui facilite les agglomérations, les échanges, l'absorption et les réactions. Il peut en résulter des dangers d'explosion, non seulement pour les poussières de charbon mais aussi pour les fines particules alimentaires lors de leur transport pneumatique (Dumon et al., 1984).

Tableau 2. Surface spécifiques de quelques particules (Dumon et al, 1984)

1.2.1.4. Durée de vie des aérosols dans l'atmosphère

Il s'agit d'un paramètre fondamental qui conditionne la fréquence d'apparition d'un aérosol de dimension donnée dans l'atmosphère (Renoux, 1990). La durée de vie dans l'atmosphère des aérosols de tailles comprises entre 0,1 um et 1 um est la plus longue : de l'ordre de 10 jours. Les particules les plus grosses (> 10 um) et les plus fines (nanomètre), ont un temps de séjour de quelques minutes à quelques heures. La taille des aérosols conditionne donc les épisodes de pollution de l'air et influe, par ailleurs, sur la profondeur de pénétration dans le système respiratoire humain

1.2.2. Origine des particules en milieu urbain

Les particules constituent un ensemble très hétérogène dont les caractéristiques physico-chimiques et/ou biologiques sont influencées par les sources d'émission 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 atmosphériques et l'humidité de l'air. Elles sont produites par divers processus comme :

L'émission directe des particules dans l'atmosphère est le résultat de procédés anthropiques ou naturels. C'est le cas notamment dans les zones urbaines et les sites fortement industrialisés. Les sources de production déterminent la composition chimique des aérosols, tandis que les mécanismes de production sont responsables de leur spectre granulométrique ainsi que leur forme (d'Almeida et al., 1991).

1.2.2.1. Sources naturelles

L'origine de ce type d'aérosols peut être crustale due à l'érosion des sols, marine par le pétillement de la mer, volcanique et plus localement liée aux feux naturels.

Les poussières crustales : cette catégorie de poussières résulte de l'action du vent sur les sols dépourvus de végétation ainsi que de l'abrasion des roches.

Ce phénomène se produit généralement dans les déserts et les régions arides et il est très important dans la mesure où ces zones couvrent environ le tiers de la surface des continents (Usher et al., 2003). Les particules peuvent être mises en suspension dans l'air si la vitesse du vent dépasse 3 m/s (Masclet et Cachier, 1998) et les particules de taille comprise entre 0,1 et 5 ìm peuvent parcourir des distances supérieures à 5000 km (Dall'Osto et al., 2010 ; d'Almeida et al., 1991). La composition chimique des aérosols atmosphériques provenant de l'érosion des

sols indique qu'ils sont dans l'ensemble, constitués d'éléments caractéristiques de la croûte terrestre, à savoir Al, Si, Fe, Ti, Ca, Na, Mg et K (Usher et al., 2003).

Les sels marins : les particules de sels marins prennent naissance lors de l'éclatement des bulles d'air à la surface de l'eau : suite au mouvement des vagues, des bulles d'air se forment et atteignent la surface d'eau. L'éclatement de ces bulles aboutit à la formation de très petites gouttelettes en suspension dans l'air. Pendant leur transport dans l'atmosphère, ces gouttelettes s'évaporent et forment des solutions saturées en sels. Lorsque l'humidité relative est suffisamment basse, un changement de phase intervient et des particules solides sont obtenues (MacIntyre, 1974). Les éléments les plus caractéristiques dans l'eau de mer sont Cl, Na, les ions sulfates, Mg, Ca et K. A partir de ceux-ci, plusieurs composés sont formés par recristallisation lors de l'évaporation des gouttelettes dans l'atmosphère, avec NaCl comme composé principal, accompagné de KCl, CaSO4, (NH4) 2SO4 et de nombreux autres sels comme les carbonates. Les propriétés hygroscopiques de ces composés déterminent la taille des particules (Jaenicke, 1993).

Les éruptions volcaniques : les éruptions volcaniques sont à l'origine de la formation de deux types de particules solides, les poussières et les cendres volantes, ainsi que d'émissions gazeuses constituées essentiellement de SO2 , CO2 , H2O, H2S, etc., qui peuvent jouer le rôle de gaz précurseurs lors de la conversion gaz-particules. Les particules sont prédominantes lors des éruptions des volcans en activité, et ces derniers même en absence d'éruptions, émettent des quantités importantes de SO2 (Andreae, 1995). Les particules primaires émises dans la troposphère sont de taille plutôt importante et par conséquent, leur temps de résidence dans l'atmosphère est relativement court. Cependant, lors d'éruptions intenses, elles peuvent atteindre la couche supérieure de la troposphère et accéder à la stratosphère. Les temps de résidence deviennent alors beaucoup plus longs, ce qui leur permet d'être transportées sur de très longues distances, avant de réintégrer la troposphère par simple phénomène de sédimentation (Hidy, 1984).

Les particulaires naturelles secondaires se forment, à partir des gaz émis naturellement et impliqués dans les conversions gaz-particules. Ces gaz sont composés essentiellement de soufre, d'azote et d'hydrocarbures (Pueschel, 1994).

Les émissions naturelles de soufre : Les origines de la production naturelle de gaz à base de soufre sont la flore marine, la faune et la flore terrestres, ainsi que les éruptions volcaniques et la combustion de la biomasse. Ces composés soufrés réagissent dans l'atmosphère pour former le dioxyde de soufre (SO2), lequel après oxydation conduira à la formation de sulfates particulaires.

Les émissions naturelles d'azote : Les continents sont des sources efficaces d'oxyde de diazote (N2O), qui se forme au cours de la lente décomposition de la végétation et des engrais. D'autre part, le NO2 se forme au cours des phénomènes électriques dans l'atmosphère, particulièrement au moment des orages, et est produit également par l'oxydation de l'ammoniac naturel (NH3) et de l'oxyde d'azote (NO) provenant des émissions de la croûte terrestre (Middleton, 1995). NH3 considéré comme précurseur des aérosols à base d'ammonium, provient des sols et des océans ainsi que de la décomposition de matériaux organiques (d'Almeida et al., 1991 ; Möller, 1995).

Les émissions naturelles de composés organiques : des aérosols organiques secondaires (AOS) d'origine naturelle peuvent se former suite à l'oxydation des composés organiques émis par les forêts et les prairies, les éruptions volcaniques, la combustion de la biomasse (feux des forêts) ainsi que ceux trouvés dans les débris biologiques.

1.2.2.2. Sources anthropiques

Les émissions de particules anthropiques primaires résultent de la consommation de produits pétroliers (habitations, industries, commerces), des rejets industriels (métallurgies, fonderies, raffineries, exploitations minières, etc.), des sites d'incinération, des transports (automobiles, trains, navires, avions), des activités agricoles et de plusieurs autres sources telles que les incendies, les tas de minerais et d'ordures. Les transports routiers contribuent aux émissions de particules non seulement par l'intermédiaire des gaz d'échappement, mais également par l'usure des pneus et des freins, de même que par la remise en suspension des poussières recouvrant les routes.

Une catégorie importante d'aérosols anthropiques est le noir de carbone, qui est le composant majoritaire des suies. Les particules de noir de carbone sont constituées pratiquement de carbone élémentaire avec quelques liaisons oxygène et hydrogène présentant une structure hexagonale et en couches. Les deux plus importantes sources de cet élément sont, les

combustions des produits d'origine fossile et de la biomasse. La grande majorité des émissions de suies dans les zones urbaines et industrielles provient des moteurs fonctionnant au diesel (Hamilton et Mansfield, 1991).

En plus de l'importante variété de particules primaires provenant des sources anthropiques vues précédemment, de nombreux composés gazeux sont également émis en grandes quantités dans l'atmosphère, donnant naissance aux particules secondaires par conversion gaz-particules.

Les émissions anthropiques de soufre : Les émissions anthropiques de composés à base de soufre sont totalement dues aux rejets de SO2. Le soufre est émis notamment par la combustion du charbon et de produits pétroliers (chauffage, transport, industrie), par les raffineries et par le traitement des minerais non ferreux (OMS, 2011).

Les émissions anthropiques d'azote : Les autres gaz importants et précurseurs de particules anthropiques sont les gaz à base d'azote tels que le NO et le NO2, émis dans l'atmosphère par des processus de combustion (combustibles fossiles, biomasse) et le NH3 émis par la combustion de la biomasse, l'élevage des animaux et l'agriculture, conduisant à la formation de nitrate et d'ammonium respectivement.

Les émissions anthropiques de composés organiques : les composés organiques provenant des sources anthropiques sont essentiellement émis par la combustion de carburants fossiles (transport, industrie), l'incinération des déchets et la combustion de bois et de charbon (domestique : cuisine et chauffage) (INERIS, 2005). Ces composés sont ensuite oxydés pour former les aérosols organiques secondaires (AOS) d'origine anthropique.

1.2.3.1. Effets sur les animaux

Actuellement, la pollution de l'air continue à faire des ravages aussi bien dans la faune sauvage que parmi les animaux domestiques. Ainsi, à proximité des usines de métaux non ferreux (fonderie de plomb, de zinc et d'argent et d'autres usines), on a constaté des intoxications de cerfs, de chèvres et d'abeilles. Certaines constatations constituent des phénomènes indicateurs du risque de nocivité pour les hommes, d'autres correspondent à des dommages économiques importants. On peut citer les vers à soie qui s'intoxiquent par l'ingestion des feuilles de mûrie

sur lesquelles s'est déposé le fluor. Dans les zones polluées par les rejets des usines de métallurgie non-ferreux, le plomb se dépose sur la végétation et les animaux l'accumulent dans leur corps par l'intermédiaire du fourrage contaminé. La concentration du plomb dans le fourrage frais a atteint dans certains cas 25-45 ppm. Dans le voisinage des installations industrielles, on a signalé aussi des intoxications d'animaux avec le molybdène, le sélénium, l'arsenic et d'autres produits chimiques. Les poussières alcalines provenant des composés de calcaire traités dans une usine de ciment peuvent provoquer des troubles chez les animaux par les lésions du tube digestif. De telles indications se sont déjà produites en Allemagne (USEPA, 1999).

1.2.3.2. Effets sur les humains

De nombreuses études ont été faites ces dernières années sur les effets des poussières en suspension sur le corps humain. Les PM10 et PM2.5, la fraction respirable et la fraction fine des poussières en suspension, se sont révélés être un bon indicateur de la charge polluante déterminante pour la santé. Plus les particules sont fines, plus elles peuvent pénétrer profondément dans les bronches, les bronchioles et les alvéoles, altérer la ventilation pulmonaire et provoquer des réactions inflammatoires. Les particules les plus fines peuvent également passer des poumons dans le système circulatoire. C'est pourquoi des immissions excessives de particules fines portent non seulement atteinte aux voies respiratoires, mais peuvent également influencer l'évolution des maladies cardiovasculaires. Lorsque les immissions de PM10 et de PM2.5 sont élevées, on constate un nombre accru de dyspnées, d'asthme, de bronchites, d'infections des voies respiratoires, de cancers des poumons ainsi que de douleurs et affections des voies respiratoires chez les enfants et les adultes. On note un accroissement des consultations d'urgence et des admissions à l'hôpital pour cause de problèmes respiratoires et cardiovasculaires. Le taux de mortalité prématurée ainsi que la mortalité à long terme (réduction de l'espérance de vie) augmentent également. D'une manière générale, la très grande fraction de poussières en suspension (PM10 et PM2.5) est moins toxique que les particules très fines provenant des gaz d'échappement.

Les particules de suie du diesel, le benzène, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) font partie des polluants atmosphériques cancérogènes. Ils sont toxiques pour l'homme à partir de doses infimes. Une concentration seuil de non-toxicité n'existant pas. Selon un rapport d'experts publié en Allemagne, les particules de suie du diesel contribuent pour 60 à 70

%, les HAP pour 15 % et le benzène pour 10 % au risque de cancer provoqué par les polluants atmosphériques (Dagobert, 1992).

1.2.Législation en matière de la protection de la qualité de l'air en ROC

Depuis la conférence des nations unies sur l'environnement tenu à Stockholm en 1972 et Rio de Janeiro en 1992 la RDC, et toute la communauté internationale à accorder une attention particulière aux problèmes de la protection de l'environnement, ainsi la RDC s'est engager dans cette marche en élaborant la loi n°11/009 du 09 juillet 2009 portant principes fondamentaux relatif à la protection de l'environnement, qui trace des lignes directrices et donne les cadres stratégiques pour la protection de l'environnement face aux dangers prévisibles de sa dégradation. Parmi les dommages causés à l'environnement figurent notamment la diminution de la diversité biologique, la pollution du sol, de l'air et de l'eau, la destruction de la couche d'ozone, la diminution de la fertilité du sol, la désertification, l'épuisement des ressources halieutiques, et la détérioration du patrimoine naturel et culturel. L'article 53 de la loi sur l'environnement, stipule que L'Etat prend des mesures appropriées pour prévenir, atténuer et éliminer les effets nuisibles sur l'environnement et la santé des produits chimiques, des pesticides dangereux et des polluants organiques persistants et à l'article 64 de ladite loi qui stipule que le gouvernement élabore et met en oeuvre un plan d'intervention d'urgence en vue de faire face aux catastrophes naturelles et situations d'urgence.

Le plan national prévoit la mise en place d'un système d'alerte précoce en vue de la planification et de la coordination des mesures destinées à la protection de la population, des infrastructures et du patrimoine national. Ainsi la législation en vigueur étant anachronique en matière et par conséquent inapproprié, il s'avère indispensable que, conformément à l'article 123 point 15 de la Constitution du 18 février 2006, la République Démocratique du Congo dispose d'une loi-cadre destinée à :

Chapitre 2. Matériels, milieu et méthodes

2.1. Milieu

2.1.1. Localisation du site

La présente étude a été conduite dans la commune Annexe, une commune essentiellement périurbaine de la ville de Lubumbashi, au Sud-Est de la République Démocratique du Congo (RDC) dans la province du Haut-Katanga. Cette commune entoure entièrement les six autres communes du centre urbain de la ville. Elle fut créée en 1957 pour répondre à l'urbanisation croissante de Lubumbashi. La ville de Lubumbashi est géographiquement située au 27°29'00''de longitude Est et 11°40'11'' de latitude Sud.

Figure 4. Localisation différents quartiers de la commune annexe dans la ville de

2.1.2. Climat

En général, la ville de Lubumbashi et les autres villes du Katanga appartiennent au climat tropical. Selon la classification de KÖPPEN, le climat tropical humide AW d'une part et sec de mai à septembre d'autre part. Le mois d'avril et octobre étant des mois de transition (Malaisse & Le Blanc, 1978).

Figure 5 : Condition climatique prévalue lors de notre récolte des données (Kabila et Mitutu; données issues de la station de la Luano 2020).

2.1.2.1. Pluviométrie

La saison des pluies dure 6 mois soit 230 à 240 jours des pluies. Les pluies à Lubumbashi sont essentiellement convectives. De ce fait, elles sont très localisées et tombent souvent en averse, d'assez brève durée. La moyenne annuelle enregistrée est de 1231,4mm avec 12% d'écart à la moyenne (Useni et al., 2014).

2.1.2.2. Température

La température moyenne annuelle est de l'ordre de 20°C, les températures les plus basses sont observées au début de la saison sèche de mi-mai à fin juillet. La moyenne des températures maximales voisines 37,8°C. L'amplitude thermique annuelle est de l'ordre de 14,72°C et est beaucoup prononcée pendant la saison sèche où elle atteint 22°C. La variation thermique journalière est aussi remarquée et joue un rôle dans la météorisation (Malaisse & Le Blanc, 1972). Le tableau ci-dessous nous récapitule les différents paramètres climatiques.

2.1.3. Sol et sous-sol

Les sols du Haut-Katanga sont très diversifiés par leur nature. La carte des sols élaborée par l'ISRIC (Van Engelen et al., 2006 in Kasongo, 2009) dans le cadre de la base des données SOTER montre, la dominance de groupes des sols de référence suivants : Ferralsols, Vertisols, Cambisol et Fluvisols.

2.1.4. Végétation

Les principales unités de végétation dans le Haut-Katanga sont : les forêts denses sèches (Muhulu), les forêts denses humides (Mushitu), les forêts claires (Miombo), les savanes et les milieux aquatiques (Duvignaud, 1958). A Lubumbashi nous avons la prédominance d'une forêt claire de type Miombo qui est une formation végétale dominée par des espèces appartenant aux genres Brachystegia, Julbernardia et Isoberlinia de la famille des Fabaceae, sous famille des Caesalpinioidae, elle est caractérisée par la présence des grandes termitières pouvant atteindre en moyenne une hauteur 10 m et 14-15 m de diamètre à la base (Chidumayo, 1997 ; Campbell, 1996 ; Malaisse, 1973). Elle possède une originalité floristique très élevée (Sys, 1957).

2.1.5. Hydrographie

En surface, le Haut-Katanga dispose d'un réseau hydrographique plus ou moins dense, organisé autour de grands bassins deux.

Du Nord au Nord-ouest vers le sud Est, la ville de Lubumbashi est traversée par deux grandes rivières : Kafubu et Lubumbashi. Son bassin hydrographique est composé de quatre ruisseaux qui sont : Katuba, Kimilolo, Kiawishi et naviundu (Zeng, 2008).

2.1.6. La vitesse et direction du vent

2.1.6.1. La direction du vent

Il existe deux types de vent dans la ville de Lubumbashi, Le vent sec et le vent humide. Le vent le plus dominant de la ville de Lubumbashi est celui qui provient de l'Est

? Le vent sec provient de l'Est et Sud Est pendant la saison sèche à partir du mois d'avril à octobre ;

? Le vent humide provient du Nord, Nord-Ouest, Ouest, Sud et Sud-Ouest Pendant la saison pluvieuse.

? L'exception existe au mois d'avril car il pleut contrairement au mois de Mai et octobre car c'est la saison sèche.

2.1.6.2. La vitesse du vent

Figure 6. Localisation de la commune annexe et les points d'échantillonnage dans la ville de
Lubumbashi dans le cadre de cette étude.

2.2. Matériels

2.3. Méthodologie

2.3.1. Mesure de la pollution particulaire dans l'aire

La mesure de la pollution se t'effectuer d'une manière aléatoire avec un GPS pour localiser le point d'échantillonnage selon l'appréciation du point collecté, nous avions prélevé les grosses et fines particules, la température ainsi que l'humidité relative à l'aide d'un capteur mobile. La surveillance de la qualité de l'air est basée sur la mesure de concentrations en polluants de l'atmosphère. Cette concentration s'exprime essentiellement en unité de masse par unité de volume d'air prélevé et le plus fréquemment en microgramme de polluant par mètre-cube d'air.

2.3.4. Traitement des données

Les données sur la quantité des particules, température et humidité ont été encodées sur une feuille Excel 2016. Le logiciel R a été utilisé pour l'analyse de la variance (ANOVA) avec á = 5 %. Il s'agit d'une analyse de la variance à un facteur (Variation des paramètres observés selon les sites) avec le test de Tukey en cas de différences significatives entre les moyennes (ou HSD).

L'expression de l'évolution spatiale de la concentration en particules, température et humidité a été réalisée par l'interpolation (Krigeage) grâce au logiciel QGIS. A l'issu de cette interpolation, les cartes ont été produites avec le même logiciel.

Figure 7. Carte illustrant la distribution spatiale des concentrations en particules de 2.5 um dans la commune annexe

Chapitre 3 : Présentation des resultats

3.1. Distribution spatiale des concentration en particules PM2.5 dans la commune annexe

La figure 7 ci-dessous présente la répartition spatiale en concentration de particules de 2.5jim dans la commune annexe. Les résultats montrent d'une manière générale que la grande partie de la zone étudiée (43.65%) présente des concentrations allant de 25 et 49 jig/m³ ; 24.65% de la zone étudié présente des concentrations allant d'inférieur 10 à 24 ug/m³ ; 15.61% de la zone étudiée présente des concentrations comprises entre 50 à 74 jig/m³. Par ailleurs les concentrations comprises entre 75 et 99 jig/m³ et supérieures à 100 jig/m³ ont été observé respectivement dans 9.04 et 6.84 % de la zone étudiée (commune annexe).

D'un autre côté, les concentrations très élevées (75 ug/m³ et >100 jig/m³) ont été observé dans la partie Ouest et Nord-Ouest de la commune annexe, pendant que des faibles concentrations (de 25 jig/m³ à <10 jig/m³) ont été observé dans la partie Est et Nord-Est de la commune annexe. La partie du Sud est marqué par des concentrations intermédiaires (25 jig/m³).

Figure 8.Carte illustrant la distribution spatiale des concentrations en particules de 10um dans la commune annexe

3.2. Distribution spatiale des concentration en particules de 10um dans la commune annexe

La figure 8 ci-dessous présente la répartition spatiale en concentration de particules de 10 um dans la commune annexe. Les résultats montrent d'une manière générale que la grande partie de la zone étudiée (34,15%) présente des concentrations allant de 25 et 49 ug/m³ ; 25.13% de la zone étudié présente des concentrations allant d'inférieur 50 à 74 ug/m³ ; 20.21% de la zone étudiée présente des concentrations supérieures à 100 ug/m³. Par ailleurs les concentrations comprises entre 75 et 99 ug/m³ et 10 à 24 ug/m³ ont été observé respectivement dans 18.85 et 1.36 % de la zone étudiée (commune annexe).

D'un autre côté, les concentrations très élevées (75 ug/m³ et >100 ug/m³) ont été observé dans les parties Nord-Ouest, Ouest jusqu'au Sud de la commune annexe, pendant que des faibles concentrations (de 25 ug/m³ à <10 ug/m³) ont été observé dans les parties Est et Nord-Est de la commune annexe. La grande partie de l'Est de la commune annexe est marquée par des concentrations intermédiaires (50 ug/m³).

3.3. Evolution de la température (°C) dans la commune annexe

La figure 9 ci-dessous présente l'évolution de la température dans la commune annexe. Les résultats montrent d'une manière générale que la grande partie de la zone étudiée (61.47%) présente des températures allant de 30 à 40°C ; 29.78% de la zone étudié présente des températures allant de 25 à 29°C ; 5.19% de la zone étudiée présente des températures comprises entre 20 à 21°C. Les températures comprises entre 22 et 24°C ont été observé sur 3.27 % de la zone étudiée.

D'un autre côté, les températures très élevées (30 à 40°C) ont été observé dans les parties Nord, Sud, Est et Ouest (sur toute l'étendue) de la commune annexe, pendant que des faibles températures (20 à 21°C) ont été observées sur quelques points dans la partie Ouest de la commune annexe.

Figure 9. Carte de l'évolution de la température dans la commune annexe

3.4. Taux de l'humidité relative (%) dans la commune annexe

La figure 10 présentes l'évolution de l'humidité relative dans la commune annexe. Les résultats montrent d'une manière générale que la grande partie de la zone étudiée (34.24%) présente l'humidité relative allant de 40 à 49% ; 26.84% de la zone étudié présente l'humidité relative allant de 50 à 59% ; 20.82% de la zone étudiée présente l'humidité relative comprises entre 35 à 39%. Par ailleurs l'humidité relative comprises entre 30 à 34% et supérieur à 60%, ont été observé respectivement dans 1.64% et 16.43% de la zone étudiée.

D'un autre côté, le taux d'humidité relative très élevées (50 et >60%) ont été observé dans les parties Nord, Sud et une partie de l'Ouest de la commune annexe, pendant que des faibles taux d'humidité relative (30 à 34%) ont été observées dans la partie centrale et la partie Ouest de la commune annexe.

Figure 10. Carte de l'Evolution de l'humidité relative dans la commune annexe

3.5. Concentration en particules PM 2.5 dans les différentes zones de la commune annexe selon leurs caractéristiques

La figure 11 ci-dessous montre la concentration en particules de 2.5 jim dans les zones et selon leurs caractéristiques, Il ressort de l'analyse de la variance (ANOVA) des différences très hautement significatives entre les sites (p= 2.2). Ainsi, la comparaison des moyennes par le test de Tukey (HSD) montre que les fortes concentrations en particules de 2.5 jim ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (107,97 #177; 45,06 jig/m³) suivies des bâtis intenses (45,84 #177; 27,50 jig/m³), pendant que des faibles concentrations ont été observée autour des espaces vers et bâtiments (31,87 #177; 18,77 jig/m³). Pa ailleurs, les sols nus à faible circulation ont présenté des concentrations similaires (35,82 #177; 20,77 jig/m³) à celles présentées par les bâtis intenses et l'espace verts avec bâtiments. Ces résultants impliquent que les environs des routes asphaltées avec intense circulation présentent des fortes concentrations en particules de 2.5 jim que les environs des espaces verts et bâtiments.

Figure 11. Concentration en particules de 2.5 um dans les différents sites suivant les

3.6. Concentration en particules PM 10 dans les différentes zones de la commune annexe selon leurs caractéristiques

La figure 12 ci-dessous montre la concentration en particules de 10 jim dans les zones et selon leurs caractéristiques, Il ressort de l'analyse de la variance (ANOVA) des différences très hautement significatives entre les sites (p= 2.2). Ainsi, la comparaison des moyennes par le test de Tukey (HSD) montre que les fortes concentrations en particules de 10 jim ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (202,43#177; 123,18 jig/m³) suivies des bâtis intenses (77,08 #177; 46,15 jig/m³), pendant que des faibles concentrations ont été observée autour des espaces vers et bâtiments (52,21 #177; 28,21 jig/m³). Pa ailleurs, les environs des sols nus à faible circulation ont présenté des concentrations similaires (63,05 #177; 35,63 jig/m³) à celles présentées par les environs des bâtis intenses et les environs des espaces verts avec bâtiments. Ces résultants impliquent que les environs des routes asphaltées avec intense circulation présentent des fortes concentrations en particules de 10 jim que les environs des espaces verts et bâtiments.

Figure 12. Concentration en particules de 10 um dans les différents sites suivant les

3.7. La température atmosphérique dans les différentes zones de la commune annexe selon leurs caractéristiques

Les résultats de la température dans les différentes zones de la commune annexe selon leurs caractéristiques sont présentés dans la figure 13.

Il ressort de l'analyse de la variance (ANOVA) des différences très hautement significatives entre les sites (p= 2.16). Ainsi, la comparaison des moyennes par le test de Tukey (IISD) montre que les faibles températures ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (26,66#177;4,25°C), pendant que les températures élevées ont été observées autour de la zone couverte par les bâtis intenses (30,79 #177; 3,44°C), autour des espaces verts et bâtiments (29,67 #177;4,26°C) et autour des sols nus à faibles circulation (29,35 #177;3,71°C). Ces résultants impliquent que les environs des routes asphaltées avec intense circulation présentent des faibles températures que les autres sites.

Figure 13. Evolution de la température dans les différents sites suivant leurs caractéristiques.

3.8. L'humidité atmosphérique dans les différentes zones de la commune annexe selon leurs caractéristiques

La figure 14 ci-dessous présente l'évolution de l'humidité relative dans les différents sites étudiés suivant leurs caractéristiques. Il ressort de l'analyse de la variance (ANOVA) des différences très hautement significatives entre les sites (p=1.07). Ainsi, la comparaison des moyennes par le test de Tukey (HSD) montre que les teneurs élevées en humidités relatives ont été observées autour des routes asphaltées avec intense circulation (55,62 #177;8,27°C) et autour des sols nus à faible circulation (52,79 #177;9,50°C), pendant que des faibles teneurs en humidités relatives ont été observées dans les environs des espaces verts et bâtiments (47,29 #177;8,34°C) et autour des bâtis intenses (48,25 #177;10,08°C). Ces résultants impliquent que les environs des routes asphaltées avec intense circulation et autour des sols nus à faible circulation présentent des fortes teneurs en humidités relatives que les environs des espaces verts et bâtiments et les environs des bâtis intenses.

Figure 14. Evolution de l'humidité relative dans les différents sites suivant leurs

Chapitre 4. Discussion

4.1. Distributions spatiales des particules et température et humidité dans la commune annexe

Les résultats sur la distribution spatiale des particules de 2.5 jim dans la zone étudiée ont montré que plus de 9.04% et 6.84% de la zone étudiée, située au Nord et le Nord-Ouest, présentaient des distributions comprises entre (supérieur à 70 jig/m³), pendant que l'Est, le Nord-Est et le Sud de la zone étudiée sont dominés par les concentrations moyennement faibles (figure 7). D'une autre part, les résultats ont montré que le Nord-Ouest, l'Ouest et le Sud de la zone étudiée sont dominés par des fortes distributions en particules de 10 jim (supérieures à 75 jig/m³), pendant que l'Est et le Nord-Est de la zone étudiée est dominé par les faibles distributions (de 25 jig/m³ à <10 jig/m³ ; figure 8).

Cette distribution spatiale en particules de 2.5 et 10 jim dans la commune annexe serait imputée aux autres facteurs climatiques, notamment la vitesse et la direction de vent, la température et l'humidité. En effet, dans la ville de Lubumbashi, le vent souffle du Sud-Est vers le Nord-Ouest (Mettelsat, 2020 ; Malaisse et Harjoba, 1978). Ce phénomène expliquerait la dissémination des particules et leurs distributions au Nord et à l'Ouest de la ville.

Le seuil limite fixé par l'OMS des particules fines est de 10 jig/m3 valeurs annuelles (OMS, 2005). Les résultats obtenus lors de notre étude en PM 2.5 est de 46,51 jig/m3, ces résultats sont supérieurs au seuil de l'OMS. Ces différences des concentrations s'expliquent par les conditions météorologiques du milieu qui influent beaucoup sur la dispersion des polluants atmosphériques. En particulier le paramètre vent, qui est le plus important dans la dispersion des polluants dans l'air (Sportisse, 2008). Par ailleurs Cette situation s'explique aussi par la direction et la vitesse du vent, les vents de Lubumbashi Souffle du Sud-Est vers le Nord-Ouest. Quant à la vitesse du vent elle varie de 5 à 8 m/s Pendant la saison sèche (Mettelsat, 2020 ; Malaisse et Harjoba, 1978).

Le seuil limite fixé par l'OMS des particules grossières est de 20 jig/m³ valeurs annuelles (OMS, 2005). Les résultats obtenus lors de notre étude en PM10 est de 80,08 jig/m³, ces résultats sont supérieurs au seuil de l'OMS. Ces différences des concentrations s'expliquent par les conditions météorologiques du milieu qui influent beaucoup sur la dispersion des polluants atmosphériques. En particulier le paramètre vent qui est le plus important dans la dispersion des polluants dans l'air (Sportisse, 2008). Par ailleurs Cette situation s'explique aussi par les vents

de Lubumbashi. Le vent le plus dominant est celui qui provient de l'Est. Quant à la vitesse du vent elle varie de 5 à 8 m/s Pendant la saison sèche (Mettelsat, 2020 ; Malaisse et Harjoba, 1978).

Les résultats trouvés sur l'évolution de la température moyenne durant notre étude été de 30°C. Elle influe de plusieurs façons, une faible température entraîne un changement en favorisant une hausse du chauffage urbain et de l'utilisation des véhicules, ce qui augmente les émissions. Mais elle agit aussi dans la formation de polluants secondaires tels que l'ozone, avec une température supérieure à 25°C et un fort ensoleillement favorise la production d'ozone (Deletraz, 1998).

Les résultats montrent une humidité de 49,37% dans la commune annexe. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par l'OMS (2009) avec un seuil de l'humidité relative entre 40 et 60% qui sont indiquée par l'Organisation Mondiale de la Santé comme étant une bonne quantité d'humidité de l'air. Elle joue un rôle dans le captage des particules polluantes. Les gouttelettes d'eau en suspension retiennent les polluants, ce qui accroît leur stagnation (Deletraz, 1998).

4.2. Concentrations spatiales des particules et température et humidité dans les sites suivant leurs caractéristiques

Les résultats de cette étude ont montré que les environs des routes asphaltées avec intense circulation ont présenté des fortes concentrations en particules de 2.5 et 10 um dans la commune étudiée (Annexe). Ces résultats seraient justifiés par le trafic routier. En effet, le trafic routier est à l'origine de l'émission de nombreux polluants dans l'air (Anses, 2012). Il constitue l'un des principaux émetteurs de particules et des oxydes d'azote (NO_x) en particulier dans les zones urbaines (Anses, 2012). Habiter à proximité du trafic routier augmente sensiblement la morbidité attribuable à la pollution atmosphérique (Anses 2012). En plus, cette situation pourrait s'expliqué par un système de transport mal organisé avec certains des véhicules d'âge avancé (Liousse, et al,. 2014).

Apres l'étude les valeurs moyennes observées autour des routes asphaltées avec intense circulation sont de (107,97 ug/m³ pour les particules de 2.5 um et 202,43 ug/m³ pour les particules de 10 um). Ces valeurs dépassent largement le seuil fixé par l'OMS qui est de 49,26 ug/m³ valeurs annuelles pour les particules de 2.5 um et 90.18 ug/m³ pour les particules de 10 um (OMS, 2005) et même la norme annuelle recommandée par la banque mondiale aux pays en voie de développement, à savoir 80 jig/m³ (World Bank Group, 1998). Ces valeurs très élevées dans la grande partie de la zone étudiée, pourrait être aussi justifiée par le manque de

pluie, car l'étude a été conduite quasiment pendant la saison sèche. En effet, la pluie peut contribuer à réduire les concentrations de particules en suspension dans l'air, d'une part par lavage de l'atmosphère, mais également par le lavage des sols, diminuant ainsi la remise en suspension de particules déposées (Seraghni, 2007).

Les faibles concentrations en particules observées autour des espaces verts pourraient être justifiées par la présence de la végétation dans ces sites. Janhäll, (2015) a rapporté que la végétation joue le rôle d'épurateur vis-à-vis de l'air car elles sont capables de capter un certain nombre de polluants gazeux, par absorption dans les stomates et adsorption par la cuticule des feuilles. Malgré cela, elles sont parmi les premières victimes de la pollution atmosphérique (Misztal et al., 2015). Dans le cas de la ville de Lubumbashi le manque des espaces verts important dans la grande partie de la ville serait source de mauvaise qualité d'air comme les montres les résultats de cette étude.

Les concentrations moyennes en particules observées autour des bâtis intenses (45,84ug/m³) pour les particules de 2.5 um et (77,08) pour les particules de 10 um. Cela s'explique par la structure de la ville qui est un facteur essentiel de la particularité climatique du milieu urbain. Certaines études ont prouvé que ces canyons urbains retenaient les polluants atmosphériques au sein de la ville et de ce fait augmentaient la concentration de ces derniers dans l'agglomération urbaine (Britter and Hanna, 2003 in Zhou et Levy, 2007). Les matériaux de construction sont soumis à un rayonnement important qui contribue à augmenter l'énergie stockée dans le bâti. Ainsi le cadre bâti stocke durant la journée une importante quantité de chaleur qui sera restituée à la basse atmosphère durant la nuit. Ce phénomène freine le refroidissement nocturne comparativement à la campagne environnante où il y a peu de stock de chaleur (Britter and Hanna, 2003 in Zhou et Levy, 2007).

Conclusion

La présente étude avait pour objectif d'évaluer la quantité de la pollution particulaire dans le site urbain, en tenant compte de la température et l'humidité dans l'air atmosphérique de la commune, annexe de la ville de Lubumbashi.

La mesure de pollution s'est effectuée de manière aléatoire dans chaque quartier de la commune annexe avec un compteur mobile des particules et GPS Garmin 66 S pour le marquage des points. Les paramètres suivants ont été mesurés : les concentrations en particules PM 2.5 (2.5 jim) et PM (10 jim), la température atmosphérique et l'humidité relatives. Les Zones ont été différentiées suivant leurs caractéristiques autour : des routes asphaltées avec intense circulation, des bâtis intenses, des espaces verts et bâtiments et des sols nus à faible circulation.

Les principaux résultats ont montré que les concentrations les plus élevées des particules, des températures ainsi que de l'humidité relative ont été observé sur les routes asphaltées avec intenses circulation d'une manière générale par ailleurs les concentrations faibles ont été observé sur les espaces vert et dans les zones avec bâtiments. Ces résultats sont excessivement supérieurs à la norme recommandée par l'OMS.

Les résultats sur la distribution spatiale des particules de 2.5 jim ont montré que plus de 9.04% et 6.84% de la commune annexe, située au Nord et le Nord-Ouest, présentaient des distributions comprises supérieur à 70 jig/m³, pendant que l'Est, le Nord-Est et le Sud de la commune annexe sont dominés par les distributions moyennement faibles. D'une autre part, les résultats ont montré que le Nord-Ouest, l'Ouest et le Sud de la commune annexe sont dominés par des fortes distributions en particules de 10 jim (supérieures à 75 jig/m³).

Il sied de signifier ici que les résultats de cette étude sont préliminaires ; il demeure donc impérieux d'approfondir les recherches pour confirmer ou infirmer les hypothèses avancées dans ce travail.

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