Beaucoup de particules fines…

Ce n'est pas un jeu de mot ou une contrepèterie... C’est au contraire un problème sérieux qui n’est pas suffisamment pris au sérieux en France, malgré les avertissements des associations, des agences de surveillance de la qualité de l’air ou de la Commission Européenne. Qu’il s’agisse d’ozone ou de particules fines, les fameuses PM10, les grandes villes connaissent désormais des alertes fréquentes, de l’ordre de quarante jours par an, avec des conséquences directes sur la santé.

Vendredi 13 décembre : l’Ile-de-France et la région Rhône-Alpes connaissent aujourd’hui leur cinquième journée consécutive d’alerte aux particules fines, selon l'agence de surveillance de la qualité de l'air Airparif.

Dans la semaine, d’autres villes ou régions étaient également touchées par ces pics de pollution : Alsace, Bordeaux, Bouches-du-Rhône, Grenoble, Haute-Normandie, Lourdes, Lyon, Oise, Vaucluse.

Eviter de prendre la voiture ? La grève SNCF de mercredi soir à vendredi matin n’a pas aidé à réduire la circulation automobile autour des grandes villes. A Toulouse, la qualité de l’air s’est améliorée avec l’arrivée d’un léger vent d’autan mais il y avait également des alertes à Castres ou Albi.

La cause principale est la pollution, accentuée cette semaine par des conditions anticycloniques hivernales, qui entraînent une augmentation de la concentration des polluants au niveau du sol.

Conditions anticycloniques hivernales

L’image suivante illustre bien le phénomène rencontré cette semaine. Elle a été prise mardi 10 décembre 2013 par le satellite Landsat 8. Les brumes au-dessus des méandres de la Seine sont un effet des conditions anticycloniques : l’air froid et humide est piégé par l’anticyclone et a du mal à s’élever.

Image de la région île de France prise par le satellite Landsat 8 le 10 décembre 2013 à 10h42 UTC.

En haut, extrait montrant les brumes à basse altitude dans la vallée de la Seine. En bas, une image
plus large qui montre un ciel presque totalement dégagé au-dessus de la région parisienne.
Crédit image : USGS

On parle de conditions anticycloniques lorsqu’une région se trouve protégée du flux perturbé par un anticyclone. En France, c’est souvent l'anticyclone des Açores qui peut décider de voyager au-dessus de notre pays et le protège alors en tenant à l’écart les perturbations plus au Nord vers les Iles Britanniques.

Accélérateur de particules

Les conditions anticycloniques sont synonymes d'un temps calme et généralement sec, avec une zone de haute pression en altitude associée à de l'air relativement chaud.

En été, c’est l’assurance d’avoir du beau temps. Si les conditions anticycloniques se prolongent, les régions en plaine peuvent connaître des fortes chaleurs ou même un épisode caniculaire. Sur le relief, des orages peuvent se produire en fin de journée.

En automne ou en hiver, le temps peut être beaucoup moins agréable à cause des grisailles, brouillard et nuages bas persistants.

Les images des satellites météo illustrent cette situation : ciel dégagé avec des sommets enneigés bien visibles et, en observant attentivement, les brumes de la vallée de la Seine également présentes. Notez qu’une pression de 1040 hPa au centre d’un anticyclone en décembre n’est pas si fréquente.

Deux images témoignant des conditions anticycloniques sur la France. En haut, une image du satellite Meteosat 10 acquise le 10 décembre 2012 à 12h00. Crédit image : Eumetsat. En bas, une image de l’instrument MODIS du satellite américain Terra acquise également le 10 décembre 2013.
Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response.

Le monde à l’envers avec la couche d’inversion.

En hiver, au niveau du sol et à basse altitude, l’air froid et humide est bloqué. L'anticyclone agit comme un couvercle : il fait plus froid en surface qu’en altitude. C’est le phénomène appelé "couche d'inversion".

On en voit également des effets évidents en montagne : les sommets connaissent un temps doux, ensoleillé et une très bonne visibilité. Au contraire, dans le fond des vallées, cachées par une mer de nuages, avec un air froid et dense qui s’écoule depuis les hauteurs, c’est temps gris et froid à volonté !

Bleu, blanc, rouge : la neige

Le blog Un autre regard sur la Terre a souvent donné des exemples d’images illustrant l’intérêt des différents types de compositions colorées. Voici une nouvelle occasion de s’en convaincre. Je vous renvoie à d’autres articles pour les explications détaillées sur les combinaisons de bandes spectrales.

3 représentations colorées de la même image prise par l’instrument MODIS du satellite Terra le 8
décembre 2013. De haut en bas, image en couleurs naturelles, composition des canaux 7, 2 et 1
et composition des canaux 3, 6 et 7. Crédit image : NASA / GSFC / MODIS Rapid Response.

On se souvient des impressionnantes chutes de neige autour de Clermont-Ferrand en novembre 2013. A l’époque, la couverture nuageuse ne m’avait pas permis de vous montrer une belle image du massif central. En voilà enfin une, avec en prime les Pyrénées et les Alpes. On dit merci à l’anticyclone !

Ça caille !

En conditions anticycloniques, lorsque l'air est bien sec, avec une influence continentale et un ciel qui reste dégagé la nuit, le sol se refroidit pendant la nuit : il faut gratter vigoureusement les parebrises le matin, de préférence avec des gants et une bonne doudoune… Le thermomètre affiche des valeurs très basses.

Par exemple, Météo France a relevé des températures 4 à 7 degrés au-dessous des normales saisonnières avec les minima suivants pour la journée du 12 décembre 2013 (à l’aube) : - 8,9 °C à Fontainebleau (Seine et Marne), - 7,6 °C à Troyes (Aube), - 6,5 °C à Vichy (Allier), - 5,6 °C à Grenoble (Isère) ou encore - 5,0 °C à Orly (Val de Marne).

Et pour les amoureux du bol d’air bien frais, on relevait -14°C le vendredi 13 décembre au matin sur le plateau du Jura.

Deux extraits de belles images des Alpes (Tyrol autrichien près de Salzburg) et des Pyrénées
également prises par le satellite Landsat 8 respectivement le 9 décembre 2013 à 9h59 UTC et le
10 décembre 2013 à 10h44 UTC. Le choix de la représentation colorée met bien en évidence les
sommets enneigés dégagés. Dans les Pyrénées au moins, apparemment pas trop de brume
au fond des vallées... Crédit image : USGS.

La neige met en évidence le relief : si vous aimez les Pyrénées, amusez-vous à repérer les principales vallées. Par exemple, savez-vous localiser le Val d'Azun ?

Pour Météo France, depuis le début du mois de décembre, la situation anticyclonique a entraîné un ensoleillement excédentaire en journée sur de nombreuses régions, à l’exception du Val de Saône, du nord de l'Alsace, de la Bretagne et d’une partie de la région méditerranéenne.

Et la pollution ? Le lent mouvement des particules

Beaucoup plus gênant que la couleur du ciel ou les températures basses, les conditions anticycloniques accroit le risque de pollution par les particules fines.

Selon la taille des particules (en réalité, un diamètre équivalent pour une densité normalisée), les spécialistes parlent de PM₁₀, PM_2,5 ou de PM₁. Le chiffre correspond à la dimension en micromètres (µm).

La catégorie PM₁₀ englobe donc toutes les particules en suspension dans l'air, d'un diamètre équivalent inférieur à 10 micromètres.

Les particules les plus grosses sont bloquées par les voies respiratoires supérieures (nez et bouche). Par contre, les plus petites sont plus dangereuses : elles peuvent pénétrer dans les bronches, les alvéoles pulmonaires ou même franchir la barrière alvéolo-capillaire et pénétrer dans le sang. Conséquences : pas bon pour la santé ! Depuis les irritations des voies respiratoires jusqu’à des maladies beaucoup plus graves comme la bronchite chronique, l’asthme, le cancer du poumon, l’accident vasculaire cérébral ou infarctus du myocarde.

Principaux type de particules selon leur taille. Source : CITEPA

Un prix pour les particules élémentaires

En octobre 2013, le Centre International de Recherche sur le Cancer, une agence de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a classé les particules les plus fines (PM2,5) comme "cancérogènes certains".

L’alerte est déclenchée à partir d’un seuil : en région parisiennes, une concentration de 80 microgrammes par mètre-cube d’air de PM₁₀. Le seuil dit « d'information » correspond à un niveau supérieur à 50 µg/m³ : c’est le niveau de concentration au-dessous duquel l’OMS considère que l’air est de bonne qualité.

La France dépasse chaque année les normes européennes en matière de pollution atmosphérique.

Sans vouloir relativiser l’importance du problème, mais pour donner un élément de comparaison, un article récent de Futura Sciences, daté du 23 octobre 2013, rapportait que les concentrations de PM_2,5 et PM₁₀ ont respectivement atteint 760 µg/m³ et 869 µg/m³ pendant l’épisode de smog au-dessus de la ville d’Harbin dans le nord de la Chine. Eclipse de soleil totale !

Conformément aux plans prévus pour faire face à ces épisodes de pic de pollution, les préfecture ou la préfecture de police à Paris publient des bulletins d'information ou d’alerte avec des recommandations correspondant à chaque niveau d’alerte.

Par exemple, en Ile-de-France, mercredi 11 décembre, ces mesures préconisaient une baisse de 20 km/h sur toutes les routes où les vitesses maximales sont supérieures ou égales à 80 km/h une limitation de l'usage des véhicules diesel non équipés de filtres à particules ». La grève SNCF qui démarrait le même jour dans la soirée tombait assez mal…

Au fait, d’où viennent les particules fines ?

Elles sont naturellement présentes dans notre environnement (l’action du vent entraîne une érosion des matériaux), mais les activités humaines augmentent leur concentration.

En France, le Centre Interprofessionnel Technique d'Etudes de la Pollution Atmosphérique (CITEPA), une association loi de 1901, est chargé de collecter, produire et diffuser les données et les projections sur la pollution atmosphérique et les gaz à effet de serre en France et à l'international.

Evolution des émissions de PM10 entre 1990 et 2012. Graphique provenant du site du CITEPA

Selon le CITEPA, en 2011, le niveau d'émission de particules de diamètre inférieur à 10 microns (PM₁₀) en France métropolitaine représente 260 kt (milliers de tonnes). Les principales sources anthropiques de PM₁₀ en 2011 (la dernière année pour laquelle les données sont publiées) étaient :

L’industrie manufacturière (31%), avec surtout le secteur du BTP.
Le secteur résidentiel et tertiaire (30%) avec la combustion du bois de chauffage, surtout dans les cheminées à foyer ouvert ou dans les chaudières à fioul mal réglées.
L’agriculture et la sylviculture (20%) avec notamment l'utilisation des engrais.
Les transports routiers (15%) et en particulier l’utilisation du diesel très populaire en France, avec ou sans filtre à particules (la majorité du parc automobile).
La transformation d'énergie (2%),
Les autres transports (hors transport routier) (2%).

En 1990, c'était le secteur du résidentiel/tertiaire qui était prédominant avec 40% des émissions. Les émissions nationales sont en baisse de 51% entre 1990 et 2011, à relativiser par le niveau exceptionnellement haut de la consommation de bois dans le secteur résidentiel/tertiaire en 1991 et, à l’opposé, le climat très doux de l'année 2011.

Exemple de bulletin d’information sur la pollution de l’air à Toulouse publié
le 9 décembre 2013 par l’ORAMIP.

En savoir plus :

D'autres articles du blog Un autre regard sur la Terre dans les catégories atmosphère, environnement et météorologie.
D'autres articles sur les conditions anticycloniques en France :
Le site de Météo France et la page sur les principales situations météorologiques en France.
Sur le site du journal Le Monde, des explications sur la pollution de l’air par les particules fines.
Sur le site de l’association Airparif, la page air et climat, les conduites à tenir en cas d’alerte aux particules fines et le communiqué de la préfecture de police pour le vendredi 13 décembre 2013.
Sur Wikipedia, un article sur les particules en suspension.
Sur le site du journal Le Point, un article sur le caractère cancérigène certain des particules fines confirmé par l’OMS.
Le site de l’Institut de Veille Sanitaire et celui de l'ARS.
Le site de la Préfecture de Police de Paris.
Sur le site futura sciences, un article sur le nuage de smog au-dessus de la ville d’Harbin dans le nord de la Chine.
Le site du CITEPA et la page sur les poussières en suspension.
Le site de l’ORAMIP, Observatoire Régional de l'Air en Midi-Pyrénées, avec une page sur l’influence des conditions météorologiques et un historique des alertes récentes.
Le communiqué du 17 octobre 2013 du Centre International de Recherche sur le Cancer, une agence de l'Organisation Mondiale de la Santé, sur le caractère cancérigène certain de la pollution de l’air.