particule en suspension

Le terme particule, utilisé dans le domaine de la qualité de l’air, recouvre les aérosols, les fumées, ou encore les poussières, termes approximatifs.

Pour les classer plus précisément, une codification a été adoptée. Elle utilise l’abréviation anglaise PM (particulate matter c’est-à-dire, en français, matière particulaire). En fonction des filtres qui les laissent passer, on distingue les :

• PM₁₀ de diamètre inférieur à 10 micromètres (µm) ;
• PM_2,5 de diamètre inférieures à 2,5 µm ;
• PM_1,0 de diamètre inférieures à 1,0 µm ;
• PM_0,1 de diamètre inférieures à 0,1 µm.

En milieu urbain, 80 % de la masse de l’ensemble des particules de taille inférieure à 10 µm (PM₁₀) sont des particules inférieures à 2,5 µm (PM_2,5). Par contre, à la campagne, dans les poussières occasionnées par les moissons, le pourcentage de ces dernières est très faible.

Entre chacune des limites déterminées par des dimensions de mailles de filtres laissant passer ou non les particules, on distingue quatre catégories de particules (voir schéma ci-dessous), les particules :

• grossières, de 10 à 2,5 µm : elles proviennent de sable, d’argile, de cendres, ou de l’usure de la chaussée ou de pneus (à titre indicatif, la section d’un cheveu est de 60 µm) ;
• fines, de 2,5 à 1,0 µm : produites par les véhicules diesel ou issus de composés organiques ;
• très fines, de 1,0 à 0,1 µm : elles sont en rapport avec le chauffage au bois et secondairement avec les véhicules diesel ;
• ultrafines ou nanoparticules, en deçà de 0,1 µm (ou 100 nm).

En fonction de leur dimension, les particules franchissent différentes barrières anatomiques. Les particules de taille :

• supérieures à 10 µm ne franchissent pas les voies aériennes supérieures (nez et bouche), qui rejettent les particules par le mucus nasal ;
• inférieures à 10 µm (PM₁₀), qui atteignent les bronches, elles sont dites particules inhalables. Jusqu’à 5 µm, elles sont arrêtées par du mucus et remontées vers le pharynx par des mouvements de cils ;
• inférieures à 2,5 µm (PM_2,5), elles pénètrent jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Les particules qui ne passent pas l’épithélium alvéolaire, peuvent rester plusieurs mois dans les alvéoles avant d’être phagocytées par des macrophages. Les polluants associés aux particules sont alors susceptibles de participer au métabolisme de l’organisme ;
• inférieures à 1,0 µm (PM_1,0 et a fortiori PM_0,1) franchissent l’épithélium des alvéoles et peuvent atteindre le flux sanguin.

Les particules en suspension offrent des surfaces d’adsorption à divers polluants (dioxyde de soufre, goudron, gaz nitreux, plomb, etc.), devenant ainsi particulièrement toxiques. C’est le cas de certains hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) qui, dans l’atmosphère, se trouvent en phase gazeuse et en phase particulaire. Les particules peuvent être à l’origine d’inflammations du système respiratoire, aggravant l’état de santé des personnes atteintes de maladies cardiaques. L’inflammation touchant des cellules pulmonaires fragilisées (par le vieillissement, par exemple) peut être potentiellement cancérogène.

Les maladies les plus surveillées du point de vue de l’exposition aux particules fines sont : l’asthme, le diabète, l’obésité, Alzheimer. La pandémie de la Covid-19 a montré l’importance des particules fines dans la transmission des virus et qu’elles sont des facteurs de comorbidité.

L’OMS estime que la mauvaise qualité de l’air est la cause, à l’échelle mondiale, de plus de 7 millions de décès prématurés chaque année. C’est devenue la première menace environnementale pour la santé humaine.

Ces particules proviennent principalement d’éruptions volcaniques, de l’érosion éolienne (argile, sables fins, etc.), des feux de végétation, ou du monde vivant (pollen, fibres végétales, acariens microscopiques).

Pour l’essentiel, les activités humaines en cause sont :

• l’industrie (30 %) avec la transformation d’énergie ;
• le chauffage des habitations (30 %), notamment la combustion du bois ;
• l’agriculture (20 %), en raison des engrais ;
• les transports, notamment à cause des moteurs diesel (15 %).

Pour les combustibles, les parts approximatives (en %) de PM_1,0 attribuables à chacun d’entre eux sont : le bois, 60 % ; le gazole, 15 % ; le fioul domestique, 10 % ; le charbon, 2 % ; les 13 % restants se répartissant sur d’autres types de combustibles. Le recours au chauffage au bois est donc un facteur important dans la production des particules en suspension lors de la combustion. Les villes européennes où ce mode de chauffage est largement utilisé, peuvent présenter des pics pour la teneur atmosphérique, voisins de 150 μg/m³.

Dans leur ensemble, les particules sont très surveillées quant à leurs effets sur la santé publique. Les organismes de veille sanitaire estiment que des niveaux d’exposition aux particules en suspension, même relativement faibles, accroissent le risque de mortalité, en plus d’être la cause de nombreuses maladies. Neuf citadins sur dix à travers le monde sont exposés à une pollution de l’air aux particules fines PM₁₀ (données de l’OMS en 2014).

Pour les PM₁₀, les normes européennes établies en 2005 interdisent de dépasser la concentration de 50 microgrammes par mètre cube (50 μg/m³) en moyenne journalière plus de 35 jours/an et, en moyenne annuelle, 30 μg/m³.

Pour les PM_2,5, l’Union européenne a fixé comme objectif 20 μg/m³ en moyenne annuelle. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) préconise de ramener leur teneur dans l’atmosphère à 10 μg/m³. En France, les valeurs observées se situent entre 14 à 19 μg/m³.

Dans les pays développés, la situation a tendance à s’améliorer, avec des valeurs proches des seuils à respecter. C’est le cas des pays d’Europe du Nord (Finlande, Norvège, Suède), des États-Unis, de l’Australie. En France, la baisse de la concentration moyenne en particules est régulière depuis 2000 (30 % de baisse, mais avec des pics qui subsistent).

En 2020, la Commission européenne a traduit la France devant la Cour de justice de l’Union européenne pour non-respect des valeurs limites fixées pour les particules PM10. Mais la plupart des pays européens ne respectent pas les normes qu’ils ont eux-mêmes votées !

Par contre, la pollution aux particules s’aggrave dans les pays en développement, le Pakistan étant le pays le plus à risques, avec des pics pour certaines villes entre 300 et 500 µg/m³.