BRANGER Julie CHAMPVILLARD Guillaume LEAUTE Colas TROCHOUX Séverine

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1 BASSEUIL Philippe BRANGER Julie CHAMPVILLARD Guillaume LEAUTE Colas TROCHOUX Séverine TD1 GTE1 1

2 Sommaire Introduction I. Les polluants atmosphériques a) les principales familles de polluants : b) les polluants et leur impact sur l homme : II. Le cas de la France a) L indice ATMO et ses objectifs b) Bilan 1998 des indices ATMO III. Importance des transports dans la pollution atmosphérique a) Corrélation entre consommation énergétique et pollution b) Les différents types de transports c) La pollution des différents transports IV. Les solutions réglementaires et techniques envisagées a) Les solutions réglementaires 1. La loi sur l air 2. Le contrôle antipollution et la pastille verte 3. Le pot catalytique b) Les techniques et solutions envisagées 1. Se déplacer intelligemment 2. Les carburants en progrès 3. Améliorer son comportement Conclusion Bibliographie 2

3 Introduction L air constitue le premier des éléments nécessaires à la vie. Chaque jour, environ 14kg d air, transitent par nos voies respiratoires. L homme introduit dans l atmosphère des substances ayant des conséquences préjudiciables à la santé humaine et à l environnement. Ces substances sont émises par des sources fixes et mobiles : activités industrielles, domestiques et agricoles, transport routier des personnes et des marchandises. Nous étudierons dans la première partie de ce dossier les différents polluants atmosphériques avant de nous intéresser dans un deuxième temps au cas de la France. Nous tenterons ensuite d évaluer la part de responsabilité des transports dans l émission de polluants. Enfin, nous verrons quelles solutions sont envisagées et lesquelles ont déjà été mises en place. 3

4 I. Les polluants atmosphériques L air est plus ou moins contaminé par des polluants gazeux, liquides ou solides, d origine naturelle(par exemple les émissions par les océans, les volcans, la végétation ) ou produit par les hommes(que ce soient les cheminées d usines, les pots d échappement ) Ainsi la qualité de l air dépend de l apport de polluants. Par exemple, plus la durée de vie du gaz croît, plus le niveau de pollution risque de s étendre. Alors que les émissions de polluants sont en baisse dans tous les domaines d activités (d usines ), celles du transport en revanche sont en hausse constante. Les espèces polluantes émises ou transformées dans l atmosphère sont alors trop nombreuses, et il ne faut pas négliger celles qui sont à des concentrations très faibles, car elles restent bien évidemment à surveiller. a) les principales familles de polluants Les principaux polluants atmosphériques se classent dans deux grandes familles bien distinctes que l on appellera polluants primaires et polluants secondaires (cf. schéma ci-contre). Les polluants primaires sont directement issus des sources de pollution, c est à dire qui proviennent soit des usines soit des transports. Nous allons énumérer les différents polluants : Le monoxyde de carbone (CO) : Il est le plus répandu, il se produit dans toutes les combustions incomplètes, quel que soit le combustible.les émissions de monoxyde de carbone proviennent à 85% environ du trafic routier bien que ce polluant ne représente en moyenne que 6% des gaz d échappement d un véhicule à essence et qu un véhicule diesel en émet 25 fois moins. A Paris, en 1994,il a fait 12 morts et 152 hospitalisés. C est un gaz toxique mais de durée de vie courte.(cf. graphique cicontre) Le dioxyde de carbone (CO 2 ) : Même si c est un constituant naturel de l atmosphère, il contribue également à la pollution atmosphérique. Le CO 2 est l une des principales causes de l effet de serre. Il a deux origines : pour les ¾, il vient de la combustion des carburants fossiles, pour le dernier quart, de la destruction des forêts tropicales. En outre, la quantité de carbone rejeté dans l atmosphère a considérablement augmentée à ce siècle, passant de 0.09 milliards de tonnes en 1850 à 5.5 milliards de tonnes de nos jours. 4

5 Le dioxyde de souffre(no 2 ) : Il contribue à la destruction de l ozone au niveau de la basse stratosphère. Il réagit aux hydrocarbures et provoque les smogs photochimiques. la production annuelle de dioxyde d azote est de 160 millions de tonnes. Il provient notamment des combustions de haute température. Ainsi, c est un des grands polluants des villes ;en effet il apparaît avec les industries et le chauffage urbain. Les hydrocarbures(hc) : Ils proviennent des combustions incomplètes. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques(HAP) sont particulièrement toxiques, ils participent à la formation des pluies acides. (Cf. ci contre) Les composés organiques volatils(cov) : Ils proviennent également de la combustion, des gaz d échappement ou encore des solvants comme la peinture, ou l évaporation des réservoirs. Ils sont émis majoritairement par le trafic automobile (70% environ et même 80% pour le benzène), le reste des émissions provenant de processus industriels de combustion). Ils participent à la pollution photochimique appelé smog, en effet on définit le smog de pollution comme étant le nuage de fumées que l on aperçoit au-dessus des grandes (comme Grenoble par exemple). On peut citer les composés organiques volatils non méthanoïques (COVNM)qui sont dégagés aussi par la combustion. Le méthane (CH 4 ) : Il n a pas pour cause le développement des villes,mais de l agriculture. En effet, il provient de la fermentation digestive notamment des bovins(74%),des rizières et des brûlages de matières végétales. Une vache produit en moyenne 90kg de méthane par an. Les acides fluorhydriques(hf) : Ils proviennent des industries d aluminium, de la fabrication des engrais phosphatés Les acides chlorhydriques(hcl) : Ils proviennent de la combustion du charbon des centrales thermiques ou mêmes encore de l incinération des ordures ménagères ;il est très corrosif. Les composés métalliques ou non (plomb, mercure) ou organiques : Les émissions naturelles provenant du sol et des océans sont de 10 millions de tonnes par an. Le plomb a deux origines très connues : l essence et la peinture. A Paris, la concentration de plomb est de 0,20µg/m³. 5

6 Toutes cette liste de polluants n est évidemment pas complète car ils sont très nombreux. Ces polluants primaires peuvent se transformer dans la basse atmosphère, sous l action des rayons solaires et de la chaleur, en polluants dits secondaires tels que l ozone et autres polluants photochimiques que nous allons développer par la suite. Ces composés constituent le smog photochimique, donnant naissance à ce nuage brunâtre qui stagne parfois au-dessus des grandes villes comme Paris. La formation de polluants secondaires nécessite un certain temps durant lequel les masses d air se déplacent.ce qui explique pourquoi les pointes de polluants secondaires concernent des territoires souvent plus étendus que les pointes des polluants primaires. Nous allons énoncer quelques polluants secondaires : Les composés sulfuriques: Ils résultent de la réaction du dioxygène et de l azote de l air sous l effet de la température du moteur.le dioxyde de soufre (SO 2 ) par exemple, est émis principalement lors de la combustion du fuel et du charbon, du gasoil par les diesels et du raffinage des pétroles. Sa présence dans l air ne doit pas être supérieure à 250 micro grammes par m³. Ce polluant est en forte baisse car la teneur en soufre est limité à 0.05% au lieu de 2% depuis le 01/10/96. Les particules en suspension : Les combustions industrielles, le chauffage domestique et l incinération des déchets sont parmi les émetteurs de particules en suspension. A noter que la plus grande part provient des transports (environ 40%). Les poussières les plus fines sont surtout émises par les moteurs diesel. Les oxydes d azote (NOx) : Elles émissions de NOx apparaissent dans toutes les combustions, à hautes températures, de combustion fossiles (charbon, fiel, pétrole ). Le secteur des transports est responsable de plus de 70% des émissions de NOx (les moteurs diesel en rejette deux fois plus que les moteurs à essence catalysés). Le monoxyde d azote rejeté par les gaz d échappement est oxydé par l ozone et se transforme en dioxyde d azote. L ozone (O 3 ): L ozone résulte de la réaction de certains polluants sous l effet du rayonnement solaire ; en effet l ozone est également un polluant, même s il nous protège des rayons UV. A basse altitude, il est nocif et est un des responsables des smogs. Il est nuisible si sa concentration augmente trop fortement. C est le cas lorsque se produit une réaction chimique entre dioxyde d azote et hydrocarbures. 6

7 Tous ces polluants sont naturels. Ce n est donc pas leur présence dans l atmosphère, mais leur trop forte concentration qui pollue. Tous ces polluants que nous venons d énumérer ne sont pas sans conséquence sur la santé de l homme ; en effet, la plupart engendrent des maladies plus ou moins graves. C est ce que nous allons essayer d énumérer dans une seconde partie. b) les polluants et leur impact sur l homme Le monoxyde de carbone provoque des troubles cardio-vasculaires,il ralentit l oxygénation des tissus par le sang. A dose élevée, il provoque des troubles sensoriels. Il peut être à l origine des migraines, de vertiges, troubles de visions. Les oxydes d azotes peuvent provoquer des irritations des bronches, voire altérer les fonctions pulmonaires, une diminution des défenses immunitaires. Les hydrocarbures irritent les yeux, les bronches ; ils ont des effets mutagènes et cancérigènes. Les particules en suspension transportent les polluants hydrocarbures dans les poumons, elles attaquent les muqueuses nasales. Les composés de plomb engendrent des intoxications, des anémies, des troubles de la croissance, des insuffisances rénales et le saturnisme. L ozone troposphérique et les acides chlorhydriques provoquent des migraines, des irritations oculaires, de la toux et peux être à l origine de l asthme. L acide fluorhydrique entraînent des brûlures graves. A noter que le CH 4 n est pas toxique. Remarque : Il est bon de noter que les nuisances sonores peuvent être intégrées dans les polluants atmosphériques ; en effet, elles sont invisibles mais elles n en sont pas moins dangereuses : le bruit a des effets pathologiques sur l homme. En 1986, on estimait que 10 millions de personnes subissaient un niveau de gêne supérieur à 65 db (A) en façade d habitation dont 3 millions à plus de 70 db (A), seuil de l intolérable. Finalement toutes ces émissions de polluants sont nombreuses, elles présentent donc des dangers plus ou moins importants sur la santé de l homme et bien évidemment sur l environnement. Par exemple, on peut parler d acidification des sols et des eaux, dépérissement des forêts et ces polluants portent atteinte au patrimoine historique des villes. Nous allons plus particulièrement étudier le cas de la France dans une deuxième partie. 7

8 II. LE CAS DE LA FRANCE Dans cette partie, nous allons nous intéresser à la pollution de l air en France. Pour cela, nous allons étudier la qualité de l air dans les principales agglomérations françaises. Dans tout le développement qui va suivre, nous appuierons notre réflexion sur des données de l ADEME (Agence de l Environnement et de la Maîtrise de l Energie), et notamment sur son bilan 1998 de l indice ATMO. Dans un premier temps, nous allons donc définir cet indice et voir quels en sont les objectifs. Ensuite, nous détaillerons son bilan pour l année 1998, ce qui nous permettra de faire le point sur la situation française en terme de pollution de l air. a) L indice ATMO et ses objectifs Le ministère de l Environnement est responsable de la définition et de la mise en œuvre de la politique nationale de surveillance, de prévention et d information sur l air. Localement, la surveillance des polluants atmosphériques et l information relative à la qualité de l air sont confiées à des organismes regroupant l Etat, les collectivités locales, les industriels, des associations et experts impliqués dans la protection de l environnement. Il existe 35 réseaux de mesures pour surveiller la qualité de l air. Ils constituent le réseau ATMO. L ADEME a un rôle de coordination technique de la surveillance de la qualité de l air. L indice ATMO est un indicateur de la qualité de l air qui a été développé par le ministère de l Environnement. Il est destiné en premier lieu à l information du public et permet de caractériser la pollution atmosphérique moyenne quotidienne mesurée sur les agglomérations. ATMO est actuellement calculé dans la majorité des agglomérations de plus de habitants et dans quelques agglomérations de taille inférieures. Les Associations Agrées de Surveillance de la Qualité de l Air (AASQA) calculent l indice ATMO chaque soir et évaluent une tendance de cet indice pour le lendemain. -Comment est calculé l indice ATMO : ATMO est élaboré à partir des concentrations journalières de 4 polluants typiques des phénomènes de pollution atmosphérique : - le dioxyde de souffre, - le dioxyde d azote, - l ozone, - les poussières. 8

9 Ces polluants font partie des composés dont la surveillance est assurée en permanence par les Associations Agrées de Surveillance de la Qualité de l Air. Dans nos régions, ces polluants résultent majoritairement des activités humaines (sources fixes de combustion, chauffage, activités industrielles, circulation automobile). Pour chacun de ces quatre polluants, un sous-indice de qualité de l air (variable de 1 à10 Cf. p8 tableau 1) est calculé chaque jour à partir des données collectées. En 1998, les sous-indices sont calculés de la manière suivante : - les sous-indices «poussière» et «SO 2» sont calculés à partir des moyennes journalières sur les sites de mesures sélectionnés, - les sous-indices «NO 2» et «O 3» sont calculés à partir des maxima horaires sur les sites de mesures sélectionnés. L indice ATMO final (caractérisant la qualité moyenne de l air sur l agglomération) est égal au sous-indice le plus élevé ainsi déterminé pour chacun des 4 polluants. La qualité de l air est d autant plus dégradée que l indice ATMO est élevé, et les indices supérieurs à 5 traduisent une mauvaise qualité de l air. -La diffusion de l indice ATMO : L indice ATMO est calculé et diffusé chaque jour au niveau des agglomérations par les Associations Agrées de Surveillance de la Qualité de l Air. Ces associations procèdent également à une prévision de tendance de l indice ATMO pour le lendemain. Ces informations sont accessibles par Minitel, et au moyen des serveurs Internet mis en place par les AASQA. Depuis 1998, l ADEME recueille également l ensemble de ces données en vue de les mettre en forme et de disposer d une information sur la qualité de l air au niveau national. Cette information est synthétisée et diffusée par l ADEME par le canal de grands médias par exemple. -Les limites de l indice ATMO : L indice ATMO répond à un souci d information du public et constitue un indicateur représentatif de la qualité globale de l air sur l ensemble d une agglomération. Il s agit donc d un indicateur qui n est pas nécessairement représentatif des situations particulières et des pointes de pollution qui peuvent être rencontrées au voisinage immédiat des sources de pollution ( axes routiers ). En outre, il convient de garder présent à l esprit que le mode de construction de l indice ne permet pas d établir des comparaisons rigoureuses entre agglomérations. Comme tout indicateur l indice ATMO présente donc des limites. Cependant, il constitue un paramètre pertinent en vue de disposer des grandes tendances en terme de qualité de l air sur le territoire. 9

10 b) Bilan 1998 des indices ATMO Le bilan de qualité de l air a été réalisé à partir des indices ATMO calculés tout au long de l année 1998 sur 32 agglomération dont : - 17 de plus de habitants, - 12 comprises entre et habitants, - 3 comprises entre et habitants. Durant plus de la moitié de l année 1998, l indice ATMO est apparu globalement «bon» ou «assez bon» dans la très grande majorité des agglomérations (Cf. graphique 1 p8). En moyenne, ce sont les agglomérations situées au nord et à l ouest du pays qui ont enregistré les meilleurs indices. Les jours où les indices ont été supérieurs à 7 correspondent à des épisodes de pollution. Ces jours ont été relativement peu nombreux. Cependant, en 1998, Lyon et Strasbourg ont connu 10 jours d indice «mauvais». Aix-en-provence, Lyon, Bordeaux et Paris, ont connu pour leur part une journée d indice qualifiable de «très mauvais». - Le dioxyde de soufre (Cf. graphique 2 p8) : Les concentrations en dioxyde de soufre sont apparues la plupart du temps très faibles et correspondent à une «bonne» qualité de l air. Les agglomérations ont connu un sous-indice SO 2 «excellent» pendant au moins 200 jours. Forbach et Le Havre on épisodiquement subi un sous-indice SO 2 «moyen» ou «médiocre». Ceci s explique en partie par la présence de nombreux sites industriels autour de ces agglomérations. -Le dioxyde d azote (Cf. graphique 1 p9) : La majorité des agglomérations a connu un sous-indice NO 2 «assez bon» comme pour le SO 2. Lyon et Paris ont été les deux villes où l occurrence du sous-indice NO 2 supérieur ou égal à 5, a été la plus élevée. Notons que ces villes se caractérisent par leur étendue et par la densité du trafic automobile. -L ozone (Cf. graphique 2 p9) : L ozone est le polluant qui, dans la majorité des cas, a piloté ATMO en Le nombre de jours où l air est pollué par O 3 a été notablement supérieur aux nombres de jours pollués par le NO 2 sur la plupart des agglomérations. Les sous-indices les moins bons s observent majoritairement dans les villes de la moitié sud de la France. On a également enregistré des épisodes de pollution par l ozone au cours de la première quinzaine du mois d août, sur la plupart des agglomérations situées au-dessus de la Loire. 10

11 -Bilan pour la période estivale (Cf. carte p10) : Les agglomérations du sud et de l est de la France ont en majorité connu une qualité de l air «moyenne», alors qu elle était majoritairement «bonne» au nord et à l ouest. On peut noter un indice maximum de 9 pour les agglomérations parisienne, lyonnaise et bordelaise -Bilan pour la période hivernale (Cf. carte ci contre) :. La qualité de l air est apparue très majoritairement bonne et globalement meilleure qu en été. Durant cette période, le dioxyde d azote était responsable des indices maximums, excepté sur Nancy et sur Bordeaux où l indice le plus mauvais était l ozone. On dénote l absence d épisodes de pollution sur Rennes et Nantes. Finalement, la qualité de l air évaluée au travers de l indice ATMO est apparue en 1998 globalement moins bonne en été qu en hiver. Notons toutefois que les mesures de poussières n étaient pas systématiquement réalisées pour le calcul de l indice. En moyenne, ATMO semble assez largement piloté par l ozone, tout particulièrement. Cette situation constitue un changement par rapport aux années 70/80, qui étaient surtout marquées par des phénomènes de smogs d hiver. Ceci s explique en grande partie par l évolution des émissions de polluants due à la baisse tendancielle importante des rejets par les sources fixes, et surtout à l augmentation relative des émissions liées à l automobile. C est ce qui nous conduit à détailler la part des transports dans la pollution de l air. 11

12 III. Importance des transports dans la pollution atmosphérique Les transports sont fortement mis en cause dans la pollution atmosphérique. L énergie qu ils consomment est génératrice de pollution. Tous les types de transport, qu ils soient routier, ferroviaire, aérien ou maritime sont impliqués, mais à des degrés très divers. a) Corrélation entre consommation énergétique et pollution Le bilan des nuisances est bien corrélé avec la consommation énergétique du secteur des transports. Les effets de l évolution du bilan énergétique peuvent être même amplifiés. Ainsi l évolution de la part des transports dans la consommation énergétique de l O.C.D.E. est passée de 5% pour la période 1981 à 1985, à 15% pour la période 1985 à Cette évolution a commencé très tôt puisque, depuis 1973, la consommation énergétique des transports a augmenté de 50%. De ce fait, depuis 1990, les transports consomment plus d énergie que l industrie dans les pays de l O.C.D.E.. L évolution de la consommation des différents modes de transport montre la prédominance du secteur routier. 12

13 b) Les différents types de transport Afin d étudier le rôle de chaque moyen de transporter les biens mais aussi les personnes, nous devons tout d abord voir les types de transport ainsi que leur importance respective. Évidemment le premier mode de transport utilisé est le transport routier. Il permet non seulement à des millions de personnes de se déplacer mais aussi de transporter des millions de tonnes de marchandises en France. Sa prédominance s explique par le fait qu il est actuellement le mode de transport le plus simple et le plus souple. Les infrastructures qui ont été mises en place sont considérables aussi bien par leurs financements que leur développement toujours d actualité (création de nouvelles autoroutes, agrandissement des ponts ). Il apparaît comme un composant indispensable de la liberté individuelle au même titre que l indépendance financière. La voiture particulière est le premier moyen de déplacement utilisé. Son utilisation est en augmentation par rapport aux modes de transports collectifs. Les transports publics et les modes de déplacements non motorisés tendent à perdre de l importance. Les déplacements en ville ou à l intérieur des bassins de vie représentent 40% du bilan énergétique. Ceci s explique par l augmentation de la mobilité. En effet, la longueur des trajets domicile-travail et domicile-lieux d achats croît en rapport avec la cherté du foncier. On note aussi la multiplication des déplacements de loisir. Les déplacements interurbains ou de longue distance n augmentent eux que faiblement. Pour les vacances, d autres modes de transport (le train en particulier) sont privilégiés. 13

14 Le transport routier est fortement prépondérant pour le transport des marchandises. Seul moyen utilisé en ville, il représente 40% de la consommation énergétique en ville. Le transport routier à longue distance augmente d année en année. Les politiques logistiques mises en place par les industries et les exigences des clients (notamment la grande distribution) aboutissent à une augmentation de la distance moyenne parcourue. L utilisation immodérée du système de gestion par flux tendu contribue à la multiplication des déplacements. Le déplacement à longue distance des marchandises, interrégional, international ou de transit, représente 46% du bilan de la consommation énergétique en France. Par contre, la part du déplacement des marchandises à l intérieur des régions en zone non urbanisée est assez faible, de l ordre de 15%. Ensuite, arrive le transport ferroviaire. Le train, lui aussi, sert à l acheminement à la fois des biens et des personnes. Son principal avantage est qu il a permis, très tôt, de transporter rapidement des quantités importantes de marchandises. Par contre, les lignes de chemin de fer s insèrent moins bien que les routes dans la topographie car les trains ne s accommodent pas facilement des fortes pentes et des trajets sinueux. Cependant, le train représente en France 20% du trafic des marchandises. Du côté des voyageurs, il est en plein essor, notamment grâce au T.G.V. qui concurrence désormais l avion sur les moyennes distances. D ailleurs, depuis 1991, un plan prévoit l extension de son réseau de 1240 km à 4000 km afin de placer Paris à moins de 3h des grands centres d activité de province. Ainsi donc, ses infrastructures sont bien présentes mais leur utilisation n est pas optimale. En France le chemin de fer est déjà très utilisé mais il est amené à se développer sous l impulsion des associations de défense de l environnement qui y voient une alternative viable au transport routier. Le transport aérien est principalement utilisé pour les personnes. Indispensable pour les grandes distances, il connaît un développement impressionnant du fait de la mondialisation qui augmente les distances de déplacement et de sa rapidité théorique. Le trafic aérien des voyageurs a ainsi augmenté de 73% entre 80 et 91. Le trafic de fret a connu une augmentation moindre mais néanmoins significative, de 47%. Le transport par voies d eau reste peu utilisé. Le transport des marchandises (pétrole, sable) connaît une croissance limitée et ne représente que 4% du trafic total en France. Le transport des personnes, quant à lui, se voit concurrencé par l avion mais aussi par la voiture et le train. Après avoir fait le tour des différents modes de transports, nous pouvons étudier la part de responsabilité de chacun d entre eux dans l émission de polluants atmosphériques. 14

15 c) La pollution des différents transports Les transports sont responsables en grande partie des polluants atmosphériques. En effet ils sont responsables de 69% des émissions de NOx, de 64% du CO, 49% des Composés Organiques Volatils (COV), 33% des particules en suspension et 33% du CO 2 pour ne citer que les plus importants. De plus, l émission de polluants par les transports est en constante augmentation, alors qu elle tend à baisser dans les autres secteurs d activité. On comprend mieux pourquoi les transports sont montrés du doigt dès que l on parle de pollution. Nous allons voir précisément la part de chaque mode de transport dans cette pollution engendrée. Les transports routiers et singulièrement la voiture particulière occupent une place prépondérante dans les émissions de polluants. Si on détermine ces quantités par personne transportée, on obtient le tableau suivant : La voiture apparaît donc comme la première source de polluants. Celle-ci domine particulièrement dans les émissions de CO et de COV mais elle produit aussi une grande partie des NOx dus aux transports. La pollution engendrée par le transport préféré des français varie selon divers paramètres. Tout d abord une simple constatation : près d une voiture sur deux parcourt moins de 3km. Or pendant cette courte distance, le moteur n a pas le temps de chauffer. La consommation est alors multipliée par 3 et les émissions de certains polluants sont multipliées par 4. On considère qu un moteur a atteint sa température de fonctionnement au bout de 5km. Les différences entre ces deux états sont assez 15

16 importantes. On remarque que tous les facteurs de rejets et la consommation diminuent lors de la montée en température du moteur. Ensuite on constate que c est en ville que les rejets sont les plus importants. Cela est dû à la forte concentration des différents moyens de transport. Dans le tableau ci dessous, on remarque aussi que, plus un déplacement est soumis à des ralentissements (par exemple les bouchons), plus les polluants sont produits de manière importante. Lors d un déplacement très lent, la production de CO est multipliée par 3.5, celle de COV et de CO 2 par 2.5 en même temps que la consommation triple. Les transports de marchandises par camions se caractérisent par leur fort rejet en NOx et en particules. Ces transports fonctionnent principalement au diesel qui apparaît très polluant si on considère les fumées rejetées et les dangers des particules sur l appareil respiratoire. Pour l ensemble du transport routier, en 1996, les émissions de polluants étaient les suivantes : Polluant Totale en kilotonnes Transport routier Monoxyde de carbone CO Composés organiques volatils COV NM Oxyde d'azote NOx Dioxyde de soufre SO Gaz carbonique CO Ammoniaque NH Poussières jours de pollution en Ile de France en 1998 Les poids lourds en transit contournent l'agglomération Le transport fluvial n'est pas polluant (source Citepa, 1997 ) Le transport ferroviaire apparaît comme le moins polluant. Cependant les locomotives diesel encore subsistantes amènent des nuisances et le recours à l électricité, dont la production peut polluer, n est pas sans effet sur 16

17 l environnement. Néanmoins, ce mode de transport apparaît comme une des solutions envisageables aux problèmes de pollution atmosphérique. Le transport aérien contribue, lui aussi, à la pollution atmosphérique. Les moteurs d'avion émettent principalement les composants polluants suivants : oxydes d'azote (NOx), monoxyde de carbone (CO), hydrocarbures (HC)(ou composés organiques volatils : COV), dioxyde de soufre (SO 2 ) et particules solides (suies). Ils émettent aussi du dioxyde de carbone (CO 2 ) et de la vapeur d'eau. Ce sont les émissions de NOx qui dominent relativement à régime élevé, donc au décollage et en montée. Environ 75% des émissions se produisent à la vitesse de croisière dans la troposphère et la basse stratosphère (10-12 km). Au régime de ralenti et au roulage au sol, il se dégage peu de NOx mais relativement beaucoup de CO et de HC. Au décollage et en montée les émissions de NOx et de particules (suies) sont élevées, celles de CO et de HC relativement faibles. Le transport fluvial ou maritime, s il peut entraîner d autres pollutions, est peu polluant pour l atmosphère. 17

18 IV. Les solutions réglementaires et techniques envisagées Les polluants atmosphériques étant en augmentation permanente depuis plusieurs années, les gouvernements des pays du monde entier, mais surtout des pays développés, s inquiètent de plus en plus sur l effet de la pollution atmosphérique sur les changements climatiques et l effet de serre. Conscients du danger, à partir de conférence les pays développés s engagent à construire des politiques visant à réduire et à contrôler la pollution. Pour cela, il faut améliorer les transports en réduisant leurs émissions polluantes. Les solutions réglementaires et envisagées que nous allons découvrir concernent en particulier les transports routiers car, à notre connaissance, il n existe pas de réglementation pour les avions ou les navettes spatiales. a) Les solutions réglementaires 1. La loi sur l air Suite à la conférence des Nations Unies 1 en 1992 où les pays développés se sont engagés à mener des politiques visant à ramener en l an 2000 leurs émissions de gaz à effet de serre à leur niveau de 1990 ; mais aussi à celle de Kyoto en 1997 où ils se sont engagés à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre durant la période , la France a établi sa loi sur l air où l on reconnaît à chacun le droit de respirer un air qui ne nuise pas sa santé. Ainsi elle rend obligatoire sur l ensemble du territoire depuis le 1er janvier 2000 la mise en place d un dispositif de surveillance de la qualité de l air 2. Elle prévoit l élaboration d un plan régional de la qualité de l air (PRQA), de plans de protection de l atmosphère (PPA), c est à dire que lorsque l on dépasse les seuils d alerte, on réduit la circulation aux véhicules munis de la pastille verte et on met en place la circulation alternée et la gratuité des transports. La loi prévoit aussi un plan de déplacement urbain (PDU) pour les agglomérations de plus de habitants et favorise le développement des véhicules propres. On retrouve ses mesures un peu partout dans le monde entier mais on peut remarquer que les pays les plus soucieux de l environnement se trouve en Europe. 2. Le contrôle antipollution et la pastille verte Depuis le 1er janvier 1992, le contrôle technique des véhicules particuliers et utilitaires de moins de 3,5 tonnes est obligatoire. Ce contrôle comprend un point de mesure des émissions polluantes. Celui-ci est constitué d une mesure de la teneur en monoxyde de carbone (CO) au ralenti, des gaz d échappement pour 1 source venant de ADEME 2 voir tableau ci-contre 18

19 les véhicules essence et d un contrôle de l opacité des fumées pour les véhicules diesel. Voici quelques seuils 3 de CO maximals au ralenti en vigueur : - véhicules équipés du pot catalytique=0,5% et 0,3% au ralenti accéléré - véhicules mis en circulation depuis le 01/10/86=3.5% Pour reconnaître les véhicules les moins polluants admis à circuler les jours de très forte pollution, ceux-ci sont munis de la pastille verte. Ces véhicules sont tous équipés de pots catalytiques que nous allons étudier. 3. Le pot catalytique Le pot catalytique équipe les véhicules neufs depuis Il assure, en complément de la régulation des flux et de la réduction sonore, une fonction de dépollution des gaz d échappement. En effet, il réduit les oxydes d azote (NOx), assure l oxydation des monoxydes de carbone (CO) et des hydrocarbures imbrûlés (HC). Ainsi il favorise une diminution sensible des composants polluants présents dans les gaz d échappements. On peut voir aussi depuis 1997 l utilisation d un pot catalytique d oxydation sur les diesel traitant les CO et HC. Les voitures équipées du pot catalytique doivent nécessairement utiliser du carburant sans plomb. Le plomb était un additif mélangé au carburant pour ses propriétés antidétonantes et son pouvoir lubrifiant limitant l usure des sièges de soupapes. Mais celui-ci à complètement disparu depuis le 01/01/2000, remplacé dans le super par du potassium, qui lui, est non toxique. Pour en revenir au pot catalytique, celui-ci réduit les émissions polluantes mais il en reste encore en grande quantité. Ainsi pour les diminuer, voir les éliminer, les ingénieurs améliorent les véhicules et les carburants mais aussi le particulier doit faire un effort en ayant une meilleur conduite. b) Les techniques et solutions envisagées 1. Se déplacer intelligemment Pour réduire la pollution, la toute première solution est de se déplacer intelligemment. Une voiture sur deux effectue un trajet de moins de 3km, au lieu de prendre sa voiture prenons le bus! Il pollue moins, on économise notre voiture, on gagne du temps et on évite le stress de la conduite en ville. Tous les transports en commun économisent de l énergie. D après le tableau ci-contre, on observe que si on prend le bus ou le métro on émet 3 fois moins de NOx et 650 fois mois de HC qu une voiture avec un passager unique. La différence est très importante alors il faut encourager les déplacements en commun. Si on ne peut pas accéder aux transports en commun alors abonnons nous au covoiturage. On pollue moins, on réduit la circulation, on libère des stationnements et on consomme moins d énergie. Pour les transports de marchandises, il existe le 3 source venant de ADEME 19

20 transport combiné c est à dire qu un trajet s opère par chemin de fer, voie navigable ou maritime, pour que les parcours initiaux et terminaux par route soient aussi courts que possible. Le transport combiné, est connu pour son respect de l environnement car il permet de transporter en une fois plusieurs dizaines de camions de marchandises et ainsi d économiser de l énergie. Si l on a une courte distance à parcourir, pourquoi ne pas prendre sa bicyclette? Sachant que chaque année une voiture rejette 3 fois son poids de polluants alors utilisons notre vélo qui ne pollue pas et qui est bénéfique pour notre santé. La bicyclette est le seul moyen de transport réellement respectueux de l environnement et il importe que la réglementation, le zonage et la planification du réseau routier des municipalités ne découragent pas son utilisation. Enfin pour tout ceux qui utilisent leur voiture pour un trajet inférieur à 1 km c est à dire une voiture sur quatre, il serait mieux de marcher. Faire 500 mètres à pied prend 8 minutes, évite les problèmes de démarrage (50% de l usure du moteur), des feux et de stationnements. Une voiture consomme et pollue énormément au cours des premiers kilomètres alors que la marche est un moment de détente et est bonne pour la santé. 2. Les carburants en progrès Au fur à mesure des années, on voit sans cesse les progrès des constructeurs de transports. Ils utilisent des énergies de substitution en remplacement du gazole et de l essence afin de réduire la pollution engendrée par les transports. Les principales solutions alternatives aux carburants pétroliers sont: - les carburants «verts» de biomasse EMC (ester méthylique de colza) ou ETBE (éthyltertiobutyléther) qui sont peu polluants et adaptables à tous les véhicules. - l aquazole qui est un mélange d eau (13%), d additif (2%) et de gazole appauvri en soufre (85%) réduit très fortement les émissions polluantes sans apporter sur les bus de modification moteur mais la consommation augmente, tandis que la puissance du moteur diminue de 4 à 8%. - le gaz naturel n émettant ni fumées ni odeurs mais qui demande une station de compression et de remplissage et les bus, à l achat, sont 15% plus chers. De plus, il faut adapter les ateliers pour des raisons de sécurité. - le gaz de pétrole liquéfié ou GPL qui est un mélange de propane et de butane. Il réduit les émissions de CO de 30 à 60%, de CO2 de 12%, de HC de 30 à 60% et de NOx de 15 à 40%. En plus d être un véhicule propre, le GPL est plus rentable et coûte moins cher à l utilisateur. 20

21 - l électricité où les véhicules sont alimentés par des batteries, circulent sans bruit, ne dégagent ni odeurs, ni fumées et contribuent à la diminution de la pollution urbaine. Par contre les batteries sont lourdes et occupent beaucoup de place. Leur autonomie est réduite (de 50 à 100 km) et la puissance du moteur est limité. - le pot catalytique et filtre à particules où on obtient la disparition des fumées et la réduction très importante des émissions polluantes. Cet équipement peut être installé sur les bus existants mais le gazole désoufré qui doit être utilisé est plus cher. - la pile à combustible où le but est de fabriquer de l électricité dans le bus à partir d hydrogène embarqué et de l oxygène de l air est encore au stade expérimentale. Outre son coût, cette solution ne sera pas opérationnelle avant plusieurs années. Malgré les gains écologiques 4 des différentes filières, on ne peut pas dire qu il y ait une énergie de substitution meilleure que toutes les autres car tout d abord l amélioration apporté dépend totalement du niveau géographique de pollution où l on se place. D autre part pour un niveau géographique donné la multiplicité des polluants à considérer fait que l on peut améliorer certaines émissions tout en en détériorant d autres et enfin aucune des filières ne peut à elle seule assurer une substitution massive. Il faut donc développer conjointement plusieurs filières. De nouvelles motorisations sont actuellement envisageables et le tableau 5 ci-contre recense ces filières en indiquant leur différent degré de performance et de maturité technologique. On peut espérer dans les prochaines années que celles-ci soient mises en application. 3. Améliorer son comportement Le fait d améliorer les véhicules aident à la diminution des polluants atmosphériques mais cela ne suffit pas. En effet certaines fortes émissions polluantes peuvent être éviter simplement, il suffit aux conducteurs de respecter les règles suivantes. Premièrement, avoir un démarrage en douceur, c est à dire faire chauffer son moteur à l arrêt et rouler simplement à vitesse modérée en début de parcours. Ceci permet d éviter une surconsommation coûteuse (+80% au 1er km, +50% au 2e,...), de forts rejets polluants et une usure prématurée des organes mécaniques. Deuxièmement, avoir une vitesse modéré et éviter les accélérations brusques qui entraînent une grande consommation. Il y aurait un autre moyen 4 voir graphique ci-contre 5 réalisé par l ADEME 21

22 pour éviter cela ce serait de brider les moteurs mais pour des raisons de sécurité on ne le fait pas. Et troisièmement, un moteur mal réglé c est jusqu à 10% de consommation supplémentaire et utiliser sa voiture pour des petits trajets favorise les encombrements et multiplie la consommation de carburant par 3 et les émissions de certains polluants presque par 4. Donc on n a pas besoin de faire de grands efforts pour améliorer la qualité de l air et pour effectuer les petits trajets, évitons de prendre notre voiture! 22

23 Conclusion Finalement, notre étude nous a permis de faire un bilan des polluants atmosphériques amenant à réfléchir sur la qualité de l air français et sur l importance des transports dans la pollution de celui-ci. Cette analyse a fait ressortir plusieurs actions qu il serait bon de mener afin d enrayer l accroissement des rejets de polluants dans l atmosphère. Tout d abord, la solution à ce problème passe par une prise de conscience de chacun et par un comportement plus rationnel vis-à-vis de l automobile et des transports en général. En outre de nombreux progrès sur les carburants et les moteurs ont été réalisés. On a également mis en place de nouveaux modes de transport mieux adaptés aux réalités d aujourd hui, dont le transport combiné est un très bon exemple. On pourrait donc logiquement penser que la situation devrait tendre vers une nette amélioration dans les années à venir. Cependant, il convient de remarquer que les mesures ne sont effectuées que sur un nombre limité d espèces chimiques, et ne sont donc que des indicateurs. En effet, il est impossible de suivre l ensemble des polluants émis par les différentes sources, compte tenu des techniques de mesure actuelles et, surtout, du nombre important de composés présents dans l air. 23

24 Bibliographie Dépliants, brochures - ADEME, La qualité de l air dans les agglomérations françaises, ADEME édition, ADEME, Les longs trajets, n 2186, Novembre ADEME, La qualité de l air, n 2799, Juin ADEME, L utilisation de la voiture, n 3699, Août ADEME, Le véhicule électrique, n 2192, Juillet ADEME, Déplacements urbains, n 3776, Juillet Encyclopédie - Nouvelle encyclopédie Bordas, édition Bordas, Paris, Sites internets 24