L air que nous respirons

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1 L air que nous respirons L atmosphère terrestre vue depuis la station spatiale internationale (ISS) Jean Cassanet TIA, 11 décembre 2013

2 Atmosphère : «couche gazeuse constituant l enveloppe externe des corps célestes» Sa composition : La composition chimique de l atmosphère est globalement homogène mais elle a évolué au cours des millénaires. L accumulation du dioxygène O 2 dans l atmosphère terrestre date de 600 millions d années alors que l âge de la Terre est de 4,5 milliards d années. La présence forte de dioxygène est une spécificité de l atmosphère terrestre.

3 Ses caractéristiques ristiques physiques L atmosphère est essentiellement concentrée dans une couche de 30 km d épaisseur (99 % de l air entre 0 et 30 km), mais sa présence est décelable jusqu à 600 km d altitude. L atmosphère est responsable de la pression que nous subissons(référence : 1013 hpa au niveau de la mer, soit environ 1 bar). La plupart des phénomènes atmosphériques concernent la «troposphère» (altitude inférieure à km), d où l intérêt porté à cette «tranche» de l atmosphère, fondamentale pour la vie et les activités sur Terre. La température de l atmosphl atmosphère décroit d de 6,5 C par 1000 m dans la troposphère. re.

4 Quelques propriétés s remarquables air sec - air humide : L eau joue un rôle très particulier dans l atmosphère. - c est le seul constituant qui peut y être présent à l état solide, liquide ou gazeux - sa proportion peut être très variable d un point à un autre ou d un instant à un autre. => on considère que le gaz atmosphérique est un mélange d air sec et de vapeur d eau. La teneur maximum en vapeur d eau (air saturé) dépend de la pression et de la température. Exemples (à Pression atmo) à 5 C : 5,4 g/kg d air sec à 15 C : 11 g/kg d air sec à 25 C : 20 g/kg d air sec à 35 C : 37 g/kg d air sec. Ci-dessus : brume matinale résultant de la présence d air saturé au-dessus d un plan d eau.

5 Quelques propriétés s remarquables air sec - air humide : Faible quantité de vapeur d eau dans l air l => faible humidité. Air humide Air saturé (des goutelettes d eau liquide se forment.)

6 Quelques propriétés s remarquables La transmission atmosphérique : L atmosphère, du fait de sa composition chimique, peut absorber ou transmettre les rayonnements électromagnétiques. => transparence pour certains domaines de longueurs d ondes et opacité pour d autres. Ci-dessus : les zones en bleu vif expriment la «transparence» de l atmosphère pour ces domaines de longueurs d onde.

7 Quelques propriétés s remarquables La transmission atmosphérique : Les images ci-dessous ont été acquises par le satellite Météosat le 8 décembre à 12 h UTC. Chacune d entre-elles correspond à ce que «voit» le capteur opérant dans un domaine de longueur d onde donné.

8 Circulation générale g de l atmosphl atmosphère - Apport maximum d énergie solaire dans la zone équatoriale = > échauffement de l air qui s élève - Rotation de la Terre => circulation générale de l atmosphére. La circulation générale de L atmosphère a pour première conséquence d entraîner les polluants atmosphériques loin de leur source.

9 L air qui nous entoure L atmosphère Les activités humaines se déroulent essentiellement dans les basses couches de l atmosphère et contribuent à en modifier la composition chimique. L air que nous respirons subit donc les influences de ces activités. => Préoccupations récentes mais croissantes concernant la «qualité de l air». Londres, décembre 1952 : «Great smog» (12000 victimes). Pékin, février 2013

10 L air qui nous entoure : les polluants atmosphériques Origines de la pollution atmosphérique : - chauffage - transport (essentiellement routier) - industrie - agriculture et aussi la nature Ci-contre : poussières d origine désertique en suspension dans l air, le 5 décembre 2013 Principaux polluants : - Oxydes d azote, NOx - Oxydes de soufre, SO 2 - Monoxyde de carbone, CO et dioxyde de carbone, CO 2 (*) - COV (composés organiques volatils : benzène, aldéhydes ) - Particules (PM10 : < 10 mm ; PM2.5 : < 2,5 mm) - Ozone, O 3 (polluant «secondaire»). (*) gaz à effet de serre

11 L air qui nous entoure : les polluants atmosphériques A propos des aérosols : Aérosol : ensemble de particules solides ou liquides en suspension dans un gaz (cf schéma ci-contre, les molécules de gaz étant figurées en bleu et les aérosols en noir). Une éruption volcanique génère de grandes quantités d aérosols (cendres).

12 L air qui nous entoure : les polluants atmosphériques Pollution et respiration Un être humain fait circuler environ 500 L d air par heure dans son système respiratoire. Le système olfactif permet la détection des odeurs = > perception de la présence de substances volatiles. Mais : - Tout n est pas détectable (caractère plus ou moins hydrophobe des molécules, masse moléculaire ). - Toxicité et odeur ne sont pas liées. (ex : CO, monoxyde de carbone, très toxique et sans odeur) On peut détecter la présence d un polluant par son odeur (N0 2 ), mais le signal d alerte olfactif ne correspond pas à un seuil de toxicité.

13 L air qui nous entoure : les polluants atmosphériques A l extérieur Les polluants gazeux, ou les aérosols émis par une source se dispersent dans l espace en fonction des conditions météorologiques. - Ils peuvent rester confinés dans un espace limité : ex : l ozone troposphérique qui se forme par beau temps dans les zones urbaines ou périrurbaines à fort trafic automobile peut polluer durablement la région en période anticyclonique (peu de vent pour disperser le polluant). - Ils peuvent se disperser sur des milliers ou des millions de km² et faire ressentir leurs effets dans des régions très éloignées de la source. ex : émissions de sables d origine désertique ou de cendres volcaniques reprises par la circulation générale de l atmosphère. = > nécessité de mettre en place, pour des raisons sanitaires : - un réseau de stations de surveillance de la qualité de l air - une réglementation (normes, indice «atmo», cibles, seuils d alerte ) - un dispositif d information pour la population (préventif, contraignant )

14 L air qui nous entoure : les sources de polluants atmosphériques

15 L air qui nous entoure : effets effets des polluants atmosphériques sur l environnement l et la santé

16 L air qui nous entoure : polluants atmosphériques Ozone : Ozone troposphérique, dans les basses couches de l atmosphère ; sa présence dépend des rejets de la circulation automobile (pour l essentiel) et du rayonnement solaire. => teneur élevée en été, par beau temps, dans les agglomérations, surtout au sud de la France. -Ozone stratosphérique, en altitude élevée ; sa teneur dépend des conditions astronomiques et de la présence de certains composés chimiques (CFC). Le rayonnement solaire peut en certaines périodes de l année déclencher dans la stratosphère des réactions dites «photochimiques» qui mettent en jeu les CFC et entraînent la destruction de molécules d ozone. ( => «trou d ozone», par ex en octobre, dans l hémisphère sud.) Ci-contre : A : situation moyenne B : situation de «trou d ozone»

17 L air qui nous entoure : polluants atmosphériques Particules fines : PM 10 : particules fines de dimensions inférieures à 10 micromètres PM 2,5 : particules fines de dimensions inférieures à 2,5 micromètres. Les PM10 pénètrent dans les poumons Les PM2,5 atteignent les alvéoles pulmonaires. Ci-dessus : recommandations de l OMS et normes européennes vis-à-vis de la pollution par les PM10 ou PM2,5

18 L air qui nous entoure : polluants atmosphériques Pollens :

19 L air qui nous entoure : polluants atmosphériques Pollens : En France, d une année sur l autre, les risques allergiques dus aux pollens varient en intensité et selon les régions.

20 L air qui nous entoure : surveillance de la qualité de l air l en France - Des laboratoires et centres d études de la qualité de l air - Un réseau de stations d observation et de collecte de données - Un dispositif d information et d alerte du public - Des actions de prévention

21 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en France Quelques exemples en Île de France : Station de collecte de données sur l air à Paris (Airparif). Pollution par le dioxyde d azote, NO 2, le 9 décembre 2013 à 12 h.

22 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en France Quelques exemples en Île de France : Forte pollution dues aux particules fines, liée à des conditions anticycloniques hivernales.

23 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en France Quelques exemples en Touraine : Réseau Lig Air : - 25 stations automatiques réparties sur 6 départements (76 analyseurs) - 5 stations automatiques à Tours et en périphérie Ci-contre : page d accueil du Site

24 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en France Quelques exemples en Touraine : Ci-dessus : concentration en dioxyde d azote du 10 novembre au 10 décembre 2013 relevée par la station Ligair «Tours-Pompidou». Ci-dessus : concentration en PM10 au cours de la journée e du 9 décembre 2013 relevée par la station Ligair «Tours-Pompidou».

25 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en Europe - Situation anticyclonique hivernale (hautes pressions, vents faibles )

26 L air qui nous entoure : la qualité de l air l en Europe - Situation anticyclonique estivale (hautes pressions, fort ensoleillement )

27 L air qui nous entoure : la qualité de l air l intérieur De multiples sources de pollution dues à : - la construction - l équipements (mobilier, tissus ) - l entretien (produits de nettoyage ) - la décoration (peinture ) - nos activités (bricolage, cuisine, écriture ) - la vie des individus

28 L air qui nous entoure : la qualité de l air l intérieur

29 L air qui nous entoure : la qualité de l air l intérieur Pollution de l air par le radon Pollution accidentelle de l air due à des rejets non contrôlés de produits ménagers.

30 L air qui nous entoure : la qualité de l air l intérieur La pollution intérieure est souvent supérieure à la pollution d origine extérieure. => prise en compte de cet aspect au quotidien. - ventiler (VMC), aérer - sélectionner des produits d usage peu polluant (ex : peintures pauvres en COV) - s équiper en détecteurs de gaz - se protéger lors de l usage de produits nocifs - stocker les produits volatils et nocifs dans un lieu aéré et éloigné de l espace de vie.

31 La qualité de l air l vraiment une question d actualitd actualité