Comment les émissions des véhicules à essence se transforment en particules respirables

La pollution atmosphérique par des particules fines liée au transport routier est plus que jamais un enjeu sociétal de première importance. Cependant, force est de constater que la contribution des modes de transport à la production de particules atmosphériques reste encore très mal connue. Plusieurs raisons à cela.  D'une part, les méthodes et les protocoles de mesure fiables de ces émissions sont difficiles à mettre en place. D’autre part la formation d’aérosols secondaires, produits in situ dans l’atmosphère par les émissions des gaz d’échappement, reste encore à caractériser Il est donc actuellement impossible de représenter correctement les aérosols organiques secondaires dans les modèles de qualité de l’air et de comprendre leur impact sur la santé humaine et sur le climat.

Dans ce contexte, les scientifiques du Laboratoire de chimie de l'environnement (CNRS/Aix-Marseille Université) se sont intéressés aux processus photochimiques auxquels sont soumis les gaz d’échappement des véhicules à essence une fois largués dans l’atmosphère.  Leur approche originale combine analyse des gaz émis (sur banc d’essai) et caractérisation physico-chimique de leur évolution dans une enceinte environnementale de 8 m³ dédiée aux mesures. Les scientifiques ont ainsi pu recréer les conditions atmosphériques en contrôlant finement la composition chimique, le taux d’humidité, la température et l’irradiation solaire.

Les gaz d’échappement primaires qui contiennent des composés organiques volatiles (COVs) issus de la combustion du carburant, des oxydes d’azote et de l’ammoniaque, sont directement introduits dans l’enceinte environnementale. Ce mélange complexe est oxydé et des nouvelles particules fines sont rapidement formées. Les mesures par spectrométrie de masse à temps de vol à réaction par transfert de protons (CHARON-PTR-ToF-MS) ont permis d’élucider, pour la première fois, la composition chimique de ces particules.

La quantification et l’identification de ces particules secondaires produites par les véhicules à essence à injection directe permettra de mieux évaluer leur impact environnemental sur la qualité de l’air et la santé. Les équipes envisagent maintenant d’adapter cette méthode d’analyse innovante au suivi de la formation de particules secondaires issues d’autres sources de pollution comme le transport maritime, le chauffage à bois, etc….

Rédacteur : CCdM

Evolution atmosphérique des émissions véhiculaires : (a) émission des polluants (gaz et particules) ; (b) évaporation de certains composés organiques semi-volatils (COVS) ; (c) produits d’oxydation en phase gazeuse et nouvelles particules ou condensation des composés oxydés sur les particules préexistantes