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La formation photochimique d'ozone |
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Formation, destruction, transport de l'ozone L'ozone (O3) est un composant naturellement créé dans la stratosphère (entre 20 et 40 km d'altitude) par action du rayonnement ultraviolet sur l'oxygène moléculaire. La couche d'ozone ainsi constituée agit comme un filtre absorbant le rayonnement ultraviolet solaire nuisible aux organismes vivants (UV-B). L'ozone est naturellement beaucoup moins abondant dans la troposphère (entre le sol et 7 à 12 km d'altitude). Il est cependant l'un des principaux facteurs de la dégradation de la qualité de l'air dans les pays industrialisés. Dans la troposphère l'ozone résulte de réactions chimiques très complexes entre les oxydes d'azote et les composés organiques volatils (hydrocarbures), en présence du rayonnement solaire.Les composés organiques volatils se transforment en radicaux péroxyles. Ces radicaux réagissent avec le monoxyde d'azote (NO) pour donner entre autres du dioxyde d'azote (NO2). Le rayonnement solaire provoque la dissociation du dioxyde d'azote en monoxyde d'azote et en un atome d'oxygène. Celui-ci réagira avec une molécule d'oxygène pour former de l'ozone.
2. En zone urbaine, les émissions de précurseurs sont importantes : les hydrocarbures et les oxydes d'azote sont donc présents en grande quantité. Beaucoup d'ozone se formera mais, celui-ci réagira, une fois formé, avec le monoxyde d'azote dont l'apport est constant L'ozone sera donc consommé au niveau des agglomérations et généralement présent en faible quantité. 3. En s'éloignant des villes mais en restant sous leur panache, la quantité de précurseurs émis va diminuer. L'ozone ne réagira plus avec le monoxyde d'azote alors que l'ensemble des autres réactions va se poursuivre lors du déplacement des masses d’air. Ici la concentration en ozone va augmenter car l’ozone formé n’est plus détruit comme dans le cas précédent. Le transport entraînera par ailleurs un léger décalage dans le temps entre l'apparition du pic de pollution en zone urbaine et en zone suburbaine ou rurale. Echelles d'études de l'ozone Les effets de la pollution photochimique se manifestent à différentes échelles d'espace et de temps. De nombreuses études montrent que lors d'un épisode de pollution dû à l'ozone, les plus fortes concentrations sont enregistrées sous le vent d'agglomérations. Echelle locale : L'échelle locale caractérise les problèmes de pollution que l'on rencontre au voisinage des sources de rejets : sites industriels, axes de circulations... Les sources sont à l'origine de pollutions primaires présentant des risques pour la santé humaine voire des nuisances olfactives. L'échelle locale comprend les pôles urbains et leur couronne. L'importante présence de COV et de NOx conduit à une consommation de l'ozone. Un éloignement du centre diminue l'action du piégeage de l'ozone mais, dans la plupart des cas, ce phénomène reste important. Echelle régionale : La pollution de l'air n'est pas seulement circonscrite aux grandes métropoles. A l'échelle régionale, son caractère devient acide ou oxydant. La modification du rapport entre les COV et les NOx confère un rôle prédominant aux réactions de formation de l'ozone. A l'échelle régionale, les pointes de pollution sont donc enregistrées à quelques dizaines de kilomètres des centres urbains, dans des zones au tissu urbain lâche voire dans des zones rurales. Par extension, on peut prendre comme échelle régionale celle correspondant au transport d'échelle synoptique liée aux grands systèmes météorologiques (anticyclone et dépression). En effet, de nombreux programmes scientifiques de surveillance de la qualité de l'air en zone rurale ont été mis en place lorsque les scientifiques ont pris conscience du problème des transports de polluants sur de longues distances (plusieurs centaines de kilomètres). Ces stations régionales d'un caractère un peu particulier doivent être représentatives d'une "région", au sens climatologique du terme, c'est à dire représenter différents flux climatologiques arrivant sur une zone donnée. Echelle planétaire : Même s'il existe une dissymétrie entre les deux hémisphères, l'atmosphère planétaire n'est plus épargnée par la pollution. Les stations à caractère planétaire doivent apporter des renseignements sur la troposphère au sens global (réservoir de fond). Elles fournissent une information sur les évolutions à long terme de la composition de l'atmosphère. Contact : Joelle COLOSIO Tél : 01 47 65 20 52 E-mail : joelle.colosio@ademe.fr |