Smog hivernal : les cheminées sont pires que les voitures

Pendant les jours de smog hivernal, la combustion du bois représente en Suisse la principale source de particules fines carbonées, délétères pour la santé.

C’est ce que montre une vaste étude, menée dans notre pays sur la pollution aux poussières fines. Elle a duré cinq ans et a été conduite par des scientifiques de l’Institut Paul Scherrer (PSI), de l’Université de Berne et de l’EPF Zurich.

L’expression « poussières fines » désigne des particules en suspension dans l’air, dont le diamètre n’excède pas 10 milliers de millimètres (10 micromètres). Alors que les plus grosses d’entre elles sont arrêtées dans la gorge et le nez, les plus petites, d’un diamètre maximum de 2,5 micromètres, peuvent atteindre les poumons et, de là, la circulation sanguine. La poussière fine peut causer des atteintes aux voies respiratoires et cardiovasculaires. Il a été démontré que des concentrations élevées de particules fines dans l’air entraînent des taux plus importants de mortalité. En Europe, la poussière fine représente l’une des formes de pollution les plus délétères pour la santé.

Une nouvelle étude, à laquelle le PSI a participé, s’est penchée sur la pollution aux poussières fines en Suisse en cas de smog hivernal. Lors de leurs mesures, les chercheurs ont utilisé la technique du C-14 (carbone 14), qui permet de déterminer l’origine (fossile ou non fossile) de la poussière fine sur la base de la teneur en carbone radioactif d’un échantillon.

Dans le cadre de cette étude, les mesures de C-14 des échantillons de poussières fines ont été conduites pendant cinq ans, à 16 stations de mesure, situées au Nord (11 stations) comme au Sud (5 stations) des Alpes. Afin d’obtenir un tableau aussi réaliste que possible, les données ont été recueillies dans des stations situées en villes, mais aussi en agglomération, dans des villages et dans des vallées alpines. De par la densité des stations de mesure et la longueur de la période d’observation, cette analyse de C-14 est unique au monde.

Les échantillons analysés couvraient cinq journées, pendant lesquelles la valeur limite européenne et suisse pour la pollution due aux poussières fines a été dépassée. Ces échantillons ont été recueillis à toutes les stations de mesure, au fil de cinq hivers. L’étude ne se penche donc pas sur les valeurs moyennes de la pollution aux poussières fines sur un hiver, mais sur des extrêmes typiques du smog hivernal.

Déterminer l’origine grâce au carbone radioactif

Les scientifiques du PSI ont utilisé la méthode C-14 pour déterminer si le carbone présent dans la poussière fine était d’origine fossile ou non fossile. Cette technique est basée sur le fait que les combustibles fossiles ne contiennent que la forme non radioactive du carbone. Par contre, la biomasse non fossile, comme le bois, contient des traces de la forme radioactive du carbone (C-14) qui se forme en continu dans les couches supérieures de l’atmosphère. La biomasse l’absorbe par le biais du CO2 contenu dans l’air. Le C-14 est une variante lourde (un isotope) de l’atome de carbone et il est un milliard de fois moins fréquent dans l’atmosphère que l’isotope le plus courant – le C-12 qui, lui, est stable. Contrairement au C-12, le C-14 est radioactif et se désintègre avec une demi-vie de 5730 années. Pendant les millions d’années que dure la génèse de combustibles comme le pétrole, le gaz ou le charbon dans certaines couches de la Terre, le C-14 se désintègre complètement. C’est pourquoi, contrairement à la biomasse « fraîche », les substances fossiles n’en contiennent plus.

Par ailleurs, l’analyse de la teneur en carbone des poussières fines a distingué carbone élémentaire et carbone organique. Le carbone élémentaire (un composant important de la suie), se forme au cours du processus de combustion incomplète, alors que le carbone organique peut provenir de toutes sortes de sources – de la combustion du bois, du trafic, des émissions des forêts et de la cuisson. « Extraire séparément ces deux variantes de carbone des échantillons de poussières fines pour la mesure de C-14 a représenté un grand défi, explique Peter Zotter, doctorant au PSI, qui a accompli ce travail. C’est un art que, dans le monde, seuls quelques groupes de recherche maîtrisent, et il a été rendu possible dans cette étude grâce à la collaboration entre le PSI et l’Université de Berne. »

Smog hivernal : les cheminées sont pires que les voitures

Le carbone élémentaire (EC, appelé aussi la suie ou carbone noir) ne peut être émis que lors de processus de combustion, ce qui rend la détermination de sa source relativement simple : la plupart du temps, son origine se situe dans les moteurs à combustion des véhicules, ou dans des fours à bois. En Suisse, les émissions fossiles de carbone élémentaire issues de l’industrie, des chauffages à gaz et au mazout restent marginales, tout comme les émissions non fossiles dues aux feux de forêt, aux usines d’incinération des déchets et aux grillades. Cela signifie que la part fossile peut être entièrement attribuée au trafic, et la part non fossile aux poêles et aux fours à bois.

La donne est plus complexe dans le cas du carbone organique. Ce dernier peut en effet résulter d’une multitude de sources : de la combustion du bois, du trafic, mais aussi de certaines sources biogènes comme les émissions des forêts et la cuisson. Par ailleurs, la poussière fine organique peut être émise directement, ou se constituer dans l’atmosphère par la transformation d’hydrocarbures volatils gazeux en particules fines.

Lors de cette étude, le carbone organique non fossile a pu être attribué majoritairement à la combustion du bois, car en Suisse, les émissions des forêts sont pratiquement inexistantes pendant l’hiver et les émissions liées à cuisson représentent une part plus petite. Un autre élément étaie l’hypothèse de la combustion du bois comme source principale : la concentration du carbone organique non fossile est corrélée à celle du lévoglucosan. Or, le lévoglucosan est une molecule qui se constitue à partir de la décomposition par la chaleur (pyrolyse) de la cellulose, principal composant du bois. C’est donc un marqueur de la combustion du bois.

Différences entre le Nord et le Sud des Alpes

Les mesures de C-14 brossent un tableau différent de la pollution aux particules fines pour le Nord et le Sud de la Suisse : au Nord des Alpes, selon les stations, la part non fossile de carbone organique dans la poussière fine se situe entre 70 et 87%. Cela signifie qu’au Nord des Alpes, la part fossile, et donc la part de carbone organique attribuable au trafic routier, s’élève au maximum à 30%. Au Sud des Alpes, la part attribuable aux moteurs à combustion est encore plus faible : la pollution par carbone organique due à la mobilité s’élève au plus à 19%. La prépondérance de la part non fossile au Nord comme au Sud signale clairement l’importance des chauffages à bois dans les pics hivernaux de pollution aux poussières fines.

Un tableau que confirment les données de mesure concernant le carbone noir. Certes, à la plupart des stations, cette pollution était avant tout d’origine fossile et donc liée au trafic. Toutefois, sur certains sites, trafic et chauffage à bois sont responsables dans des proportions semblables en ce qui concerne la pollution au carbone noir. Dans le Schächental (canton d’Uri), les fours au bois sont à l’origine de 70%, à San Vittore dans les Grisons de 66% de cette pollution.

Des fours à bois plus performants au Nord

L’étude conclut qu’il faut mettre davantage les fours à bois au centre des mesures de réduction de la pollution aux poussières fines en Suisse. Notamment parce qu’au niveau du trafic, il faut s’attendre à l’avènement de nouvelles règlementations sur les réductions des émissions de particules fines. Une possibilité serait d’encourager les fours à bois modernes plus performants. Ils émettent moins de carbone noir et surtout moins de composés organiques carbonés, car ils assurent une combustion plus complète. Or dans le cadre de cette étude, les chercheurs du PSI ont découvert que les fours à bois sur le plateau suisse, où l’habitat est dense, émettaient proportionnellement moins de carbone organique – un indice que les fours à bois utilisés dans cette région sont plus performants que ceux du Sud des Alpes.

Cette étude a été soutenue financièrement par l’Office fédéral de l’environnement, les cantons de Bâle-Ville, de Bâle-Campagne, des Grisons, de Soleure, du Tessin et du Valais, par le réseau de surveillance de la qualité de l’air OSTLUFT et par l’entreprise inNet Monitoring AG, ainsi que par la Principauté du Lichtenstein.

Texte: Institut Paul Scherrer/Leonid Leiva

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34 Commentaires sur "Smog hivernal : les cheminées sont pires que les voitures"

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Dan1
Invité

L’écologie appliquée, ça n’intéresse personne ? Apparemment la flamme verte était noire, bizarre pour les promoteurs de la combustion de biomasse. Mais on le savait déjà, sauf que certains ferment les yeux et préfèrent se tourner vers le diésel ! Et on voit que la radioactivité sert la science.

Dan1
Invité
D’abord flamme verte, c’était pour l’image, je parlais globalement du chauffage au bois… comme les Suisses : “Les mesures de C-14 brossent un tableau différent de la pollution aux particules fines pour le Nord et le Sud de la Suisse : au Nord des Alpes, selon les stations, la part non fossile de carbone organique dans la poussière fine se situe entre 70 et 87%. Cela signifie qu’au Nord des Alpes, la part fossile, et donc la part de carbone organique attribuable au trafic routier, s’élève au maximum à 30%. Au Sud des Alpes, la part attribuable aux moteurs à… Lire plus »
Dan1
Invité

Le chauffage au bois sans émissions… Bon là, vous êtes à court d’argument et vous passez à fond en mode troll !

Sicetaitsimple
Invité

Il serait bon, vous qui êtes un tenant des feux agricoles ( c’est du moins ce qui se dit même si ce n’est pas tout-à-fait exprimé comme ça), de ne pas faire de procès en trollisme aussi rapidement. Le chauffage au bois sans émissions, ça existe, au moment où on le coupe ( à la scie et à la hache bien sûr). C’est très réchauffant!

sunny
Invité

Touche pas à mon électricité nucléaire! Faut dire que Dan1 et Sicétaitsimple s’y connaissent en émissions cancérigènes, celle qu’ils apprécient le mieux sont particulièrement virulentes et ont une durée de vie de plus de 10 000 ans. Ils assument volontier ce risque pour les autres et pour les générations futures dont ils n’ont que faire. Des gens responsables qui n’ont qu’un seul critère, le prix de leur facture d’électricité sur le court terme.

Sicetaitsimple
Invité

Il y a du chauffage au bois sans émissions? Si c’est le cas, adressez-vous en premier lieu à Chelya. Je n’ai rien contre le chauffage au bois, c’est une composante du mix energétique, mais nier le fait qu’il soit emetteur de polluants notamment avec de vieux systèmes ( mais aussi avec du “flamme verte”), c’est juste nier la réalité.

sunny
Invité
La prise de conscience écologique est très récente, je vous l’accorde. Le parc ancien d’appareils de chauffage au bois (type cheminées à foyer ouvert) est une catastrophe écologique (très faible efficacité,rendement médiocre et polluant). Les nouveaux appareils flamme verte ont permis de réduire de 30 fois les émissions de particules par rapport aux cheminées “d’agréments “. C’est pour cela que l’initiative Flamme verte est une très bonne chose. La critiquer est une connerie. Il n’est pas question de nier qu’il n’y a pas pas d’émission, il y en an juste 30 fois mois avec les nouveaux appareils. Après pour le… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

Elle est excellente celle-là! Vous voulez me dicter mes occupations? Alors, je ne suis pas forcément un fan du gaz, mais vous pouvez nous faire le comparatif entre les émissions d’un chauffage bois “moderne” et d’une chaudière gaz, sur les principaux polluants que sont NOx, CO, et poussières? Et surtout n’oubliez pas la référence de teneur en oxygène. Merci d’avance pour le tableau comparatif que vous n’allez pas manquer de nous fournir. PS; vous me direz après à quel moment j’ai suggéré de remplacer le chauffage bois par du chauffage electriqque, mais seulement après.

Dan1
Invité
A sunny Et vous, vous n’avez rien de mieux à faire un dimanche que de tenter (vainement et avec des trop gros sabots) une diversion vers le nucléaire que personne n’a évoqué ! Pour le cancer, je vous signale que rien qu’en France où il y a tout de même plus de 500 000 morts par an, le tiers meurt de cancer. Mais dites nous combien meurt de cancer nucléaire électrogène ?? Combien vont en mourir dans les prochaines génération, surtout avec des déchets ultimes confinés à 500 mètres sous terre ? Vous pouvez me donner la demi-vie des produits… Lire plus »
sicetaitsimple
Invité
Même heure, même titre entre le post de Dan1 et le mien! Encore une conspiration…. A sunny: que ça ne vous empêche pas de faire un vrai tableau de comparaison entre les émissions d’un chauffage gaz et d’un chauffage bois ” moderne” sur les trois polluants suggérés (vous pouvez étendre). Pour tout vous dire vu que vous inquietez de mon emploi du temps, je partage mon temps entre la ville ( avec un chauffage gaz) et la campagne ( avec un chauffage majoritairement bois “flamme verte” et honte à moi un petit complément d’électricité). Donc j’attends avec impatience le tableau… Lire plus »
sunny
Invité
Contre feu Est-ce que je vous ai parlé de la combustion d’une chaudière gaz. Je ne fais pas l’apologie du chauffage gaz même si cette énergie semble moins polluante que le charbon et le fioul. Le gaz naturel reste extrêment polluant du fait des fuites qui parsément le réseau (plus de 2 % de la production mondiale) et de son mode d’extraction. Sinon, quand un pro nuke s’amuse à dénigrer une filière de chauffage renouvelable en jouant sur les mots (“pas d’émissions”, “peu d’émissions”) et en prenant les gens pour des imbéciles, c’est généralement pour faire la promotion du chauffage… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

panique à bord, l’autre il me parle de comparaison ( de chiffres comparatifs) entre gaz et bois……Mais je ne sais pas! Donc, revenir aux fondamentaux : “Pronuke”, “joue sur les mots” “les fuites”, et surtout le “chauffage electrique si possible d’origine nucléaire”.Ouf, heureusement que j’ai fait le stage! Sunny, no panic! La question, c’est simplement quelles émissions ( NOx, CO, poussières) entre une chaudière gaz moderne et une chaudière ( ou un poêle) bois moderne. Ca a juste rapport avec les émissions cancérigènes virulentes que vous évoquiez un peu plus haut. Alors?

sunny
Invité

Chaudière gaz à condensation, plancher chauffant et panneau ST (eau chaude sanitaire uniquement). Pas possibilité d’avoir une cheminée et pas de raccordement à un réseau de chaleur, pas de maison de campagne non plus.

sunny
Invité

J’aurais du m’en douter avec votre obsession de vouloir limiter au maximum votre facture énergétique. Faire des économies avec du chauffage électrique, c’est compliqué. Pour ceux qui travaille à EDF, c’est différent.

Sicetaitsimple
Invité

Que vous ayez un comportement vertueux, parfait. Mais on attend le tableau, car votre cas individuel n’est pas plus que le mien représentatif.

sunny
Invité

Continuer à prendre les gens pour des imbéciles “stage”, la condescendance est un de vos petits défauts. Tout le monde sait que la combustion d’une chaudière gaz n’est pas très polluante. Pour le CO, cela doit dépendre de l’entretien. Une étude par rapport à l’état actuel du parc? Je n’en connais pas. Le principal problème du gaz, ce sont les émissions de méthane et de CO2, ce qui dans la question du réchauffaement climatique n’est pas une mince affaire

Dan1
Invité

Pour revenir à l’article et au chauffage au bois, c’est un problème déjà ancien dont on a parlé en 2008 avec les canadiens : L’étude CARBOSOL avait déjà mis en évidence… cette évidence : le chauffage au bois ça produit beaucoup de particules.

sunny
Invité

Egalement remarqué que vous aimez bien effectuer vos petit travaux de recherche par les autres.

sunny
Invité

Egalement remarqué que vous aimez bien effectuer vos petit travaux de recherche par les autres.

Sicetaitsimple
Invité

Si c’est la comparaison avec le gaz qui vous chagrine, laissons tomber. Mais c’est quoi les émissions d’un système individuel moderne (flamme verte) de combustion de bois ( NOx, CO, particules)? “du chauffage au bois sans émissions” dixit Chelya ( à 16:17)qui semble être votre gourou?

sunny
Invité

D’où l’interêt de promouvoir les systèmes de chauffage flamme verte, pour réduire les émissions de ces particules.

Dan1
Invité
Evidemment que c’est mieux d’avoir des foyer flamme verte plutôt que rien du tout ou un label de niveau inférieur. Ces comme si vous me disiez qu’il est préférable d’avoir un diésel Euro 6 plutôt qu’un Euro 3 ou 4 ou Euro rien du tout. Mais il n’en reste pas moins que au Canada, en Suisse ou en France, le chauffage au bois dans des zones très denses (urbain et périurbain) n’est pas une bonne idée si vous voulez faire baisser les taux de particules en hiver. Personnellement les particules ne me dérangent pas trop, mais pour ceux que cela… Lire plus »
sunny
Invité
Remarquer que personne n’a nié la réalité de ce problème, qui se pose surtout dans les zones urbaines très denses (région parisienne notamment). La question de remise aux normes des chaufferies existantes peut se poser pour limiter au maximum cette pollution. Eu Europe, il existe des directives. Ces mêmes directives qui obligent les centrales charbon obsolète à ce convertir au granulé de bois (Drax au RU). On a le même problème pour les centrales d’incinération. Pour une fois, on a été trop à l’avance par rapport aux autres pays de l’Union européenne et nos UIOM sont beaucoup plus polluantes que… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

“Ces mêmes directives qui obligent les centrales charbon obsolètes à se convertir au granulé de bois (Drax au RU).” Allez-y, expliquez nous!

Sicetaitsimple
Invité

“Pour le coup, TIRU (filiale d’EDF) aurait beaucoup de progrès à faire sur son parc.” Ca ne fait pas de mal de se défouler au passage sur EDF…en cherchant les émissions d’un poêle à bois. Mais êtes vous bien sûr que “le parc de TIRU” soit son parc? A ma connaissance (je peux me tromper à la marge sur quelques exemples), TIRU n’est qu’exploitant, non? Si il y a des investissements à faire, c’est aux collectivités locales propriétaires de les faire.

sunny
Invité
Sicetaitsimple
Invité

Je n’ai pas besoin de la directive IED, je la connais. Mais de comprendre toute la substantifique moelle écologique qui conduit à convertir Drax à la biomasse.

sunny
Invité

Oui, Oui, ils doivent gérer cela entre eux, pour que cela ne coûte pas très cher et que tout le monde y gagne. A partir d’un moment, il faudra bien respecter les nouvelles normes ….

sunny
Invité

Question con Ça doit être une question de réduction d’émission de CO2, de part renouvelable à augmenter. Mais je pense les histoires de transposition du Paquet Climat énergie, vous devez connaître. Les Renewables Obligation et les Contrats de Différence, chez eux.

sunny
Invité

Par habitant, on est quand même loin d’être premier de la classe (14e). Et encore il y a encore un paquet de cheminée ouverte à remplacer par des foyers fermés et poeles labelisée flamme verte. Mais bon, on progresse ça c’est une certitude?

Dan1
Invité

A sunny “Par habitant, on est quand même loin d’être premier de la classe dans l’UE (14e)” Ben oui, mais on est quand même premier ou deuxième producteur ou consommateur de biomasse solide dans un pays assez peuplé. Et on est devant l’Allemagne par habitant et pour la consommation de chaleur issue de la biomasse.

Sicetaitsimple
Invité

Chelya nous dit: “Sur Drax : bois = pas de souffre, c’est moins cher de passer au bois que de se caler aux normes d’émissions de la LCP directive”. Pour Drax, peut-être. Mais pour le consommateur anglais, pas sûr! 105£/MWh….

sunny
Invité
On a quand même beaucoup de progrès à faire en matière de chaufferie, réseau de chaleur et centrale CHP. Je ne dis pas que depuis 2009 on ne fait rien avec le Fonds Chaleur qui reste un plan ambitieux, mais on part de loin. En France, l’essentiel du bois énergie cela reste encore pour chauffer les petits oiseaux dans des systèmes de chauffage à faible rendement. Là encore, le gouvernement fait l’effort (crédit d’impôt) pour renouveler le parc de systèmes de chauffage. Ainsi en 2013, les ventes d’appareils de chauffage au bois augmentent, dans le prolongement des années antérieures. Avec… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité

Ce sont des £, pas des €.

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