Les composés gazeux aromatiques plus élevés à Paris qu’à Los Angeles

D’où proviennent les hydrocarbures volatils, autres que le méthane, présents dans l’atmosphère des villes ? Essentiellement des véhicules à essence [1], selon les travaux d’une équipe franco-américaine [2] impliquant en France des chercheurs de plusieurs laboratoires spécialisées**.

Cette étude met également en évidence que la part en composés gazeux aromatiques [4] dans les émissions d’hydrocarbures est deux à trois fois plus riche dans les panaches de pollution parisiens que dans ceux de Los Angeles, même si la quantité totale d’hydrocarbures émis à Los Angeles reste beaucoup plus élevée qu’à Paris. Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue Journal of Geophysical Research.

Les composés organiques volatils (COV), parmi lesquels les hydrocarbures (molécules constituées uniquement de carbone et d’hydrogène), sont des polluants atmosphériques majeurs et des précurseurs de composés nocifs (comme l’ozone troposphérique ou les aérosols organiques secondaires). En zone urbaine, les sources d’émission des COV par les activités humaines sont nombreuses : la distribution, le stockage et la combustion de combustibles fossiles, ainsi que les activités faisant appel à l’utilisation des solvants, en font partie. Mais, si ces sources sont bien connues, il n’existe pas encore de consensus sur leur importance relative alors qu’elle s’avère indispensable pour estimer leurs impacts.

Une équipe internationale impliquant des scientifiques français a réalisé en 2009 et 2010, dans le cadre des programmes MEGAPOLI [5] et CALNEX, deux campagnes consacrées aux principaux polluants atmosphériques, dont les COV, dans les mégapoles de Paris et de Los Angeles. A l’aide de chromatographes en phase gazeuse déployés au sol et d’un spectromètre de masse à transfert de protons embarqué à bord de l’avion de recherche français ATR-42, elle a mesuré les teneurs de ces polluants dans les panaches de pollution de ces deux villes.

En comparant les données obtenues à d’autres déjà disponibles pour plusieurs villes d’Europe et des États-Unis, elle a d’abord confirmé qu’en zone urbaine les hydrocarbures volatils autres que le méthane [6] (soit des composés comprenant de 2 à 12 atomes de carbone) proviennent essentiellement des véhicules automobiles. Une conclusion qui va dans le sens de précédents résultats [7]. Les chercheurs ont ensuite constaté que les proportions de ces hydrocarbures sont identiques d’une ville à l’autre (malgré une plus grande utilisation du diesel en Europe qu’aux États-Unis), et qu’à Los Angeles, elles ne varient pas durant le week-end, période où le trafic des poids lourds diesel diminue significativement. Ils ont ainsi pu conclure que les motorisations à essence constituent probablement la principale source des hydrocarbures volatils dans les agglomérations.

Cependant, les chercheurs ont relevé une particularité en région parisienne pour les hydrocarbures volatils aromatiques [8] autres que le benzène. En effet, l’étude montre que les proportions en ces composés sont à Paris, deux à trois fois plus élevées qu’à Los Angeles ou dans les autres villes d’Europe étudiées. Leur concentration dans la capitale française n’est cependant que 1,5 fois plus forte que dans la ville américaine du fait d’une plus forte pollution globale aux hydrocarbures volatils à Los Angeles. Pourquoi une telle différence entre ces deux villes ? Les composés aromatiques volatils autres que le benzène [9] sont des composants majeurs des essences. Or, leurs teneurs dans les essences varient d’un pays à l’autre. Elles sont plus faibles en Californie qu’en France en raison d’une réglementation plus restrictive. Voilà qui pourrait constituer un début d’explication. Les raisons de cette concentration élevée en hydrocarbures aromatiques volatils dans les panaches de pollution parisiens ainsi que son impact sur la formation de nouvelles particules organiques restent à élucider.

* Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphériques (LISA/IPSL3, CNRS / UPEC / Université Paris Diderot) – Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines).

Notes :
1 Ces hydrocarbures volatils ne sont qu’une partie de la pollution automobile et ne concernent pas les émissions de particules émises par le parc automobile.
2 Cooperative institute for research in environmental sciences (University of Colorado), Earth System research laboratory (NOAA) et Department of atmospheric sciences (University of California)
3 IPSL ou Institut Pierre-Simon Laplace regroupe six laboratoires en sciences de l’environnement dont le LISA et le LSCE
4 En dehors du benzène
5 Voir : Consulter le site web
6 Le méthane est le plus simple des hydrocarbures (CH4).
7 Gros et al., 2011, Gaimoz et al. 2011
8 Les hydrocarbures aromatiques sont des composés de la famille du benzène.
9 La concentration du benzène dans les carburants est limitée à 1% en volume.

Références :
Emission ratios of anthropogenic VOC in northern mid-latitude megacities: observations vs. emission inventories in Los Angeles and Paris. Borbon, A., J. B. Gilman, W. C. Kuster, N. Grand, S. Chevaillier, A. Colomb, C. Dolgorouky, V. Gros, M. Lopez, R. Sarda-Estève, J. S. Holloway, J. Stutz, H. Petetin, S. A. McKeen, M. Beekmann, C. Warneke, D. D. Parrish, and J. A. de Gouw, Journal of Geophysical Research, Première mise en ligne le 27 février 2013. Volume 118, Issue 4. Pages 1585–2083. doi:10.1029/2012JD018235.