La recherche sur les particules atmosphériques

ARTICLE

Auteur(s) : Yvon le Moullec¹, Pascale Ebner², Alain Weill³

1. Laboratoire d’hygiène de la ville de Paris 11, rue George Eastman 75013 Paris 
Tél. : 01 44 97 88 30 
Fax : 01 44 97 87 55
<Yvon.LeMoullec@mairie-paris.fr>
2. Ministère de l’Écologie et du Développement durable Direction des études économiques et de l’évaluation environnementale Service de la recherche et de la prospective 20, avenue de Ségur 75302 Paris 07 SP 
Tél. : 01 42 19 17 29 
Fax : 01 42 19 17 71 
<Pascale.Ebner@environnement.gouv.fr>
3. CETP/CNRS/IPSL 10-12 avenue de l’Europe 78140 Vélizy 
Tél. : 01 39 25 49 00 
Fax : 01 39 25 49 22
<alain.weill@cetp.ipsl.fr>

L’aérosol atmosphérique est constitué par l’ensemble des particules solides et/ou liquides en suspension dans l’air ; son spectre dimensionnel est très large puisqu’il recouvre plusieurs ordres de grandeur allant de 0,001 µm à 100 µm. Certaines particules sont émises directement dans l’air par des sources naturelles et anthropiques, mais une part importante est aussi générée au sein même de l’atmosphère suite à des phénomènes de nucléation et de condensation faisant intervenir la phase gazeuse.

Contrairement à d’autres indicateurs de qualité de l’air, ces particules atmosphériques ne constituent pas une entité chimique bien définie mais un mélange hétérogène dont chaque élément est caractérisé par un état (liquide ou solide), une granulométrie, une composition chimique et une dynamique d’évolution dans l’atmosphère. Leur diversité s’exprime aussi selon leur origine (naturelle, anthropique urbaine ou industrielle, intérieure aux bâtiments) ou leur nature (physico-chimique ou microbiologique).

S’agissant de la surveillance de la qualité de l’air, les indices particulaires initialement utilisés en Europe (indice de fumée noire) ou aux États-Unis (particules totales en suspension) sont aujourd’hui remplacés par la mesure des particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 µm (PM₁₀) ou à 2,5 µm (PM_2,5). Cependant, si la majorité de la masse est associée aux particules de diamètre supérieur à 0,1 µm, c’est plus de 90 % des particules qui, en nombre, ont des dimensions inférieures à 0,1 µm. C’est pourquoi l’intérêt se porte aujourd’hui vers la fraction ultrafine de l’aérosol, souvent d’origine anthropique, et susceptible de pénétrer au plus profond de l’appareil respiratoire et d’y induire des impacts sanitaires importants.

Les effets sur la santé de l’aérosol émis par les sources de combustion fixes et mobiles ainsi que par les procédés industriels sont connus depuis longtemps. Dès 1930, dans la vallée de la Meuse, puis en 1952 et 1956 à Londres, un fort excès de mortalité avait été observé pendant les périodes de smog intense. Malgré les progrès réalisés depuis cette époque et la disparition de tels épisodes aigus, de nombreuses publications scientifiques soulignent, ces dernières années, le rôle des particules atmosphériques dans la survenue d’une vaste gamme d’effets sanitaires, fonctionnels et biologiques et leur impact sur l’écosystème et le bâti. Il faut également souligner que, au quotidien, l’exposition aux particules atmosphériques associe aérosols chimiques issus de sources extérieures et intérieures et allergènes biologiques (acariens, poils d’animaux, pollens…).

C’est pourquoi la pollution atmosphérique particulaire fait aujourd’hui partie des grandes questions d’actualité. De fait, des interrogations subsistent à plusieurs niveaux tant sur les inventaires d’émission que sur l’évolution et le vieillissement des aérosols dans l’atmosphère ou sur les techniques de prélèvement et d’analyse qui ne sont pas toujours exemptes d’artéfacts. S’agissant des effets sur la santé, si de nombreuses études épidémiologiques mettent en évidence des effets des particules urbaines à court terme, cet impact est moins bien documenté sur le long terme. Au plan toxicologique, des travaux sont également attendus, dans le but, notamment, de trouver des explications causales aux données épidémiologiques qui associent la pollution particulaire à la mortalité et à la morbidité respiratoires et cardiovasculaires.

C’est dans ce contexte que les responsables du programme PRIMEQUAL-PREDIT ont décidé de faire le point sur les connaissances dans le domaine des particules atmosphériques, en organisant en collaboration avec le Programme national de chimie atmosphérique (PNCA) un séminaire de réflexion et en confiant à différents groupes de travail la rédaction d’un état de l’art. Ce travail a conduit au lancement d’un appel à propositions de recherche lancé en 2003 et auquel de nombreux chercheurs ont répondu.

PRIMEQUAL-PREDIT, qui existe depuis 1995, est un programme de recherche sur la qualité de l’air soutenu par le Ministère de l’Écologie et du Développement durable (MEDD) et l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME), en liaison avec le ministère chargé de la Santé ; il est plus particulièrement tourné vers les questions de recherche finalisée, agissant ainsi en complémentarité du PNCA piloté par le CNRS/INSU. Il vise à améliorer les connaissances, comme appui aux politiques publiques, et son objet est de fournir aux décideurs et aux gestionnaires les bases scientifiques et les outils permettant de prendre les mesures les plus efficaces pour améliorer la qualité de l’air et réduire les risques pour la santé et l’environnement.

Les articles qui suivent et qui ont été rédigés à la suite du séminaire de réflexion font le point sur l’état des connaissances dans le domaine des impacts sur la santé par les approches toxicologiques et épidémiologiques. n