CONSÉQUENCES DE LA POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE CHAPITRE VI CONSÉQUENCES DE LA POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE Sanitaires Aggravation de l’effet de serre Pluies acides

VI.1 – AGGARVATION DE L’EFFET DE SERRE VI 1.1 – Généralités sur l’effet de serre 1° - Effet de serre naturelle

Tableau - VI.1: les principales dates de découvertes et des prévisions 2° - Chronologie de la mise en évidence de l’effet de serre Année Événements Prévisions 1827 Première description de l'effet de serre Fourier décrit le phénomène du réchauffement climatique par effet de serre . 1873 Fondation à Vienne de l’ Organisation Météorologique Mondiale marque le début des observations météorologiques standardisées. 1895 Première analyse de l'effet de serre La mise en cause par S. Arrhénius des émissions de CO2 dans l’accroissement de l'effet de serre, qui pourraient entraîner une hausse de la température moyenne de la terre. 1957 Mesures systématiques du CO2 Relance le débat sur la responsabilité de l'homme dans le changement climatique (G. Plass). 1967 Premières prévisions de réchauffement. Prévision d’un doublement de taux de CO2 au début du XXI siècle et une élévation de la température moyenne de l'ordre de 2,5°C. Tableau - VI.1: les principales dates de découvertes et des prévisions

Approximativement: sur le 100% du rayonnement solaire:

L'albédo est le rapport de l’énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 100 avec 0 correspondant au noir, pour un corps avec aucune réflexion, et 100 au miroir parfait.

Substance Albédo (%) Corps noir 0 Lave 4 Basalte 5 Océans 7 Forêts 5-10 Sol noir (cendres) 5-16 Sol 16 Champs 14-17 Béton 17-27 Sable 25-30 Chaux 36 Glace 30-50 Neige tassée 52-81 Craie, Papier 85 Neige Fraîche 81-92 Miroir parfait 100

Effet parasol des poussières Les aérosols et les nuages, faisant écran au rayonnement solaire, agissent comme un parasol et tendent à refroidir le système Terre-atmosphère. Le bilan radiatif et sa perturbation anthropique : estimation de l’impact de l’effet de serre et de l’effet parasol sur le bilan énergétique de la Terre. Crédit : CNES, 04/2006

3° - Effet de serre additionnelle Gaz Absorption IR (mm) Concentration actuelle(1998) Durée de vie ( ans ) Taux de croissance CAES % PRG CO2 13 à 18 365 ppm  5 -200 1,5ppm/an 50 1 CH4 7 à 8 1,74 ppm 10 -14 7,0 ppb/an 18 10 à 80 H2O < 8,5 et > 12 - O3 9 à 10 0,01-0,05 4 faible N2O 8 à 8,5 0,315 ppm 114 0,8 ppb/an 8 200 à 400 CFC-11 7 à 13 0,268 ppb 55 9 ppt/an 65 CFC-12 0,48 ppb 30 17 ppt/an 130 HFC 14 ppt 2 -250 0,55 ppt/an 150 -11900 PFC 1 ppt/an 6500 à 9200 SF4 23900 CAES : Contribution additionnelle à l’effet de serre PRG : Potentiel de réchauffement des différents gaz par unité de volume rapporté à l’effet de CO2 Caractéristiques des gaz à effet de serre

4° - L’évaluation des émissions, dans l’atmosphère Inventaire SECTEN: données nationales sont présentées selon un format qui met davantage l’accent sur les aspects sectoriels et énergétiques Secteur Contribution Résidentiel, tertiaire et commercial 23 % Transports routiers 21 % Autres modes de transport 1 % Extraction, transformation et distribution d’énergie 13 % Agriculture et sylviculture 12 % Industrie y compris traitement des déchets 24 % Trafic maritime international et aérien 3 % Nature et autres Source : Citepa , données 1995 Les contributions sectoriels à l’effet de serre en France selon l’inventaire (SECTEN)

Inventaire NAMEA : est en cours de développement dans les pays européens, incluant les données nationales et les comptes environnementaux. Permet d’évaluer la contribution aux émissions de polluants des secteurs économiques et industriels identifiés par la nomenclature de l’INSEE Secteur Contribution Production d’électricité et industrie pétrolière 9 % Industrie manufacturière ( hors industrie pétrolière) 24 % Transports particuliers 13 % Services 10 % Construction, mines et carrières non énergétiques 4 % Agriculture et sylviculture et pêche Transport et stockage ( secteur économique) 2 % Trafic maritime international et aérien 3 % Consommation des particuliers autre que transport 18 % Décharges de déchets Autres 1 % Les contributions sectoriels à l’effet de serre selon l’inventaire (NAMEA)

VI.1.2 – LES GAZ À EFFET DE SERRE Les gaz à effet direct Formule Les gaz à effet indirect Le gaz carbonique: CO2 L’ozone : O3 Le protoxyde d’azote: N2O Gaz à faible effet SO2, NOx Le méthane: CH4 Nomoxyde de carbone CO Les CFCs Les hydrocarbures COVNM

VI.1.2.1 – Les gaz à effets directs 1° - Le dioxyde de carbone En France les principales sources d’émission de gaz carboniques sont: Transports routiers Résidentiel et tertiaire Industrie manufacturière Transformation d’énergie Agriculture Centrales électriques thermiques

Évolution des émissions des CO2 en France de1960 à 2006

Explication des quatre scenarii du GIEC A - Le scenario "technologies énergétiques" (ou A1) Regroupe les scenariis : à croissance économique rapide, faible croissance démographique introduction rapide de technologies nouvelles et plus efficaces.

Ils se scindent en 3 sous-groupes en fonction des priorités données au développement des technologies énergétiques: soit une forte présence de combustibles fossiles (le "tout fossile" ou A1Fl), soit la recherche d'un équilibre entre les diverses sources énergétiques (le "mixte énergétique" ou A1B), soit le développement des technologies énergétiques alternatives (le "non-fossile" ou A1T).

B - Le "scenario hétérogène" (ou A2) Se fonde sur l'hypothèse d'un renforcement des identités et des traditions locales, s'accompagnant: d'une démographie plus élevée, d'une évolution technologique et d'une croissance économique plus faibles. C - Le scenario "régional" (ou B2) Des solutions à l'échelle régionale aux problèmes économiques et environnementaux, L’accent mis sur un développement durable local.

D - Le scenario "convergent" (ou B1) Met l'accent sur des solutions mondiales orientées vers une viabilité économique, sociale et environnementale. Monde évoluant rapidement vers des structures économiques dématérialisées, basées sur les services et l'économie de l'information, des technologies plus propres et une meilleure équité.

2° - La vapeur d’eau teneur en eau dépasse rarement 1 % 3° - Le méthane Teneur a passé de 0,7 à 1,7 ppmv en un siècle Taux d'augmentation annuel : 0,8 % En France les principales sources d’émission de gaz carboniques sont: Agriculture Industrie manufacturière Transformation d’énergie Résidentiel et tertiaire

Tableau - VI. 6: Évolution des émissions de méthane CH4 en France de1990 à 2006

4° - Le protoxyde d’azote ou oxyde azoteux - Concentration dans la troposphère de l'ordre de 310 ppbv - Taux d’accroissement de 0,25 % par an. En France, les principales sources d’émission de N2O sont : Agriculture Industrie manufacturière et déchets Transport routier Transformation d’énergie

Évolution des émissions de protoxyde d’azote en France de1990 à 2006

Perfluorocarbures - PFC

6 – Potentiel de réchauffement global ( PRG) Cet indicateur vise à regrouper sous une seule valeur l’effet additionné de toutes les substances contribuant à l’accroissement de l’effet de serre. Conventionnellement, on se limite pour l’instant aux gaz à effet de serre direct: CO2, CH4, N2O, HFC, PFC et SF6. L’effet de serre attribué au CO2 est fixé à 1 et celui des autres substances est attribué relativement au CO2 en « équivalent CO2 ».

( selon les molécules considérées) (selon les molécules considérées) Calcul sur la base d’un horizon fixé à 100 ans: CO2 CH4 N2O HFC* PFC** SF6 1 21 310 140 à 11 700 ( selon les molécules considérées) 6500 à 9200 (selon les molécules considérées) 23900 (*) (valeur pondérée proche de 8700 en 1990 et de 1750 en 1999) (** ) valeur pondérée proche de 7100 en 1990 et en 1999 mais avec des variations inter annuelles Tableau -V.14 : Potentiel de réchauffement global ( PRG) des gaz à effet de serre

Réchauffement climatique V.1.3 - Conséquences Réchauffement climatique Élévation du niveau des mers Famines, santé des populations Crues et sécheresses, précipitations Croissances des mauvaises herbes Modification des courants marins

1995 1864

V.1.4 – Prévention de l’effet de serre Les techniques de prévention de l’effet de serre sont: Réduire la consommation d’énergie Remplacer les énergie fossile par du gaz Interdire les CFC et les HCFC Récupérer le méthane des décharges des déchets Épurer les gaz de combustions des gaz à effet de serre Arrêter la déforestation Utilisation des pots catalytiques dans les véhicules à moteur.

VI.1.5 – Actions Internationales de prévention de l’effet de serre La convention contre les changements climatiques Rio-de -Janeiro ( 9 mai 1992) La conférence de Kyoto (10 décembre 1997) La conférence de Buenos-Aires (2 au 13 novembre 1998) VI.1.6 - Action menée en France Le renforcement de la réglementation thermique dans l'habitat. Incitations fiscales aux économies d'énergie. Réduire la consommation énergétique des véhicules.

VI.2 - PLUIES ACIDES VI.2.1 – Généralités sur le phénomène Le dioxyde de carbone en solution aqueuse à un pH d’équilibre égal à 5,6. Toute pluie, commence à être acide lorsque son pH < 5,6.

VI.2.2 – Origine des pluies acides Les précurseurs acides les plus abondant sont : les oxydes d’azote (NO)x l’oxyde de soufre SO2 VI.2.3 – Composition des pluies acides Les principaux facteurs d’acidité dans les pluies sont : l’acide sulfurique H2SO4 l’acide nitrique HNO3.

VI.2.3.1 - Transformation chimique de SO2 en acide sulfurique H2SO4 1° - Oxydation de SO2 en phase gazeuse : dans la troposphère 2° - Oxydation de SO2 en phase liquide et en aérosols

VI.2.3.2 - Transformation chimique de (NO)x en acide nitrique HNO3 1° - Oxydation de (NO)x en phase gazeuse : dans la troposphère 2° - Oxydation de (NO)x en phase liquide et aérosols 

Indicateur qui caractérise les quantités d’acides équivalent VI.2.3 – Indicateur acide équivalent (Aeq) Indicateur qui caractérise les quantités d’acides équivalent La mobilisation potentielle de l’ion H+ Les gaz pris en compte : SO2, les NOx et le NH3 Le calcul de l’indice revient à affecter les coefficients suivants: Acide sulfurique: un diacide qui donne 2 équivalents H+: 2/ mSO2 = 2/ 64 = 0,0313 aux émissions de SO2 Acide nitrique: un monoacide qui donne 1 équivalents H+: 1/ m NO2 = 1/ 48 = 0,0217 aux émissions de NOx Ion ammonium: un monocide qui donne 1 équivalents H+: 1/ m NH3 = 1/ 17 = 0,0588 aux émissions de NH3

Évolution des émissions des acides équivalent (Aeq) en France de1980 à 2006

VI.2.5 – La charge critique des pluies acides V.2.6 – Conséquences des pluies acides La santé  Lacs et rivières stérilisés. Les flores et faunes aquatiques La végétation: jaunissement et chute des feuilles Dépérissement des forêts. La carence des sols en éléments indispensables à la croissance : Ca2+,Mg2+, K+. Le vieillissement des batiments et des édifices.

Dépérissement des forêts