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L’air ambiant

L'air ambiant

L’air ambiant est partout, invisible et nous accompagne à chaque instant. Chaque jour nous respirons près de 15 000 litres d’air, d’où l’importance de sa bonne qualité pour notre santé. L’air ambiant joue également un rôle sur notre environnement.

La composition de l’air

L’air est un mélange de gaz. En situation normale, l’air est incolore et inodore. Dans l'atmosphère, sa composition est globalement stable de 0 à 100 kilomètres d’altitude, il est constitué de :

78,1%

de diazote

20,9%

de dioxygène

0,95%

de gaz rares

(Argon, Néon, Hélium...)

0,04%

de dioxyde de carbone

La vapeur d’eau est également un constituant important de l’air. En revanche, sa teneur est variable. Elle est directement liée à la température de l’air. Plus l’air est froid, plus sa teneur en vapeur d’eau sera faible. A l’inverse, un air chaud contient souvent plus de vapeur d’eau.

La pollution de l’air

Selon la loi sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie (1996), la pollution atmosphérique est définie comme : L'introduction par l'Homme, directement ou indirectement, dans l'atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences préjudiciables de nature à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux écosystèmes, à influer sur les changements climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des nuisances olfactives.


Les polluants représentent moins de 0,05 % de la composition de l’air mais cette quantité peut avoir un impact important sur la santé de l'homme et celle des écosystèmes.


Cette définition rend les activités anthropiques responsables de la pollution atmosphérique. Si cela est vrai, il faut néanmoins savoir que les émissions des activités humaines ne produisent pas à elles seules les concentrations respirées par l'Homme. Elles proviennent aussi des mécanismes naturels (volcans, incendies, marécages, physiologie des organismes vivants…).

Les principaux polluants

Les polluants de l’air sont nombreux. Il est possible de les classer selon leur caractéristique (chimique, physique ou biologique), selon leur origine (anthropique ou naturelle), selon leur type de formation (primaire ou secondaire) mais aussi selon leur impact (environnemental ou sanitaire).

Chimiques

 

Dioxyde d'azote

Ozone

Dioxyde de soufre

Benzène...

Hydrocarbures...

Formaldéhyde

Ammoniac

     

  

Monoxyde de carbone

Dioxyde de carbone

Phytosanitaires

Radon

Composés organiques volatils

Perturbateurs endocriniens

Perturbateurs endocriniens

Physiques                           

 

Particules PM10

Particules PM2,5

Particules PM1

Particules ultra fines

Black Carbon

Biologiques

 

Pollens

Moisissures

Acariens

 

Certains de ces polluants sont réglementé dans l'air ambiant. Une grande partie est mesurée ou modélisée par Atmo BFC.

L'atmosphère

L’atmosphère terrestre désigne l’enveloppe de gaz qui entoure notre planète. Elle est maintenue autour de la Terre par gravité.
Il n’existe pas de limite précise entre l’atmosphère et l’espace. On estime que son épaisseur est d’environ 1 000 kilomètres. La proportion de ses 3 principaux gaz (diazote, dioxygène et Argon) est constante quelle que soit l’altitude. En revanche sa masse n’est pas homogène, elle diminue avec l’altitude, 95% de la masse de l’atmosphère est située au-dessous de 20 kilomètres d’altitude.
L’atmosphère se composé de 5 couches distinctes : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère, l’ionosphère et l’exosphère.

  • La troposphère est la première couche de l’atmosphère, elle se situe entre 0 et 12 kilomètres d’altitude. C’est dans cette couche que se concentrent les principaux phénomènes métrologiques impactant la qualité de l’air ainsi que l'effet de serre. La température de l’air diminue avec l’altitude.
  • La stratosphère est située de 12 à 50 kilomètres d’altitude. Elle contient la couche d’ozone (entre 25 et 30 km) qui nous protège d’une partie du rayonnement solaire. Sa température réaugmente.
  • La mésosphère s’étend jusqu’à environ 80 km. C’est ici que les corps étrangers se consument et forment en entrant dans l’atmosphère, des étoiles filantes. Sa température diminue avec l’altitude atteignant -90°C.
  • La thermosphère, est la partie supérieure de l’atmosphère. Sa densité est très faible et sa température augmente très fortement pour atteindre 1 500 °C (bien que le ressenti serait bien inférieur du fait du faible nombre de molécules). C’est dans cette couche que gravite la station spatiale internationale(environ 400 km). La partie supérieure de la thermosphère subit une forte ionisation induite par le soleil, c’est ici que l’on observe les aurores boréales et australes.
  • L’exosphère, est la dernière couche de l’atmosphère. Très ténue, sa limite est peu visible, elle démarre à environ 800 km et sa densité décroit progressivement pour atteindre celle de l’espace.

 

L’atmosphère permet la vie sur notre planète, ses rôles sont multiples

En pénétrant à grande vitesse dans notre atmosphère, les corps provenant de l’espace sont très fortement freinés par les molécules les constituant. Cette résistance ralentie fortement le corps dont la surface prend feu et se désintègre (phénomène appelé « étoile filante »)

Dans sa composition, l’atmosphère contient à environ 30 km d’altitude, une forte concentration de molécules d’ozone (O3), cette zone est appelée la couche d’ozone. Elle absorbe une grande partie des rayons ultra-violets reçus du soleil.

L’atmosphère rend notre planète habitable par le maintien d’une température moyenne d’environ 15°C. Cette enveloppe gazeuse permet le phénomène d’effet de serre en retenant une partie de la chaleur emmagasinée par la Terre.

La météorologie

La qualité de l’air est étroitement liée aux phénomènes météorologiques. La météorologie influence la transformation, la dispersion, l’accumulation ou la retombée de la pollution.

Les températures agissent sur la chimie de l’air (volatilité des composés), la dispersion (convection naturelle) et les émissions des polluants (augmentation des sources en période froides).
Le rayonnement solaire peut à lui seul transformer certains composés en d’autres. C’est le cas de l’ozone qui se forme à partir d’oxydes d’azote et de COV sous l'action de rayonnements solaires.

En situation normale la température décroit avec l’altitude. L’air plus chaud au sol, entraîne dans son ascension naturelle les polluants émis au sol. Les concentrations de ces derniers diminuent et se dispersent dans les hautes altitudes.
Dans certaines conditions, ce gradient de température est rompu, de l’air plus froid est présent au sol. La convection naturelle ne se fait plus et les polluants s’accumulent.

Selon sa vitesse, ou son orientation, le vent déplace les masses d’air et les polluants qu’elles contiennent. Il peut ainsi transporter la pollution ce qui n’est pas toujours en faveur d’une bonne qualité de l’air. Le vent peut dans certains cas plus favorables, avoir un rôle de dispersion des polluants.

Les précipitations sont le plus souvent bénéfiques pour la qualité de l’air. Elles « lessivent » l’atmosphère en rabattant les polluants au sol et limitent ainsi leur quantité dans l’air. En revanche, si elles diminuent leurs concentrations dans l’air, elles peuvent transférer les polluants dans le sol ou les eaux.