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Concentration en particules très fines (PM 2.5)

Actualisation : janvier 2018
Les concentrations moyennes annuelles en PM2.5 montrent une tendance globale de réduction à long terme et respectent la norme européenne. Elles dépassent néanmoins la recommandation OMS. Contrairement aux PM10, il n’existe pas de valeur limite journalière pour les PM2.5. L’objectif pour l’exposition moyenne de la population à l’horizon 2015 n’a pas posé de problèmes. Tout comme les PM10, les PM2.5 sont susceptibles d’être transportées par les masses d’air sur de longues distances et leur étendue spatiale est très grande. Seulement 11% des concentrations mesurées en Région bruxelloise sont attribuables à des sources locales.

Contexte

PM2.5 est l’acronyme pour « particulate matter » et désigne l’ensemble des particules de taille inférieure à 2,5 micromètres, sans distinction de composition chimique ou d’aspect physique. Les particules en suspension dans l’air ambiant ont des origines diverses, naturelles ou anthropiques, et peuvent en outre être primaires ou secondaires (voir indicateur PM10).
Une surveillance spécifique de la fraction PM2.5 s’impose puisque les particules secondaires minérales sont principalement formées dans la fraction PM2.5. Il s’avère que la concentration de PM2.5 peut augmenter fortement lors des épandages agricoles, si les conditions météorologiques sont propices à leur formation (humidité, température). L’ammoniac émis par les épandages peut en effet se transformer en ammonium, pouvant être transporté sur de longues distances, et qui peut à son tour réagir avec les nitrates et sulfates formés à partir des oxydes d’azote et de soufre présents dans l’air. Cette combinaison entraîne la formation de nitrate d’ammonium et de sulfate d’ammonium, composés particulaires appartenant aux PM2.5. En raison des périodes d’épandage similaires en Belgique et dans les pays limitrophes, les « épisodes de particules secondaires » (souvent printaniers) peuvent être très étendus spatialement.

Valeurs limites

Dans un objectif de protection de la santé publique, la directive européenne 2008/50/CE impose que la concentration moyenne annuelle en PM2.5 ne dépasse pas les 25 µg/m3. Entre le 1er janvier 2010 et le 31 décembre 2014, il s’agissait d’une valeur cible. Depuis le 1er janvier 2015 cet objectif est devenu contraignant (valeur limite).
La législation européenne a imposé également une méthode commune pour calculer et évaluer un indicateur d’exposition moyenne de la population (IEM) de chaque Etat membre, pour permettre de suivre l’évolution des concentrations de fond urbaines de PM2.5. L’IEM belge a été déterminé sur base des concentrations mesurées dans les stations de Molenbeek-St-Jean et de Uccle du réseau bruxellois ainsi que dans 4 stations de fond en Flandre (Brugge, Gent, Antwerpen, Schoten) et 2 stations de fond en Wallonie (Liège et Charleroi). Une valeur limite de 20 µg/m3 a été fixée pour l’IEM belge à l’horizon 2015 (moyenne de 2013, 2014 et 2015). L’IEM doit en outre baisser de 20% en 2020 (soit en moyenne sur les années 2018-2019-2020) par rapport à sa valeur en 2011 (soit en moyenne sur les années 2009-2010-2011). En appliquant un raisonnement analogue et une même méthode de calcul aux seules stations de Molenbeek-St-Jean et de Uccle, nous avons obtenu un IEM bruxellois dont la valeur cible à atteindre en 2020 correspond à 16,7 µg/m3 (voir fiche méthodologique des indicateurs PM2.5). C’est cette valeur qui sert de référence pour évaluer notre indicateur d’exposition régionale.

Concentration en PM2.5 dans l’air

Pour que l’indicateur PM2.5 soit représentatif de l’exposition de la majorité de la population aux concentrations de PM2.5 sur la Région de Bruxelles-capitale, celui-ci est basé sur les données PM2.5 des deux stations de mesure suivantes :

  • la station de Molenbeek-Saint-Jean qui est représentative d’un environnement urbain influencé par le trafic routier ;
  • la station d’Uccle qui enregistre des concentrations de fond urbain, soit les concentrations dans l’air loin des sources.

Afin d’évaluer l’évolution temporelle à la lumière des valeurs européennes, l’indicateur bruxellois pour les PM2.5 considère aussi bien les moyennes annuelles que les moyennes glissantes sur trois années consécutives des concentrations mesurées à ces deux stations.

Evolution de la moyenne annuelle de PM2.5 en µg/m³ aux stations de Molenbeek-Saint-Jean et de Uccle, de 2006 à 2016

Source : Bruxelles Environnement, Département Laboratoire Qualité de l’air


Depuis 2006, la concentration annuelle en PM2.5 à la station d’Uccle, de même qu’à la station de Molenbeek-Saint-Jean est restée systématiquement en-dessous de la valeur limite européenne de 25 µg/m3. Rappelons que cette valeur limite n’est contraignante au niveau de la législation européenne que depuis 2015. Depuis 2012, plus aucune station du réseau de surveillance de la Région n’a dépassé la valeur limite annuelle européenne. Notons que si la norme européenne est bien respectée et que les concentrations moyennes annuelles en PM2.5 sont en nette diminution dans la Région de Bruxelles-capitale, la recommandation de l’OMS reste dépassée.
La station d’Uccle présente des concentrations systématiquement plus basses qu’à Molenbeek-Saint-Jean (sauf en 2014), ce qui est logique puisqu’il s’agit d’une station de fond urbain, non influencée par les sources locales. En 2014, des concentrations similaires ont été observées à Uccle et Molenbeek-Saint-Jean (17,0 µg/m3 contre 16,7 µg/m3, respectivement), ce qui peut s’expliquer par l’excellente dispersion atmosphérique liée aux conditions météorologiques et à l’incertitude de mesure. Les fluctuations d’une année à l’autre résultent en grande partie de la qualité de la dispersion atmosphérique liée aux conditions météorologiques.

Evolution de l’IEM régional correspondant à la concentration moyenne glissante de PM2.5 sur trois ans, en moyenne sur les stations de Molenbeek et de Uccle

Source : Bruxelles Environnement, Département Laboratoire Qualité de l’air


L’évolution de l’IEM bruxellois est globalement décroissante, avec une forte diminution des moyennes glissantes sur 3 ans entre 2013 et 2016 et un passage, depuis 2014, sous le seuil des 20 µg/m3 qui constitue l’objectif belge imposé pour 2015. La valeur cible à atteindre en 2020 pour l’IEM bruxellois est de 16,7 µg/m3. Celle-ci a été atteinte en 2016.
La tendance globale de réduction à long terme des concentrations de particules fines s’explique par les mesures de réduction d’émissions de polluants (comme par exemple l’introduction de filtres à particules de plus en plus performants pour les véhicules). Grâce à l’amélioration des technologies, les émissions de NOx diminuent en Europe d’année en année. Les NOx sont des précurseurs de particules secondaires, formées principalement dans la fraction PM2.5. Il est donc possible que la diminution progressive des concentrations de PM2.5 s’explique en partie par la diminution des NOx.

Origine des particules PM2.5

En raison de leur petite taille, les PM2.5 sont susceptibles d’être transportées par les masses d’air sur de longues distances et, de ce fait, les concentrations mesurées à Bruxelles ne résultent pas uniquement d’émissions locales. Elles s'expliquent par :

  • la pollution de fond (telle que mesurée en Ardenne par exemple), provenant des mouvements des masses d’air à l’échelle européenne ;
  • la contribution transrégionale, importée en Région bruxelloise via les flux de masses d'air entre les Régions ;
  • la pollution urbaine de fond, c’est-à-dire la pollution urbaine mesurée loin des sources, et résultant des émissions du chauffage et du trafic comme c’est le cas dans les stations à Uccle et à Berchem-St-Agathe ;
  • la contribution urbaine locale, principalement liée au trafic (dans le cas d’un environnement avec une habitation plus dense comme par exemple à Molenbeek-St-Jean).

À côté de ces différentes contributions, rappelons que les PM2.5 peuvent être

  • émises directement (particules primaires) ;
  • formées à grande échelle sur base de polluants gazeux présents dans l’air (particules secondaires). En ce qui concerne les particules minérales, celles-ci sont principalement formées à partir du dioxyde d’azote, de l’ammoniac et du dioxyde de soufre.

Contributions aux concentrations de PM2.5 mesurées en Région bruxelloise

Source : Bruxelles Environnement, Département Laboratoire Qualité de l’air


La figure ci-dessus présente l’estimation des différentes contributions aux PM2.5 sur base de différentes stations de mesure représentatives des environnements cités ci-dessus pour la période 2012-2016 (5 dernières années). La contribution de fond a été calculée sur base de la moyenne des stations de Vielsalm (43N085) et de Habay-la-Neuve (43N132), la contribution transrégionale sur base de la station de Corroy-le-Grand (43N063), la contribution de fond urbain sur base des stations d’Uccle (41R012), et enfin la contribution urbaine sur base de la station de Molenbeek-St-Jean (41R001). Cette estimation a été réalisée d’une part pour tous les jours de la période 2012-2016, et d’autre part pour les jours de concentrations en PM10 élevées (notamment les journées avec une moyenne journalière dépassant la norme de 50 µg/m3), à défaut d’avoir une norme journalière pour les PM2.5.
Si l’on considère tous les jours de la période 2012-2016, on peut voir que la pollution de fond contribue pour 44 % aux concentrations mesurées de PM2.5 à Bruxelles, et que les contributions transrégionales et de fond urbain combinées contribuent également pour 44% à celle-ci, et enfin que la contribution urbaine locale est de 11%. Si l’on considère uniquement les jours qui se caractérisent par un dépassement de la norme européenne journalière pour les PM10, ces proportions varient peu : la contribution de fond augmente à 47%, les contributions transrégionales et de fond urbain passent à 42%, et la contribution locale est également de 11 %. On peut donc en conclure que 89% des PM2.5 proviennent du transport à longue et moyenne distance. Tout comme les PM10, les PM2.5 sont un polluant dont l’étendue spatiale est grande. La part restante (11%) est attribuable aux sources locales.
Notons enfin que le phénomène de remise en suspension des particules ne concerne pas les PM2.5 mais principalement les particules les plus grosses dont le diamètre est typiquement compris entre 2,5 et 10 µm.

Date de mise à jour: 04/12/2019