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Emissions de précurseurs d'ozone (NOx, COV, CO et CH4)

Contexte

Même si l’ozone troposphérique n’est pas un polluant typiquement urbain, il apparaît classiquement parmi les indicateurs de la qualité de l’air vu son impact sur la santé et l’environnement. Sa toxicité varie en fonction de sa concentration : s'il est présent en quantité anormalement élevée, l'ozone peut causer de graves problèmes sanitaires. Il peut en outre altérer les cultures et les forêts, et dégrader de nombreux matériaux.
L’ozone troposphérique est un polluant secondaire : il n'est pas émis directement dans l'air ambiant, mais est formé par photochimie dans l'atmosphère, principalement de la mi-juin à la mi-août, suite à l’irradiation de polluants primaires (dont le dioxyde d’azote NO2) par la lumière ultraviolette (UV), et ceci en présence d’oxygène :

NO2 + O2 + UV ↔ O3 + NO

Un équilibre dynamique s’installe entre la formation (processus de plusieurs heures) et la destruction de l’ozone (processus d’une à quelques minutes).
Cet équilibre est toutefois perturbé suite à la formation de NO2 à partir du NO, dans une réaction avec : des produits réactionnels des composés organiques volatils (COVs) ; le radical issu de l'oxydation du méthane (CH4) ; ou dans une suite de réactions initiées par la réaction du monoxyde de carbone (CO) avec l'hydroxyle (OH) présent dans l'atmosphère.
Ces différentes substances (NOX, COVs, CH4 et CO) sont par conséquent considérées comme étant des précurseurs d' ozone troposphérique . Le recours à une unité unique (la tonne équivalent COV) permet d'additionner leurs contributions respectives, en attribuant à chacune de ces substances un "poids" qui est représentatif de son potentiel de formation d'ozone troposphérique en comparaison avec le COV (hors méthane).

Quantités de précurseurs d'O3 émises par source

En 2008, près de 12000 tonnes éq. COV ont été émises sur le territoire bruxellois. Le transport routier est la principale source d'émission de précurseurs d'ozone troposphérique : il est à l'origine de 38% des émissions, suivi par le chauffage des bâtiments (résidentiel et tertiaire, 29% en tout) et l'utilisation domestique de solvants (11%, reprise dans la catégorie "autres").

Répartition sectorielle des émissions de précurseurs d'ozone troposphérique en Région de Bruxelles-Capitale, en 2008
Source : Bruxelles Environnement, Dpt Planification air, énergie et climat

Evolution des quantités émises

Entre 1990 et 2008, les émissions de précurseurs d'ozone ont diminué de 62 % (12,0 kt éq. COV en 2008 vs 31,7 en 1990).
En 1990, 45% des émissions de précurseurs d'ozones correspondaient à des COVs, 38% à des NOx, 16% à du CO et 0,2% à du CH4. En 2008, cette proportion était respectivement de 36%, 57%, 6% et 0,2%. La diminution a par conséquent été proportionnellement plus marquée pour les COVs que pour les NOx, qui représentent à eux deux 93% des émissions en 2008.

Evolution des émissions de précurseurs d'ozone troposphérique en Région de Bruxelles-Capitale, entre 1990 et 2008
Source : Bruxelles Environnement, Dpt Planification air, climat et énergie


Les facteurs explicatifs de cette évolution varient en fonction des substances.
Dans le cas des COVs, la diminution des émissions est expliquée par :

  • la diminution de la production de la Cokerie du Marly puis sa fermeture en 1993,
  • et la mise en œuvre de différents directives européennes : amélioration des performances des moteurs en termes d’émissions polluantes (normes "EURO"), amélioration de la qualité des carburants, principalement l'essence (contenu en benzène entre autres) et en moindre partie le diesel, et réduction des émissions de COVs liées aux stations-service et à l'utilisation de solvants organiques.
    La réduction des émissions de NOx est liée à :
  • la fermeture de la Cokerie du Marly en 1993,
  • l’installation d’un filtre à l’incinérateur de déchets de Neder-Over-Heembeek (2006),
  • l’amélioration des performances des moteurs (normes "EURO")
  • et la généralisation des pots catalytiques sur les véhicules neufs à partir de 1993 (qui réalisent un post traitement des gaz d'échappement dès la sortie du moteur, qui se traduit notamment par une réduction des émissions de NOx pour les véhicules essence). Il convient néanmoins de relativiser l’impact des pots catalytiques sur la réduction des émissions de NOx en Région bruxelloise dans la mesure où le pot catalytique n’a une action sur les émissions qu’à partir d’une distance parcourue de quelques km (le pot catalytique est inefficace / moins efficace si le moteur est froid, au démarrage et pendant les phases d’accélération/décélérations) et que le trajet moyen parcouru par les véhicules bruxellois est estimé par Bruxelles Mobilité à 5,2 km à l’heure de pointe du matin.

Enfin, la diminution des émissions de CO est essentiellement expliquée par l'application des normes EURO, rendue possible par l’introduction d’un pot catalytique (le catalyseur à trois voies est obligatoire sur toutes les nouvelles voitures à essence depuis 1993 et pot catalytique à deux voies est obligatoire sur toutes les voitures diesel depuis janvier 1997). En outre, la part croissante des voitures au diesel dans le total du parc automobile a aussi contribué à cette diminution : les véhicules diesel émettent peu de CO grâce à leur pot catalytique et à leurs gaz d’échappements très oxydants qui facilitent la transformation du CO en CO2.

Normes européennes

La directive européenne 2001/81/CE (dite directive "NEC") impose des plafonds d'émissions pour les polluants atmosphériques précurseurs de l'ozone troposphérique entre autres. Suite à la répartition de l’effort entre les 3 Régions et l’état fédéral (2000), la Région de Bruxelles-Capitale doit respecter les plafonds suivants en 2010 : émission maximale annuelle de 3,66 tonnes éq. COV de NOX et de 4 tonnes éq. COV pour les COVs (pour les sources fixes dans les deux cas, c'est-à-dire hors transport, le plafond étant conservé au niveau national pour les sources mobiles). Aucun plafond spécifique n'a été défini pour la RBC en ce qui concerne le CO et le CH4, largement minoritaires au sein de ces émissions.
D'après les résultats des modèles, repris sur le graphique ci-dessus, ces plafonds sont respectés depuis 2006 en ce qui concerne les NOX et 2007 pour ce qui est des COVs.

Date de mise à jour: 09/07/2018