Qualité de l'air : concentrations en O3

Contexte

L’ozone est un polluant secondaire, c’est-à-dire qu’il n’est pas produit directement dans l’air ambiant par les activités humaines, mais se forme par photochimie, 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) en présence d’oxygène :

Un équilibre dynamique s’installe entre la formation de l’ozone (processus long de plusieurs heures) et sa destruction (processus qui dure d’une à quelques minutes).
Cet équilibre sera perturbé par la présence de précurseurs d’ozone (NO₂ et les Composés Organiques Volatiles COVs). Certains produits réactionnels comme les COVs réagissent en effet avec le monoxyde d’azote (NO) pour l’oxyder en NO₂, ce qui déplace l’équilibre dynamique en faveur de la production d’ozone.

Même si l’ozone n’est pas un polluant typiquement urbain, il apparaît en première place parmi les indicateurs de la qualité de l’air vu son impact sur la santé (diminution de la fonction respiratoire) et sur l’environnement. Sa toxicité varie en fonction de sa concentration.

Evolution des concentrations en O₃ dans l'air

En 2008, d'après les mesures effectuées à la station d'Uccle, la concentration annuelle moyenne d' ozone troposphérique était de 43 µg/m³.
Celle-ci a augmenté dans les années '90, puis plus faiblement depuis les années 2000.

Evolution des concentrations moyennes annuelles en ozone troposphérique à la station d'Uccle (1986-2010)
Source : Bruxelles Environnement, Laboratoire de recherche en environnement (air)

La hausse dans les années ’90 peut s’expliquer par une diminution générale des concentrations en NO (polluant destructeur d’ozone), ce qui déplace l’équilibre dynamique en faveur de la production d’ozone. En effet, la station de mesure de la qualité de l'air d'Uccle étant située à l’écart des axes routiers importants (dans une zone résidentielle avec peu de trafic), les processus de formation d’ozone y prévalent sur les processus de destruction qui ont lieu en présence de NO (e.a. émis par le trafic).

Les postes de mesure situés à Berchem-Sainte-Agathe et au Parlement Européen présentent également, mais dans une moindre mesure, des valeurs élevées de concentrations moyennes annuelles d’ozone troposphérique. Dans le centre-ville et à proximité des axes routiers (stations de Woluwé-Saint-Lambert, Molenbeek-Saint-Jean et Sainte-Catherine), par contre, les émissions primaires de monoxyde d’azote (NO) provenant du trafic contribuent directement à la destruction d’ozone et expliquent les niveaux d’ozone plus faibles.

Normes européennes

Dans le but d’éviter à long terme des effets nocifs sur la santé humaine et/ou l’environnement dans son ensemble, la directive européenne 2008/50/CE relative à la qualité de l’air ambiant définit notamment pour l’ozone la "valeur cible" suivante à atteindre à partir de 2010

• 120 µg/m³ en maximum journalier des moyennes glissantes sur 8 heures,
• Maximum 25 jours de dépassement par an, en moyenne sur 3 ans.

Evolution du nombre de jours de dépassement de la valeur cible de 120 µg/m³ pour la concentration d'ozone troposphérique moyenne sur 8 heures à la station d’Uccle (1986-2010)
Source : Bruxelles Environnement, Laboratoire de recherche en environnement (air)

En Région bruxelloise, les normes européennes pour la protection de la santé sont respectées depuis 2004. En 2010, la valeur cible pour la protection de la santé a été dépassée durant 4 à 18 jours suivant les stations considérées, ce qui se situe en deçà des 25 jours autorisés en moyenne sur 3 ans. Le dernier dépassement de la valeur cible en Région bruxelloise remonte à la période 2001-2003, à la station de Berchem-Sainte-Agathe.

Notons que toutes les années caractérisées par un temps ensoleillé et chaud durant les mois de juillet et août présentent plus de 25 jours de dépassement au niveau régional pour l’année considérée. C’était par exemple le cas pour les années 2003 et 2006.

Vu les mécanismes de formation de l’ozone et la stabilisation de la concentration moyenne annuelle, il est difficile de garantir le maintien du respect actuel de la norme européenne : ce sont dans l’immédiat les conditions météorologiques qui in fine détermineront le respect ou non des normes s’appliquant à l’ozone depuis 2010.