En cette actualité estivale, la canicule et l’épisode de pollution en région parisienne se trouvent au centre des préoccupations des Franciliens qui ne sont pas partis au bord de la plage ou ailleurs. ‎Les seuils d’alerte ont été dépassés à plusieurs reprises dans la région concernant l’ozone, dont la concentration dans l’air dépend essentiellement de l’ensoleillement et de réactions chimiques à partir d’autres polluants. Une situation sur laquelle informe l’organisme Airparif, en charge de la surveillance et de la publication des indicateurs de la qualité de l’air dans la région.

Pour ce faire, l’association dispose de dizaines de stations de relevés atmosphériques, qui lui permettent de connaître la présence des polluants dans l’air ainsi que leurs déplacements. C’est sur la base des indications formulées par Airparif que les pouvoirs publics, à commencer par la préfecture de police, engagent lors des épisodes de forte pollution des mesures pour réduire les émissions, comme les restrictions de circulation. A côté de ce travail de mesure de la qualité de l’air, une équipe de recherche du Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), en Essonne, s’est spécialisée dans l’étude des composés chimiques présents dans l’atmosphère.

C’est un travail « complémentaire » de celui d’Airparif qu’effectuent les chercheurs du LSCE, avec leur station d’observation de très haut niveau présente dans leurs locaux. Actuellement situé à la fois à l’Orme des Merisiers (un complexe de bâtiments appartenant au CEA) et sur le campus du CNRS à Gif, la grande majorité du LSCE doit prochainement emménager dans un bâtiment flambant neuf situé à quelques pas, dénommé Institut du climat et de l’environnement (ICE), « mais notre équipe restera elle ici, comme nos installations », confie Valérie Gros, responsable de l’équipe de Chimie atmosphérique expérimentale du laboratoire.

L’étude des particules pour améliorer les instruments de mesure

Composé de plusieurs équipes de recherche, le LSCE, unité mixte de recherche du CEA, du CNRS et de l’université de Versailles-Saint-Quentin est réputé entre autres pour ses équipes travaillant sur les modélisations du climat. A l’aide de carottes glacières ou de sédiments, les chercheurs remontent le temps et identifient les grandes caractéristiques de l’évolution du climat sur la planète sur des centaines de milliers d’années.

Notre reportage au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (décembre 2014)

Un oeil sur ses instruments de mesure, Valérie Gros étudie les compositions en gaz de l’atmosphère. En cette période de canicule doublée d’épisodes de pollution à l’ozone, un polluant « secondaire » qui affole ces jours-ci les autorités, les instruments du laboratoire suivent l’évolution de la composition de l’air. Car comme le rappelle la chercheuse, plusieurs conditions doivent être réunies pour que les taux d’ozone dans l’air dépassent les seuils limites : « il faut du soleil, tout d’abord, plus un certain nombre de composés précurseurs, l’oxyde d’azote (NO, NO2) résultant principalement du trafic routier, ainsi que les composés organiques volatils issus de plusieurs sources ». C’est de cette manière que l’ozone peut se former « sous le vent des villes‎ ».

L'un des appareils situé sur le toit du laboratoire captant les données atmosphériques

L’un des appareils situé sur le toit du laboratoire captant les données atmosphériques (JM/EI)

A côté de ces appareils permettant de regarder la présence des composés gazeux dans l’air que l’on respire, l’équipe de chimie atmosphérique dispose également d’un outil de dernière génération, conçu pour l’étude des particules et leur composition chimique. Jean-Eudes Petit, actuellement en post-doctorat dans l’équipe, s’occupe de ce ‘spectromètre de masse’ installé depuis 2011 dans la station, et enregistrant non-stop les données. Il s’agit tout bonnement « de la plus longue série de données au monde » dont disposent les chercheurs du LSCE avec cet appareil. Répondant au doux nom d’ACSM, pour Aerosol chimical speciation monitor, cette machine fabriquée aux Etats-Unis permet « de connaître la composition chimique des particules, en déterminant les contributions respectives en ammonium, sulfate, nitrate ou encore matières organiques ».

Des « pics » relevés autour du 14 juillet

Grâce à ces nouveaux instruments combinés à des outils numériques, le laboratoire, en partenariat avec d’autres organismes tels que l’Ineris, peut emmagasiner des données sur les origines des différentes pollutions, et ainsi à terme « savoir sur quelles sources on peut jouer pour améliorer la qualité de l’air » développe Jean-Eudes Petit. Des avancées en matière de recherche fondamentale qui aident aussi le travail des associations de surveillance de la qualité de l’air (AASQA) comme Airparif, en orientant leurs surveillances de l’atmosphère. Si le but de cette recherche est bien de « comprendre les différentes sources et processus des polluants dans l’atmosphère, et ainsi aider à améliorer la qualité de l’air », la diversité et la durée des données récoltées permettront prochainement de « voir des tendances » sur les types et caractéristiques des polluants présents sur la région. De plus, en tant que station locale, l’équipe du LSCE joue aussi un rôle de ‘témoin’ des différents événements qui jouent sur la composition de l’air.

A titre d’exemple, Jean-Eudes Petit se remémore un important incendie d’une usine à chaussures de la Courneuve en 2015. Avec le sens du vent, « on l’a clairement vu sur nos mesures » indique-t-il, bien que la station soit de l’autre côté de la région. Pas de données spéciales relevées toutefois lors de l’incendie d’Athis-Mons, la semaine passée, car les fumées dispersées par l’usine Derichebourg sont plutôt allées vers l’est. Les relevés produits par l’appareil expérimental ont toutefois montré des pics, le week-end du 14 juillet. Entre les feux d’artifices et la victoire en Coupe du monde, « on a mesuré des pics inhabituels de sulfate, de nitrate et de chlore » dans l’air, spécifie le chercheur.

En novembre prochain, le laboratoire va accueillir une quinzaine d’équipes de recherche européennes, toutes utilisant l’appareil ACSM : « nous sommes centre de calibration, et allons donc ici harmoniser le travail des équipes européennes » qui se servent de cet outil, annonce Valérie Gros. Et ce n’est pas la seule innovation à attendre du côté de ce laboratoire. Pour aller plus loin dans ses recherches, l’équipe s’est associée à l’Inserm, Airparif, l’université de Versailles-Saint-Quentin et d’autres partenaires pour mettre au point un programme de mesure de la qualité de l’air directement par des habitants de la Région. Dénommé « Polluscope », le projet vise à mettre sur pied le premier « observatoire participatif de la qualité de l’air » en Ile-de-France. Une expérience inédite qui devrait une fois encore, servir de précurseur pour ce vaste chantier de l’amélioration de la qualité de l’air en région parisienne, et ailleurs.

Les appareils de l'équipe de chimie atmosphérique expérimentale relèvent en temps réel la composition de l'air

Les appareils de l’équipe de chimie atmosphérique expérimentale relèvent en temps réel la composition de l’air (JM/EI)