Distributions spatiales des aérosols carbonés en 2005

Dans cette partie, nous présentons les concentrations de carbone suie et de carbone organique

(en µg/m3) obtenues pour 2005, à partir de notre nouvel inventaire (NEW) et de l’ancien

inventaire (OLD) en Janvier et Juillet sur l’Afrique.

5.5.1.1. Carbone suie

Les distributions spatiales des concentrations de carbone suie (en µg/m3) en surface obtenues

à partir du nouvel et de l’ancien inventaire en Janvier 2005 et Juillet 2005 sont présentées sur la figure 5.2. Globalement, tout comme dans Liousse et al. (2010), les maxima de concentrations sont situées dans les zones de feux de biomasse : en Janvier en Afrique de l’Ouest et en Juillet en Afrique Centrale. Cependant, on constate une différence dans l’extension longitudinale des concentrations le long des pays du Golfe de Guinée en Janvier et le long de l’équateur en Juillet.

Chapitre 5 : Simulations avec le modèle ORISAM-TM5

BC-Janvier 2005 NEW BC-Janvier 2005 OLD Différence 2005 NEW–2005 OLD (Janvier)

BC-Juillet 2005 NEW BC-Juillet 2005 OLD Différence 2005 NEW–2005 OLD (Juillet)

Fig. 5.2 : Distributions spatiales des concentrations de carbone suie (en µg/m3) en surface en

Janvier 2005 (en haut) et en Juillet 2005 (en bas) obtenues à partir du nouvel inventaire (à gauche) et de l’ancien inventaire (au centre). Les différences de concentration (new-old) sont également présentées sur la figure de droite.

Les augmentations sont mises en évidence plus clairement sur les cartes présentant les différences entre les concentrations de carbone suie issues du nouvel et de l’ancien inventaire en Janvier et en Juillet 2005 (cf. figure 5.2). Une faible augmentation des concentrations est

observée le long du Golfe de Guinée, en particulier au Nigéria, de l’ordre de 1 µg/m3. Cette

augmentation se retrouve également en Afrique de l’Est (Ethiopie, Kenya et Tanzanie) et en Afrique du Nord (Egypte). Cette faible augmentation était prévisible, car on a vu dans le chapitre 3 que les émissions de carbone suie sont peu différentes dans les deux inventaires (NEW et OLD). A contrario, une légère baisse des concentrations de carbone suie est

constatée en Afrique du Sud, proche de 1 µg/m3. Ces différences en Afrique du Sud sont

essentiellement dues aux émissions industrielles de carbone suie qui baissent de 36% dans le nouvel inventaire 2005 par rapport à l’ancien (OLD), conséquence de la prise en compte des centrales thermiques, associée à des facteurs d’émissions plus faibles que ceux des industries.

Chapitre 5 : Simulations avec le modèle ORISAM-TM5

5.5.1.2. Carbone organique

Les distributions spatiales des concentrations en carbone organique (en µg/m3) en surface en

2005 obtenues respectivement à partir du nouvel inventaire et de l’ancien en Janvier et Juillet, sont présentées sur la figure 5.3. Dans un premier temps, et tout comme pour le carbone suie et les simulations précédentes (Liousse et al., 2010), on note que les maxima de concentrations se situent dans les zones de feux de biomasse d’Afrique de l’Ouest en Janvier et d’Afrique Centrale en Juillet 2005. De plus, les concentrations de carbone organique sur ces zones de feux ne changent pas entre les deux simulations, car c’est le même inventaire de feux de biomasse qui a été utilisé.

OC-Janvier 2005 NEW OC-Janvier 2005 OLD Différence 2005 NEW–2005 OLD (Janvier)

OC-Juillet 2005 NEW OC-Juillet 2005 OLD Différence 2005 NEW–2005 OLD (Juillet)

Fig. 5.3 : Distributions spatiales des concentrations en carbone organique (en µg/m3) en

surface en Janvier 2005 (en haut) et en Juillet 2005 (en bas) obtenues à partir du nouvel inventaire (à gauche) et de l’ancien inventaire (au centre). Les différences entre les concentrations (new-old) sont également présentées sur les figures de droite.

Dans un deuxième temps, en comparant les deux simulations (NEW et OLD), on relève une forte augmentation des concentrations de carbone organique le long du Golfe de Guinée et en Afrique du Sud, en Janvier et en Juillet avec le nouvel inventaire. La figure 5.3 relative aux

Chapitre 5 : Simulations avec le modèle ORISAM-TM5

écarts de concentrations obtenues à partir des deux simulations confirme cette forte augmentation en Afrique de l’Ouest, principalement au Nigéria, au Bénin et au Togo. Ces

hausses de plus de 10 µg/m3 obtenues avec le nouvel inventaire sont essentiellement dues à la

prise en compte des émissions par les véhicules à deux roues dans ces pays. Notons également que les trois pays d’Afrique de l’Est (Ethiopie, Kenya et Tanzanie) qui avaient connu de

faibles hausses en carbone suie (+1 µg/m3) voient également leurs concentrations en carbone

organique augmenter de plus de 10 µg/m3. Ces écarts de concentrations s’expliqueraient par

les différences entre les nouveau et ancien inventaires d’émissions de carbone organique. En Ethiopie, au Kenya et en Tanzanie, ce sont les biofuels (déchets animaux et bois) des secteurs

domestique et industrie qui sont responsables des différences. Des hausses de plus 10 µg/m3

apparaissent également à Johannesbourg, contrairement aux résultats obtenus avec le carbone suie où on relevait plutôt une légère baisse. Cette hausse est due aux fortes émissions par les déchets animaux des secteurs domestique et industriel, du fait de leurs forts facteurs d’émissions (12,5 g/kg à comparer par exemple au 4,76 g/kg du charbon noir du secteur domestique).

5.5.1.3. Conclusion partielle

On observe un accroissement des niveaux de pollution en carbone suie et en carbone organique en Afrique de l’Ouest, principalement le long du Golfe de Guinée (du Nigéria au Sénégal) avec le nouvel inventaire. Les résultats obtenus ont montré que le carbone suie et le carbone organique ont des réponses différentes dans les simulations. Les niveaux de concentrations simulées sont d’un ordre de grandeur inférieur à ceux des feux de biomasse d’Afrique Centrale pour le carbone suie, mais à présent comparables pour le carbone organique. Les différences sont en effet très faibles pour le carbone suie contrairement au carbone organique. Cela s’explique en partie par des inventaires anthropiques qui eux aussi présentent très peu de différences pour le carbone suie (0,68 Tg contre 0,69 Tg), beaucoup plus pour le carbone organique (1,12 Tg contre 4,02 Tg). L’augmentation du niveau de pollution concerne également trois pays d’Afrique de l’Est (Ethiopie, Kenya et Tanzanie) de même que l’Egypte (surtout en carbone suie) et l’Afrique du Sud (surtout en carbone organique). Ce constat s’explique par les différentes mises à jour des données de consommation relatives essentiellement au diesel, au bois et aux déchets animaux, ainsi que

Chapitre 5 : Simulations avec le modèle ORISAM-TM5

les facteurs d’émission (cf. chapitre 3) dans le nouvel inventaire qui ont favorisé l’augmentation des émissions, particulièrement en carbone organique.

Par ailleurs, les résultats obtenus avec le scénario NEW AFS (modification de la spatialisation en Afrique du Sud - cf tableau 5.1) et présentés en Annexe 5, ont permis une modification des concentrations en Afrique du Sud, et même dans d’autres pays. Par exemple, les concentrations en carbone suie et carbone organique en Afrique du Sud ont baissé avec la nouvelle spatialisation en zone source (Johannesbourg) d’au moins 30%, tandis qu’en zones reculées (Louis Trichardt), on relève plutôt une hausse des concentrations comprise entre 39% et 149%. La comparaison entre les concentrations simulées par le modèle TM5 et les mesures disponibles (paragraphes suivants) permettra de mettre en évidence que les modifications en Afrique du Sud ont des répercussions jusqu’en Afrique de l’Ouest (e.g. au Nigéria).