Pollution Atmosphérique :

Selon François RAMADE(1992),9 la pollution Atmosphérique peut résulter d’une modification, par hausse de concentration dans l’air de certains de ses constituants normaux (Gaz Carbonique , Peroxyde d’Azote , Ozone ), soit d’une modification qualitative due à l’introduction de composés organiques de synthèse étrangère à ce milieu , soit la conjugaison de ces deux phénomènes . L’air que nous respirons est composé principalement d’azote (78 %), d'oxygène (21 %) mais aussi, de vapeur d’eau et de Gaz Carbonique, ainsi que de poussière et de Gaz divers, polluants naturels ou artificiel. Nous allons s’intéresser maintenant aux principaux polluants produits par les activités humaines :

43 II.1.3.1.1. Polluants atmosphériques :

a- le Dioxyde de soufre SO2 :

Composé d’un atome de soufre et de deux atomes d’oxygène, le SO2 est un gaz incolore, d’odeur piquante très irritante, plus lourd que l’air. Il est hydrosoluble et donne par réaction avec la vapeur d’eau l’acide sulfurique. Le dioxyde de soufre ou anhydride sulfureux est le plus abondant des composés soufrés. Il provient de la combustion des combustibles fossiles (charbons, fiouls) au cours de laquelle les impuretés soufrées sont oxydées par l’oxygène de l’air en SO2.

Selon la DRIRE (2000),10 le SO2 est émis par des sources mobiles et des procédés industriels (fabrication de l’acide sulfurique et des plastiques, raffinage du pétrole, grillage et frittage de minerais sulfureux tels que blende, galène, pyrites, etc.). Sous l’action du rayonnement solaire, le SO2 peut se transformer par oxydation en anhydride sulfurique (SO3) puis, en présence d’eau, en acide sulfurique(H2SO4). À ce titre, il intervient de manière prépondérante dans le phénomène des pluies acides qui contribue à l’appauvrissement des milieux naturels et participe à la détérioration des bâtiments.

Ce polluant est un gaz irritant pour l’appareil respiratoire : des concentrations importantes en dioxyde de soufre peuvent provoquer, selon la durée de l’exposition et la résistance des personnes exposées, des troubles respiratoires plus ou moins graves. Ainsi, les pointes de pollution historiques telles que celles de Londres en 1952 et 1956 ont provoqué des troubles respiratoires et cardiaques avec accroissement significatif de la mortalité affectant les populations les plus sensibles. Ce gaz provoque la nécrose chez les végétaux, corrode les édifices et les pierres calcaires.

Le dioxyde de soufre SO2, est en partie à l’origine des pluies acides, provocant par sa transformation en acide sulfureux et sulfurique, et par sa réaction avec le carbonate de calcium des crépis, des revêtements de marbre, de pierre de calcaire, des dommages inestimables en particulier pour le cas des sculptures extérieures et pour les monuments célèbres (MATEI. B et PASCU. U, 1974)¹¹. La corrosion par le SO2, s’exerce de manière massive sur les toits métalliques, ainsi que sur les clôtures et les tuyaux, qui va jusqu’à la perforation dans les zones intensément polluées.

44 A ce propos DECAMPS. E et TOUBON. P(1998)12 disaient « Le SO2 corrode les édifices et sulfate la pierre calcaire qui se désagrège .des cratères apparaissent, se remplissent de poussière, de crevasses se développe. Les pluies deviennent plus ou moins dissolvantes par le l’anhydride carbonique :le calcaire, le marbre et même certains granits peuvent en souffrir ». Le dioxyde de soufre SO2 est de loin, l’agent le plus répandu dans la dégradation des constructions , Ce polluant agressif de l’air dégrade les couleurs ,surtout celles contenant des composées de plomb, du titane, et du zinc ,le goudron et les aérosols métalliques, modifie l’aspect des constructions , donne un aspect désagréable, et détermine dans tous les cas une détérioration .

b- Oxydes d’azote (NOx)

L’Oxydes d’azote (NOx) est un gaz incolore qui se forme à haute température dans les phénomènes de combustion, en particulier par combinaison dans la flamme entre azote et oxygène. Il se transforme lentement dans l’atmosphère en peroxyde d’azote, mais est assez stable à haute température. Les oxydes d’azote sont principalement émis par les véhicules automobiles, les installations de combustion et certaines installations industrielles telles que les ateliers de fabrication d’acide nitrique. Puissant oxydant et corrosif, ce gaz est irritant et très toxique, notamment par action directe sur les poumons, où il pénètre profondément en accroissant la sensibilité des bronches aux agents broncho-constricteurs. Par ailleurs, les oxydes d’azote constituent l’un des principaux précurseurs de la pollution photochimique et il est à noter qu’ils contribuent pour près d’un tiers au phénomène des pluies acides sur le continent européen. (futura-sciences,201).13

c- Composés organiques volatils (COV) :

Les composés organiques volatils (hydrocarbures, solvants...) proviennent notamment des transports et de procédés industriels tels que le raffinage du pétrole, le dégraissage des métaux, l’application de peintures et de vernis, l’imprimerie. On définit les COV comme l’ensemble des hydrocarbures d’origine humaine autres que le méthane, capables, en présence d’oxyde d’azote et de lumière, de produire des polluants photochimiques. . Outre les combinaisons polluantes qu’ils peuvent donner dans l’atmosphère, ils peuvent également avoir une action irritante et être à l’origine de troubles neuro-digestifs (CHEVET. P-F ,2002).14

45 d- Poussières :

Les poussières ou particules en suspension dans l’air, encore appelées aérosols, sont constituées de substances solides ou gazeuses. Minérales (érosion des roches) ou organiques (produits complexes), composées de matière vivante (bactéries, virus…) ou non, grosses ou fines, les particules en suspension constituent un ensemble extrêmement hétérogène de polluants dont la taille varie de quelques dixièmes de nanomètre à une centaine de micromètres. Les effets des poussières sont variables en fonction de leur taille, de leur composition et, en particulier, de la présence ou non de métaux lourds et de composés organiques persistants adsorbés. Les poussières peuvent provoquer des difficultés respiratoires chez les personnes fragiles en synergie avec d’autres polluants, notamment les composés soufrés.

e- plomb et les métaux lourds :

Les rejets atmosphériques de plomb sont principalement liés au traitement des minerais et des métaux pour ce qui concerne l’industrie. Les usines d’incinération d’ordures ménagères peuvent également être à l’origine d’émissions atmosphériques de plomb non négligeables. Le plomb est pour l’homme un toxique à effet cumulatif, qui se fixe pour l’essentiel dans les os. C’est à long terme un toxique du sang, des vaisseaux et du système nerveux, conduisant éventuellement à des troubles neuropsychiques et comportementaux chez l’enfant. En ce qui concerne le cadmium et le mercure, Il s’agit de deux métaux lourds que l’on peut trouver dans la métallurgie des non ferreux, dans les installations d’incinération (ordures ménagères, déchets industriels) et dans certaines fabrications (exemple du mercure pour la fabrication d’acide chlorhydrique).

f- Produits fluorés :

Selon toujours Pierre-Franck CHEVET15 Les quatre principales sources de pollution fluorée sont l’industrie des tuiles et briques, l’industrie des céramiques, l’industrie du verre et l’industrie de l’aluminium. Pour les industries des tuiles, briques et céramiques, les émissions fluorées ont pour origine l’utilisation des argiles qui contiennent en quantité plus ou moins importante du fluor (0,03 % à 0,09 %). Ce fluor se dégage en partie lors de la cuisson des produits. Dans l’industrie du verre, les dégagements de fluor sont essentiellement dus à l’utilisation d’acide fluorhydrique employé pour la gravure sur verre.

46 II.1.3.1.2. Diffusion des polluants atmosphériques et évolution des panaches de pollution :

Pour notre cas d’étude, on va retenir uniquement les sources d’émission ponctuelles (installation industrielle) ou la diffusion des polluants peut être décomposée en quatre phases successives : ascension, dispersion locale, diffusion à l’échelle régionale et transport sur de longues distances. Au cours des dernières phases, le temps de séjour des polluants varie en fonction de divers mécanismes météorologiques, de la géographie des lieux et de l’urbanisation.

1^ère phase :

Le panache de fumées s’élève et sa trajectoire dépend essentiellement : de sa température ; de sa vitesse d’éjection Vs qui peut atteindre 10 m/s et de la vitesse u et de la direction du vent au voisinage du débouché de la cheminée : plus le rapport Vs/u est grand, plus la surélévation n’est importante (Figure 7).

Figure 7 : Influence de la vitesse de sortie des gaz

47 Au cours de son ascension, le panache se refroidit par détente, sa densité se rapproche ainsi peu à peu de celle de l’air ambiant et sa vitesse d’ascension diminue. À une certaine altitude nommée « surhauteur », il va s’infléchir et, entraîné par le vent, tendre vers l’horizontale.

Figure 8 : Situation normale de diffusion

Au cours de cette première phase, les paramètres d’émission (vitesse d’éjection, température d’éjection, hauteur de la cheminée) jouent un rôle prédominant qui s’atténue progressivement. En agissant sur ces paramètres, on peut augmenter l’élévation des panaches en altitude, ce qui réduit les risques de pollution locale. À titre d’exemple, en doublant la hauteur effective d’une cheminée, on peut diviser par quatre la concentration maximale au sol des polluants au voisinage de la source émettrice. Cette première phase est alors très brève, voire inexistante.

48 2e phase :

Elle débute lorsque le panache acquiert une densité sensiblement égale à celle de l’air ambiant : devenu horizontal, il n’a plus de mouvement propre et sa diffusion dépend des conditions météorologiques et de la turbulence atmosphérique. Celle-ci a principalement deux origines : une origine dynamique due au relief et aux obstacles à la surface du sol et aux cisaillements du vent ; une origine thermique due à la variation de la température de l’air avec l’altitude (structure thermique verticale).

Figure 9 : Diffusion d’un panache en fonction de la turbulence atmosphérique

49 3e phase :

Elle concerne la diffusion du panache à l’échelle régionale (distances de l’ordre de 20 à 400 kilomètres en aval de la source). Progressivement, les polluants tendent à se répartir uniformément à l’intérieur d’un volume d’atmosphère appelé couche de mélange. Le panache perd alors ses paramètres d’émission.

4^e phase :

Les polluants se déplacent alors sur de longues distances, à plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de kilomètres des points d’émission.