cartographie de la pollution atmosphérique en milieu urbain à l'aide ...

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Chapitre 2 : Quelques éléments sur la qualité de l’air
La hauteur de la CLA varie dans le temps et dans l’espace. Elle est comprise en moyenne entre 100 et
3000 mètres. La partie supérieure de la CLA est appelée la couche d'Ekman. Les masses d’air y
subissent à la fois le frottement de l'air sur la surface terrestre, la stratification thermique de l'air et la
force de Coriolis. La rotation de la direction du vent avec l’altitude peut atteindre 30 à 40°. Ensuite la
couche de surface, de dix à quelques dizaines de mètres, représente environ 10 % de la CLA. La
turbulence y est homogène, et la force de Coriolis négligeable devant les forces de frottement dues au
sol. Enfin, la direction du vent (composante horizontale de la vitesse) ne varie pas avec la hauteur
alors que son intensité est proportionnelle au logarithme de l'altitude. La partie inférieure de la couche
de surface, directement en contact avec la surface terrestre, est la sous-couche rugueuse. Elle se trouve
au voisinage immédiat du sol. C'est une zone de mélange des sillages des obstacles rencontrés par le
vent. Les champs de vitesses y sont fortement hétérogènes et instationnaires et les forces de frottement
y sont prépondérantes. Son épaisseur varie en fonction de la nature du terrain, de quelques millimètres
en mer à quelques dizaines de mètres en zone urbaine. C'est au travers de cette couche que se font les
échanges de masse, d'énergie, et d'humidité entre le sol et la couche limite atmosphérique. Elle est
caractérisée par la longueur de rugosité aérodynamique. Le lecteur intéressé par l’atmosphère et ses
caractéristiques est invité à lire le manuel de météorologie générale (Triplet & Roche, 1986), un
classique de l'enseignement de la météorologie en France.
L’air, principalement concentré dans la troposphère, est composé essentiellement d'azote et d'oxygène.
L'air propre et sec est constitué de 78 % d'azote, 21 % d'oxygène, 1 % d'argon, et de 0,33 % de
dioxyde de carbone. S’ajoutent à cela la vapeur d'eau et les aérosols. Les aérosols sont des particules
liquides ou solides de taille 0,001 à 10 microns environ d'origine et de nature variées. Les principales
familles d'aérosols sont : les aérosols stratosphériques d'acide sulfurique liés en majeure partie aux
éruptions volcaniques ; les aérosols troposphériques marins produits par les océans ; les aérosols
désertiques constitués par des poussières minérales ; les aérosols anthropiques liés à la pollution
urbaine ou aux feux de végétation et les aérosols résultants de transformations chimiques. Retenons
que l'atmosphère se décompose en trois groupes : les molécules d'air sec et les gaz permanents, le
contenu en eau et les aérosols.
2.1.2. La pollution atmosphérique
Parmi les définitions existantes de la pollution atmosphérique, la loi sur l'air et l'utilisation rationnelle
de l'énergie (loi 96-1236 du 30 décembre 1996 intégrée au Code de l'Environnement - LAURE) a
retenu la suivante :
"Constitue une pollution atmosphérique [...] l'introduction par l'homme, directement ou
indirectement, dans l'atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences
préjudiciables de nature à mettre en danger la santé humaine, à nuire aux ressources biologiques et aux
écosystèmes, à influer sur les échanges climatiques, à détériorer les biens matériels, à provoquer des
nuisances olfactives excessives".
La pollution atmosphérique est donc un phénomène qui met en jeu des émetteurs naturels ou
anthropogéniques, un milieu (l’atmosphère), des récepteurs (l’homme, l’animal, le végétal ou le
matériau) et une sensibilité. Son étude peut être distinguée en trois grandes échelles spatiotemporelles.
Ces échelles sont fonction du transport des polluants et donc de leur durée de vie qui
dépend de la stabilité des substances chimiques :
• échelle locale (rue, quartier, ville donc de 10 m à 10 km). La pollution provient des effets
directs du chauffage individuel, des fumées des usines et des modes de transport (cf. l’étude
Airparif présentée sur son site Internet). L'impact des divers polluants est direct sur la santé des
hommes et des animaux, sur la végétation et sur les matériaux. La procédure courante