Pollution : le Cern lève le voile sur les brouillards urbain

par | 27 Mai 2020

Les scientifiques du Cern viennent de découvrir une nouvelle donnée fondamentale dans la prolifération du smog, ce brouillard urbain de la pollution. Ce n’est pas démoniaque, c’est ammoniac. Et cela pourrait avoir des conséquences sur les normes de pollution des véhicules.


Dans le cadre de l’expérience Cloud (Cosmics Leaving Outdoor Droplets), réalisée au Cern et faisant collaborer plus d’une vingtaine de laboratoires internationaux (aucun français), les scientifiques ont découvert un nouveau mécanisme responsable du développement des fameux smogs (contraction, en anglais, de fumée – smoke – et brouillard – fog), ces épisodes urbains de pollution atmosphérique hivernale.

Les résultats, publiés il y a quelques jours dans la revue Nature, « pourraient aider à définir des politiques permettant de réduire la pollution urbaine par les particules fines, un type de pollution qui se hisse au cinquième rang des facteurs de risque de mortalité dans le monde », précise le Cern.


Une chambre à brouillard et un accélérateur de particules pour percer le mystère

En hiver, les villes connaissent des épisodes de smog lorsque de nouvelles particules se forment dans un air pollué piégé sous une couche d’inversion. Comme l’air chaud se trouvant au-dessus de la couche d’inversion inhibe la convection, la pollution stagne près du sol. « Jusqu’à présent, on ne comprenait pas comment de nouvelles particules d’aérosol parvenaient à se former et à se développer dans cet air très pollué, car elles sont censées être captées rapidement par les aérosols déjà existants », explique le laboratoire situé à la frontière genevo-française. Or, grâce à « une chambre à brouillard spéciale, capable de reproduire tous les différents aspects de l’atmosphère terrestre » et à l’utilisation du Synchrotron à protons (un accélérateur de particules), les scientifiques ont enfin compris le phénomène.

Il tient à l’ammoniac et à l’acide nitrique, dont les spécialistes croyaient jusque là qu’ils ne jouaient qu’un rôle passif dans le smog, se limitant à de simples échanges avec le nitrate d’ammonium présent dans les particules. Or, « de légères inhomogénéités dans les concentrations d’ammoniac et d’acide nitrique, ne durant que quelques minutes, peuvent entraîner des vitesses de croissance des particules jusqu’à plus de 100 fois supérieures à celles observées jusqu’à présent, mais uniquement sous la forme de brèves poussées, qui, jusqu’à aujourd’hui, n’avaient jamais été observées », explique le Cern.

Ces vitesses de croissance ultra-rapides sont suffisantes pour faire grossir rapidement les particules nouvellement formées, qui sont alors moins susceptibles d’être captées par les particules préexistantes. Résultat : un smog épais contenant un nombre élevé de particules.

Interview de Jasper Kirkby, porte-parole de l’expérience CLOUD (en anglais):


Vers de nouvelles normes pour les rejets automobiles ?

La découverte est d’autant plus importante que « les émissions d’oxydes d’azote sont réglementées, alors que celles d’ammoniac ne le sont pas ; les émissions d’ammoniac pourraient même augmenter avec le dernier modèle de convertisseur catalytique utilisé dans les véhicules à essence et diesel. Notre étude montre que les émissions d’ammoniac provenant des véhicules devront être réglementées pour réduire le smog urbain », conclut Jasper Kirkby, le porte-parole de l’expérience.

Déjà que des doutes sérieux pesaient sur la pollution réelle des véhicules depuis les fameux « dieselgate » de nombreuses marques (Volkswagen fut le premier pris la main dans le pot d’échappement, mais plusieurs ont suivi) voilà maintenant que le Cern nous explique que les véhicules les plus récents, donc a priori les moins polluants, accélèrent en fait le phénomène des smogs. Rassurant…



À propos du CERN

Le Cern, organisation européenne (et ex Conseil européen, d’où l’acronyme) pour la recherche nucléaire, est le plus grand laboratoire mondial en physique des particules. Situé de part et d’autre de la frontière franco-suisse (deux de ses pays fondateurs, en 1954), il a son siège à Genève. Outre les chercheurs envoyés par leurs laboratoires pour venir faire leurs expériences, le Cern emploie près de 2 500 personnes. Il utilise plusieurs accélérateurs et détecteurs de particules dont le plus important est le LHC (Large Hadron Collider), qui s’étend sur près de 27 kilomètres de circonférence.



Photo du haut : Le smog est fréquent dans les plus grandes métropoles urbaines du monde entier. Mais les villes et vallées de la région n’échappent pas à la pollution atmosphérique (Photo : Hodger Link – Unsplash.com ; la page du photographe c’est ICI)


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