Ozone (O₃)

Polluants chimiques

L’ozone est un gaz quasiment incolore, même s’il peut être perçu par une couleur bleutée. Dérivé du grec ozein qui signifie « exhaler une odeur », l’ozone porte bien son nom : son odeur rappelant l’eau de Javel peut être perçue par l’odorat humain dès une concentration de 0,01 ppm (notamment aux abords des vieux photocopieurs).

Composé de 3 atomes d’oxygène, la formule chimique de l’ozone est O₃.

Dans la stratosphère (couche atmosphérique étendue de 10 à 60 km d’altitude), l’ozone se forme sous l’action du rayonnement ultraviolet. Les concentrations maximales d’ozone sont situées en moyenne de 25 à 30 km d’altitude.

Le saviez-vous ? Cette couche d’ozone, qui serait épaisse de 3 mm si on rassemblait tout l’ozone stratosphérique, absorbe les ultraviolets et nous protège de leurs actions néfastes.

Dans la troposphère (couche atmosphérique du sol à 10 km d’altitude en moyenne), l’ozone est un constituant naturel de l’atmosphère. Il devrait normalement être présent à des teneurs faibles, mais du fait des activités humaines, les niveaux d’ozone dans les basses couches peuvent être élevés à certaines périodes de l’année.

Sources

L’ozone n’est pas un polluant émis directement. Il est considéré comme étant un polluant « secondaire », résultant de la transformation photochimique (en présence des rayons UV solaires) dans l’atmosphère de certains « précurseurs » ou polluants « primaires » (en particulier NOx et COV) via des mécanismes réactionnels complexes. La météorologie est un facteur qui influe fortement sur la formation de l’ozone : en général, plus il y a de soleil et de chaleur, plus la formation d’ozone dans l’air que nous respirons est importante !

En milieu urbain, l’ozone n’est pas directement émis par les véhicules automobiles. Il est créé par réaction photochimique, lors d’interactions entre les rayonnements ultraviolets solaires et des polluants primaires précurseurs tels que les oxydes d’azote, le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et la famille des Composés Organiques Volatils (COV) présents dans les gaz d’échappement. Cet ozone s’ajoute à l’ozone naturel.

Les plus fortes concentrations se rencontrent lors de conditions de fort ensoleillement et de stagnation de l’air. Il se forme dans les zones polluées, puis est transporté. Dans les villes, à proximité des foyers de pollution, il est immédiatement détruit par interaction avec le monoxyde d’azote. Les pointes de pollution sont donc plus fréquentes en dehors des villes, en périphérie des zones émettrices des polluants.

Les autres sources sont les photocopieuses, les lignes à haute tension... Il est également utilisé dans l’industrie pour la désinfection des eaux potable et de piscines, la désodorisation de locaux industriels, la stérilisation du matériel chirurgical.

Effets

L’ozone est un gaz agressif à fort pouvoir oxydant pour les muqueuses respiratoires et oculaires. Le seuil de perception olfactive est de 21 µg/m3. L’ozone est un gaz oxydant extrêmement réactif. Il exerce une action irritante locale sur les muqueuses oculaires et respiratoires, des bronches jusqu’aux alvéoles pulmonaires.

Les symptômes les plus fréquents sont :

  • Toux
  • Essoufflement
  • Gêne à l’inspiration
  • Douleurs thoraciques
  • Irritations du nez, de la gorge et des yeux

L’ozone diminue le seuil de réactivité aux allergènes et entraîne l’augmentation de la fréquence des crises d’asthme.

On observe une inflammation et une altération des fonctions pulmonaires dès 160 µg/m3 durant quelques heures. Les effets sont amplifiés par l’exercice physique. Les jeunes enfants, les personnes âgées, les asthmatiques, les allergiques et les personnes souffrant d’insuffisance cardiaque et respiratoire sont particulièrement sensibles à la pollution par l’ozone.

L’ozone a un effet néfaste sur la végétation (processus physiologiques des plantes perturbés), les cultures agricoles (baisse des rendements) et le patrimoine bâti (altération des métaux, pierres, cuir, caoutchouc, plastiques…). Du point de vue économique, les pertes liées à la pollution à l’ozone sur les rendements agricoles en France ont été estimés à 15% pour le blé, 11% pour les pommes de terre, 22% pour les hêtres et 12% pour les chênes.

L’ozone de basse altitude est un des rares polluants de l’air à être aussi un gaz à effet de serre et aggrave donc le changement climatique.

L’exposition de la végétation à l’ozone est surveillée grâce à l’« AOT40 ». Il s’agit d’un indicateur qui permet de quantifier l’exposition cumulée du végétal aux concentrations d’ozone supérieures à 40 ppb, pendant les heures de la journée, sur une période de 3 mois (mai à juillet) pour les cultures (cas de l’« AOT végétation »), et de 6 mois (avril à septembre) pour les arbres (cas de l’« AOT forêt »).

Réglementation

L’ozone est un polluant soumis à réglementation (décret N° 2010-1250 du 21 octobre 2010 réglemente l’ozone dans l’air ambiant.)

  • Valeur cible pour la santé humaine : 120 µg/m3 en maximum journalier sur 8h, à ne pas dépasser plus de 25 jours par an, moyenne sur 3 ans
  • Valeur cible pour la végétation : 18 000 µg/m3 en moyenne horaire pour l’AOT calculé à partir de valeurs horaires entre 8h et 20h de mai à juillet, moyenne sur 5 ans
  • Objectif de qualité pour la santé humaine : 120 µg/m3 en maximum journalier de la moyenne sur 8h
  • Objectif de qualité pour la végétation : 6 000 µg/m3 pour l’AOT calculé à partir de valeurs horaires entre 8h et 20h de mai à juillet
  • Valeur guide OMS : 100 µg/m3 sur 8h

Épisode de pollution

  • Seuil d’information et de recommandation : 180 µg/m3/h
  • Seuil d’alerte : 240 µg/m3/h pendant 3 heures consécutives ou 360 µg/m3 en moyenne horaire

Spécificités

  • L’ozone participe à l’indice Atmo
  • L’ozone peut déclencher un épisode de pollution
  • Polluant saisonnier
  • Polluant transporté sur de longues distances