Pic d’ozone

l apparaît si les conditions de formation de l'ozone sont réunies :

Circulation automobile intense (ville)
Temps ensoleillé (été, même sous ciel légèrement couvert, ou hiver sous ciel dégagé)
Faible circulation atmosphérique (pas de vent ou vent faible, et notamment en condition d'inversion atmosphérique)
Les pics sont généralement plus forts dans les stations d'altitude, où l'ozone était jadis un argument publicitaire pour ses effets que l'on pensait alors bénéfiques sur la santé… Ceci s'observe notamment sur les relevés de l'arrière-pays niçois proches du Mercantour (où des apports de pollution littorale entrent également en jeu).

Impact sur la santé

L'ozone troposphérique n'a pas la même origine ni le même impact sur l'environnement et la santé que l'ozone stratosphérique à haute altitude qui, lui, nous protège des ultra-violets nocifs. Dans les deux cas, il s'agit de la même molécule, ses impacts diffèrent selon l'altitude et sa teneur dans l'air.

Le seuil d'ozone est un indicateur de pollution de l'air. Il indique la quantité d'ozone en µg dans un mètre cube d'air. À partir de 180 µg d'ozone par mètre cube, pour les pays de l'Union Européenne, les populations sont informées de la pollution, de même à partir de 240 µg par mètre cube, une alerte à la pollution est lancée.

L'ozone troposphérique peut provoquer une irritation des yeux, des muqueuses et des voies respiratoires supérieures1. La présence d'une grande quantité d'ozone troposphérique peut provoquer aussi une œdème du poumon, mais les problèmes les plus courants sont d'ordre respiratoires : asthme2 ou maladies pulmonaires nécessitant une hospitalisation3. Il existe une discrète corrélation entre la mortalité due aux maladies respiratoires et la concentration en ozone. La mortalité cardio-vasculaire ne semble pas affectée4.

Impact sur l'agriculture

La pollution des basses couches d'air par l'ozone cause des nécroses folaires et nuit à de nombreuses plantes5, et en particulier aux cultures (blé, pommes de terre6)… et aux rendements agricoles7, même si les plantes peuvent dans une certaine mesure se défendre en produisant des antioxydants8. Ces impacts pourraient être exacerbés dans un contexte de dérèglement climatique9,10.
Ainsi, au début des années 2000, les effets mesurables de l'ozone troposphérique sur le rendement des cultures à l'échelle régionale entraînaient en Europe11,12 des pertes économiques pour au moins 23 cultures arables (de l'ordre de 5,72 à 12 milliards USD par année13. Certaines céréales et notamment le blé (y compris le blé d'hiver14,Shankar, B., Neeliah, H., 2005. Tropospheric ozone and winter wheat production in England and Wales: a note. Journal of Agricultural Economics 56, 145–151., également exposé à l'ozone) y sont particulièrement sensibles15. Selon une méta-analyse16 (basée sur 39 études réalisées dans divers pays, dont en Chine), un taux élevé d'ozone dans l'air diminue le taux de chlorophylle du blé, les échanges gazeux de la plante et d'autres facteurs de rendement. Le rendement agricole peut chuter de 26 % en raison d'un moindre poids du grain (-18 %), d'un nombre de grains sur épi diminué (- 11 %), d'un nombre d'épi diminué (- 5 %) et d'un indice de productivité diminué de 11 % (par rapport à une culture non exposée)16. L'état physiologique des feuilles était encore plus affecté, avec un taux de photosynthèse en lumière saturée (ASAT), une conductance stomatique (Gs) et une teneur en chlorophylle (Chl) respectivement diminués de 40 %, 31 %, et 46 %. Les réponses à des taux élevées d'O3 étaient similaires pour le blé de printemps et celui d'hiver. Pour la plupart des variables la tendance à la diminution était linéairement corrélée à l'augmentation de [O3]16. Les auteurs de cette méta-analyse ont estimé que l'augmentation du taux de CO2 pouvait en partie compenser les effets délétères de l'ozone troposphérique16. Une seule étude, en Grande-Bretagne a trouvé qu'une augmentation de 10 % de l'AOT 40 ne causait que de faibles pertes de rendements (- 0,23 %). Les auteurs concluent que via les parcelles d'essais, les sélectionneurs auraient ici involontairement sélectionné des souches de blés résistantes à l'ozone17. Certains cultivars de blé s'avèrent effectivement plus tolérants à l'ozone18. Si la pollution acide tend à diminuer dans les pays riches, d'autres polluants, dont les NOx pourraient ajouter leurs effets à ceux de l'ozone 19,20,21.

Dispositifs pour limiter la pollution à l’ozone

De nombreux pays, et l'Union européenne ont produit des lois sur la qualité de l'air et mettent à jour des Normes de qualité de l'air et des seuils portant notamment sur l'ozone (par exemple la valeur seuil d'information est en Europe de 180 microgrammes/m³, et il ne faut pas dépasser 120 microgramme/m³ sur plus de 8 heures, seuil à partir duquel des dégâts sur la santé sont considérés comme certains)24. Ceci permet aux autorités nationales ou locales d'interdire ou de réduire certaines activités (combustion de fuel lourd par exemple), ou la vitesse des véhicules. L'OMS a également produit des recommandations (valeurs-guide).
Des systèmes d'amendes et/ou d'encouragements fiscaux ou de subventions encouragent localement les industriels, collectivités et particuliers à moins polluer. Certains aménagements du temps de travail, télétravail et dispositifs de fluidification de la circulation contribuent à diminuer les émissions de précurseurs de l'ozone aux moments où les UV solaires sont les plus actifs.
Des réseaux d'alerte et mesure de la qualité de l'air (Plus de 700 dispositifs de mesure dans l'UE en 200725), avec la météorologie aident les responsables d'émissions à volontairement ou obligatoirement anticiper en limitant leurs activités polluantes les jours à risque de « pic d'ozone » ou aux heures critiques.

En Europe, ces dispositifs commencent à montrer leur efficacité globale ; en 2007, Les taux estivaux d'ozone ont ainsi été parmi les moins élevés depuis 10 ans, surtout dans les pays d'Europe du Nord où « aucun dépassement de la valeur seuil d'information n'a eu lieu » . L'Italie reste le pays le plus exposé (479 microgrammes/m³ ont été mesurés en Sicile, le second record de 2007 étant 363 microgrammes/m³ en Roumanie). Des taux de 300 à 360 microgrammes/m³ ont été mesurés 6 fois en France, Grèce, Italie et Roumanie et le seuil prévu à long terme par la directive a été largement dépassé dans l'UE26, comme dans d'autres pays européens (dont certains ont souvent dépassé la valeur-cible pour la protection de la santé humaine). En 2007, et en Europe : 45 % du total des dépassements du seuil d'information, 39 % des dépassements du seuil d'alerte et 12 % des dépassements de l'objectif à long terme ont été observés entre le 14 et le 21 juillet27.

Métrologie

La mesure de l'ozone se fait au sol (par les réseaux de surveillance de la qualité de l'air) et, pour la prévision du déplacement des masses d'air pollué, dans les différentes hauteurs de l'atmosphère par ballon sonde. En 2008, une nouvelle méthode a été testée par le LISA22, de mesure par satellite (Instrument IASI en orbite, avec une couverture du globe 2 fois par jour, depuis octobre 2006 à bord de MetOp) du signal spécifique de l'ozone dans l'imagerie infrarouge, aussi précise que par le ballon sonde, mais moins couteuse. Ceci devrait permettre une amélioration de la modélisation de l'ozone dans la troposphère, notamment dans le cadre du programme Kopernikus23.

» Ozone troposphérique