Ces pages sont consacrées aux réponses que nous sommes en mesure de donner aux questions les plus fréquemment posées,  relatives à la problématique de l'ozone dans l'air ambiant. La liste de ces questions et des réponses sera régulièrement actualisée.

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1. Qu’est ce que l’ozone ?
2. Quand observe-t-on de grandes concentrations d’ozone ?
3. Je pensais qu’il y avait un trou d’ozone et donc trop peu d’ozone ?
4. Est-il possible d’utiliser l’excédent d’ozone produit à la surface pour combler le trou d’ozone dans la haute atmosphère ?
5. Quels sont les impacts sur la santé des concentrations d’ozone élevées ?
6. Quelles sont les mesures que l’on peut adopter pour se protéger contre les concentrations élevées d’ozone ?
7. Pourquoi les concentrations d’ozones sont-elles plus élevées dans les campagnes que dans les villes ?
8. L'ozone est-il présent dans les habitations ?
9. Que puis-je faire par moi-même pour limiter les concentrations élevées d'ozone ?
 

1. Qu’est ce que l’ozone ?

L’ozone est un composé chimique très réactionnel, instable et constitué par trois atomes d’oxygène. Le mot « ozone » vient du grec « ozein » qui signifie « sentir ». Non sans raison, parce que ce gaz possède une odeur typique que l’on peut parfois sentir dans des pièces non ventilées contenant de (vieux) photocopieurs, ou, à l'extérieur, après un orage caractérisé par une forte activité électrique. La formule chimique de l’ozone est O3.

L’ozone présent dans la stratosphère (altitudes comprises entre 15 et 45 km) protège la surface terrestre contre les rayons UV nocifs provenant du rayonnement solaire.

L’ozone présent dans les basses couches de l’atmosphère (celles qui nous concernent directement) se forme sous l’action du rayonnement solaire UV lors des chaudes journées et en présence d’importantes concentrations d’oxydes d’azote et de composés organiques volatils.

2. Quand observe-t-on de grandes concentrations d’ozone ?

Plusieurs conditions doivent être remplies pour que des concentrations importantes apparaissent dans les basses couches de l’atmosphère :
-    le temps doit être ensoleillé (beaucoup d’UV). Les nuages assurent dans une large mesure une protection efficace contre les rayons UV du soleil ;
-    la température doit être suffisamment élevée (au moins 25°C) ;
-    des courants continentaux déterminent notre temps : le vent est faible et de direction S, S-E ou E ;
-    les oxydes d’azote (NOx) et de composés organiques volatils (VOC) sont présents dans l’air en quantité suffisante et selon une proportion précise.

Le schéma simplifié de la réaction chimique expliquant la formation d’ozone est décrit dans la réponse à la question 6. On peut par ailleurs mentionner qu’un seul jour ensoleillé et chaud ne conduit généralement pas à un dépassement de la valeur seuil pour l’ozone. Une persistance de ce temps pendant une longue période estivale est la plupart du temps indispensable pour atteindre un dépassement.

Les épisodes d’ozone (« ozonsmog ») caractérisés par d’importantes concentrations dans la basse atmosphère se produisent uniquement au cours des mois de mai, juin, juillet et août, ainsi qu’exceptionnellement à la fin du mois d’avril et au début du mois de septembre lorsqu’une zone de haute pression située sur le continent européen dirige des courants d’Est à Sud-Est sur notre pays.

Un aperçu du nombre de « jours d’ozone » (jours pour lesquels le seuil de 180 µg/m³ - fixé par les directives européennes - a été dépassé dans au moins une station de mesure en Belgique) observés en Belgique est présenté ici.

En présence de conditions météorologiques particulières, des intrusions d’ozone provenant de l’atmosphère libre (haute atmosphère) ou même de la stratosphère peuvent induire des augmentations notables des concentrations observées au sol. Exceptionnellement, ce phénomène peut occasionner un dépassement de la valeur seuil. On parle alors d’ « ozone de printemps » (lente ozon). Le dernier dépassement induit par ce phénomène s’est produit les 5, 6 et 7 mai 1995 en Belgique.  De même, les tempêtes en automne et au printemps qui génèrent de grands mouvements verticaux peuvent être à l’origine d’importantes augmentations des concentrations en surface.

3. Je pensais qu’il y avait un trou d’ozone et donc trop peu d’ozone ?

Le trou d’ozone se présente chaque année sous forme d’une diminution de l’épaisseur de la couche d’ozone dans la stratosphère au-dessus du Pole Sud au cours des mois d’octobre à novembre (ce qui correspond au printemps dans ces régions). Comme il est en est déjà fait mention à la question 1, la couche d’ozone est présente à haute altitude dans la stratosphère. Ce « bon » ozone nous protège contre les UV nocifs issus du rayonnement solaire. Le « mauvais » ozone se situe dans les basses couches de l’atmosphère, proches de la surface, et peut être à l’origine de difficultés respiratoires. Le « bon » ozone est, chimiquement parlant, de même composition que le « mauvais » ozone que nous pouvons respirer, mais les réactions chimiques à l’origine de leurs formations respectives sont différentes.

Des composés chimiques déterminés, tels que les CFC (chloro-fluoro carbones), peuvent affecter les réactions qui sont à la base de la formation de l’ozone dans la haute atmosphère et ainsi diminuer les concentrations d’ozone dans ces couches, c’est-à-dire diminuer l’épaisseur de la couche d’ozone. En tenant compte des effets combinés liés à la localisation géographique et aux aspects climatiques, cette diminution d’épaisseur est la plus spectaculaire au Pole Sud.

Les substances qui détruisent l’ozone étaient fréquemment utilisées par l’industrie chimique, notamment pour les systèmes de refroidissement (réfrigérateurs, conditionnements d’air, …) et les désherbants agricoles. Ces substances sont des composés chimiques particulièrement stables qui peuvent se maintenir très longtemps dans l’atmosphère. Leur durée de vie dans la stratosphère peut atteindre 50 ans, avant d’être définitivement éliminées. Entre-temps, l’utilisation de la plupart des substances qui détruisent l’ozone stratosphérique a été pratiquement interdite, à l'exception de quelques applications spécifiques. Il faut à présent attendre que ces composés soient éliminés de la stratosphère (en tenant compte de leur temps de vie élevé) pour que la couche d’ozone puisse retrouver son épaisseur initiale.

Les mesures d’ozone publiées sur notre site internet correspondent à l’ozone des basses couches (le « mauvais » ozone). Les mesures d’ozone stratosphérique (le « bon » ozone) peuvent être consultées sur le site internet de l’IRM.

Vous pouvez aussi trouver davantage d’information à propos du trou d’ozone sur internet. Voici par exemple quelques liens intéressants :
http://www.knmi.nl/voorl/nader/ozongat.htm
http://www.oma.be/BIRA-IASB/Public/Research/Strato/OzoneHole1.fr.html

4. Est-il possible d’utiliser l’excédent d’ozone produit à la surface pour combler le trou d’ozone dans la haute atmosphère ?

L’ozone est composé chimique très instable et réactionnel. Il est par exemple impossible de remplir une bonbonne avec de l’ozone, parce que les parois de la bouteille seraient immédiatement oxydées. Un premier problème apparaît : comment peut-on stocker l’ozone ?

Par ailleurs, l’excédent d’ozone apparaît seulement pendant une partie de la journée (épisode d’ozone) et non pas pendant toute la journée. Les concentrations d’ozone augmentent généralement au cours de la journée, avec un maximum en fin d’après-midi, pour décroître significativement pendant la nuit (les concentrations étant parfois quasi nulles en fin de nuit). En considérant la quantité d’ozone disponible, il apparaît que la quantité d’ozone présente dans les basses couches de l’atmosphère ne représente qu’une faible fraction (moins de 10 % !) de l’ozone stratosphérique (haute atmosphère). Même si les moyens techniques le permettaient (ce n’est pas le cas actuellement),  le transport d’ozone produit en surface vers la stratosphère ne représenterait qu’une goutte d’eau dans la mer. La formation d’ozone stratosphérique est d’ailleurs liée à un processus continu de formation et de destruction : chaque jour, des millions de tonnes d’ozone sont produits dans la stratosphère, et détruits par la suite.

La préservation de la couche d’ozone stratosphérique ne peut donc être envisagée qu’en limitant le rejet de substances responsables de la destruction de l’ozone. .

5. Quels sont les impacts sur la santé des concentrations d’ozone élevées ?

En raison de son fort pouvoir oxydant, l’ozone peut occasionner un certain nombre de problèmes de santé, la gravité de ceux-ci évoluant en fonction des concentrations dans l’air environnant, de la sensibilité des personnes exposées et de leurs activités. Le tableau ci-dessous donne un aperçu des principaux impacts sur la santé pour une courte durée d’exposition :

L’échelle indiquée dans le tableau ci-dessus ne constitue ainsi qu’une échelle quelque peu artificielle qui fournit une idée l’impact sur la santé : réaction faible pour les concentrations entre 180 et 240 µg/m³, modérée entre 240 et 360 µg/m³ et sévère au-delà de 360 µg/m³.

L’ozone peut être l’origine de plusieurs plaintes faisant état de difficultés respiratoires. Les autres composés chimiques impliqués dans les pics de pollution estivaux peuvent également occasionner de la toux, des irritations au niveau des yeux ou des muqueuses. L’apparition de ces symptômes dépend des facteurs suivants :
•    Les concentrations d’ozone : on constate que plus les concentrations sont élevées, plus les plaintes seront nombreuses et importantes. Toutefois, il n’existe aucun seuil précis à partir duquel des symptômes apparaissent systématiquement.
•    Les sensibilités individuelles : les personnes fragilisées au niveau des voies respiratoires seront nettement plus sensibles que des personnes en bonne santé. Les enfants présentent également une plus grande sensibilité.
•    Les efforts physiques : produire des efforts physiques intensifs à l’extérieur accélérera la respiration et, par conséquent, augmentera la quantité d’air inspirée. Ceci contribue à s’exposer davantage aux effets néfastes de l’ozone.

Un certain nombre de mesures préventives peuvent malgré tout être adoptées pour limiter les effets sur la santé. Le premier conseil consiste à limiter considérablement les efforts physiques en extérieur pendant la période qui s’étend de midi jusqu’en début de soirée (en général, de 12 à 20 heures). Si les concentrations se situent au-delà de 180 µg/m³, cette recommandation concerne principalement les enfants et les personnes sujettes à des difficultés respiratoires. Si le seuil de 240 µg/m³ est dépassé, la limitation des efforts physiques s’applique à l’ensemble de la population. En cas nécessité, il est important de consulter le médecin traitant qui sera le plus à même de définir le traitement approprié en fonction de l’état de santé.

6.  Quelles sont les mesures que l’on peut adopter pour se protéger contre les concentrations élevées d’ozone ?

Les concentrations les plus élevées sont généralement mesurées entre midi et le début de soirée. Etant donné que le volume d’air inspiré – et donc d’ozone – est jusqu’à 20 fois plus importants au cours des exercices physiques intenses, il est recommandé de ne pas réaliser d’efforts physiques intenses (par exemple, jogging) à l’extérieur entre 12 et 20 heures. Les concentrations d’ozone à l’intérieur des habitations étant sensiblement plus basses (voir question 8), il est conseillé aux personnes sensibles de ne pas sortir lors d’un épisode d’ozone.

7.  Pourquoi les concentrations d’ozones sont-elles plus élevées dans les campagnes que dans les villes ?

L’ozone est un polluant secondaire, ce qui signifie qu’il n’est pas directement produit par la circulation automobile, l’industrie, etc, mais plutôt qu’il est formé, sous l’action du rayonnement solaire pendant les journées chaudes de l’été, sur base de plusieurs polluants. Ces polluants sont appelés « précurseurs » de l’ozone. Plus précisément, il s’agit des oxydes d’azote (NOx) et des composés organiques volatiles (COV). Le trafic automobile est principal responsable de l’émission de composés chimiques qui sont à la base de la formation d’ozone.

Les épisodes d’ozone sont caractérisés par des concentrations plus élevées dans les campagnes que dans les villes. Ceci s’explique par la réaction (inverse) de destruction de l’ozone par les oxydes d’azote (NOx) et les composés organiques volatiles (COV), qui se produit davantage dans les villes que dans les campagnes, en raison des concentrations plus élevées de monoxyde d'azote (NO) émises par le trafic. Cette réaction de destruction se produit lorsque l'intensité lumineuse est faible, notamment en fin d'après-midi. Le fait qu’il y ait moins d’ozone dans les villes ne signifie pas pour autant que la pollution au sens général y est moindre : il existe d’autres polluants qui sont présents en plus grande quantité que dans les campagnes.

Il n’existe donc pas de lien direct (linéaire) entre les quantités de substances qui sont à la base de la formation d’ozone et les concentrations d’ozone proprement dites. Une diminution des quantités de précurseurs d’ozone peut même être à l’origine d’une augmentation des concentrations d’ozone. Ce phénomène peut être aisément observé le weekend, au cours duquel la diminution du trafic conduit le plus souvent à des concentrations d’ozone plus importante, en raison de moins grandes quantités de NO présentes dans l’air. Le processus de formation d’ozone présente ainsi un mécanisme complexe d’auto-dépendance avec ses précurseurs.

Pour décrire de façon plus détaillée les raisons qui expliquent la présence de concentrations d’ozone plus importantes dans les campagnes que dans les villes, il est utile de faire référence aux réactions chimiques de base. De façon extrêmement simplifiée, le schéma de réaction de formation de l’ozone peut être écrit comme suit :

NO2 + O2 (+ rayonnement UV du soleil + chaleur) --> NO + O3

ou autrement dit, le dioxyde d’azote réagit avec l’oxygène pour former, sous l’action du rayonnement UV et en présence de chaleur, du monoxyde d’azote et de l’ozone. Cette réaction photo-chimique de formation de l’ozone est écrite sous forme globale : en pratique, la formation d’ozone implique plusieurs centaines de réactions chimiques.

Cette réaction est dite équilibrée, ce qui signifie que la réaction inverse (qui contribue à détruire l’ozone) s’écrit :

NO + O3 --> NO2 + O2

Une loi de la chimie énonce qu'un équilibre tend à se rétablir lorsqu'il est perturbé. C'est à ce stade que les COV entrent en ligne de compte. Ceux-ci vont réagir avec le NO et, de ce fait, entraîner une diminution des concentrations de NO : il en résulte une pertubation de l'état d'équilibre. En vertu de la loi évoquée ci-dessus, l'équilibre tendra à se rétablir par augmentation des concentrations de NO. L'équilibre global tend ainsi à se déplacer vers un accroissement des concentrations de NO, ce qui se traduit aussi par un accroissement des concentrations de O3 (ozone).

Les gaz émis par le trafic automobile contiennent une proportion importante de NO. Etant donné qu'il possède une durée de vie très courte, le NO émis est ainsi très rapidement transformé (ou oxydé) en dioxyde d'azote (NO2) qui se caractérise quant à lui par une durée de vie beaucoup plus longue, allant de quelques heures jusqu'à plusieurs jours. C'est ce processus chimique qui explique pourquoi les concentrations d'ozone sont moindres dans les villes qu'à la campagne.
En résumé :
- Dans les villes, le trafic automobile contribue à produire davantage de NO. Le NO, en réagissant avec l'ozone pour former du NO2, diminue ainsi les concentrations d'ozone.
- A la campagne, les émissions de NO provenant du trafic routier étant moindres, les réactions de destruction de l'ozone sont également moins importantes que dans les villes et se traduisent ainsi par des concentrations d'ozone plus élevées.

Ces considérations expliquent pourquoi des mesures à court terme, telles que la mise à l'arrêt de la circulation, peuvent avoir un effet contraire sur la pollution par l'ozone. Diminuer la circulation implique une réduction des émissions de NO et, par conséquent, une diminution des réactions chimiques de destruction de l'ozone. Les mesures de limitation de trafic mises en application lors d'un pic de pollution n'ont aucun sens. Bien qu'elles puissent jouer un rôle de sensibilisation plus important auprès des conducteurs, les mesures à court terme n'en restent pas moins inefficaces pour réduire les concentrations d'ozone.

La réduction des pics d'ozone nécessite par contre des mesures de plus long terme. Il serait utile de mettre en oeuvre des mesures (par exemple, limitation de la circulation) 4 ou 5 jours avant un pic d'ozone, de façon à limiter les concentrations de précurseurs d'ozone lors du pic. Toutefois, une prévision précise de tels événements de pollution à 5 jours d'échéance demeure encore difficile à l'heure actuelle. Les prévisions de concentrations d'ozone sont en effet fortement liées à la qualité des prévisions météorologiques qui demeurent parfois incertaines au-delà de trois jour d'échéance.

Les cartes de prévision d'ozone pour le jour même, le lendemain et le surlendemain sont disponibles sur notre site internet sous la rubrique "Ozone - Prévisions". Les prévisions pour le jour même sont exactes dans environ 75 % des cas, celles pour le lendemain et le surlendemain sont moins fiables.

Sur base des résultats obtenus à partir de modèles sophistiqués, la pollution par l'ozone peut être réduite en appliquant les mesures suivantes :
1) limitation drastique (de 60 - 70 %) des émissions de précurseurs d'ozone ;
2) appliquer cette limitation non seulement à la Belgique, mais aussi à l'Europe entière ;
3) appliquer cette limitation pendant toute l'année, et non pas lors d'un épisode d'ozone.

Il existe au niveau européen un certain nombre de mesures qui ont été prises ou qui sont en préparation, mais il faudra encore du temps (quelques années) pour que ces mesures puissent être appliquées et conduire à une réelle diminution des concentrations d'ozone. Une mesure importante prise dans ce sens est la directive européenne NEC (National Emission Ceilings), selon laquelle chaque pays européen se verra contraint de limiter ses émissions de NOx et COV. Cette directive apportera une contribution précieuse à la problématique de l'ozone à l'horizon 2010.
 

8.  L'ozone est-il présent dans les habitations ?

Comme indiqué dans la réponse à la question 1, l'ozone est un composé chimique très réactionnel et instable. L'ozone produit à l'extérieur peut entrer dans les habitations et réagir avec toutes les matières avec lesquelles il entre en contact. En général, on estime que la concentration d'ozone à l'intérieur représente environ la moitié de la concentration mesurée à l'extérieur. Etant donné que les plus hautes concentrations d'ozone (à l'extérieur) sont le plus souvent mesurées entre 12 et 20 heures, il est conseillé, lors des épisodes d'ozone, d'aérer les pièces de l'habitation en dehors de cette plage horaire, c'est-à-dire soit avant 12 heures ou après 20 heures.

Dans les espaces mal ventilés où se trouvent d'anciens photocopieurs ou imprimantes laser, d'importantes concentrations d'ozone peuvent être mesurées. La dernière génération de photocopieurs et d'imprimantes laser possède un "filtre d'ozone" qui détruit l'ozone formé et permet le limiter au maximum les émissions restantes.

Dans l'arrêté royal "Vers une modification du Règlement Général pour la protection des travailleurs en ce qui concerne la fixation de valeurs limites lors d'expositions aux agents chimiques" du 11 avril 1995 (M.B. du 14/6/1995, p. 17055), la valeur maximale d'exposition à l'ozone sur le lieu de travail est fixée à 200 µg/m³ (valeur moyenne sur une période de 8 heures).

9.  Que puis-je faire par moi-même pour limiter les concentrations élevées d'ozone ?
 

Comme indiqué en réponse à la question 7, la pollution par l'ozone peut être réduite en appliquant les mesures suivantes :
1) limitation drastique (de 40 - 50 %) des émissions de précurseurs d'ozone ;
2) appliquer cette limitation non seulement à la Belgique, mais aussi à l'Europe entière ;
3) appliquer cette limitation pendant toute l'année, et non pas lors d'un épisode d'ozone.

En pratique, chacun peut contribuer à la diminution des émissions de précurseurs, notamment à travers les actions suivantes :
- limiter les déplacements en voiture ;
- utiliser les transports en commun ;
- réaliser les déplacements courts à pied ou à vélo ;
-  respecter les limitations de vitesse et éviter les conduites "sportives" (c'est-à-dire éviter les fortes accélérations et les rotations élevées du moteur) ;
- éviter autant que possible les peintures à base de solvants, et choisir plutôt les peintures à base d'eau ;
- éviter de faire le plein de carburant de la voiture quand il fait très chaud ;
- choisir une installation de chauffage économique et à haut rendement.