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"La réalité de l’impact du diesel dans

les particules atmosphériques"

Jean-Paul Morin

Jean-Paul Morin EA4651-ABTE/ToxEMAC Université de Rouen

Conférence de presse CCFA 3 décembre 2012

Jean-Paul Morin

Chargé de Recherche INSERM

Directeur Adjoint EA4651-ABTE/Toxemac - Université de Rouen

Membre du CES Milieux aériens ANSES 2005-2011

Coordinateur Réseau TOPAASE Toxicologie Pollution Atmosphérique Aérothermochimie Santé Environnement

Quelques Amalgames et Idées Reçues Tenaces :

Les PM10 ou PM2.5 auraient pour source principale le trafic automobile

Les données du programme CARA

Les PM10 ou les PM2.5 seraient des polluants caractérisés

Grande variabilité en fonction du lieu, des sources, de la météo

La métrologie des particules atmosphériques serait représentative au fil des ans

Les fumées noires, jauge béta, la gravimétrie, TEOM, TEOM-FDMSLes fumées noires, jauge béta, la gravimétrie, TEOM, TEOM-FDMS

Les émissions de moteurs diesel auraient une composition constante au fil des ans

La catalyse d’oxydation, la pression d’injection, le FAP, la SCR…

Le filtre à particules diesel ne filtrerait pas les particules solides submicroniques

Le filtre à particules ne fonctionnerait pas à froid

La réduction locale du trafic ou de sa vitesse serait une solution efficace contre les

pics de pollution particulaire



Quelle contribution des émissions trafic à l’aérosol atmosphérique ?

Les informations apportées par le programme CARA (LCSQA-INERIS-AASQA)

Les méthodes statistiques dites « modèles-récepteur » se basent sur le fait que la

matière particulaire atmosphérique est un mélange complexe de nombreuses espèces

chimiques traçant potentiellement son origine.

Couplage méthodes Chemical Mass Balance et Positive Matrix Factorisation

RAPPORTS CARACTERISTIQUES (Robinson et al. 2006 Environmental Science & Technology 40: 7811-7819)

Le rapport levoglucosan/OC peut ainsi être utilisé pour évaluer les attributions des sources de

combustion de la biomasse HAP/EC pour évaluer les sources de la circulation automobile acide

palmitique/acide oléique pour les émissions liées à la cuisson d’aliments …palmitique/acide oléique pour les émissions liées à la cuisson d’aliments …

ISOTOPES DU CARBONE (Bench et al. 2004 Environmental Science & Technology 38(8): 2424-2427)

Une matière carbonée présentant un rapport 14C/12C actuel est

qualifiée de moderne par opposition à une matière carbonée dérivée de composés

fossiles dans laquelle la part de 14C est nulle.

MESURES D’ABSORPTION (Sandradewi et al. 2008 Atmospheric Environment 42(1): 101-112 )

aethalomètre à deux longueurs d’ondes (370 et 880 nm) : dissociation des sources trafic et de

combustion de la biomasse dans une vallée alpine



Rouen Lyon

Modélisation des principales sources primaires des PM10

lors des épisodes de janvier 2009 à Lyon et à Rouen Données Programme CARA

Source LCSQA/INERIS Décembre 2009



0

10

20

30

40

50

60

70

Co

nce

ntr

ati

on

(µ

g/g

)

Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

100 Ions

0

10

20

30

40

50

60

Ag Tl Bi Co Cd La As Se Rb Sb

Co

nce

ntr

ati

on

(µ

g/g

)

Métaux

200

400

600

800

1000

Co

nce

ntr

ati

on

(µ

g/g

)

Variabilité de composition des PM2.5

Influence de la saison et du site de prélèvement

0

20

40

60

80

100

Mg 2+ K + Cl - Na + NH4 + Ca 2+ SO4 2- NO3 -

Co

nce

ntr

ati

on

(m

g/g

)

Ions0

200

Ce Mo Sn Sr V Ni Cr Ba Ti Pb

Co

nce

ntr

ati

on

(µ

g/g

)

0

20

40

60

80

100

120

Cu Mn Zn K Mg Na Ca Al Fe

Co

nce

ntr

ati

on

(m

g/g

)

Rural Urbain Industriel

Printemps-Eté 2008

Automne-Hiver 2008-2009



Contributions aux PM2.5 Porte d’Auteuil

La contribution trafic aux PM2.5 est de l’ordre de 11µg/m3 , reste stable sur l’année et ne présente pas de pics de variation

marqués.

La contribution urbaine aux PM2.5 est légèrement supérieure en hiver 8µg /m3 qu’en été 5µg/m3

La contribution du trafic local n’est jamais responsable à elle seule d’un dépassement de 50µg/m3 en PM10

Les variations de contribution de l’import sont responsables des dépassements de 50µg/m3

Lors des dépassements de 50µg/m3, l’import est toujours nettement majoritaire même en proximité du trafic



La plupart des EIS se réfèrent aux PM10 et PM2.5 atmosphériques (données AASQA), comme traceurs de

la pollution atmosphérique, sans discrimination des sources, de l’évolution des technologies de mesures

ni de prise en compte de co-polluants ni de l’exposition individuelle réelle.

Evaluation des Impacts Sanitaires (EIS) de la Pollution Atmosphérique

Les corrélations globales à court terme, à long terme, les études de cohorte

Source : données programme PSAS

Le lien statistique entre deux facteurs n’est pas suffisant à établir le lien de causalitéPas d’additivité des excès de risques associés à des polluants différents

Application de ces excès de risque relatif aux conditions de pollution locale

et à la population exposée localement pour le calcul du nombre de cas



Les émissions de Moteurs à Combustion

WHO 12 juin 2012 : Emissions Diesel Classées Cancérogènes

Quels éléments nouveaux ?

Les études de cohortes chez l’homme exposé par inhalation

Etudes en environnements professionnels confinés

Cependant Des Conclusions Controversées dans la Littérature

Peu d’études conclusives en exposition ambiances extérieures

(chauffeurs de bus, de taxis)

Difficultés d’évaluation de l’exposition réelle

Pondération de facteurs de confusion (tabac, alimentation, …)?

Olsson et al. (2011), Villeneuve, et al. (2011), Attfield et al (2012), Silverman et al (2012)

Results from all occupational cohort studies with quantitative estimates of exposure

have limitations, including weak and inconsistent E-R associations that could be

explained by bias, confounding or chance, exposure misclassification, and often

inadequate latency. In sum, the weight of evidence is considered inadequate to

confirm the diesel-lung cancer hypothesis.

Pondération de facteurs de confusion (tabac, alimentation, …)?



Programmes Récents Toxicologie par inhalation

résultats préliminaires

Program ACES / HEI USA : Emissions diesel poids lourd norme 2007 USA

Exposition par inhalation chez le rat 16 heures/ jour 5 jours/semaine 2 ans

Principaux polluants : CO, NO, NO2

Polluants mineurs : PM, HC, SO2

Pas de génotoxicité à 3 mois, contrairement aux études de 1986

Respiratoire peu de concordance des résultats en fonction des marqueurs à 3 moisRespiratoire peu de concordance des résultats en fonction des marqueurs à 3 mois

Cardiovasculaire : impact effectif précoce et maintenu à 3 mois

Survenue d’un stress oxydant systémique

Les résultats des études toxicologiques récentes sur des émissions de moteurs diesel

de technologies récentes équipés de systèmes de post-traitement efficaces ne

permettent plus de conclure à une génotoxicité qui était avérée avec les émissions

de moteurs diesel de technologies plus anciennes (années 80)



Le catalyseur d’oxydation Euro2 - 1996

�CO, HC, PM-SOF �NO2/Nox (°C)

Le Filtre à Particules Euro5 - 2011

� PM Fines et Ultrafines même à froid

Souvent � NO2 et �NO2/NOx à chaud

La DéNOx Euro6 – 2015 � Nox NO2? (°C)

Le common rail 2000

� HC, CO, PM, Bruit

La notion d’impact sanitaire des émissions de moteurs à combustion

nécessite la prise en compte des

révolutions technologiques tout particulièrement en ce qui concerne le Diesel



La DéNOx Euro6 – 2015 � Nox NO2? (°C)

La Catalyse 3 voies Euro1 -1992

�CO, HC, Nox (°C)

Vers une convergence de la norme sur les émissions moteurs

Le Diesel au niveau de l’Allumage Commandé

L’injection Directe mélange pauvre

Problématique analogue au diesel

10 100

0.0

2.0x107

4.0x107

6.0x107

8.0x107

1.0x108

1.2x108

1.4x108

1.6x108

1.8x108

2.0x108

d(N

)/d

(lo

g(d

P))

Amont FAP

Aval FAP

Efficacité du FAP sur les Particules Fines et UltrafinesMesures à l’Emission par SMPS

10 100

105

106

107

108

109

d(N

)/d

(lo

g(d

P))

Diametre Aérodynamique nm

Amont FAP

Aval FAP

10 100

Diametre Aérodynamique nm

Morphologie Particules DieselMicroscopie Electronique Transmission

Une Efficacité et une Durabilité Démontrées

Des filtres céramiques ou carbure de silicium

Sur la masse et sur le nombre de particules solides

Sur l’ensemble de la gamme de taille des particules

présentes dans l’échappement amont



Conclusions

Les PM10 ou PM2.5 auraient pour source principale le trafic automobile

Les PM10 ou les PM2.5 seraient des polluants caractérisés

La métrologie des particules atmosphériques serait représentative au fil des ans

Les émissions de moteurs diesel auraient une composition constante au fil des ans

Le filtre à particules diesel ne filtrerait pas les particules solides submicroniques


Faux

Faux

Faux

Faux

Faux

Faux

En matière de Particules


La réduction locale du trafic ou de sa vitesse serait une solution efficace contre les pics

pollution particulaire Bras de levier peu efficace par rapport au résidentiel, tertiaire et agriculture

Faux

En matière d’émissions Diesel

Quand bien même le potentiel cancérogène des émissions Diesel antérieures aux années 80

serait avéré, cette décision ne saurait être applicable aux émissions des moteurs diesel actuels

du fait des progrès accomplis en matière de dépollution des phases particulaires et gazeuses.

La problématique de la réduction des émissions primaires de NO2, spécificité liée au Diesel, doit

être une priorité. D’importants investissements de recherche sont en cours dans ce domaine où

des progrès sont attendus à relativement court terme.



Merci de votre Attention



Contact : [email protected]

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