Qualité de l'air

1. Messages clés

2. Les particules fines

Les particules fines (anglais: particulate matter, PM) désignent l'ensemble des fines particules microscopiques en suspension dans l'air. On distingue généralement les PM d'un diamètre inférieur à 10 micromètres (PM₁₀) et celles d'un diamètre inférieur à 2,5 micromètres (PM_2.5). Comme les PM_2.5 ne contiennent que les plus petites particules de PM, leurs compositions et leurs effets sur la santé sont différents de ceux des PM₁₀.

Le chauffage des ménages est la principale source directe de particules fines

Les PM peuvent être émises directement, mais elles peuvent aussi être formées indirectement à partir de précurseurs par des réactions chimiques. Selon les chiffres belges les plus récents (2019), la source directe la plus importante de PM2.5 est le chauffage des ménages, où l'utilisation du bois contribue de manière disproportionnée aux émissions. Les autres grandes sources d'émissions directes de PM sont les transports, où le trafic routier est le plus important, et l'industrie lourde. Les précurseurs les plus importants des particules indirectes sont l'ammoniac, les oxydes d'azote et le dioxyde de soufre. L'ammoniac est principalement émis par le secteur agricole, notamment par le bétail. Le dioxyde de soufre, lui-même un polluant atmosphérique, provient principalement de l'industrie lourde [1].

L'exposition aux particules fines peut entraîner des maladies cardiovasculaires et respiratoires ainsi que le cancer du poumon

Dans son rapport, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande une exposition maximale de 5 µg m-3 de concentration moyenne annuelle et de 15 µg m^-3 de moyenne journalière pour les PM2.5, et de 15 µg m^-3 par an et de 45 µg m-3 par jour pour les PM10. Les effets sur la santé d'une exposition aiguë aux particules fines comprennent une augmentation de la mortalité due aux maladies cardiovasculaires et respiratoires et aux accidents vasculaires cérébraux [2], et pour les PM2.5 une augmentation des crises d'asthme [3]. L'exposition chronique aux PM est associée aux cardiopathies ischémiques, aux maladies respiratoires et au cancer du poumon [4].

Les concentrations de particules fines sont plus élevées en Région flamande qu'en Région wallonne

Pour détecter les tendances spatiales dans l'apparition des polluants atmosphériques, les niveaux de concentration peuvent être cartographiés pour le territoire belge. Les cartes ci-dessous visualisent les concentrations moyennes annuelles de PM_2.5 et PM₁₀ pour 2020 pour chaque secteur statistique, la plus petite unité administrative de Belgique. Afin de donner une indication de l'exposition des habitants du secteur par rapport à la valeur recommandée par l'OMS dans son rapport sur la qualité de l'air (OMS AQGs), les valeurs sont indiquées relativement aux recommandations pour le polluant.

Un net gradient nord-sud est visible sur la carte de la concentration relative aux AQG pour les PM_2.5 en Belgique. Les concentrations sont généralement élevées dans le nord de la région flamande, intermédiaires dans le centre de la Belgique, y compris la région de Bruxelles-Capitale, et faibles dans la région wallonne, en particulier dans les Ardennes. Le même schéma apparaît pour les PM₁₀, à la différence que les niveaux de pollution relatifs sont généralement plus faibles par rapport aux PM_2.5. Ce gradient peut s'expliquer par le fait que la Flandre, région la plus densément peuplée, compte plus de sources de PM (chauffage résidentiel, transport, agriculture, y compris l'élevage intensif) et moins de puits (élimination par la végétation) que la Wallonie. Environ la moitié du pays présente des niveaux de pollution supérieurs à la valeur annuelle recommandée par l'OMS pour les PM₁₀ et plus des deux tiers du pays présentent des niveaux supérieurs pour les PM_2.5.

L'exposition de la population aux particules est élevée mais diminue en Belgique

Les régions belges peuvent être comparées en termes d'exposition aux PM_2.5 et PM₁₀, en utilisant la concentration pondérée par la population. Cette mesure exprime la concentration moyenne de polluants en tenant compte de l'endroit où vivent les gens, et elle est utilisée en tant que mesure de l'exposition. Si l'on considère les chiffres les plus récents pour l'année 2020, un schéma similaire se dessine pour les deux types de PM : l'exposition en région bruxelloise est comparable à la moyenne belge, et l'exposition est sensiblement plus élevée en région flamande et plus faible en région wallonne. Deux tiers de la population belge est exposée à des niveaux de pollution dépassant la valeur à long terme recommandée par l'OMS pour les PM₁₀, et plus de 90 % des personnes sont exposées à des niveaux supérieurs pour les PM_2.5.

L’observation au cours du temps de la concentration pondérée par la population permet d’analyser si l'exposition de la population belge aux PM_2.5 et aux PM₁₀ augmente ou diminue. Les tendances pour les deux types de PM sont semblables, et similaires pour toutes les régions. Les concentrations pondérées par la population atteignent un pic en 2018, puis diminuent pour atteindre un minimum en 2020. La baisse de la concentration est moins prononcée en région flamande que pour les autres régions, et sa valeur est - à une exception près pour les PM_2.5 - la plus élevée par rapport au reste du pays. L'exposition dans la région de Bruxelles-Capitale en 2017 était plus élevée que la moyenne, avant une diminution qui la rapproche de la moyenne en 2020. L'exposition aux PM est de loin inférieure en région wallonne.

La diminution globale de l'exposition est principalement le résultat d'une réduction globale des concentrations de PM (non montré). Sur la base des tendances visibles dans les graphiques pour les PM_2.5 et les PM₁₀, la qualité de l'air en Belgique s'améliore depuis 2017. Ce constat est cohérent avec le plus récent rapport sur la qualité de l'air publié par la Cellule Interrégionale de l'Environnement (CELINE). La CELINE a commencé à effectuer des mesures en 1997 et montre une tendance à la baisse tant des concentrations de PM que de l'exposition [5].

La Belgique est le quatrième pays de l’UE-14 le plus exposé aux particules fines

Au niveau international, la Belgique présente la quatrième plus forte concentration pondérée par la population pour les PM_2.5 et les PM₁₀, par rapport aux autres pays de l'UE-14, bien au-dessus de la concentration moyenne européenne [8].

3. Dioxyde d'azote

Les oxydes d'azote (NO_x), y compris le dioxyde d'azote (NO₂) et le monoxyde d'azote (NO), sont formés et émis ensemble à la suite d'une combustion, comme celle qui se produit au sein des moteurs de voitures et des centrales électriques. Le NO est un gaz incolore. Le taux de concentration présent dans l'atmosphère est inoffensif, tandis que le NO₂ ambiant constitue un grave danger pour la santé.

Le trafic routier est la plus grande source d'émissions de dioxyde d'azote

Le transport est la principale source d'émissions de NO_x, le trafic routier étant de loin le plus important contributeur, suivi par la navigation (maritime et intérieure) et le trafic aérien [1]. L'exposition au NO₂ due au trafic routier est d’autant plus accrue par les émissions qui se produisent près du niveau du sol et souvent dans des zones densément habitées [9], ainsi que par les canyons des rues, où le polluant est piégé dans les routes étroites bordées de grands immeubles [5]. D'autres sources, moins importantes, sont l'industrie et l'agriculture.

L'exposition au dioxyde d'azote peut entraîner des maladies et des infections respiratoires chroniques

L'OMS recommande une exposition annuelle moyenne maximale au NO₂ de 10 µg m^-3. Par jour, cette exposition ne peut pas excéder 25 µg m^-3. L'exposition à long terme au NO₂ a été associée à la mortalité due aux maladies pulmonaires obstructives chroniques et aux infections aiguës des voies respiratoires inférieures [4].

La concentration de dioxyde d'azote est plus élevée dans les villes que dans les campagnes

Si l'on considère la carte de pollution pour le NO₂, les concentrations sont généralement plus élevées en région flamande et dans le nord de la région wallonne, y compris dans le sillon Sambre-et-Meuse, par rapport aux Ardennes. Le trafic routier étant la principale source de NO_x, les zones comprenant les grandes villes et les grands axes routiers sont facilement reconnaissables sur la carte en rouge. La région de Bruxelles-Capitale est une zone fortement urbanisée et présente une pollution importante, à l'exception de la réserve forestière du sud-est. Environ 40 % du territoire belge présente des valeurs de pollution supérieures à la valeur annuelle recommandée par l'OMS pour le NO₂.

Concentration relative de NO₂ par secteur statistique en Belgique, 2020
Source: Calculs des auteurs sur base des données de pollution atmosphérique fourni par CELINE [6].

L’exposition de la population Belge au dioxyde d’azote diminue

En appliquant la même mesure de concentration pondérée par la population que ci-dessus, l'exposition au NO₂ est la plus élevée dans la région de Bruxelles, suivie de la région flamande, et beaucoup plus faible dans la région wallonne qui compte moins de centres urbains. Au niveau national, 20 % de la population belge est exposée à des niveaux de NO₂ à long terme supérieurs à la valeur recommandée par l'OMS.

Les concentrations sont en baisse constante dans toutes les régions. Cependant, Bruxelles a toujours la concentration la plus élevée, malgré avoir connu la baisse la plus significative de l'exposition, ce qui a conduit à une convergence avec les autres régions. La tendance à la baisse de la concentration pondérée par la population est similaire pour les autres régions, bien qu'un peu plus faible pour la région wallonne.

La diminution globale de l'exposition est principalement le résultat d'une réduction globale des concentrations de NO₂ (non montré). Comme pour les PM, ces observations correspondent au constat du dernier rapport sur la qualité de l'air publié par IRCEL-CELINE. La collecte de données à partir de 1997 confirme cette tendance à la baisse des concentrations de NO₂ [5].

La Belgique a la cinquième exposition la plus élevée au dioxyde d'azote par rapport aux pays similaires de l'UE

Au niveau international, la Belgique présente la cinquième plus forte concentration de NO₂ pondérée par la population, par rapport aux autres pays de l'UE-14. En effet, elle se situe bien au-dessus de la concentration moyenne européenne [8].

4. Ozone

L'ozone (O₃) est un gaz hautement réactif, ce qui le rend nocif pour les humains et les écosystèmes. Bien que sa présence dans la stratosphère, qui se situe à des dizaines de kilomètres d'altitude, protège les formes de vie contre les rayonnements solaires les plus nocifs, l'ozone présent dans la basse troposphère constitue un grave danger pour la santé.

La concentration d’ozone est la plus élevée en été, surtout les jours ensoleillés

L'O³ n'est pas émis directement mais se forme dans l'atmosphère par des réactions chimiques sous l'influence de la lumière du soleil. L'O₃ se forme à partir de ce que l'on appelle des précurseurs, notamment des oxydes d'azote, du méthane et des composés organiques volatils. Par conséquent, la concentration d'O₃ dépend fortement du temps, de la saison, de l'heure de la journée et des émissions de précurseurs. A court terme, il y aura plus d'O₃ pendant la journée et les jours ensoleillés. Sur l'année, les concentrations d'O₃ sont plus élevées en été, le pic de l’ozone s'étendant d'avril à septembre en Belgique. Dans l'atmosphère, un équilibre chimique existe entre O₃ et NO d'une part, et O₂ (oxygène) et NO₂ d'autre part. La conséquence la plus importante est que le NO, tel qu'émis par le trafic routier, décompose l'ozone pour former du NO₂ [5].

Les pics d'ozone provoquent des problèmes respiratoires et une mortalité prématurée

En raison de son caractère saisonnier et diurne, les recommandations de l'OMS pour l'O₃ sont basées sur la concentration moyenne maximale quotidienne sur 8 heures, et seules les valeurs durant le pic de la saison sont prises en compte. L'AQG journalier est de 100 µg m^-3, la limite annuelle est de 60 µg m^-3 pour la moyenne des concentrations maximales quotidiennes d’ozone sur 8 heures pendant la saison du pic de l'ozone. Les effets aigus comprennent une mortalité chez les adultes, des jours avec une activité légèrement réduite, des hospitalisations pour des problèmes respiratoires, l'utilisation de bronchodilatateurs par les adultes, de la toux et des problèmes des voies respiratoires inférieurs chez les enfants. Il existe encore une grande incertitude concernant les effets de l'exposition chronique à l'O₃. Certaines études montrent une faible relation entre l'exposition à long terme à l'O₃ et la mortalité due à des conditions respiratoires et toutes causes confondues [4].

Les campagnes présentent des concentrations d'ozone plus élevées que les villes

En observant la carte de pollution pour l'O₃, nous pouvons voir que les concentrations sont généralement plus élevées en région wallonne par rapport à la région flamande et à la région de Bruxelles-Capitale. La configuration spatiale de l'O₃ semble être l'inverse de celle du NO₂. Ceci peut être expliqué par le fait que le NO émis combiné avec le NO₂ émis par les voitures et autres véhicules décompose l'ozone formé localement par des réactions chimiques. Les centres urbains et les autoroutes qui sont confrontés à un trafic intense, connaissent donc des concentrations plus faibles que la campagne, ce qui fait de l'exposition à l'ozone un problème essentiellement rural.

Concentration relative de O₃ par secteur statistique en Belgique, 2020
Source: Calculs des auteurs sur base des données de pollution atmosphérique fourni par CELINE [6].

L'exposition à l'ozone est restée stable au cours des dernières années

En termes de concentration de O₃ pondérée par la population en 2020, l'exposition en région flamande est comparable à la moyenne belge, tandis qu'elle est légèrement supérieure en région wallonne et nettement inférieure en région bruxelloise. En Belgique, l'ensemble de la population est exposée à des concentrations d'O3 supérieures aux valeurs limites annuelles de l'OMS.

Il n'y a pas de tendance claire en termes de concentrations au cours des dernières années. Cependant, si l'on considère les séries de mesures plus longues du rapport sur la qualité de l'air de l'IRCEL-CELINE, une tendance légèrement croissante des concentrations d'O₃ et de l'exposition est observable au cours des trois dernières décennies [5]. Cela contraste avec les autres polluants atmosphériques considérés, qui montrent une baisse constante.

La Belgique a la sixième plus faible exposition à l'ozone par rapport aux autres pays de l'UE-14

La comparaison européenne de l'exposition à l'ozone n'est pas basée sur la concentration moyenne, comme c'est le cas pour les objectifs de qualité de l'air, mais sur une mesure appelée SOMO35 : la somme des moyennes (maximum quotidien sur 8 heures) supérieures à 35 ppb. Comme il s'agit d'un chiffre cumulatif, les valeurs peuvent devenir élevées par rapport aux mesures basées sur des moyennes.

La Belgique a le sixième SOMO35 pondéré par la population le plus bas pour l'O³ par rapport aux autres pays de l'UE-14, bien en dessous de la concentration moyenne européenne [8].

5. En savoir plus

Voir les métadonnées pour cet indicateur

Introduction

La pollution atmosphérique constitue le plus grand risque environnemental pour la santé, et est responsable de millions de décès prématurés et d'années de vie en bonne santé perdues dans le monde. L'exposition à la pollution atmosphérique est associée aux maladies respiratoires, aux troubles cardiovasculaires et au cancer du poumon. Elle touche de manière disproportionnée les groupes vulnérables, notamment les jeunes enfants, les personnes âgées et les personnes souffrant de maladies pulmonaires et d'asthme. Les particules fines, le dioxyde d'azote et l'ozone sont des exemples de polluants de l'air ambiant [4].

Pour améliorer la qualité de l'air et la santé publique, l'OMS publie des recommandations sur la qualité de l'air (AQGs), qui sont un ensemble de valeurs maximales recommandées pour des polluants atmosphériques spécifiques. Ces directives ont été mises à jour en 2021 sur la base de données scientifiques récentes et contiennent des recommandations pour les concentrations quotidiennes et les moyennes à long terme [4]. Outre les directives de l'OMS, l'Union européenne applique des normes de qualité de l'air juridiquement contraignantes. Les normes de l'UE sont moins strictes que les lignes directrices correspondantes de l'OMS, car elles sont le résultat de négociations politiques et prennent en compte la santé ainsi que la faisabilité économique [9].

Les polluants atmosphériques traités dans ce rapport sont les particules fines de diamètre aérodynamique <2,5 µm et <10 µm (PM_2.5 et PM₁₀), le dioxyde d'azote (NO₂) et l'ozone (O₃). L'évaluation de la qualité de l'air repose sur les données relatives aux polluants fournies par IRCEL-CELINE, sous la forme de cartes à haute résolution représentant la concentration moyenne annuelle pour les années 2017 à 2020. Les cartes de pollution sont le résultat de modèles à haute résolution, calibrés par rapport à des mesures réelles mais toujours soumis à un certain degré d'incertitude [6]. L'exposition à la pollution atmosphérique est abordée en utilisant la concentration moyenne pondérée par la population, avec les données de population fournies par Statbel [7].

Définitions

Concentration, sources et puits

La qualité de l'air peut être quantifiée par la concentration de polluants atmosphériques connus. La concentration de la pollution atmosphérique est généralement exprimée sous la forme d'une concentration massique, ce qui donne la masse d'une substance polluante présente dans un volume d'air. Comme cette masse est généralement très faible par rapport à l'espace qu'elle occupe, une unité courante est le microgramme par mètre cube (µg m^-3 ; un microgramme est égal à un millionième de gramme).

La concentration des polluants atmosphériques dépend des sources (directes ou indirectes) et des puits, qui sont des facteurs ou des processus qui émettent ou éliminent le polluant, respectivement. Les émissions et les absorptions sont généralement exprimées en taux, par exemple en kilogrammes par heure ou en tonnes par an.

Concentration moyenne pondérée par la population

La concentration moyenne pondérée par la population est utilisée comme une indication de l'exposition de la population à la pollution atmosphérique. Elle est utilisée pour agréger les valeurs de concentration dans une région plus vaste. Au lieu de calculer une simple concentration "moyenne spatiale" de la zone, la population de chaque emplacement est prise en compte comme poids pour le niveau de concentration correspondant. Comme il intègre des informations sur la qualité de l'air ainsi que sur le lieu de résidence des personnes, il peut servir de mesure de l'exposition aux polluants atmosphériques.

Références

1. Air pollutant emissions – European Environmental Agency, 2022. https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/dashboards/national-air-pollutant-emissions-data
2. Orellano, P., Reynoso, J., Quaranta, N., Bardach, A., & Ciapponi, A. (2020). Short-term exposure to particulate matter (PM10 and PM2.5), nitrogen dioxide (NO2), and ozone (O3) and all-cause and cause-specific mortality: Systematic review and meta-analysis. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105876
3. Orellano, P., Quaranta, N., Reynoso, J., Balbi, B., & Vasquez, J. (2017). Effect of outdoor air pollution on asthma exacerbations in children and adults: Systematic review and multilevel meta-analysis. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0174050
4. Lignes directrices mondiales de l'OMS sur la qualité de l'air. Organisation mondiale de la santé, 2021. https://www.who.int/fr/news-room/questions-and-answers/item/who-global-air-quality-guidelines
5. Rapport annuel 2020 de la qualité de l’air en Belgique – CELINE. https://irceline.be/fr/documentation/publications/annual-reports/rapport-annuel-2020/view
6. ATMO-Street. CELINE. https://www.irceline.be/en/documentation/models/atmo-street?set_language=en
7. Structure of the Population. Statbel, 2022. https://statbel.fgov.be/en/themes/population/structure-population
8. Air Quality Health Risk Assessments (NUTS3). European Environment Agency. https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/air-quality-health-risk-assessments-nuts3/air-quality-health-risk-assessments-nuts3
9. EU air quality standards. European Commission. https://environment.ec.europa.eu/topics/air/air-quality/eu-air-quality-standards_en