Les PUF – Particules Ultra Fines

Les particules ultra fines, ou « PUF » dans le milieu de la qualité de l’air, sont les plus petites particules que l’on puisse mesurer actuellement. De taille inférieure à 0,1 µm, on les désigne parfois sous le terme PM0,1.  En majorité émis par des procédés de combustion, ce type de particules n’est pas sans impact ni sur la santé, ni sur notre environnement. Classées pollution d’intérêt émergeant depuis 2018 par l’Anses, la mesure des PUF s’installe progressivement depuis 2015 dans les parcs instrumentaux des associations de surveillance de la qualité de l’air ambiant. De quoi parle-t-on exactement ?

Les sources de particules ultra fines dans l’air

Certaines activités humaines émettent des particules ultrafines : principalement les phénomènes de combustion (échappement des moteurs thermiques, chauffage, raffineries, soudure et autres systèmes fonctionnant à haute température, incinération de déchets, centrales électriques…) ou d’abrasion (usure de pneus, de freins, d’éléments mécaniques, travaux BTP). Les activités industrielles peuvent être une source de particules ultrafines mais également une source d’émissions des gaz précurseurs de ces particules. En effet, certains gaz peuvent être impliqués dans la formation par nucléation de particules ultrafines dites « secondaires » (acide sulfurique, terpènes…).

Ces différentes sources principalement de nature anthropique non intentionnelles ont pour conséquence une variabilité temporelle et spatiale marquées de la concentration en nombre des PUF. On retrouve ainsi en milieu urbain davantage de PUF liées aux combustions du trafic (fortes concentrations le matin et en fin de journée) et du chauffage à bois (fortes concentrations en soirée et la nuit). Ces observations sont d’autant plus vraies en hiver, lors de basses températures. En milieu rural, on trouvera une proportion plus élevée de PUF secondaires liées à l’activité solaire, plus intense en été.

Les particules ultrafines ont aussi des origines naturelles : incendies de forêt, volcanisme, embruns marins, érosion éolienne…

…en air intérieur aussi !

Le fonctionnement de certains équipements peut constituer une source de PUF dans l’air intérieur : pistolets à peinture, imprimantes (toner ou laser), gazinière, cuisson des aliments (four, poêle, grillade). Certaines activités, telles le tabagisme, contribuent également à l’introduction de PUF en environnements intérieurs.

Les effets sur la santé et les écosystèmes

Les particules ultrafines sont encore plus nocives que les particules de tailles supérieures (PM10 et PM2,5), car elles pénètrent plus profondément dans l’organisme. Elles sont en outre capables d’arriver jusqu’aux alvéoles pulmonaires, siège des échanges gazeux entre l’air et le sang, et de traverser les barrières biologiques pour atteindre la plupart des organes via le système sanguin. Certaines études mettent en exergue des atteintes respiratoires, cardiovasculaires, neurologiques, des effets sur le fœtus ou sur les performances cognitives de l’enfant ou encore des décès prématurés. Certaines PUF sont potentiellement des perturbateurs endocriniens. Les PUF peuvent être ainsi responsables de nouvelles pathologies et d’aggravement de préexistantes.

Certaines personnes constituent un public particulièrement sensible au PUF, tels les enfants, personnes âgées, enceintes, atteintes de pathologies cardiorespiratoires ou ayant des fragilités, et personnes vivant proches des sources d’émissions.

Par ailleurs, certains composés dont la toxicité et les effets mutagènes et cancérogènes sont avérés, comme les métaux ou les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), peuvent être adsorbés à la surface de ces particules, qui servent alors de vecteurs à ces substances dans l’organisme.

Les PUF impactent l’environnement en modifiant le régime climatique et météorologique. Selon leur taille, leur composition chimique et leur couleur, elles peuvent absorber, diffuser ou réfléchir le rayonnement solaire et ainsi refroidir ou réchauffer l’atmosphère. Les PUF constituent également un noyau de condensation idéal pouvant être à l’origine de la formation de nuages dans l’atmosphère, provoquant un changement dans le régime de précipitations liquides ou solides dans certaines zones (inondations, sécheresse, chutes de neige…). Par ailleurs, en se déposant sur les végétaux, les PUF peuvent bloquer les échanges gazeux au sein de la plante (réduction de la photosynthèse). Cela a pour effet d’altérer leur développement ou de provoquer des maladies. Le dépôt des PUF sur les sols et dans le réseau hydrique a pour effet de propager cette pollution particulaire dans tous les compartiments de l’environnement.

La surveillance des PUF en Bourgogne-Franche-Comté

La surveillance des particules ultra-fines est réalisée en Bourgogne-Franche-Comté depuis le mois de mars 2022 et l’installation d’un appareil spécifique (« compteur de particules submicroniques ») dans la station fixe de Montbéliard Centre. L’intérêt de ce dispositif tout récent consiste pour le moment à évaluer de manière plus fine l’impact des PUF sur la santé humaine, via une caractérisation des aérosols sur le secteur (liens avec les autres polluants et facteurs météorologiques, leur nombre ou encore la distribution en surface). En outre, ces mesures, prochainement complétées par un second appareil de mesure des PUF dans une autre station Atmo BFC, permettront de mieux documenter l’impact sanitaire de la pollution particulaire.

Les PUF ne représentent que 2 à 3% de la masse totale des particules PM mais contribuent jusqu’à 90% de leur nombre. De fait, les techniques de mesures de concentrations reposent sur le comptage de ces particules (et non la mesure massique habituellement utilisée pour les PM10 ou PM2,5

Au terme de cette première année de fonctionnement, Atmo BFC a renforcé son équipe pour se concentrer sur ces données de mesures de PUF. Amélie Chrétien, élève en DU Université-Entreprise et titulaire d'une Licence en Géographie physique obtenue à l'Université de Strasbourg, travaille actuellement sur la « gestion et valorisation des mesures de décompte de particules ultrafines en milieu urbain » dans le cadre d’un stage de 6 mois au sein du service Expertise. Ses missions permettront, entre autres, de dresser un premier état des lieux de ce type de pollution, et de trouver des liens avec d’autres polluants particulaires (PM10, PM2,5, PM1, Black Carbon) ou gazeux (oxydes d’azote) également suivis sur la station de Montbéliard Centre.

Les bons gestes

D’une manière générale :

• Je privilégie le covoiturage et les transports en commun

• J’adopte une conduite apaisée, je coupe le moteur à l’arrêt, mon véhicule est régulièrement entretenu

• Je ne surchauffe pas mon logement (19°C suffisent)

• Je limite les déplacements sur les grands axes routiers et à leurs abords, aux heures de pointe

En savoir plus

• Réécouter notre podcast « La Météo de l’air » sur Radio Oméga

• (Re)lire nos précédentes actus consacrées aux particules

  • L’hiver, saison privilégiée des particules

  • Trafic routier : pas besoin de combustion pour émettre des particules

  • L’impact des aérosols sur le climat

• Télécharger notre fiche polluant consacrée aux particules ultra fines