Suie et lumière solaire : un duo nocif pour l’atmosphère

La suie est un ensemble de composés chimiques issus de la combustion incomplète de combustibles fossiles (essence, gazole, fioul, kérosène) ou de biomasse (bois, végétaux). Elle est également associée à la pollution issue des milieux urbains. Lorsqu’elle est produite, les particules solides de la suie se nichent dans l’atmosphère où elles demeurent en suspension (aérosols).

Depuis 20 ans, la communauté scientifique s’accordait sur le faible impact de la suie dans l’atmosphère. Associée à la pollution urbaine, ce polluant est en effet très vite inhibé par le milieu oxydant de l’atmosphère, limitant son impact. Pourtant, selon une équipe internationale de chercheurs, pilotée par l’Institut de recherches sur la Catalyse et l’Environnement de Lyon (CNRS / Université de Lyon 1), la réactivité des particules de suie change et surtout s’accroît de manière très marquée sous l’action directe de la lumière solaire. A tel point que des réactions jusque là jugées sans intérêt se produisent de façon très efficace.

Par exemple, sous irradiation solaire, le dioxyde d’azote, un des polluants à l’origine de la production photochimique d’ozone, réagit avec la suie sur des temps très longs et produit efficacement de l’acide nitreux (HNO2). Ce dernier est en zone urbaine le précurseur principal d’un radical hydroxyle (OH), surnommé le détergent atmosphérique car il est à l’origine de la dégradation de presque tous les polluants. Néanmoins, les sous-produits de cette réaction (oxydes d’azote) demeurent des précurseurs d’ozone. Par contraste, cette chimie est inhibée dans l’obscurité au bout de quelques dizaines de minutes.

L’impact de cette photochimie des suies ne s’arrête pas là. En effet, la lumière induit également la formation de composés, appelés nitro-HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques), connus pour être extrêmement toxiques pour la santé. Ces composés vont emprisonner les oxydes d’azote à la surface de la suie. Ces  » pièges  » à oxydes d’azote vont ainsi subsister toute la nuit et pourront voyager sur de longues distances par le jeu des déplacements de masses d’air, et libéreront leur emprise sous l’effet de la lumière du jour. Ces oxydes d’azote produiront ainsi de l’ozone dans des zones initialement non polluées.

Un des exemples importants de l’impact d’aérosols venant de l’activité humaine est le Nuage Brun Asiatique (de l’anglais « Asian Brown Cloud« ) qui trouve ses origines dans les émissions en Chine et en Inde. Ce nuage, principalement constitué de suie, est une immense masse d’aérosols qui plane sur l’Océan Indien et qui a des effets potentiels de grande envergure sur toute la population vivant autour de cet océan (soit plus de 1 milliard d’habitants) dans de nombreux champs : visibilité, climat, santé publique, agriculture…