Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution atmosphérique ou pollution de l’air est l’une des principales causes des problèmes de santé et de dégradation de l’environnement à l’échelle mondiale.
Être capable de mesurer, surveiller et analyser ces substances nocives avec précision est une des clés pour lutter contre ce fléau, et dans ce domaine, les techniques nucléaires jouent un rôle essentiel. Grâce à elles, il est possible de les suivre, de les identifier, d’en réduire la concentration dans l’air, et en bonus, de les transformer en engrais.
D’où vient exactement la pollution de l’air ?
L’air que nous respirons n’est pas composé uniquement d’oxygène, malheureusement. Il contient également des éléments ayant des effets nocifs sur l’Homme et l’environnement qu’on va appeler polluants. Lorsque la concentration de ces polluants dans l’air dépasse un certain seuil défini par l’OMS dans les Lignes directrices relatives à la qualité de l’air, on parle alors de pollution.
Ces polluants peuvent provenir de sources naturelles (éruptions volcaniques, feux de brousse, sécheresse, émissions de gaz naturels, etc) ou artificielles (transports, industries, chauffage domestique, centrales électriques (charbon, pétrole, gaz), agriculture).
Parmi ces polluants, on retrouve le dioxyde de soufre (SO₂), les oxydes d’azote (NOₓ), le monoxyde de carbone (CO), les particules fines en anglais particulate matter (PM), les composés organiques volatils (COV) et le plomb (Pb).
Les particules fines sont les plus étudiées dans les recherches sur la qualité de l’air. Elles proviennent principalement du trafic routier, des combustions, de l’industrie ou de combinaisons entre sulfates, nitrates, ammoniaque, carbone et poussière. Les plus connues sont les PM2.5 et PM10.
Pollution atmosphérique : la mort à petit feu.
PM2.5 et PM10 ne sont pas des codes secrets ! Ce sont les noms attribués par l’Agence de protection de l’environnement (EPA) aux particules fines les plus dangereuses. 2.5 et 10 correspond à leur taille en microns (1 000 000 de fois plus petit que le mètre).
Pour mieux visualiser, pensez à la taille d’un grain de poussière (PM2.5) ou d’un grain de sable (PM10) à côté d’un tronc d’arbre. De part leur taille, elles peuvent pénétrer profondément dans les voies et organes respiratoires comme les poumons, et atteindre le système sanguin. Ces particules invisibles à l’œil nu sont responsables des maladies graves telles que le cancer des poumons, les infections respiratoires, le diabète, l’AVC ou la crise cardiaque.
À l’évidence, nos sens ne les détectent pas, jusqu’à ce que leurs effets se manifestent dans notre organisme, alors il est souvent déjà trop tard. Comment donc lutter contre des choses que l’on ne voit pas, ne sent pas, ne touche pas, mais qui tuent près de sept millions de personnes chaque année ?
La situation est d’autant plus critique en Afrique, où neuf pays figurent parmi les vingt plus pollués au monde, selon l’Indice de qualité de l’air (IQA). Ce classement reflète des défis majeurs liés à la dépendance aux énergies fossiles pour la production d’électricité et les usages domestiques, un trafic urbain souvent pas ou mal régulé, ainsi que l’absence ou l’insuffisance d’infrastructures de surveillance de l’air.
Dans ce contexte, les techniques nucléaires apparaissent comme des outils puissants permettant de détecter, tracer et réduire la présence de ces polluants dans l’atmosphère, offrant ainsi une réponse scientifique à un enjeu de santé publique urgent.
Suivi et traçage des polluants.
L’utilisation d’isotopes stables appelés traceurs, comme le carbone 13 (C-13) et l’azote 15 (N-15), permet de prévoir la dispersion des polluants, de la cartographier et même d’identifier leur origine exacte. Un traceur est une substance identifiable et capable d’imiter le comportement d’une autre.
Imaginez que vous avez deux ballons identiques, mais de couleur différente : l’un rouge et l’autre bleu. Normalement, si vous les lâchez dans les airs, ils se déplaceront de la même façon puisqu’ils sont identiques. Maintenant, imaginez que le ballon rouge devienne invisible. Sachant que le ballon bleu se déplace comme le ballon rouge, en observant le déplacement du bleu, vous pouvez deviner celui du rouge. Le ballon rouge représente le polluant dont on cherche à prévoir le mouvement, et le bleu, le traceur.
Pourquoi vouloir étudier le déplacement des polluants dans l’atmosphère ? Parce qu’en le faisant, en cas d’éruption volcanique par exemple, on peut prévoir jusqu’où iront les rejets, estimer leur concentration et aider les autorités à prendre des décisions : évacuation, confinement, etc.
Au Maroc, cette méthode est déjà utilisée pour détecter ces particules et identifier leurs sources.
Des rejets aux engrais : recyclage des polluants.
Une autre technique nucléaire permettant de lutter contre la pollution de l’air repose sur les accélérateurs à faisceaux d’électrons. Ils sont capables d’éliminer plusieurs gaz nocifs comme le dioxyde de carbone (CO₂), le SO₂ et les NOₓ issus des centrales électriques à charbon ou à gaz, et même de les transformer en engrais.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Commençons par rappeler que ces polluants sont des molécules, donc constituées d’atomes liés entre eux par des liaisons, que l’on peut imaginer comme des ponts. Lorsque les gaz contenant ces molécules sont injectés dans l’accélérateur, les électrons présents brisent ces ponts.
Par exemple, le CO₂ est dissocié en C et O₂, le SO₂ en S et O, etc. Ensuite, de nouvelles liaisons se forment avec d’autres éléments. Une nouvelle liaison sera par exemple formée entre N, O et H pour obtenir l’acide nitrique (HNO₃), ou encore entre C, O₂, N et H pour obtenir de l’urée (CH₄N₂O), toutes deux utilisées dans les engrais. Ainsi, les techniques nucléaires participent à la réduction du taux de ces particules dans l’atmosphère tout en favorisant l’économie circulaire.
Les applications du nucléaire offrent ainsi une réponse scientifique à un enjeu de santé publique urgent. Les États africains gagneraient à investir dans les énergies propres, comme le nucléaire, pour limiter les émissions de particules et de substances toxiques. Ils devraient également mettre en place des systèmes de surveillance basés sur les techniques nucléaires, afin de mieux anticiper et gérer les risques sanitaires.
