184
Pollution atrnospherique
Remarque 4.2.4 (Retroactions et impact du changement climatique)
Unc stratosphere «froide» est, comme on l'a vu, propice a la destruction
d'ozone. Des etudes montrent, pour indication, une augmentation de 5 % de la
destruction de l'ozone pour une diminution de 1
0 de la temperature.
Les mesures satellitaires indiquent un refroidissement de la stratosphere
de l'ordre de -0.5 K par decennie depuis les annees 60 (hors rechauffements
circonstanciels lies a des eruptions volcaniques comme El Chichon ou Ie mont
Pinatubo). Deux raisons peuvent etre invoquees :
• Ie premier effet est relativement direct: la destruction de l'ozone stratospherique conduit a une diminution de la temperature de la stratosphere,
moins dcncrgic solaire et.ant absorbee, Dans la basse stratosphere, la destruction de l'ozone, en tant que gaz a effet de serre, conduit egalement a
une moins forte absorption du rayonnement infrarouge;
• un second effet, beaucoup plus complexe, est relie aux gaz aeffet de serre.
L'augmentation des gaz aeffet de serre bloque, d'une part, Ie rayonnement
infrarouge a proximite de la surface (une plus faible fraction atteint la
stratosphere). D'autre part, l'augmentation des concentrations de CO 2
conduit a un refroidissement, car le CO 2 reemet plus d'energie (dont une
partie vers l'espace) qu'il n'en absorbe.
Cela est une illustration de l'imbrication des processus et des thernatiques. La
comprehension des interactions complexes entre chimie stratospherique et effet
de serre relcvc encore largement du domaine de la recherche.
4.3 Chimie t.ropospherique de l'ozone
On va maintenant s'attacher a decrire plus spccifiqucmcnt la chimie de
l'ozone dans la troposphere. Unc particularite est l'existence de deux regimes
chimiques : lorsque Ie milieu est pauvre en NO x, I'emission de COY est quasi
neutre pour l'ozone, alors que lorsque Ie milieu est riche en NO x' elle conduit
a la formation d'ozone (c'est la situation classique du pic d'ozone lors d'un
episode de pollution urbaine).
4.3.1 Quelques notions elementaires de combustion
Emissions de CO et COV, notion de richesse du melange
On considere pour simplifier un hydrocarbure non oxygene de formule generique CxH y . La combustion dans l'air (3.8 moles de N 2 par mole de O 2 ) , pour
des conditions stiechiomeiriques, est donnee par la reaction globale chimique
Pour oxyder une mole d'hydrocarbure, il faut donc x + y / 4 moles d'air (2 pour
Ie methane CH 4 , 3.5 pour l'ethane C 2H6 , 11 pour l'heptane C 7H 16 , etc.).
La combustion n'a, en general, pas lieu en conditions stcechiometriques. On
definit alors classiquement la richesse du melange comme Ie rapport normalise
Pollution atrnospherique
Remarque 4.2.4 (Retroactions et impact du changement climatique)
Unc stratosphere «froide» est, comme on l'a vu, propice a la destruction
d'ozone. Des etudes montrent, pour indication, une augmentation de 5 % de la
destruction de l'ozone pour une diminution de 1
0 de la temperature.
Les mesures satellitaires indiquent un refroidissement de la stratosphere
de l'ordre de -0.5 K par decennie depuis les annees 60 (hors rechauffements
circonstanciels lies a des eruptions volcaniques comme El Chichon ou Ie mont
Pinatubo). Deux raisons peuvent etre invoquees :
• Ie premier effet est relativement direct: la destruction de l'ozone stratospherique conduit a une diminution de la temperature de la stratosphere,
moins dcncrgic solaire et.ant absorbee, Dans la basse stratosphere, la destruction de l'ozone, en tant que gaz a effet de serre, conduit egalement a
une moins forte absorption du rayonnement infrarouge;
• un second effet, beaucoup plus complexe, est relie aux gaz aeffet de serre.
L'augmentation des gaz aeffet de serre bloque, d'une part, Ie rayonnement
infrarouge a proximite de la surface (une plus faible fraction atteint la
stratosphere). D'autre part, l'augmentation des concentrations de CO 2
conduit a un refroidissement, car le CO 2 reemet plus d'energie (dont une
partie vers l'espace) qu'il n'en absorbe.
Cela est une illustration de l'imbrication des processus et des thernatiques. La
comprehension des interactions complexes entre chimie stratospherique et effet
de serre relcvc encore largement du domaine de la recherche.
4.3 Chimie t.ropospherique de l'ozone
On va maintenant s'attacher a decrire plus spccifiqucmcnt la chimie de
l'ozone dans la troposphere. Unc particularite est l'existence de deux regimes
chimiques : lorsque Ie milieu est pauvre en NO x, I'emission de COY est quasi
neutre pour l'ozone, alors que lorsque Ie milieu est riche en NO x' elle conduit
a la formation d'ozone (c'est la situation classique du pic d'ozone lors d'un
episode de pollution urbaine).
4.3.1 Quelques notions elementaires de combustion
Emissions de CO et COV, notion de richesse du melange
On considere pour simplifier un hydrocarbure non oxygene de formule generique CxH y . La combustion dans l'air (3.8 moles de N 2 par mole de O 2 ) , pour
des conditions stiechiomeiriques, est donnee par la reaction globale chimique
Pour oxyder une mole d'hydrocarbure, il faut donc x + y / 4 moles d'air (2 pour
Ie methane CH 4 , 3.5 pour l'ethane C 2H6 , 11 pour l'heptane C 7H 16 , etc.).
La combustion n'a, en general, pas lieu en conditions stcechiometriques. On
definit alors classiquement la richesse du melange comme Ie rapport normalise