La photochimie

La pollution photochimique désigne un mélange complexe de polluants formés chimiquement dans l’air, sous l’effet du rayonnement solaire, à partir de composés précurseurs émis par des sources naturelles et les activités humaines (oxydes d’azote (NOx), composés organiques volatils (COV), monoxyde de carbone (CO)). Le principal polluant photochimique est l’ozone (O₃). Cette pollution atmosphérique riche en ozone est appelée 'smog'.

La production photochimique résulte de la dissociation du dioxyde d’azote (NO₂) par le rayonnement ultra-violet, cette réaction constituant la principale source d’oxygène atomique (O) dans les basses couches de l’atmosphère :

l’oxygène atomique se combinant à l’oxygène moléculaire (O₂) pour former l’ozone :

et la production d’ozone étant toutefois limitée par sa réaction sur le monoxyde d’azote :

La production d’ozone est donc très dépendante de l’ensoleillement, et des conditions météorologiques, de sorte que la production des polluants photochimiques est favorisée au printemps ou en été. Le cycle photochimique chimique de formation et de destruction de l’ozone présente un caractère non linéaire d’où sa complexité. En effet une abondance des émissions des oxydes d’azote (NOx), précurseurs d’ozone, peut nuire à l’accumulation d’O₃, et la pollution photochimique peut se manifester plus amplement loin des émissions de précurseurs. En milieu urbain, où les émissions de (NOx) sont importantes du fait du trafic automobile et des foyers de combustion, l’ozone formé sur place peut être rapidement détruit. Ceci explique que les taux maxima de pollution sont généralement mesurés en zones périurbaines ou rurales sous le vent des panaches urbains.

Pour interpréter ou prévoir la pollution photochimique, ils existent des modèles numériques intégrant la physico-chimie de l’atmosphère. La simulation numérique de la photochimie consiste à modéliser l’écoulement atmosphérique afin d'estimer de façon réaliste la couche atmosphérique dite de mélange, dans laquelle se disperse les émissions de polluants atmosphériques primaires (NOx, COV, ...). Les émissions sont recensées sur le domaine d’étude et intégrées dans les modules chimiques complexes du modèle photochimique pour simuler les productions et les pertes chimiques des oxydants atmosphériques, durant leur transport.