La dispersion des polluants

Les concentrations en polluant dans l'atmosphère peuvent fluctuer dans le temps et dans l'espace selon les paramètres suivants :

• variation dans le temps de l'intensité des émissions des différentes activités : en hiver le chauffage est important, le trafic routier est quasiment nul la nuit …
• la topographie locale peut favoriser ou non le déplacement des masses d'air
• les conditions météorologiques : une atmosphère stable limite la dispersion des polluants et favorise les pics de pollution
• la structure thermique de l'atmosphère : une inversion thermique de température limite la dispersion des polluants

Les conditions météorologiques

Les conditions météorologiques tiennent une part importante dans la dispersion des polluants atmosphériques.

• Atmosphère instable : dans de telles situations, la dispersion des polluants est facilitée. Ces situations apparaissent par fort réchauffement du sol. Elles se retrouvent principalement le jour en absence de vent fort.
• Atmosphère neutre : ces situations permettent la dispersion des polluants. Elles correspondent aux situations de vents modérés ou à des situations de ciel couvert. Il s'agit de la situation la plus fréquente en zone tempérée.
• Atmosphère stable : de telles situations freinent le déplacement des masses d'air. Elles sont induites par des inversions thermiques près du sol, ce qui limite la dispersion des polluants. Ces situations se retrouvent principalement la nuit par vent faible.

La topographie locale

La topographie d'un site peut influencer la circulation des masses d'air. Par exemple, les rues canyon, les bords de mer et les vallées peuvent modifier la dispersion des polluants.

Sur les zones littorales, la nuit, les masses d'air ne se déplacent pas dans le même sens que de jour. En effet, durant la journée la brise de mer ramène les polluants sur les côtes. Mais de nuit, ce phénomène s'inverse car le sol se refroidit plus vite que la mer. La pollution est alors envoyée sur la mer (figure 1).

Figure 1- Phénomènes de brise côtières - Brise de mer le jour, brise de terre la nuit

Dans les vallées, les masses d'air ne se déplacent pas dans le même sens de jour et de nuit. En effet, le jour l'air s'échauffe sur les pentes et crée un courant qui remonte la vallée. Les polluants se dispersent rapidement. Mais de nuit, ce phénomène s'inverse : l'air froid s'écoule le long des pentes et s'accumule au fond de la vallée, tout en la descendant. La pollution évacuée dans la journée est alors ramenée dans la vallée la nuit.

Figure 2 - Phénomènes de brises de vallée - Brise montante le jour, brise descendante la nuit

Structure thermique de l'atmosphère

La structure thermique verticale de la troposphère peut varier suivant les jours et les heures.

En situation normale de diffusion, la température diminue avec l'altitude. La structure thermique de l'atmosphère ne freine pas la diffusion des polluants (figure 3).

Figure 3 - Situation normale de diffusion

Parfois, à partir d'une certaine hauteur, la température peut augmenter avec l'altitude. Il y a alors inversion thermique : une couche d'air chaud se trouve au-dessus d'une couche d'air plus froid. L'air pollué, qui se disperse vers le haut en situation normale de diffusion, est alors bloqué par cette couche d'air plus chaud qui agit comme un couvercle thermique (figure 4).

Figure 4 - Inversion de température

Ce phénomène contribue à la pollution locale et peut conduire à la formation de dôme urbain de pollution. Il se rencontre lors de conditions météorologiques particulières : en début de matinée, suite à une nuit dégagée et sans vent, en hiver, lors de conditions anticycloniques.