POLLUTION

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Circulation et dispersion des polluants

Deux erreurs fondamentales sont très souvent commises lorsque sont envisagés les problèmes de pollution. La première consiste à considérer que les effluents nocifs exercent essentiellement leurs méfaits dans le voisinage immédiat du point de rejet. La seconde présuppose que les substances toxiques se dilueront rapidement dans l'air, les sols ou les eaux, de sorte que leurs concentrations tomberont spontanément au-dessous des seuils de nocivité fixés par les réglementations nationales ou multilatérales. Ces deux propositions, toujours associées, sont considérées comme complémentaires, et elles postulent que les dilutions engendrées par les phénomènes biogéochimiques naturels diminueront les concentrations de polluants à un niveau assez faible pour que ne se manifeste aucun effet écotoxicologique nocif sur les communautés vivantes exposées.

L'expérience infirme hélas souvent cette conception par trop simpliste, qui méconnaît la complexité des mécanismes biogéochimiques caractérisant l'écosphère. Le rejet des polluants dans l'environnement est un phénomène complexe, il ne saurait être limité à l'aspect fallacieusement ponctuel du panache de fumée d'une cheminée d'usine ou à l'émissaire d'égout déversant ses effluents dans la mer. Dans la quasi-totalité des cas, les substances libérées dans l'écosphère vont être entraînées fort loin du point de rejet. La circulation atmosphérique et hydrologique les dispersera de façon progressive dans l'ensemble de l'écosphère.

Les mouvements atmosphériques jouent un rôle fondamental dans la dispersion des polluants et leur répartition dans les divers biotopes. Tout composé organique ou minéral, même s'il est solide, peut théoriquement passer dans l'air. Direct dans le cas des gaz, ce passage s'effectue sous forme d'aérosols pour les liquides à faible tension de vapeur et à l'état de fines particules dans le cas des solides non sublimables.

Certains des contaminants introduits par l'homme dans l'atmosphère sont en fait des constituants naturels. L'anhydride sulfureux, le dioxyde de carbone, les oxydes d'azote, ou même le mercure s'ajoutent aux quantités normalement présentes dans l'air. Ces dernières proviennent des divers processus biogéochimiques, donc de phénomènes naturels comme le volcanisme. D'autres substances polluantes : radionucléides, pesticides, PCB, agents plastifiants, etc., sont exclusivement d'origine technologique.

Lois générales de la circulation atmosphérique

La connaissance des lois générales de la circulation des masses d'air dans l'atmosphère est essentielle pour comprendre les mécanismes par lesquels s'effectue la contamination de la biosphère.

Ces lois décrivent les mouvements horizontaux et verticaux des masses d'air, qui assurent rapidement la dispersion des polluants dans l'ensemble de l'atmosphère.

Le sens et la vitesse des courants stratosphériques et troposphériques sont connus avec précision. Ainsi a-t-on pu montrer l'existence d'un vent dominant d'ouest qui souffle au niveau de la tropopause (limite entre la troposphère, qui correspond aux couches les plus basses de l'atmosphère, et la stratosphère) dans l'hémisphère Nord. Sa vitesse moyenne, de l'ordre de 35 mètres par seconde, permet un transit circumterrestre de toute substance injectée à ce niveau en douze jours. Cela explique la célérité avec laquelle les particules émises par une éruption volcanique se dispersent dans l'ensemble de l'atmosphère planétaire.

À ces courants horizontaux se combinent des mouvements verticaux des masses d'air, qui permettent une circulation atmosphérique du nord vers le sud. La combinaison des vents ouest-est, avec une dérive ascensionnelle au niveau des basses latitudes engendre un type de circulation atmosphérique dénommé cellule de Hadley. Celui-ci permet l'échange des masses d'air entre les deux hémisphères au niveau de la troposphère des régions équatoriales. Entre l'équateur et les régions polaires viennent se placer en contact avec les cellules de Hadley d'autres cellules – celle de Ferrel ainsi la cellule polaire –, qui assurent le transfert des masses d'air polaires vers les tropiques et des masses d'air tropicales vers les pôles (fig. 1).

Circulation en cellules de l'atmosphère

Dessin : Circulation en cellules de l'atmosphère

Schéma de la circulation en cellules de l'atmosphère. La combinaison de mouvements verticaux et horizontaux provoque la dispersion de polluants dans l'ensemble de l'atmosphère à l'échelle globale (d'après F. Ramade, « Écologie fondamentale », Dunod Sciences, 2003). 

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Le transport à distance des polluants dans l'atmosphère

Les distances parcourues par les polluants introduits dans l'atmosphère dépendent de plusieurs paramètres et en particu [...]

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  • : professeur émérite d'écologie à la faculté des sciences d'Orsay, université de Paris-Sud-Orsay

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Pour citer l’article

François RAMADE, « POLLUTION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/pollution/