Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz incolore, inodore, insipide,
un peu plus léger que l'air et toxique. Les intoxications
au monoxyde de carbone, malheureusement trop fréquentes,
sont bien connues et le plus souvent causées par le mauvais
réglage ou par une installation déficiente de chauffage
domestique.
Le CO est produit lors de la combustion incomplète de composés
contenant du carbone. Lors de la combustion, en présence
d'un excès d'oxygène, le CO est totalement oxydé
pour former du dioxyde de carbone (CO2). Dans les installations
industrielles, ou pour les systèmes de chauffage, les conditions
(rapport combustible/comburant) sont prévues pour travailler
avec le meilleur rendement possible; la combustion est donc totale,
et les éventuels rejets sont ainsi minimalisés ou
accidentels. Il peut cependant arriver qu'on soit obligé
de travailler en dehors de ces conditions optimales (par exemple
au démarrage); les rejets deviennent alors significatifs,
mais temporaires. Le CO possède encore un caractère
combustible et il n'est pas économiquement intéressant
de le rejeter; ainsi dans la sidérurgie, les gaz riches
en CO sont utilisés comme combustibles.
Il en va tout autrement dans les moteurs où, par principe,
la combustion s'effectue avec un excès de carburant par
rapport à l'oxygène et émission consécutive
d'imbrûlés dont le CO. La quantité de CO émise
varie fortement selon le type de véhicule et les conditions
de trafic. Au démarrage, quand le moteur est encore froid
ou quand le moteur tourne au ralenti, les émissions sont
maximales. Quand le régime du moteur augmente, les émissions
de CO diminuent (mais les émissions de NOx augmentent).
En milieu urbain, le secteur des transports est responsable de
90 % des émissions de CO et le monoxyde de carbone peut
donc être considéré comme un bon indicateur
de la pollution causée par l'automobile. Il faut souligner
que le CO est le seul gaz faisant couramment l'objet de mesures
pour les automobiles (lors des contrôles techniques), que
les véhicules équipés de pots catalytiques
émettent peu de CO et que les émissions de ces véhicules
sont plus stables en fonction de la vitesse du véhicule.
En 1995, les émissions wallonnes de monoxyde de carbone
sont estimées à 469 000 T et se répartissent
approximativement comme suit :
| Combustion dans l'industrie de l'énergie et de transformation |
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| Combustion non-industrielle | |
| Combustion dans l'industrie manufacturière | |
| Procédés de production | |
| Transport routier | |
| Autres sources mobiles | |
| Traitements des déchets |
Les émissions globales sont en diminution; ainsi en 1990,
on enregistrait encore des émissions de 601 542 T.
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Une fois émis dans l'atmosphère, le monoxyde de
carbone est lentement oxydé en dioxyde de carbone.
Quand il est inhalé, le monoxyde de carbone entre dans
la circulation sanguine et peut provoquer des troubles dans l'oxygénation
des tissus. Ces effets résultent principalement de sa capacité
à déplacer l'oxygène fixé sur l'hémoglobine
pour former de la carboxyhémoglobine (le rôle de
l'hémoglobine est de transporter l'oxygène des poumons
vers les autres tissus) avec pour conséquence une diminution
de l'oxygénation des tissus. L'affinité du CO pour
l'hémoglobine est 210 fois plus forte que celle de l'oxygène.
Les effets de l'intoxication par le CO dépendent fortement
de la quantité de carboxyhémoglobine formée
(exprimée en %), donc de la quantité de CO inhalée.
A 5 % de carboxyhémoglobine (activité modérée
pendant 8 heures à 35 ppm), certains effets neurologiques
peuvent être observés : diminution de l'apprentissage,
réduction de la vigilance (capacité à observer
des petits changements dans son environnement) et de la dextérité
manuelle, capacité moindre à accomplir des tâches
complexes et troubles du sommeil. A des concentrations entre 2.9
et 4.5 %, des troubles cardio-vasculaires peuvent se développer
chez les personnes à risque, c'est-à-dire les personnes
souffrant de troubles cardio-vasculaires ou respiratoires chroniques,
les personnes âgées, les jeunes enfants et les foetus.
Il existe peu d'autres effets environnementaux. Les plantes produisent
et métabolisent le CO et sont seulement endommagées
par des expositions prolongées à des hauts niveaux.
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5.1.5. Normes et valeurs guides
A défaut de réglementations européennes relatives
à la teneur en CO dans l'air ambiant, il est fait référence
aux recommandations de l'Organisation Mondiale pour la Santé
(Tableau 38)
5.2. Résultats de l'année 1997
En automne 1997, deux moniteurs pour la surveillance des concentrations
en monoxyde de carbone ont été installés,
un dans la région de Charleroi (Charleroi, av. G. Michel,
TMCH03) et un dans la région de Liège (Liège,
Parc de la Boverie, TMLG03). Les résultats repris aux Tableaux
39 et 40 sont donc partiels et ne couvrent que la période
allant de septembre à décembre 97.
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5.2.2. Variations saisonnières
En milieu urbain, le CO est essentiellement émis par le
trafic et les variations saisonnières sont principalement
causées par les variations des conditions de dispersion.
Il semble cependant intéressant d'envisager un effet des
périodes de congé sur le flux automobile ou l'augmentation
des émissions en hiver (moteur plus froid). Malheureusement,
les données à notre disposition sont encore trop
fragmentaires pour tirer des conclusions; une année de
mesures au moins semble nécessaire.
5.2.3. Normes et valeurs guides
Les données du Réseau Télémétrique
sont enregistrées et stockées sous forme de moyennes
semi-horaires. Il n'est donc guère possible de vérifier
la valeur guide O.M.S. sur 15 minutes. Pour les moyennes semi-horaires,
horaires et sur 8 heures, les valeurs guides sont largement respectées
puisque les maxima en valeurs semi-horaires pour Charleroi et
pour Liège sont respectivement de 5 et 3 ppm.
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5.2.4. Journée et semaine moyennes
Les graphiques des Figures 62 et 63 reprennent l'évolution
d'une journée moyenne et d'une semaine moyenne. Comme pour
le monoxyde d'azote, on observe un pic matinal et un pic vespéral,
moins marqué; ces pics correspondent aux heures de pointe.
Le pic du matin est plus fin et plus intense, car à cette
période de la journée les conditions de dispersion
sont moins favorables.
Les week-ends, les concentrations sont inférieures à
celles observées durant les jours ouvrables; on note un
léger pic durant la nuit du samedi au dimanche. On observe
également que le mercredi, le second pic s'étale
sur tout l'après-midi. Ces évolutions correspondent
aux profils types des émissions dues à la circulation.
5.2.5. Interaction avec d'autres polluants
Le monoxyde d'azote et le monoxyde de carbone sont deux polluants
typiques de la circulation automobile. Cependant, ces deux polluants
sont émis dans des conditions de circulation différentes.
Ainsi, si le CO est principalement émis par des moteurs
froids et à bas régime (combustion incomplète),
la production de monoxyde d'azote a lieu à haute température,
c'est-à-dire quand le moteur est chaud et tourne à
haut régime. Le rapport entre les deux polluants apporte
des informations quant aux conditions du trafic.
De plus, contrairement aux oxydes d'azote, le CO en milieu urbain
est quasi exclusivement émis par le trafic et la variation
du rapport suivant les saisons peut permettre de discerner la
part des autres sources d'oxydes d'azote.
Pour la station de Liège, le rapport monoxyde de carbone/oxyde
d'azote est de 7.2, tandis qu'à la station de Charleroi
ce rapport devient de 11.3. La station de Charleroi semble donc
plus influencée par une circulation lente, ce qui correspond
avec la disposition des lieux (feu rouge, parking, ...).
Le graphique de la Figure 64 reprend une journée moyenne
pour cette station pour les concentrations en monoxyde de carbone
et monoxyde d'azote. Le parallélisme entre les deux profils
est frappant et montre bien que les deux polluants ont des origines
similaires.
5.2.5.2. Les hydrocarbures totaux
Dans les centres urbains, l'origine des hydrocarbures peut être
également imputée à la circulation automobile.
Le graphique de la Figure 65 reprend les évolutions des
journées moyennes pour ces deux polluants. Les profils
sont similaires, ce qui tend à montrer la part importante
de la circulation automobile dans les émissions d'hydrocarbures
totaux.
Il est tout à fait possible que d'autres polluants puissent
interagir avec le monoxyde de carbone. Il peut être, par
exemple, intéressant d'étudier la dégradation
du CO en CO2 lors d'épisodes riches en oxydants
photochimiques. Les données à notre disposition
sont encore trop partielles et l'accumulation d'au moins un an
de mesures est préférable avant de tirer des conclusions
des résultats.