5. Le monoxyde de carbone

5.1. Introduction

5.1.1. Généralités

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.

Haut de page
Menu général

5.1.2. Emissions

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
0.3 %
Combustion non-industrielle
7.4 %
Combustion dans l'industrie manufacturière
38.2 %
Procédés de production
17.9 %
Transport routier
33.7 %
Autres sources mobiles
1.0 %
Traitements des déchets
1.5 %

Tableau 37 : Sources d'émission de CO en Région wallonne

Les émissions globales sont en diminution; ainsi en 1990, on enregistrait encore des émissions de 601 542 T.

Haut de page
Menu général

5.1.3. Transformation

Une fois émis dans l'atmosphère, le monoxyde de carbone est lentement oxydé en dioxyde de carbone.

Haut de page
Menu général

5.1.4. Immissions et effets

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.

Haut de page
Menu général

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)

Périodes d'exposition
Valeurs guides
15 minutes
87 ppm
30 minutes
50 ppm
1 heure
25 ppm
8 heures
10 ppm

Tableau 38 : Monoxyde de carbone - Recommandations de l'OMS

Haut de page
Menu général

5.2. Résultats de l'année 1997

5.2.1. Statistiques

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.

Septembre à décembre 1997
Station
Localité
Nombre de valeurs
Moyenne

(ppm)
Médiane

(ppm)
P90

(ppm)
P95

(ppm)
P98

(ppm)
TMCH03
Charleroi (Gl. Michel)
4756
0.7
0.4
1.6
2
2.5
TMLG03
Liège (P. des Congrès)
5338
0.3
0.2
0.9
1.4
2.0

Tableau 39 : Monoxyde de carbone - Valeurs semi-horaires - Statistiques de septembre à décembre 1997

Septembre à décembre 1997
Station
Localité
Nombre de valeurs
Moyenne

(ppm)
Médiane

(ppm)
P90

(ppm)
P95

(ppm)
P98

(ppm)
TMCH03
Charleroi (Gl. Michel)
107
0.6
0.5
1.2
1.4
1.6
TMLG03
Liège (P. des Congrès)
118
0.3
0.2
0.8
1.2
1.4

Tableau 40 : Monoxyde de carbone - Valeurs journalières - Statistiques de septembre à décembre 1997

Haut de page
Menu général

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.

Haut de page
Menu général

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.

Haut de page
Menu général

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.

Figure 62 : Monoxyde de carbone - Journée moyenne - Stations de Liège (TMLG03) et de Charleroi (TMCH03)

Figure 63 : Monoxyde de carbone - Semaine moyenne - Stations de Liège (TMLG03) et de Charleroi (TMCH03)

Haut de page
Menu général

5.2.5. Interaction avec d'autres polluants

5.2.5.1. Le monoxyde d'azote

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.

Figure 64 : Comparaison des journées moyennes en monoxyde de carbone et en monoxyde d'azote - Station de Charleroi (TMCH03)

Haut de page
Menu général

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.

Figure 65 : Comparaison des journées moyennes en monoxyde de carbone et en hydrocarbures totaux - Station de Charleroi (TMCH03)

Haut de page
Menu général

5.2.5.3. Autres polluants

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.

Haut de page
Menu général