Protecteur là-haut, toxique en bas : le double visage de l'ozone

Une molécule, deux personnalités

L'oxygène que nous respirons est composé de deux atomes d'oxygène liés ensemble (O₂). L'ozone en compte trois (O₃). Ce petit atome supplémentaire change tout : il rend la molécule instable et très réactive. L'ozone est un oxydant : il peut réagir avec des molécules biologiques et endommager les tissus exposés.

Là-haut, entre environ 15 et 35 kilomètres d'altitude, cette réactivité est une bénédiction. La couche d'ozone absorbe l'essentiel des rayons ultraviolets les plus dangereux du Soleil. Sans elle, la vie sur les continents serait très difficile.

En bas, cette même réactivité devient un problème. Au contact de nos bronches, l'ozone agresse les cellules qui tapissent nos voies respiratoires. Même molécule, même chimie : c'est simplement l'endroit où elle se trouve qui fait d'elle une alliée ou une ennemie.

À ne pas confondre, d'ailleurs : le fameux « trou dans la couche d'ozone » concerne l'ozone de la haute atmosphère, détruit par certains gaz industriels. L'ozone de pollution, lui, est de l'ozone en trop, au mauvais endroit.

Une recette chimique qui a besoin de soleil

Dans l'atmosphère extérieure, l'ozone est principalement un polluant secondaire. Les sources de ses précurseurs ne sont donc pas nécessairement les endroits où sa concentration sera la plus forte. Certains appareils peuvent produire directement de l'ozone, mais ce n'est pas le mécanisme principal des épisodes régionaux.

Les ingrédients sont deux familles de polluants :

• Les oxydes d'azote (NOx), émis surtout par le trafic routier et les combustions.
• Les composés organiques volatils (COV), qui s'évaporent des carburants, des solvants, des peintures… et même de certains arbres par temps chaud.

Le four, c'est le soleil. Ses rayons ultraviolets cassent les molécules de dioxyde d'azote et libèrent des atomes d'oxygène isolés. Ces atomes se collent aux molécules d'oxygène de l'air (O₂) pour former de l'ozone (O₃). Les COV entretiennent la réaction et permettent à l'ozone de s'accumuler.

Plus il fait chaud et ensoleillé, plus la cuisson est rapide. Voilà pourquoi l'ozone atteint ses records l'après-midi, en été, lors des canicules. Les chimistes le classent parmi les polluants secondaires, ceux qui naissent dans l'atmosphère plutôt que d'être émis directement. Pour faire connaissance avec chacun d'eux, voyez notre panorama des principaux polluants de l'air.

Le paradoxe de la campagne

C'est l'une des surprises les plus contre-intuitives de la pollution de l'air : l'ozone est souvent plus élevé à la campagne qu'en plein centre-ville.

L'explication tient dans une réaction chimique inverse. En ville, les voitures émettent du monoxyde d'azote (NO) en grande quantité. Ce gaz réagit avec l'ozone et le détruit en partie. La ville fabrique donc les ingrédients de l'ozone… tout en le consommant sur place.

Mais le vent emporte ces ingrédients hors de la ville. En périphérie et à la campagne, là où il y a peu de trafic pour détruire l'ozone, celui-ci continue de se former et s'accumule tranquillement. Résultat : les habitants des zones rurales situées sous le vent des grandes agglomérations respirent parfois plus d'ozone que les citadins.

Ce que l'ozone fait à nos poumons

Quand vous respirez de l'air chargé d'ozone, ce gaz très réactif oxyde les cellules de vos voies respiratoires. Les symptômes sont souvent rapides : toux, gorge qui gratte, yeux qui piquent, sensation de poitrine serrée, essoufflement plus rapide à l'effort.

Les personnes les plus vulnérables sont les asthmatiques, les enfants, les personnes âgées et celles souffrant de maladies respiratoires ou cardiaques. Mais un sportif en parfaite santé est lui aussi exposé : pendant un effort intense, on respire plus vite et plus profondément, et l'ozone descend plus loin dans les poumons. Les personnes les plus exposées sont présentées dans notre article sur la pollution de l'air et la santé.

L'ozone ne s'attaque pas qu'aux humains. Il abîme aussi les feuilles des plantes, ralentit la croissance des forêts et fait baisser le rendement de certaines cultures, comme le blé.

Quand l'ozone déclenche l'alerte

En Europe, les autorités informent la population lorsque la concentration d'ozone dépasse 180 µg/m³ en moyenne sur une heure, ; le seuil d'alerte pour la protection de l'ensemble de la population est de 240 µg/m³ sur une heure. Les procédures et mesures préfectorales dépendent aussi de la durée, des prévisions et de la persistance de l'épisode. Des mesures peuvent alors être prises : baisse des vitesses maximales, restrictions de circulation, limitation de certaines activités industrielles.

Une prévision d'épisode peut conduire les autorités à agir avant le maximum de concentration. Les conditions de déclenchement et les mesures applicables localement sont détaillées dans notre guide des pics de pollution.

Comment se protéger lors d'un épisode d'ozone ?

• Décaler le sport en début de matinée, quand l'ozone n'a pas encore eu le temps de se former.
• Éviter les efforts intenses en plein après-midi, surtout pour les enfants et les personnes fragiles.
• Aérer tôt le matin ou tard le soir, et garder les fenêtres fermées aux heures les plus chaudes.
• Consulter l'indice de qualité de l'air et les prévisions de la veille. Les cartes en temps réel sont présentées dans notre guide sur la qualité de l'air et l'indice ATMO.

Un polluant qui aime la chaleur

Un épisode d'ozone se prépare avec ses précurseurs, le soleil et les conditions de dispersion. Réduire les oxydes d'azote et les composés organiques volatils demande une action coordonnée, car leur chimie est complexe. À l'échelle individuelle, la prévision locale aide surtout à choisir le moment et l'intensité des activités extérieures.

Pour approfondir

• Le guide complet : Pollution de l'air : comprendre ses causes, ses effets et les moyens d'agir
• Polluant : définition simple et portrait des substances qui salissent notre air
• D'où vient la pollution de l'air ? Tour d'horizon de ses vraies sources
• Asthme, infarctus, AVC : comment la pollution de l'air abîme notre santé année après année