Cartographier les particules fines métalliques

Pollution aux particules fines métallique en ville

À l’heure où les émissions polluantes liées au trafic automobile au sein des grandes villes sont pointées du doigt, le suivi des pollutions urbaines et l’étude de leurs impacts sur la santé sont devenues plus que jamais des enjeux majeurs.

Des études récentes suggèrent que l’impact du trafic automobile sur l’environnement est accompagné par des émissions significatives de particules riches en fer, fortement magnétiques. La présence de ces minéraux magnétiques est souvent associée à de fortes concentrations en métaux lourds. Ces dernières années, les mesures magnétiques ont été reconnues comme une méthode efficace pour déterminer la distribution spatiale de la pollution ainsi que pour identifier les diverses sources anthropiques de pollution aux métaux lourds. 

Des arbres pour mesureR la pollution?

Pour avoir une bonne résolution de la qualité de l‘air au niveau de la ville, il est nécessaire d’avoir beaucoup de points de mesure. Cette multiplication des points de mesures, notamment avec des stations de mesure de références est difficile au niveau logistique et très coûteuse. Les arbres urbains d’une même espèce présentent une alternative intéressante à ces stations car ils sont présents tout au long de l’année avec une densité souvent élevée sur un même axe de circulation et toujours au même endroit. Ils reçoivent la poussière urbaine en continu et enregistrent donc le signal de la qualité d’air ponctuelle, ils sont ici utilisés comme « capteurs passifs ». 

Le platane est une espèce très fréquente en ville et le renouvellement annuel de la couche extérieure de son écorce permet sa collecte facilement sans préjudices pour les arbres. 

Ecorce de Platane d'occident
Ecorce de Platane commun 

L’échantillonnage de morceaux d’écorces qui « tombent » naturellement entre février et avril chaque année est donc une occasion exceptionnelle qui permet d’établir des « états des lieux » très ponctuels de la zone d’emplacement de l’arbre, qui se trouve souvent à proximité d’une route, d'un chemin de fer, d'une station de bus ou d'une autre potentielle source de particules fines.

Le principe de la «mesure magnétique » (susceptibilité magnétique)

Tous les matériaux et minéraux réagissent lorsqu’on les soumet à un champ magnétique. Leur réaction diffère selon leur nature et l’intensité du champ appliqué. Ils acquièrent ainsi une aimantation M (exprimée en A.m-¹) proportionnelle à la valeur du champ magnétique H (A.m-¹) appliqué. Leur susceptibilité magnétique k (SI : système international) est définie comme l’aimantation par unité de champ : M=kH

Appareil de mesure de la susceptibilité magnétique

Dans cette étude, on considèrera la susceptibilité massique (en m³/kg), classiquement utilisée en magnétisme environnemental, pour laquelle la masse volumique de l’échantillon est considérée. Ce paramètre reflète la capacité des matériaux à s’aimanter et donc la concentration en minéraux magnétiques présents dans les échantillons considérés. Cette mesure est donc proportionnelle à la concentration des particules fines d’un échantillon, et un échantillon est représentatif d’un arbre qui a reçu la poussière urbaine pendant une durée d’un an.