L’asphalte est une substance quasi omniprésente – on le trouve dans les routes, sur les toits et dans les allées – mais ses émissions chimiques figurent rarement dans les plans de gestion de la qualité de l’air urbain. Une nouvelle étude révèle que l’asphalte est une source importante de polluants atmosphériques dans les zones urbaines, en particulier lors des journées chaudes et ensoleillées.
Les chercheurs de Yale ont observé que les asphaltes courants pour les routes et les toitures produisaient des mélanges complexes de composés organiques, y compris des polluants dangereux, dans une gamme de températures et de conditions solaires typiques. Les résultats de leurs travaux, issus du laboratoire de Drew Gentner, professeur associé de génie chimique &environnemental, paraissent le 2 septembre dans la revue Science Advances.
Des décennies de recherche sur les émissions des véhicules à moteur et d’autres sources liées à la combustion, et de réglementation de ces émissions, ont permis d’améliorer la qualité de l’air urbain. Mais des études récentes montrent qu’avec le succès de ces efforts, de nombreuses sources non liées à la combustion sont devenues des contributeurs importants de composés organiques. Ceux-ci peuvent conduire à un aérosol organique secondaire (SOA), un contributeur majeur de PM2,5 – un important polluant atmosphérique réglementé comprenant des particules d’un diamètre inférieur à 2,5 micromètres – qui ont des effets importants sur la santé publique.
Les chercheurs ont collecté de l’asphalte frais et l’ont chauffé à différentes températures. « Une des principales conclusions est que les produits liés à l’asphalte émettent des mélanges substantiels et diversifiés de composés organiques dans l’air, avec une forte dépendance à la température et aux autres conditions environnementales », a déclaré Peeyush Khare, étudiant diplômé dans le laboratoire de Gentner et auteur principal de l’étude.
Après un certain temps, les émissions aux températures estivales se sont stabilisées, mais elles ont persisté à un rythme régulier – ce qui suggère qu’il existe des émissions continues à long terme provenant de l’asphalte dans des conditions réelles. « Pour expliquer ces observations, nous avons calculé le taux attendu d’émissions régulières et cela a montré que le taux d’émissions continues était déterminé par le temps nécessaire aux composés pour diffuser à travers le mélange d’asphalte très visqueux », a déclaré Gentner.
Ils ont également examiné ce qui se passe lorsque l’asphalte est exposé à un rayonnement solaire modéré et ont constaté un bond significatif des émissions – jusqu’à 300% pour l’asphalte routier – démontrant que le rayonnement solaire, et pas seulement la température, peut augmenter les émissions.
« C’est important du point de vue de la qualité de l’air, en particulier dans des conditions chaudes et ensoleillées en été », a déclaré Khare.
Les surfaces pavées et les toits représentent environ 45% et 20% des surfaces dans les villes américaines, respectivement. Les chercheurs ont estimé les émissions totales potentielles et la formation de SOA à Los Angeles, une ville clé pour les études de cas sur la qualité de l’air urbain.
En raison des types de composés émis par l’asphalte, sa formation potentielle de SOA est comparable aux émissions des véhicules à moteur à Los Angeles, ont déclaré les chercheurs – ce qui implique que trouver des moyens de rendre les routes plus respectueuses de l’environnement est aussi important que de faire de même pour les voitures et les camions. Gentner a toutefois noté que l’effet des émissions d’asphalte sur la formation d’ozone était minime par rapport à celui des véhicules à moteur et des produits chimiques volatils contenus dans les produits de soins personnels et de nettoyage – une autre source émergente clé d’émissions organiques réactives qui produit de grandes quantités d’AOS dans les zones urbaines.
Gentner a souligné que l’asphalte n’est qu’une pièce du puzzle des AOS urbaines.