Pollution: de nouvelles sources d'ammoniac détectées depuis l'espace
Publié par Isabelle le 07/12/2018 à 14:00
Source: CNRS
Des chercheurs du CNRS (1) et de l'Université Libre de Bruxelles ont élaboré la première cartographie mondiale de l'ammoniac atmosphérique (NH3) en analysant des mesures par satellite réalisées entre 2008 et 2016. Grâce à l'interféromètre IASI développé par le CNES, plus de 200 sources de NH3 dont les deux tiers étaient inconnues auparavant ont été répertoriées. Ces sources proviennent essentiellement de l'élevage intensif et de l'industrie. L'étude est publiée le 5 décembre dans la revue Nature.


Carte des flux d'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome...) atmosphérique construite à partir de 9 ans de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de l'instrument IASI: 242 sources ponctuelles, indiquées par des cercles noirs et 178 zones d'émissions plus étendues, entourées par des rectangles blancs.
Cliquez sur l'image pour accéder à la carte interactive.
© Martin Van Damme et Lieven Clarisse / ULB

Depuis une douzaine d'années, l'interféromètre IASI embarqué à bord des trois satellites Metop (METOP est une famille de trois satellites météorologiques opérationnels à orbite polaire développés conjointement par l'Agence spatiale européenne (ESA) et EUMETSAT. Fabriqués par la société EADS Astrium Satellites,...) (2) fournit aux scientifiques des données globales de divers composés atmosphériques, dont l'ammoniac. L'ammoniac atmosphérique est un composé très important puisqu'il se dégrade en particules fines sous forme de sels d'ammonium, altérant la qualité de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...) que nous respirons. Or, les processus régulant les concentrations de ce gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) sont très mal connus, particulièrement à l'échelle locale.

En exploitant les données journalières de NH3 mesurées par l'instrument pendant près de dix ans, les chercheurs ont généré une carte mondiale de la répartition d'ammoniac atmosphérique, au kilomètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre...) près. En combinant cette carte avec des images satellites, ils ont mis en évidence et catégorisé 241 sources localisées de NH3 liées à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) humaine, dont 83 liées à l'agriculture intensive (L'agriculture intensive est un système de production agricole caractérisé par l'usage important d'intrants, et cherchant à maximiser la production par rapport aux facteurs de production, qu'il s'agisse de la main d'œuvre, du sol...) et 158 à l'activité industrielle, ainsi que 178 zones d'émissions plus étendues. (Voir carte).

En plus des nouvelles sources répertoriées et donc absentes des inventaires actuels, l'étude a montré que les émissions provenant de sources connues sont très largement sous-estimées. L'évolution des concentrations d'ammoniac a également permis d'identifier des changements dans les activités humaines comme l'ouverture ou la fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) de complexes industriels ou encore l'agrandissement d'infrastructures d'élevage intensif.

Ces résultats suggèrent qu'une meilleure gestion des impacts de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) par l'ammoniac passe par une révision complète des émissions de ce gaz, très largement sous-estimées dans les inventaires actuels.


Images d'une source d'émission de NH3 localisée en Chine, concomitante à la construction d'un complexe industriel. En bas: Photographies des satellites Landsat (2008 - 2016) montrant la construction du complexe industriel. En haut: Mesures d'ammoniac par IASI pour les mêmes années.
© Martin Van Damme et Lieven Clarisse / ULB (IASI); © Google (Google, Inc. est une société fondée le 7 septembre 1998 dans la Silicon Valley en Californie par Larry Page et Sergey Brin, auteurs du moteur de recherche Google. Depuis 2001, Eric Schmidt en...) / NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence...) (Landsat)

Vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et non de type...) sur l'interféromètre IASI

Notes:

(1) Ces chercheurs appartiennent au Laboratoire "atmosphères, milieux, observations spatiales" (CNRS/Sorbonne Université/Université Versailles Saint-Quentin) qui fait partie de l'IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) regroupant neuf laboratoires dont les thématiques de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) concernent l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) global.

(2) Le programme Metop lancé par l'ESA et Eumetsat (EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) est une organisation intergouvernementale créée par une convention internationale, composée de...) en 2007 couvrira 18 années d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) de la composition atmosphérique en continu avec trois satellites successifs. Le dernier satellite (Satellite peut faire référence à :), Metop-C a été lancé le 7 novembre 2018.


Références publication:
Industrial and agricultural ammonia point (Graphie) sources exposed. Van Damme, M., Clarisse, L., Whitburn, S., Hadji-Lazaro, J., Hurtmans, D., Clerbaux, C., Coheur, P.-F. Nature, le 5 décembre 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0747-1.

Contacts chercheuse:
Chercheuse CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) Cathy Clerbaux
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