Les feux de forêt d'été augmentent la pollution de l'air considérablement plus qu'on ne le croyait auparavant.

La combustion naturelle du bois et des broussailles projette ce qu'on appelle des particules fines dans l'air à un taux trois fois plus élevé que les niveaux notés dans les inventaires d'émissions de l'Environmental Protection Agency des États-Unis, selon une nouvelle étude. Les taches microscopiques qui forment les aérosols sont un danger pour la santé humaine, particulièrement aux poumons et au cœur.

« Brûler de la biomasse produit beaucoup de pollution. Ce sont de très mauvais aérosols à respirer d'un point de vue sanitaire, " a déclaré le chercheur Greg Huey du Georgia Institute of Technology, qui a dirigé l'étude. La recherche décrit également d'autres produits chimiques dans la fumée des incendies de forêt, certains jamais mesurés auparavant, et cela augmente considérablement les émissions annuelles estimées de particules dans l'ouest des États-Unis.

Les données précédentes de l'EPA étaient basées sur des échantillons de panache prélevés lors de brûlages contrôlés allumés par des professionnels forestiers. Mesurer les panaches si minutieusement, depuis le ciel, directement au cœur d'un feu de forêt n'avait pas été possible avant cette étude.

Plonger dans le panache

Des missions de recherche uniques ont déployé des avions pour traverser les panaches de trois grands incendies de forêt, y compris le Rim Fire 2013, le troisième plus grand incendie de forêt de l'histoire de la Californie. Un ensemble d'instruments hérissés des flancs des avions de la NASA et du département américain de l'Énergie a permis aux équipes de chercheurs à bord de mesurer les produits chimiques et les particules en temps réel et d'abattre des masses de données, sur laquelle se fonde la nouvelle étude.

"En fait, nous sommes allés mesurer, juste au dessus du feu, ce qui sortait, " dit Huey, professeur à la Georgia Tech School of Earth and Atmospheric Sciences, qu'il préside également.

Bob Yokelson, un professeur de chimie atmosphérique à l'Université du Montana a joué un rôle de premier plan dans de nombreux aspects de la recherche et faisait partie d'un groupe d'environ 20 scientifiques qui ont sélectionné les instruments à installer sur le grand avion de la NASA. "Nous n'avions vraiment pas à nous passer de ce que nous voulions vraiment, ", a-t-il déclaré. Yokelson a également aidé à concevoir les trajectoires de vol.

Georgia Tech avait des instruments et des scientifiques à bord de l'avion DC-8 de la NASA. Des chercheurs associés à plus d'une douzaine d'universités et d'organisations ont participé à la collecte ou à l'analyse des données. Les scientifiques ont publié leurs résultats évalués par des pairs le 14 juin dans le Journal of Geophysical Research :Atmosphères .

"Cet article devrait servir de base à la prochaine mission de surveillance chimique des incendies de la NASA, " a déclaré Huey.

Raffinerie en flammes

Méthanol, benzène, les précurseurs de l'ozone et d'autres émissions nocives collectées à partir des panaches d'incendies de forêt peuvent donner l'impression qu'une raffinerie de pétrole a pris feu. Ce n'est pas si farfelu, que le pétrole et d'autres combustibles fossiles dérivent de la biomasse ancienne.

"Vous pouvez voir la fumée, et il fait noir pour une raison, " Huey a dit. " Quand vous allez mesurer les feux de forêt, vous obtenez tout ce qu'il y a à mesurer. Vous commencez parfois à vous demander ce qu'il y a là-dedans."

L'étude a trouvé de nombreux produits chimiques organiques dans les panaches des feux de forêt, et les progrès technologiques leur ont permis de détecter pour la première fois certains nitrates dans la fumée. Mais la combustion de biomasse ne semble pas être une source dominante de ces polluants chimiques, et les principales conclusions de l'étude concernaient les particules fines.

Affaire particulière, dont certains contiennent des oxydants qui causent des dommages génétiques, sont dans les aérosols résultants. Ils peuvent dériver sur de longues distances dans des zones peuplées.

Les personnes sont exposées à des aérosols nocifs provenant de sources industrielles, trop, mais les incendies produisent plus d'aérosols par quantité de carburant brûlé. "Les voitures et les centrales électriques avec contrôle de la pollution brûlent les choses beaucoup plus proprement, " a déclaré Huey.

Divers aérosols s'élèvent également dans l'atmosphère, mais leur effet net sur le réchauffement ou le refroidissement de la planète est encore incertain, comme certains aérosols réfléchissent la lumière du soleil loin de la Terre, et d'autres, en revanche, emprisonne la chaleur dans l'atmosphère.

Brûlages dirigés

Alors que le réchauffement climatique étend les incendies de forêt en taille et en nombre, la pollution qui s'ensuit risque de croître avec eux. L'intensification des brûlages initiés par l'homme peut aider à réduire ces émissions, l'étude a suggéré.

Les brûlages dirigés préviennent ou réduisent les incendies de forêt, et ils semblent produire beaucoup moins de pollution par unité de surface que les feux de forêt, dit l'étude.

"Un brûlage dirigé pourrait brûler cinq tonnes de biocombustible par acre, alors qu'un feu de forêt peut brûler 30, " a déclaré Yokelson, qui a consacré des décennies de recherche aux feux de biomasse. "Cette étude montre que les feux de forêt émettent également trois fois plus d'aérosols par tonne de carburant brûlé que les feux dirigés."

S'il faut encore en savoir plus sur les émissions des brûlages dirigés professionnels, cette nouvelle recherche montre clairement que les incendies de forêt brûlent beaucoup plus et polluent beaucoup plus. Les données contribueront également à améliorer les estimations globales des émissions des incendies de forêt.

Les professionnels de la prévention des incendies suivent des règles strictes pour effectuer des brûlages dirigés afin d'éviter les catastrophes et l'envoi de pollution sous le vent dans les zones peuplées. Les chercheurs ne recommandent pas aux personnes inexpérimentées de brûler de la biomasse, car cela contribue à la pollution de l'air et peut déclencher des incendies tragiques, y compris les feux de forêt.

Des vols intimidants

Des expériences comme celles-ci lors de véritables catastrophes naturelles sont rares, non seulement à cause de la rareté d'assembler de tels instruments et de les faire décoller. Les vols peuvent aussi être dangereux. Les panaches ne sont pas seulement remplis de toxines, mais leurs turbulences renversent les avions, bousculer la technologie et les chercheurs.

"La fumée s'infiltre dans la cabine et donne la nausée, " a déclaré Yokelson, qui a commencé à voler des missions de panache il y a de nombreuses années. "Vous essayez de prendre des notes, exécuter votre instrument, regarde le feu, parler sur le casque, et obtenez des photos. Et en même temps, c'est fou cahoteux. Normalement, si vous êtes dans un petit avion, ton estomac n'est pas trop content."

Aussi, des feux de forêt éclatent à l'improviste, les horaires de vol doivent donc être élaborés à court terme autour de réglementations strictes qui interdisent normalement les vols à proximité d'incendies de forêt. Les avions de recherche doivent également se coordonner avec les autorités régionales pour éviter de croiser les avions des pompiers.

Les rares données fournies par les vols de la mission SEAC4RS de la NASA et de la mission BBOP du ministère de l'Énergie permettent d'améliorer considérablement la compréhension des polluants qui brûlent naturellement la biomasse projetée dans l'air.