Tout le monde sait que les voitures contribuent à la pollution de l'air. Et quand la plupart des gens considèrent la source, l'échappement est généralement ce qui vient à l'esprit.

Cependant, nouvelle recherche menée par Reto Gieré de l'Université de Pennsylvanie, travailler avec des collaborateurs du monde entier, contribue à mettre en lumière un autre coupable important en matière de pollution de l'air liée au trafic :de minuscules morceaux de pneus, les plaquettes de frein, et les matériaux routiers qui se retrouvent en suspension dans l'air lors du passage des véhicules.

"Je constate de plus en plus que nous ne savons pas assez ce qu'il y a sur nos routes, " dit Giéré, professeur et président du département des sciences de la Terre et de l'environnement de Penn à l'École des arts et des sciences. "Si vous avez beaucoup de trafic, voitures, et des camions qui passent, ils remettent en suspension la poussière des routes dans l'atmosphère, et puis il devient respirant. Pour comprendre les implications potentielles sur la santé de ces particules de poussière, c'est vraiment important de comprendre ce qui se passe sur la route."

Alors que les efforts de réglementation ont contribué à rendre les voitures plus propres et plus efficaces, ces restrictions ne concernent pas la pollution résultant de l'usure des pneus et des freins. L'augmentation de la congestion urbaine risque de les aggraver en tant que sources de pollution et éventuellement d'effets néfastes sur la santé.

"Environ 4 millions de personnes meurent prématurément de la pollution de l'air chaque année, " dit Gieré. " De l'eau insalubre, le nombre est de 2 millions. Pourtant, nous avons un objectif de développement durable des Nations Unies sur la pollution de l'eau, mais pas sur l'air. »

Pour faire la lumière sur le contenu des poussières liées au trafic et les conditions qui les rendent plus susceptibles de s'accumuler, Gieré a fait équipe avec des collègues allemands du Federal Highway Research Institute, le service météorologique allemand, et l'Université de Fribourg pour échantillonner et analyser l'air le long des routes. En 2017, ils ont publié les résultats d'un effort d'échantillonnage d'un an le long de deux autoroutes très fréquentées en Allemagne, l'un soumis à un trafic plus dense et un autre dans une zone plus rurale bordée de champs agricoles.

Pour ramasser passivement la poussière le long des routes, ils ont utilisé des échantillonneurs cylindriques personnalisés avec une feuille collante transparente au fond pour piéger les particules qui pénètrent. Les chercheurs ont vérifié les points de collecte et ont désactivé le "piège" collant chaque semaine.

En utilisant la microscopie optique pour analyser les particules en suspension dans l'air collectées, l'équipe a découvert que le site avec des modèles de trafic plus fréquentés avait globalement 30% de particules en plus, avec une plus grande fraction dérivée de l'usure des pneus. Les conditions météorologiques ont joué un rôle important dans les tendances observées ; les conditions sèches et chaudes étaient associées à une plus grande accumulation de particules.

"A des températures plus élevées, nous avons vu plus d'abrasion des pneus, plus de pollution qu'à des températures intermédiaires, " dit Gieré. "C'était exactement analogue à ce que deux études de laboratoire ont trouvé."

Avec des températures plus élevées et des périodes plus sèches prévues en raison du changement climatique, Gieré note que ce problème d'abrasion des pneus ne peut que s'aggraver, "ce qui est important, " il dit, « Parce que près de 30 % des microplastiques rejetés dans le monde dans les océans proviennent des pneus. »

Dans une étude plus récente, publié le mois dernier dans Recherche sur les aérosols et la qualité de l'air , Gieré et ses collègues ont utilisé une puissante microscopie électronique à balayage pour identifier plus précisément la composition des particules collectées sur les deux autoroutes étudiées dans le rapport 2017 ainsi qu'un troisième site de collecte, sur une autoroute urbaine avec un trafic plus lent.

"Le microscope optique nous donne une première approximation, " dit Giéré, "alors que le microscope électronique à balayage permet de distinguer l'abrasion des pneus, abrasion des freins, carbone, ou découvrir s'il y a des minéraux là-dedans."

Faire un pas de plus, l'équipe a également analysé des échantillons grâce à une analyse qui fournit des informations sur les éléments qui composent chaque échantillon, appelée spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie.

Cette étude s'est concentrée sur les particules "super grossières" collectées, ceux dont la taille est supérieure à 10 micromètres. (En comparaison, un cheveu humain mesure environ 75 micromètres de diamètre.) Bien qu'encore minuscule, ces particules sont moins dangereuses pour la santé que celles encore plus petites, qui sont plus facilement inhalés. Toujours, ces particules plus grosses peuvent se retrouver dans les cours d'eau et le sol, affectant la faune ou peut-être même les cultures agricoles.

Quatre-vingt-dix pour cent des particules de poussière collectées sur les trois sites étaient liées au trafic et les chercheurs ont de nouveau constaté des différences entre les sites. Le trafic plus lent sur la route urbaine a généré moins de particules dues à l'usure des freins mais davantage à cause des pneus; ils ont noté que le caoutchouc des pneus s'était incrusté de minéraux et d'autres matériaux provenant des routes. L'autoroute avec plus de trafic stop-and-go a généré plus de particules de frein.

Les fabricants de pneus et de plaquettes de frein ne divulguent pas tout le contenu de leurs produits, mais on sait que le zinc, mener, antimoine, silicates, cadmium, et l'amiante sont utilisés par certains. Ce sont des produits chimiques qui peuvent présenter un risque pour la santé s'ils pénètrent dans l'environnement ou, si les pneus sont brûlés comme ils le sont parfois par les centrales au charbon, l'atmosphère.

"Ces grosses particules ne vont pas être transportées très loin, donc la pollution va se limiter aux abords de ces routes, surtout pendant les embouteillages, " dit Gieré. " Mais ils s'accumulent aussi sur la route et se déversent ensuite dans les rivières. Notre équipe pense qu'il s'agit d'une voie majeure de la façon dont les microplastiques pénètrent dans les cours d'eau. »

Une façon de réduire cette voie de pollution serait des mesures d'apaisement de la circulation, tels que les feux de circulation coordonnés, qui réduisent le nombre de démarrages et d'arrêts que les conducteurs doivent effectuer. Giéré et ses collègues, y compris Ph.D. l'étudiant Michael O'Shea, mènent également des expériences similaires dans les rues de Philadelphie et comparent les niveaux de pollution entre différents quartiers pour voir ce qui se passe un peu plus près de chez nous.