La fumée des incendies de forêt, un polluant sous-estimé par les modèles atmosphériques actuels, se révèle être un catalyseur majeur de pollution de l’air. Une nouvelle étude, fruit d’une collaboration entre l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST) en Arabie saoudite et l’Académie chinoise des sciences, lève le voile sur ce phénomène préoccupant.
En cause : les particules de fumée agissent comme de véritables usines chimiques miniatures sous l’effet du soleil. Elles génèrent des oxydants nocifs, notamment des peroxydes, un groupe de polluants très réactifs qui alimentent la formation du smog et de la brume. Ces découvertes expliquent pourquoi les relevés sur le terrain indiquent systématiquement des taux élevés de peroxydes lors des incendies de forêt, même en milieu urbain. Normalement, les processus chimiques classiques en phase gazeuse qui mènent à la formation de ces oxydants sont inhibés par la présence d’autres polluants, comme l’oxyde nitrique (NO), gaz couramment émis par la combustion de carburant.
« Les particules de fumée peuvent ainsi contourner le blocage traditionnel opéré par les oxydes d’azote dans les environnements pollués, en générant des oxydants en interne sous l’action du soleil », explique Chak Chan, co-auteur de l’étude et directeur des sciences physiques et de l’ingénierie à la KAUST. « Cette voie passant par les particules est étonnamment efficace, des ordres de grandeur plus rapide que ce que peuvent offrir les voies classiques. »
La chimie cachée des aérosols
L’équipe de recherche a identifié que des molécules organiques colorées présentes dans les aérosols issus de la combustion de la biomasse jouent le rôle de « photosensibilisateurs ». Lorsqu’elles absorbent la lumière du soleil, elles entrent dans des états excités qui déclenchent des réactions en chaîne rapides. Celles-ci aboutissent à la production de radicaux peroxydiques, puis de peroxydes, directement à l’intérieur des particules elles-mêmes. Bien que les peroxydes ne soient pas des gaz à effet de serre, ils perturbent profondément la chimie atmosphérique. Ils créent des « réservoirs » de radicaux libres, influençant ainsi la dynamique secondaire de l’atmosphère et, par conséquent, le climat.
Ces résultats mettent en lumière comment la fumée des incendies de forêt peut favoriser la formation de particules secondaires. En plus d’être une source directe de particules, elle contribue ainsi de manière significative à la pollution de l’air urbain.
Incendies, réchauffement climatique et pollution accrue
La fréquence et l’intensité des incendies de forêt sont en augmentation marquée à l’échelle mondiale. Dans certaines régions de l’ouest des États-Unis, le nombre d’incendies a quadruplé depuis les années 1980, tandis que les surfaces brûlées en Méditerranée ont plus que doublé au cours des vingt dernières années. Avec cette hausse globale, la fumée émet de plus en plus de particules réactives que la lumière du soleil transforme en sources insoupçonnées de pollution.
« Cette chimie jusqu’alors négligée signifie que les modèles actuels de climatologie et de qualité de l’air sous-estiment la production d’oxydants issus des feux de forêt », alerte Chak Chan. « La mise à jour de ces modèles est essentielle pour les communautés, y compris ici en Arabie saoudite, afin de mieux anticiper les risques sanitaires et les impacts environnementaux dans un contexte de réchauffement planétaire. »