Connu en français sous le nom de carbone suie ou carbone noir, le black carbon (BC) est une particule fine en suspension dans l'air, essentiellement d'origine anthropique. Sa présence dans la basse atmosphère a des conséquences sur la pollution de l'air, le réchauffement climatique et la santé.
Définition du carbone suie
Contenant du carbone, le carbone suie est une fine particule de couleur noire, présente en suspension dans l'air. Avec son ordre de grandeur situé entre 10 et 500 nm (100 à 5 000 fois le diamètre d'un cheveux), il rejoint la grande famille des PM2,5, les particules inférieures à 2,5 µm. Ces particules ultrafines sphériques peuvent ensuite s'agréger jusqu'à former des granulés de 1 mm de diamètre. Si le black carbon est présent dans l'air, on le trouve aussi en composition industrielle car il est utilisé comme charge dans la fabrication des pneus, des encres (encre de Chine, poudre électrostatique de toner, ruban de machine à écrire…), du papier carbone... Il sert aussi de pigment noir, de colorant alimentaire (E152), de purificateur…
Les mesures de black carbon dans l'air
La présence de carbone noir est un excellent indicateur du taux de pollution de l'air sur les grands axes routiers et les zones urbaines à forte densité. En effet, il est révélateur de la présence d'autres gaz à effet de serre, notamment des hydrocarbures, et permet d'évaluer leur concentration dans l'air ambiant. On le mesure à l'aide d'un aethalomètre multi longueur d'ondes AE33.
D'où provient le black carbon ?
Le carbone noir provient principalement d'une combustion incomplète des énergies fossiles : différents hydrocarbures comme le gasoil des véhicules diesel ou le fioul employé dans le transport maritime mais aussi le charbon. Il est également issu de la combustion du bois (chauffage, feu de forêt, procédés industriels) et de certaines huiles végétales en industrie pétrochimique. Enfin, des particules de black carbon sont émises à l'usure des pneus car il entre pour un large part dans leur fabrication.
Des solutions pour réduire le taux de carbone noir dans l'air
Les véhicules diesel modernes (dotés d'un filtre à particules ou d'une meilleure conception du moteur pour une combustion plus complète) émettent autant de carbone noir qu'un véhicule à essence. Tout ce qui a pu être réduit l'a été en termes d'émissions de particules fines. Les éliminer complètement revient à se détourner de l'énergie fossile et à adopter une énergie renouvelable (biocarburant, voiture à hydrogène) ou la voiture électrique. Cependant, il restera encore les émissions de PM2,5 liées au frottement des pneus sur la route. Il en va de même pour le transport maritime (essentiellement du fret), responsable d'une large part des particules fines présentes en zone côtière et contribuant à l'acidification des océans. Quant à la combustion du bois comme émetteur de black carbon, les fabricants d'appareils de chauffage au bois domestique ont fait de sérieux efforts sur la pollution de ces systèmes (cheminée fermée, insert, poêle à bois).
Les conséquences du taux de carbone suie dans l'air
Mais tous ces efforts sur la réduction des émissions de carbone noir dans l'atmosphère sont encore insuffisants, tant dans la lutte contre le réchauffement climatique que contre les risques sanitaires.
Sur la santé
Le carbone en lui-même n'est pas dangereux pour la santé. C'est lorsqu'il est agrégé à d'autres polluants qu'il le devient ou lorsqu'il est en suspension sous la forme de nanoparticules ou particules ultrafines. Dans ce cas, il peut rentrer dans le système respiratoire en profondeur jusqu'aux alvéoles pulmonaires et traverser la membrane des cellules. En effet, la valeur d'exposition moyenne pondérée (VEMP) ou seuil d'exposition acceptable, est de 3,5 mg/m3, ce qui est facilement atteignable sur un axe routier important. Le black carbon est considéré actuellement comme potentiellement cancérogène (mais non mutagène) et comme facteur avéré de nombreux problèmes respiratoires.
Sur le changement climatique
L'impact du black carbon sur le réchauffement climatique est significatif car c'est un forceur climatique. En raison de sa couleur noire, il participe au blocage des rayons solaires dans la basse atmosphère et la réchauffe. Cependant, le noir de carbone a un potentiel de réchauffement global (PRG) inférieur à celui du CO2 (dioxyde de carbone) utilisé comme référence car sa durée de vie dans l'atmosphère est de seulement quelques semaines. Le pic de chaleur engendré est donc de courte durée et la forte réduction des émissions de carbone noir pourrait influer sur celle de la baisse de la température globale. Si les pays développés agissent en faveur d'une baisse de leurs émissions de carbone suie depuis les années 1950, ce n'est pas encore le cas des pays en voie de développement. L'essentiel des émissions actuelles leur est donc imputable et leur politique ne va malheureusement pas dans le sens de la diminution drastique nécessaire pour répondre aux objectifs du Protocole de Kyoto (2005), de l'Accord de Paris (2015) et des rapports récents du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat). Aujourd'hui, les principaux émetteurs sont la Chine et l'Inde (environ 30 % des émissions mondiales), contre 6,1 % pour les Etats-Unis, mais les pays d'Asie, d'Amérique Latine et d'Afrique ne sont pas en reste.
