IRD - Gaëlle Uzu (Inversion de température au-dessus de la ville de Grenoble, qui plaque les polluants au sol)
La mesure de la qualité de l'air est un des enjeux majeurs des zones urbanisées. L’indicateur sanitaire actuel réglementé se base sur la concentration massique qui ne prend pas en compte les facteurs clés de la toxicité des particules, leur composition et leur taille. Le but du programme Prédict'Air est d'expérimenter un nouvel indicateur : le Potentiel Oxydant (PO). Si les recherches sont concluantes, le PO pourrait s'imposer comme une nouvelle mesure réglementaire de la qualité de l'air en Europe.

Contexte

En quelques décennies, la qualité de l'air est devenue un problème majeur de santé publique pour toutes les sociétés.

Ses impacts sanitaires et coûts associés augmentent de façon significative dans tous les pays. A l’échelle de la France, la dégradation de la qualité de l’air induit 48 000 décès prématurés par an. Le coût sanitaire annuel global engendré (mortalité + santé) est estimé entre 70 et 97 Milliards d’Euros (+ 3 milliards d’Euros de dépenses supplémentaires pour la sécurité sociale).

Des études épidémiologiques ont établi que la majeure partie des effets chroniques sanitaires résultant de la pollution de l'air sont attribuables aux particules. La plupart de ces études et la réglementation actuellement en vigueur en Europe utilisent la concentration massique des PM (pour Particulate Matter) comme indicateur et outil d’alerte sanitaire. Cependant, il est maintenant clair qu'une grande partie de la masse des particules ambiantes est constituée de composants de faible toxicité, tandis que les espèces réactives en trace peuvent être des contributeurs majeurs à leur toxicité. Il est, de plus, évident que la composition, la spéciation chimique, la taille, l’état de surface et la solubilité des particules influencent fortement les effets pro-inflammatoires et les affections qui en découlent. La plupart de ces paramètres ne sont pas efficacement intégrés dans la mesure de la concentration massique de PM.

Ainsi, la concentration massique n’est donc sans doute pas le meilleur marqueur de l'impact sur la santé des particules atmosphériques bien qu’elle soit la mesure réglementaire pour prévenir l’exposition des populations.
Gilles Leimdorfer / Interlinks image

Le potentiel oxydant (PO) : un nouvel indicateur de référence ? 

Les études de processus in vitro ont montré que les effets sanitaires des particules atmosphériques sont principalement attribués à leur potentiel inflammatoire via les espèces oxydantes qu’ils véhiculent : métaux et molécules organiques, majoritairement.

Les maladies déclenchées diffèrent ensuite régionalement selon les mélanges spécifiques des différentes sources de pollution, la durée d’exposition et la susceptibilité des personnes. Mais l’origine commune de ces affections est attribuée au stress oxydatif pulmonaire engendré par l’exposition aux PM. Au niveau biologique, le stress oxydatif peut être défini par un excès non contrôlé de radicaux dérivés de l’oxygène (ROS dits aussi radicaux libres) ou de l’azote (RNS), pouvant endommager les cellules, induire une réponse inflammatoire, et plus généralement bouleverser l’équilibre redox des cellules. Ce stress va pouvoir s’exprimer si la production d’espèces oxydantes dépasse les mécanismes antioxydants censés limiter leur présence. Il en découle une métrique appelée potentiel oxydant (PO) des aérosols, définie comme la capacité de PM à générer des ROS in vitro.

L’enjeu de ce programme de recherche à long terme est de valider la pertinence du PO comme métrique d’exposition sanitaire afin de le proposer comme mesure complémentaire de la réglementation de la qualité de l’air en Europe.