15 Décembre 2015  |  Environnement
Publié dans Sécurité Environnement 03/2015

A la recherche de traces dans l’atmosphère

Depuis quelques années, des fluides frigorigènes et des produits moussants halogénés de la quatrième génération sont apparus sur le marché. Ils remplacent certains gaz à effet de serre ayant une longue durée de vie - tels que le R134a - présents dans les climatisations des voitures, les frigos et dans diverses mousses.  Les chercheurs de l’Empa ont publié les premiers résultats de mesures attestant de la présence et de la propagation de ces nouvelles substances. Ceux-ci indiquent que ces nouveaux fluides frigorigènes sont très utilisés dans nos régions, avec une tendance à la hausse.

La nouvelle génération de fluides frigorigènes halogénés constitue un certain progrès: ces substances se décomposent très rapidement dans l’atmosphère. Leur durée de vie est nettement plus courte. Elles peuvent donc réduire la contribution au réchauffement global des fluides frigorigènes et produits moussant, par rapport aux gaz fluorés stables dans l’air. Les nouvelles substances, nommées fluoro-oléfines (HFC-1234yf, HFC-1234ze(E)) et chlorofluoro-oléfine (HCFC-1233zd(E)) sont de plus en plus utilisées, comme les mesures réalisées par l’Empa au Jungfraujoch et à Dübendorf l’ont démontré.
 
 
Les fluides frigorigènes de quatrième génération ont a cote
Depuis le début de la série de mesures en 2011, à l’époque de la mise sur le marché de ces nouvelles substances, la fréquence d’identification de ces trois molécules augmente de façon constante. Ceci suggère qu’un nombre croissant d’entreprises optent pour des fluides frigorigènes de la quatrième génération au détriment des substances de la génération précédente.

L’équipe organisée autour de Martin Vollmer, chercheur à l’Empa, est la première à avoir détecté des fluides frigorigènes de la dernière génération dans l’atmosphère. «Les fluides frigorigènes de la première génération sont apparus sur le marché dans les années 1930. Les premières mesures destinées à identifier ces substances dans l’atmosphère ont été réalisées 40 ans après. Cet écart entre la mise sur le marché et les premières mesures se réduit à chaque génération» explique Martin Vollmer.


 
Des mesures dès le premier jour

Les chercheurs suivent la dispersion des nouveaux fluides frigorigènes dans l’atmosphère depuis leur arrivée sur le marché. Un résultat attire particulièrement l’attention: la substance HFC-1234yf n’apparaissait pas au début de la série de mesures effectuées au Jungfraujoch. C’est la preuve que cette substance est anthropogène, c’est-à-dire fabriquée par l’homme.
«Les valeurs nulles ne sont pas forcément inutiles. Au contraire. Cela nous permet de prouver que ces substances n’existent pas sous cette forme dans la nature. Il s’agit, là aussi, d’un constat fondamental» poursuit Martin Vollmer.  Il a fallu attendre deux ans pour que la concentration de ces nouvelles substances atteigne un niveau suffisamment élevé pour être détectées au Jungfraujoch.
 
 
Un système d’alarme précoce
Martin Vollmer considère ces recherches comme un système d’alarme précoce. Dès qu’une nouvelle substance arrive sur le marché, les chercheurs sont capables de contrôler et de déterminer avec précision à partir de quel moment elle apparaît pour la première fois dans l’atmosphère et combien de temps elle y demeure.
Les substances de la première génération sont restées décelables pendant des décennies et peuvent encore être identifiées sous forme de traces. En revanche, les nouveaux fluides frigorigènes «survivent» uniquement quelques jours ou quelques semaines et finissent par se décomposer.
 Cette décomposition pose pourtant d’autres problèmes aux scientifiques. Le fluide frigorigène HFC-1234yf, par exemple, n’est pas totalement inoffensif. Il se décompose certes plus rapidement que ses prédécesseurs, mais sa disparition entraîne la création d’une nouvelle substance nocive: l’acide trifluoroacétique, une molécule ne pouvant pas être décomposée dans la nature. Cet acide, qui s’accumule dans l’eau et les organismes vivants, s’avère être toxique pour certaines plantes, notamment pour certains types d’algues.
Le problème est donc réglé au niveau atmosphérique. En revanche, plusieurs écosystèmes pourraient devoir faire face à de nouveaux défis. Et la recherche aussi.  Pour les chercheurs, il devient de plus en plus important de contrôler non seulement la durée de demi-vie des nouvelles substances, mais aussi les caractéristiques et les effets des produits générés au moment de leur dégradation.


 
 
Des molécules provenant du monde entier

Les mesures et modèles suisses ne se limitent toutefois pas à indiquer uniquement si certaines substances sont détectées dans la région et, dans ce cas de figure, d’en déterminer la quantité. Ils indiquent aussi leur provenance approximative. En croisant leurs données avec les flux météorologiques, les chercheurs de l’Empa sont parvenus à situer l’«épicentre» des émissions de HFC-1234ze, pour l’Europe de l’ouest, à la frontière entre la Belgique et les Pays-Bas.
 
Des anesthésiants présents dans l’air

Les patients sont souvent anesthésiés grâce à l’application de masques d’inhalation contenant des substances anesthésiantes. Celles-ci sont inhalées grâce à un masque, puis rejetées à l’expiration à leur état presque brut. Le système d’aération de la salle d’opération rejette ensuite ces substances dans l’atmosphère. 
C’est un réel problème, car les agents anesthésiants du groupe des éthers halogénés sont considérés comme de puissants gaz à effet de serre. L’industrie reste discrète sur les quantités produites. En se basant sur des analyses de l’air et en s’associant avec des groupes de chercheurs internationaux, les scientifiques de l’Empa sont parvenus à publier les premiers chiffres sur les rejets d’anesthésiants de type desflurane, isoflurane et sevoflurane. Le rejet mondial d’éthers halogénés correspond à quelque 3 millions de tonnes de CO2. À titre de comparaison, cela représente un tiers environ des émissions annuelles des transports de personnes de personnes en Suisse.
 
Empa
8600 Dübendorf
Tél.: 058 765 11 11
www.empa.ch


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