Comment certains arbres urbains aggravent la pollution à l’ozone

Des arbres urbains qui modifient l’air des mégapoles

À Pékin, les saule pleureurs et les peupliers participent à l’image d’une ville plus verte, mais leur présence a aussi un effet moins visible : ils libèrent des composés ორგანiques volatils (COV) capables d’alimenter la pollution à l’ozone. Selon une étude publiée dans Science Advances, ces émissions végétales comptent désormais parmi les facteurs importants de la qualité de l’air en zone urbaine. Le phénomène ne concerne pas seulement la capitale chinoise : de nombreuses villes ont planté des espèces à croissance rapide et résistantes au climat, parfois sans anticiper leur impact chimique sur l’atmosphère.

Pourquoi certaines plantes favorisent l’ozone

L’ozone troposphérique se forme quand les COV réagissent avec les oxydes d’azote (NOx), en grande partie issus du trafic et de l’industrie, sous l’effet du rayonnement solaire. Ce mécanisme transforme des émissions d’origines diverses en un polluant irritant pour les voies respiratoires. L’ozone peut aggraver l’asthme, compliquer la respiration des personnes souffrant de maladies pulmonaires et réduire le confort respiratoire au quotidien.

• COV : libérés par certaines plantes, les véhicules et l’industrie.
• NOx : principalement émis par la circulation et les activités industrielles.
• Lumière solaire : déclenche les réactions chimiques menant à l’ozone.

À Pékin, la végétation pèse lourd dans les émissions

Les chercheurs ont collecté des échantillons d’air dans Pékin et comparé les concentrations de COV avec les données d’ozone mesurées dans plusieurs stations. Ils ont estimé qu’entre mai et juillet 2021, la végétation représentait environ 10 % des émissions totales de COV dans la ville, le reste provenant surtout des activités humaines. Mais l’impact ne s’arrête pas à cette proportion brute : en termes de réactivité chimique, les plantes comptaient pour 52 % des substances impliquées dans la formation de l’ozone, avec l’isoprène comme composé dominant.

Cette différence s’explique par le comportement de certains COV végétaux. Les émissions des arbres ne sont pas forcément les plus abondantes, mais elles peuvent être particulièrement efficaces pour déclencher les réactions qui produisent l’ozone. C’est l’une des raisons pour lesquelles des espèces comme les saules et les peupliers, très utilisés en ville, attirent désormais l’attention des climatologues et des chimistes de l’atmosphère.

Isoprène : un composé clé à surveiller

Le cas de l’isoprène est central. Ce COV est émis par de nombreux arbres au cours de la photosynthèse, et certaines espèces en produisent beaucoup plus que d’autres. À Pékin, les chercheurs estiment qu’environ 35 % des arbres sont des émetteurs d’isoprène. Dans d’autres mégapoles, la proportion peut être encore plus élevée : à Sydney, par exemple, environ 65 % des arbres seraient de ce type.

• Les espèces à forte émission ne sont pas toujours les plus visibles dans le paysage urbain.
• L’isoprène devient particulièrement problématique quand la chaleur augmente.
• Le choix des essences plantées en ville influence donc directement la chimie de l’air.

Quand les villes vertes deviennent chimiquement plus actives

L’étude ne se limite pas à Pékin. Les scientifiques ont examiné 24 mégapoles pour estimer le potentiel d’émissions d’isoprène de leurs arbres urbains. Plusieurs villes, dont Sydney et Melbourne, pourraient présenter des niveaux supérieurs à ceux observés dans la capitale chinoise. Cette tendance s’explique en partie par l’évolution des sources de pollution : dans de nombreuses régions, les émissions liées aux véhicules ont diminué au fil des décennies, ce qui rend la part relative de la végétation plus visible dans le bilan chimique urbain.

Le chimiste environnemental Ian Jamie, de l’université Macquarie à Sydney, souligne ainsi que la végétation devient proportionnellement plus importante comme source de COV parce que d’autres sources ont reculé. Autrement dit, un air urbain plus propre sur certains plans peut révéler le rôle jusque-là sous-estimé des arbres dans la formation de l’ozone.

La chaleur, un amplificateur puissant

Le réchauffement climatique risque d’aggraver le problème. Les émissions de COV et la production d’ozone augmentent avec la température, et l’étude montre qu’à 35 °C, le taux de réactivité des hydroxyles avec les COV émis par la végétation est sept fois plus élevé qu’à 20 °C. Dans ces conditions, la contribution de la végétation à la réactivité chimique passe de 21 % à 74 %, ce qui souligne la sensibilité extrême des villes chaudes aux épisodes de pollution photochimique.

• Chaleur : accélère les réactions atmosphériques.
• Rayonnement solaire : renforce la formation de l’ozone.
• Espèces urbaines : leur sélection devient un enjeu de santé publique.