L’impact de la fumée des incendies de forêt sur la qualité de l’air

mars 3, 2021

Table des matières

POINTS FORTS

  • La fumée des incendies de forêt contient des polluants dangereux pour la santé humaine et les écosystèmes, et peut parcourir de grandes distances.
  • Les stations de qualité de l’airLes stations de qualité de l'air sont des systèmes dédiés à la surveillance de la pollution atmosphérique, essentiels pour mesurer la concentration d...
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    permettent de surveiller la pollution causée par les incendies de forêt et agissent comme des systèmes d’alerte précoce.
  • Les stations Kunak ont été reconnues par l’EPA lors du Wildland Fire Sensor Challenge pour leur précision et leur performance.

Les incendies de forêt ne détruisent pas seulement de vastes zones de végétation et de faune, mais ils génèrent également des émissions qui affectent la qualité de l’air à des niveaux alarmants. Ces incendies libèrent un mélange de polluants atmosphériques, tels que des particules fines (PM2,5 et PM10), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), des oxydes d’azote (NOx) et des composés organiques volatils (COV), qui non seulement nuisent à la santé humaine, mais aggravent également le changement climatique.

Qu’est-ce que la fumée des incendies de forêt ?

La fumée des incendies de forêt est composée de plusieurs polluants dangereux qui voyagent sur de longues distances, affectant la qualité de l’air dans des zones situées à des centaines, voire des milliers de kilomètres de l’origine du feu. Les principales émissions incluent :

  • Dioxyde de carbone (CO2) : Ce gaz est le principal contributeur à l’effet de serre et est celui qui est libéré en plus grande quantité lors des incendies.
  • Monoxyde de carbone (CO) : Très toxique, il peut causer de graves problèmes au système respiratoire et cardiovasculaire.
  • Particules fines (PM10 et PM2,5) : Ces particules sont particulièrement nocives pour les poumons. Une étude publiée dans Nature Communications en 2021 indique que les particules fines provenant des incendies de forêt sont plus nuisibles que celles provenant d’autres sources.
  • Composés organiques volatils (COV) : Parmi les plus dangereux se trouvent le benzène, une substance pouvant contaminer les ressources en eau, et le formaldéhyde, tous deux ayant des effets cancérigènes connus.
  • Oxydes d’azote (NOx) : Avec les COV, ils agissent comme des précurseurs de l’ozone troposphérique, un composant clé de la formation du smog.

De plus, à mesure que la fumée se déplace et « vieillit » pendant son transport atmosphérique, sa toxicité peut augmenter jusqu’à quatre fois, amplifiant ainsi son impact négatif sur la santé.

Impact de la fumée sur la santé

La fumée des incendies de forêt représente une menace grave pour la santé publique, car elle affecte plusieurs systèmes du corps, y compris les systèmes respiratoire, cardiovasculaire et nerveux. L’exposition à la fumée peut provoquer des problèmes respiratoires et cardiovasculaires, ainsi qu’affecter d’autres organes importants.

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Effets sur les poumons, les reins, le foie, le cerveau et le cœur

Les particules fines (PM2,5) présentes dans la fumée des incendies peuvent pénétrer profondément dans les poumons, provoquant une inflammation, de l’asthme et d’autres affections respiratoires. En outre, les gaz toxiques tels que le monoxyde de carbone (CO) peuvent endommager le cœur, augmentant ainsi le risque de crises cardiaques. Le foie et les reins peuvent également être affectés en filtrant et en traitant ces substances nocives. Les effets sur le cerveau sont tout aussi préoccupants, car l’exposition prolongée à la fumée peut réduire les fonctions cognitives et augmenter le risque de maladies neurodégénératives.

Possibilité d’aggraver les infections

La fumée des incendies de forêt n’est pas seulement dangereuse en elle-même, mais elle peut également aggraver les infections existantes et augmenter la susceptibilité à de nouvelles infections. Les particules et toxines inhalées peuvent affaiblir le système immunitaire, rendant le corps moins capable de combattre les virus et les bactéries. Cela est particulièrement préoccupant pour les personnes souffrant de maladies respiratoires chroniques, telles que l’asthme et la bronchite, qui peuvent éprouver des épisodes plus graves de ces affections. En outre, l’exposition prolongée à la fumée peut exacerber les infections préexistantes, augmentant la durée et la gravité de la maladie.

Toxines de la fumée

La fumée des incendies de forêt contient plusieurs toxines qui représentent des risques sérieux pour la santé humaine. Parmi elles, on trouve les particules fines (PM2,5 et PM10), particulièrement nocives en raison de leur capacité à pénétrer profondément dans les poumons. Des gaz toxiques tels que le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO2) sont également présents, ainsi que des oxydes d’azote (NOx) et des composés organiques volatils (COV) comme le benzène et le formaldéhyde. Ces composants affectent non seulement la santé respiratoire et cardiovasculaire, mais peuvent également avoir des effets cancérigènes et mutagènes à long terme. La combinaison de ces toxines fait de la fumée des incendies une menace sérieuse et multifacette pour la santé publique.

L’impact ne se limite pas seulement à la santé physique ; le smog et la pollution visuelle détériorent également la qualité de vie et la sécurité sur les routes et dans les aéroports, où la visibilité est considérablement réduite.

Comment les incendies de forêt affectent-ils la qualité de l’air ?

Les incendies de forêt modifient radicalement la composition chimique de l’air, créant des zones de pollution sévère qui peuvent s’étendre sur des milliers de kilomètres. Voici les principaux impacts des incendies de forêt sur la qualité de l’air :

Émission de gaz à effet de serre

Les incendies émettent de grandes quantités de CO2, l’un des principaux gaz à effet de serre, contribuant de manière significative au réchauffement climatique. Ce problème est amplifié lorsque les incendies se déclarent dans des zones riches en végétation, car la destruction des arbres libère du CO2 tout en réduisant la capacité des forêts à absorber le carbone.

Augmentation de l’ozone troposphérique

Les incendies libèrent des NOx et des COV qui interagissent avec la lumière du soleil pour former de l’ozone troposphérique. Ce type d’ozone est extrêmement nocif pour la santé et contribue à la formation du smog dans les zones urbaines, affectant la respiration et exacerbant les maladies chroniques.

Dommages aux écosystèmes

Les incendies de forêt ne détruisent pas seulement de vastes zones de végétation et de faune, mais ils peuvent aussi provoquer l’érosion des sols, affectant négativement la capacité des écosystèmes à se rétablir. De plus, les plans d’eau voisins peuvent être contaminés par les cendres et les résidus, affectant à la fois la qualité de l’eau et les habitats aquatiques.

Exemples récents d’incendies de forêt

Un des événements les plus marquants en termes de pollution de l’air a eu lieu au Canada en 2023, lorsque la saison des incendies de forêt a été l’une des pires jamais enregistrées. Ces incendies, qui ont touché des zones allant du Québec à la Colombie-Britannique, ont libéré une quantité de polluants si importante qu’ils ont dépassé les émissions annuelles totales d’un pays comme l’Inde. La quantité de CO2 émise lors de ces incendies était gigantesque, aggravant les effets du changement climatique.

Un autre exemple dévastateur est celui du Camp Fire en Californie (2018), considéré comme l’un des incendies les plus destructeurs de l’histoire récente des États-Unis. Cet incendie a non seulement causé la mort de 85 personnes, mais a également libéré une quantité significative de polluants dans l’air, affectant de vastes régions du pays.

Comment peut-on surveiller l’impact de la fumée des incendies de forêt ?

La surveillance environnementale est essentielle pour mesurer l’impact des incendies de forêt sur la qualité de l’air et prendre des décisions éclairées. Les capteurs de qualité de l’air et les stations de surveillance jouent un rôle crucial dans ce processus.

Capteurs de qualité de l’air : des outils essentiels

Les capteurs de qualité de l’air permettent de mesurer la concentration des polluants en temps réel, facilitant ainsi la mise en place de mesures préventives dans les zones touchées. Ces dispositifs sont indispensables non seulement pour surveiller les particules en suspension (PM2,5 et PM10), mais aussi pour détecter de nombreux gaz polluants.

Avantages de la surveillance en temps réel

  • Alertes précoces : La détection précoce de la fumée peut alerter les autorités locales et permettre l’évacuation en temps opportun des zones à risque.
  • Protection de la santé : Les données en temps réel aident les populations vulnérables, telles que les enfants, les personnes âgées et celles souffrant de troubles respiratoires, à éviter les zones à forte pollution.
  • Action climatique : La surveillance contribue à l’élaboration de stratégies de mitigation pour réduire l’impact des incendies sur le changement climatique.

Wildland Fire Sensor Challenge : Reconnaissance des stations Kunak AIR

En 2017, l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis (EPA) a organisé le Wildland Fire Sensor Challenge, un concours visant à tester la précision, la linéarité et l’opérabilité des systèmes de surveillance de la qualité de l’air par rapport aux mesures obtenues avec des équipements de référence. Kunak a participé à cet événement en présentant sa station Kunak AIR A10 (précurseur de la Kunak AIR Pro), qui a démontré des performances exceptionnelles dans la mesure des particules en suspension (PM2,5), du monoxyde de carbone (CO) et de l’ozone (O3).

Phase I : Cette phase s’est déroulée dans l’un des centres de recherche de l’EPA, dans une chambre en acier inoxydable. Au cours de cette phase, les systèmes de capteurs, sans étalonnage préalable, ont dû démontrer leur performance en mesurant les polluants cibles injectés dans un flux d’air. Le test a été réalisé dans des conditions de température et d’humidité relatives variables, simulant ainsi la distorsion généralement causée par ces facteurs sur les lectures de qualité de l’air. Pour illustrer le niveau d’exigence du défi, les capteurs ont été soumis à une journée complète de tests pour chaque point de réglage de la température et de l’humidité relative.

Phase II : Cette phase s’est déroulée dans les installations du Service forestier des États-Unis dans les montagnes Rocheuses. Cette fois-ci, l’injection directe de gaz a été remplacée par divers combustibles forestiers qui ont été brûlés lors de tests intensifs, prolongés sur huit jours.

Wildland Fire Sensor Challenge 2017, un défi auquel participe Kunak Technologies

Image des dispositifs évalués lors de la phase I du Wildland Fire Sensor Challenge

Résultats du défi

Pendant le Wildland Fire Sensor Challenge, les capteurs de Kunak ont obtenu les meilleurs résultats lors de la première phase, qui portait sur des tests en environnement contrôlé. Ces essais ont évalué la précision des dispositifs sans étalonnage préalable, démontrant la fiabilité des capteurs Kunak dans des conditions variables de température et d’humidité.

Bien que la deuxième phase n’ait pas permis de démontrer pleinement les performances en raison de l’absence de connectivité 2G dans la zone de test, les capteurs de Kunak ont pu détecter en temps réel les changements de concentration des gaz, faisant d’eux des outils utiles tant pour la détection des incendies que pour la surveillance de la qualité de l’air. Cette efficacité permet à notre solution d’être utilisée non seulement comme dispositif de surveillance de la qualité de l’air, mais aussi comme un système de détection précoce des incendies.

Les résultats obtenus par notre solution ont été récompensés par une Mention Honorable.

Kunak reçoit une mention honorable de l'US EPA Wildland Fire Sensors Challenge 2017

Mention honorable décernée par l’EPA à Kunak

FAQs

Comment la fumée des incendies de forêt affecte-t-elle la santé ?

La fumée contient des particules fines qui peuvent pénétrer dans les poumons, provoquant une inflammation et des problèmes respiratoires. Elle contient également des gaz toxiques comme le CO, qui peuvent affecter le cœur et d’autres organes.

Combien de temps la pollution peut-elle durer après un incendie de forêt ?

La durée de la pollution de l’air après un incendie de forêt peut varier considérablement en fonction de plusieurs facteurs, notamment la taille de l’incendie, les conditions météorologiques et la topographie de la zone touchée. Voici comment cette durée est déterminée et quelles sont ses implications pour la qualité de l’air et la santé publique.

Quels sont les facteurs qui influencent la durée de la pollution causée par les incendies de forêt ?

  • Ampleur de l’incendie : Les incendies plus étendus et de plus grande intensité libèrent une quantité plus importante de polluants dans l’air. La quantité de végétation brûlée, ainsi que le type de matériau organique (bois, herbe, etc.), influence la quantité de fumée et de polluants générés. Par exemple, un incendie qui ravage des milliers d’hectares produira plus de fumée et de particules qu’un incendie plus petit.
  • Conditions météorologiques : Les conditions météorologiques jouent un rôle crucial dans la dispersion et la persistance de la pollution. Des vents forts peuvent aider à disperser rapidement la fumée, tandis qu’un manque de vent peut permettre à la fumée de stagner dans les zones proches, provoquant une pollution prolongée de l’air. En outre, des facteurs tels que la température, l’humidité et la pression atmosphérique peuvent également affecter la durée de la pollution. Par exemple, dans des conditions de forte humidité, les particules dans l’air peuvent se regrouper et rester en suspension plus longtemps.
  • Topographie : Les caractéristiques géographiques d’une région peuvent influencer la manière dont la fumée se déplace et comment les polluants sont dispersés. Les zones montagneuses ou les vallées peuvent piéger la fumée, ce qui entraîne une persistance de la pollution pendant des jours, voire des semaines, dans certaines localisations.

Pendant combien de temps les polluants persistent-ils dans l’environnement après un incendie ?

Les principaux polluants émis par les incendies de forêt — CO, CO2 et PM2,5 — peuvent rester dans l’air pendant des périodes variables :

  • Monoxyde de carbone (CO) : Ce gaz peut rester dans l’atmosphère pendant des heures à des jours avant d’être oxydé en dioxyde de carbone. Cependant, sa concentration peut être dangereuse à proximité de l’incendie pendant une période prolongée.
  • Dioxyde de carbone (CO2) : Bien que ce gaz ne soit pas toxique à des concentrations typiques, son accumulation contribue au changement climatique. Il peut rester dans l’atmosphère pendant des décennies.
  • Particules fines (PM2,5 et PM10) : Les particules peuvent persister dans l’air pendant des jours, voire des semaines, selon les conditions météorologiques. Ces particules sont particulièrement préoccupantes en raison de leur capacité à pénétrer profondément dans les poumons et à causer des problèmes de santé.

Quel impact cela a-t-il sur la santé publique des communautés touchées ?

La pollution de l’air résultant des incendies de forêt n’affecte pas seulement les communautés proches de l’incendie, mais peut également avoir des répercussions plus larges :

  • Exposition à long terme : Les personnes vivant dans des zones touchées par la fumée peuvent rencontrer des problèmes de santé à long terme, y compris des troubles respiratoires et cardiovasculaires. Les études ont montré que l’exposition aux particules fines est liée à une augmentation des hospitalisations et de la mortalité, notamment chez les populations vulnérables telles que les personnes âgées, les enfants et celles souffrant de conditions préexistantes.
  • Alertes de qualité de l’air : Les agences de santé publique émettent souvent des alertes concernant la qualité de l’air pendant et après les incendies de forêt. Ces alertes avertissent la population des dangers liés à l’exposition à la fumée et recommandent des actions pour protéger la santé, comme rester à l’intérieur, porter des masques et éviter les exercices en plein air.

Quelles mesures peuvent être mises en œuvre pour atténuer cet impact et protéger la population ?

Voici plusieurs stratégies pour aider à atténuer les effets de la fumée des incendies de forêt :

  1. Avertissements précoces et notifications publiques : Mettre en place des systèmes pour informer rapidement les communautés sur la qualité de l’air et les niveaux de fumée afin que les gens puissent adapter leurs activités extérieures et prendre les précautions nécessaires.
  2. Purification de l’air intérieur : Encourager l’utilisation de purificateurs d’air dans les zones affectées pour réduire les niveaux de fumée à l’intérieur, en particulier dans les écoles, les hôpitaux et les foyers de groupes sensibles comme les personnes âgées ou celles ayant des troubles respiratoires.
  3. Espaces d’air pur : Désigner des centres communautaires et autres bâtiments publics comme “refuges d’air pur” équipés de systèmes de filtration de l’air, offrant un environnement sûr pour les personnes pendant les périodes de forte fumée.
  4. Distribution de masques de protection : Fournir des masques à haute filtration, comme les N95, dans les zones affectées par la fumée, car ils sont plus efficaces que les masques standard pour bloquer les particules nocives.
  5. Sensibilisation et éducation du public : Lancer des campagnes pour informer les gens des risques pour la santé liés à la fumée des incendies de forêt et des mesures pratiques qu’ils peuvent prendre, telles que l’utilisation correcte des masques, la gestion de l’air intérieur et la création de “pièces d’air pur” à la maison.
  6. Réseaux de surveillance de la qualité de l’air : Installer des stations de surveillance dans les régions à risque pour suivre les niveaux de pollution atmosphérique, permettant des réponses plus ciblées en fonction des données actuelles.
  7. Gestion forestière durable : Réduire l’accumulation de végétation sèche et envisager des brûlages contrôlés pour diminuer le risque et la gravité des incendies futurs.
  8. Technologie avancée pour la surveillance et la réponse : Investir dans des technologies telles que les capteurs de qualité de l’air, les drones et les modèles prédictifs pour mieux suivre le déplacement de la fumée et prendre des décisions informées et opportunes.

En appliquant ces stratégies, les communautés peuvent réduire considérablement les impacts sanitaires et environnementaux de la fumée des incendies de forêt.

Conclusion

La pollution de l’air causée par les incendies de forêt est un problème grave qui peut avoir des effets à long terme sur la santé publique et l’environnement. La durée de la pollution dépend de plusieurs facteurs, notamment l’ampleur de l’incendie, les conditions météorologiques et la topographie de la région. La surveillance continue, une communication efficace et des plans d’urgence sont essentiels pour atténuer l’impact de cette pollution sur les communautés touchées.

L’importance de la technologie de surveillance ne peut être sous-estimée. Les capteurs de qualité de l’air, comme ceux proposés par Kunak, non seulement aident à mesurer la pollution en temps réel, mais permettent également la détection précoce des incendies de forêt. Cela peut être crucial pour prévenir la propagation du feu et minimiser les effets de la fumée sur la qualité de l’air.

La protection de la qualité de l’air et de la santé publique est un défi mondial qui nécessite une collaboration entre les gouvernements, les communautés et l’industrie. Dans un monde où les incendies de forêt deviennent de plus en plus fréquents et intenses en raison du changement climatique, il est impératif de prendre des mesures proactives pour faire face à ce problème.

Sources consultées

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  • Landis, M., Long, R., Krug, J., Colón, M., Vanderpool, R., Habel, A., & Urbanski, S. (2021). The U.S. EPA wildland fire sensor challenge: Performance and evaluation of solver submitted multi-pollutant sensor systems. Atmospheric Environment, 247, 118165. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.118165
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  • Zhao, B., et al. (2018). Wildfire smoke exposure and respiratory health: A systematic review and meta-analysis. Environmental Pollution, 240, 421-429. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.05.034