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Les oxydes d’azote.Qu’est-ce que c’est ?

Les oxydes d’azote.Qu’est-ce que c’est ?

Un oxyde d’azote est un composé chimique formé d’oxygène et d’azote. Plusieurs types d’oxydes d’azote, de propriétés physiques et chimiques différentes existent dans la nature. Parmi les oxydes d’azote, les principaux polluants atmosphériques sont NO et NO2, ces deux composés sont regroupés sous le terme «NOx».

Les émissions des NOx proviennent principalement du transport routier dont les moteurs Diesel sont les plus grands émetteurs. Depuis la fin des années 70, la part des motorisations Diesel dans le parc automobile mondial n’a cessé de grandir et représenterait plus de 75% actuellement.  Des efforts ont été entrepris pour résoudre le problème posé par les NOx et de nombreuses techniques ont été développées pour limiter leur formation. À cela s’ajoute une réelle volonté politique de réduire les gaz nocifs à l’environnement, avec des normes antipollution de plus en plus strictes et notamment en Europe avec les normes Euro.

Sources et origines des NOx

La figure suivant montre les sources d’émissions des NOx et leurs contributions relatives.

Sources et origines des NOx

Emetteurs naturels

Les NOx peuvent se former par combinaison de l’azote et de l’oxygène de l’air, par oxydation d’un produit azoté (présent dans certains combustibles) à haute température (dans une flamme par exemple) ou par action bactérienne. Naturellement, les volcans, les incendies de forêts et les éclairs sont susceptibles de créer les conditions favorables à cette formation. Les sols secs sont susceptibles d’émettre du monoxyde d’azote au cours du processus biologique de transformation de l’azote du sol. Les émetteurs naturels représentent selon les estimations 20% des émissions totales des NOx.

Emetteurs anthropogènes

L’agriculture

L’intensification de la production agricole appauvrit les sols qui deviennent moins productifs. Pour pallier ce problème, les agriculteurs ajoutent des fertilisants synthétiques contenants notamment des nitrates d’ammonium. L’apport trop important ou au mauvais moment de ces fertilisants peut provoquer la pollution des nappes phréatiques par les nitrates et contribue aux émissions de N2O par les processus biologiques du sol.

La combustion de la biomasse

Les fréquents incendies dans le nord de l’Australie et dans les savanes africaines représentent la majeure partie des émissions des NOx par combustion de la biomasse. La déforestation dans les zones tropicales dans le but d’obtenir des terres cultivables participe aussi à ces émissions, mais dans une moindre mesure.

La combustion des carburants fossiles

  • Les sources fixes: dans le cas des sources fixes, c’est la combustion du charbon en lit fluidisé, et la combustion d’hydrocarbures par interaction des radicaux d’hydrocarbures avec l’azote atmosphérique, qui génèrent les taux les plus élevés des NOx.
  • Les sources mobiles: les rejets des automobiles contiennent plusieurs polluants tels que NO, NO2, CO et les hydrocarbures non consommés dans des proportions différentes en fonction de la nature du moteur.

 Formation des NOx

Au cours de la combustion d’un carburant, la formation des NOx peut être réalisée suivant trois chemins réactionnels distincts.

  • Formation thermique des NOx par réaction de l’azote et de l’oxygène de l’atmosphère à haute température: «NOx thermiques».
  • Oxydation des dérivés azotés contenus dans les carburants: «NOx carburants».
  • Réaction des intermédiaires hydrocarbures oxydés formés au cours de la combustion avec l’azote atmosphérique: «NOx rapides».

Impact des NOx

Toxicité

Les NOx sont toxiques à l’état liquide et concentré, ou sous forme de gaz. Les NOx liquides peuvent se former dans les unités de production d’acide ou lorsque le gaz est stocké en bouteilles pressurisées. L’exposition limite permise pour NO2 et N2O4, est de 3 ppm (6 mg m-3). Pour NO elle est de 25 ppm (30 mg m-3). Une exposition prolongée de plus de 15 min à une concentration de N2O4 supérieure à 5 ppm provoque de fortes irritations et des modifications irréversibles des tissus pulmonaires. Ce composé est déjà irritant à des concentrations plus faibles.

Impact sur l’homme

Le monoxyde d’azote (NO) est un composé radicalaire, présent dans l’organisme humain comme neurotransmetteur. À une exposition à fortes doses, il peut entraîner des problèmes respiratoires en se fixant sur l’hémoglobine, entrainant une mauvaise oxygénation des organes ainsi que la paralysie. Il est toutefois considéré comme un gaz peu toxique, et sa dangerosité réside dans sa capacité à être oxydé en NO2.

Le dioxyde d’azote (NO2) est un gaz brun rougeâtre à odeur âcre. Il pénètre dans les voies respiratoires profondes, fragilise la muqueuse pulmonaire face aux agressions infectieuses, notamment chez les enfants, et provoque une hyperréactivité bronchique chez les asthmatiques. Une exposition prolongée au dioxyde d’azote peut entraîner des troubles respiratoires irréversibles en détruisant les cellules pulmonaires

Impacts sur l’environnement

La déforestation de l’hémisphère nord par dépérissement des arbres est parmi les problèmes écologiques les plus actuels. Les pluies acides en sont certainement la cause la plus probable et la plus importante. Le pH des pluies acides est compris entre 4,5 et 5 alors que normalement, il doit être compris entre 5 et 6, cette variation est attribuée à la présence de SO2 et de NO2 dans l’atmosphère.  Les oxydes d’azote ont un rôle primordial dans la photochimie de la troposphère et de la stratosphère. Les pluies acides se forment habituellement au-dessus des nuages, dans un environnement où les oxydes d’azote réagissent avec l’eau, l’oxygène ou les autres oxydants. Les précipitations acides perturbent gravement les écosystèmes aquatiques et causent la mort biologique des lacs et des rivières.

Les pluies acides se forment habituellement au-dessus des nuages, dans un environnement où les oxydes d’azote réagissent avec l’eau, l’oxygène ou les autres oxydants. Les précipitations acides perturbent gravement les écosystèmes aquatiques et causent la mort biologique des lacs et des rivières.

 

 

 

 

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