Chimie de l’Environnement

7/22/2019 Chimie de lEnvironnement

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Chimie de lEnvironnement

Hassairi Mohamed

Professeur ENITUnit Recherche nergtique et Environnement


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Sommaire de la prsentation

Introduction.

Les gaz prsents dans latmosphre.

Les gaz effet de serre :GES.

La mobilisation internationale.

Impacts des CC Conclusion.


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Introduction Lutilisation grande chelle des nergies fossiles

ont manifestement contribu changer lacomposition chimique de notre environnement.

Les sources de pollution de lenvironnement sontmultiples et comprennent les gaz d'chappementdes vhicules, les moteurs combustible fossile,les industries, la volatilisation de produits

chimiques, les peintures l'huile et la poussire ensuspension dans l'air..


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La pollution atmosphrique n'a pas de frontires et peut parcourir de longuesdistances. On y est expos tant en milieu urbain que rural. La pollutionatmosphrique peut tre prsente t comme hiver.

Les niveaux de pollution peuvent varier en fonction de la temprature ambiante,du rayonnement solaire, de la vitesse et de la direction des vents, des inversionsde temprature (interactions entre les masses d'air chaud et d'air froid), ainsi quede la topographie (montagnes, grandes masses d'eau, etc.).

On divise latmosphre en deux zones distinctes:

La traposphere et la stratosphreDe mme on distingue des gaz bnfiques et des gaz polluants


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Les principaux constituants de lair

N2 78.08 % O2 20.94 H2O CO2 0,033 Ar,He,Xe,Kr (1%Ar , traces pour les autres gaz

H2 CH4 N2O


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POLLUANTS NATURELS

La pollution nest pas seulement un phnomne imputeraux activits humaines. La nature produit galement ses

propres polluants altrant aussi, mais dans une moindremesure, la qualit de lair.

Les polluants naturels peuvent tre :- des particules minrales (embruns marins, corrosion deroches, rosion des sols)

- des particules vivantes (bactries, virus, champignonsmicroscopiques)- des particules liquides ou solides(pollens, diesel)- des gaz (radon, dioxyde de carbone, ozone)


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Polluants dans lair

O3

SO2

NO2 CO

CH4

Particules en suspension Plomb(suppression de lessence au plomb)


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LOZONE (O3)

Il y a de l'ozone dans toute l'atmosphre, mais c'est dans lastratosphre, quelque 25 km d'altitude, que se trouve la plus grande

partie (environ 90 % de tout l'ozone); il s'y forme naturellement. Cettecouche d'air riche en ozone s'appelle la " couche d'ozone ". Il y a aussi

de l'ozone, mais en trs faibles quantits, proximit du sol. Cet ozonedes basses couches de l'atmosphre provient d'une raction des rayonssolaires sur des composs organiques volatils (COV) et des oxydesd'azote (NOx), dont certains sont produits par l'activit humaine.L'ozone des basses couches est une composante du smog urbain, grave

polluant atmosphrique. L'ozone stratosphrique absorbe les rayons solaires alors que l'ozone

de la basse atmosphre n'est qu'un polluant. .


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Lozone Troposphrique O3

L'ozone troposphrique est un gaz incolore qui nedoit pas tre confondu avec la couche d'ozone

atmosphrique, qui constitue la couche d'ozonebnfique qui entoure la Terre et nous protge desrayons ultraviolets nfastes..

L'ozone troposphrique (O3) est produit par uneraction chimique entre les oxydes d'azote (NOx)et les composs organiques volatils (COVs).


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Comment se forme l'ozone

stratosphrique? Il se forme de l'ozone dans l'atmosphre lorsque des rayons

solaires trs puissants frappent des molcules d'oxygne(O2) et en scindent les deux atomes. Si un des atomes ainsilibrs rencontre une molcule d'oxygne (O2), il se joint elle et forme de l'ozone (O3).L'ozone se dissocienaturellement dans l'atmosphre au contact des rayonssolaires et sous l'effet d'une raction chimique engageantdiverses substances qui contiennent de l'azote, del'hydrogne et du chlore. Dans une atmosphre non

pollue, il y a quilibre entre la quantit d'ozone produit etla quantit d'ozone dtruit. En consquence, laconcentration totale d'ozone dans la stratosphre demeurerelativement constante.


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les destructeurs d'ozone les plus

rpandus. Les CFC sont la cause d'environ 80 pour

cent de l'appauvrissement de l'ozone

stratosphrique. Les HCFC (hydrochlorofluocarbures) Le CCl4(le ttrachloromthane )est utilis

en agriculture, dans l'industrie, commesolvant.,. On lui attribue moins de 8 pourcent de l'appauvrissement total de l'ozone.


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Pourquoi les halocarbures industriels

dtruisent l'ozone?ils ne sont pas ractifs et restent donc assez longtemps dans

l'atmosphre pour passer dans la stratosphre. En deuximelieu, ils favorisent les ractions naturelles qui dtruisentl'ozone.

Ils ne se dcomposent pas dans la basse atmosphre etpeuvent y rester de 20 120 ans et plus.

Ces molcules, sous l'effet des rayons UV, se transforment enchlore ou en brome qui leur tour dcomposent l'ozone(O3).

Le chlore et le brome activent tous les deux les ractions dedestruction de l'ozone sans tre eux-mmes modifis oudtruits. Ainsi, un seul atome de chlore peut dtruire

jusqu' 100 000 molcules d'ozone..


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LE DIOXYDE DE SOUFRE(SO2):

Le dioxyde de soufre est un gaz incolore dont lodeur est piquante. Ilprovient principalement de procds industriels et de la combustion decarburants fossiles contenant du soufre.

Les sources dmission:

Les principales sources de SO2 sont lindustrie (+ de 85%) et letransport (+ de 7%). .

Les effets sur la sant et lenvironnement:

Le SO2 est un gaz irritant . On lui attribue des symptmes comme latoux, la diminution de la capacit pulmonaire et laggravation desmaladies pulmonaires et cardio-vasculaires. Les asthmatiques sont

particulirement sensibles au SO2. .Le SO2 favorise aussi les pluies acides de mme qu la formation departicules fines en suspension.


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LE DIOXYDE D'AZOTE (NO2):

Le dioxyde dazote est un gaz irritant gnr par tous lesprocessus de combustion. Les deux substances, le NO2 etle NO, sont les principales composantes de la famille desoxydes d'azote (NOx). Le NO2 est l'un des constituants dusmog; il lui donne sa couleur bruntre.

Les principales sources doxydes dazote sontmajoritairement associes au transport (+ de 80%) et aux

processus de combustion (+ de 10 %) provenant delindustrie.

Les effets sur la sant et lenvironnement:Le dioxyde dazote peut irriter les poumons, provoquer latoux et diminuer la rsistance des voies respiratoires auxinfections.


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LE MONOXYDE DE CARBONE(CO):

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore,inodore produit par la combustion incomplte.En ville, on observe les concentrations maximales

de CO aux heures de pointe de circulationautomobile, proximit des autoroutes et desgrandes artres urbaine

Les principales sources de monoxyde de carbone

sont le transport (+ de75%), le secteur industriel(+ de 13%) et le chauffage au bois (+ de 10%).

Le monoxyde de carbone est un polluant.


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LE MTHANE (CH4)

Produit de la dcomposition de matiresorganiques sous laction de micro-

organismes, en absence doxygne. . Le mthane se forme au niveau de

marcages, termitires, sols inonds,

rizires, dcharges dordures mnagres,exploitations de gaz naturel, mines decharbon


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Les particules Les particules solides ou liquides sont produites principalement par la

combustion de carburants fossiles, le transport, les fonderies, lesindustries de ptes et papiers et du bois, ainsi que de la fume de bois.

Toutes les formes de particules, telles que la suie ou la poussire,diffrent et chacune a des rpercussions diffrentes sur la sant. Elles

proviennent de l'exploitation minire et de la construction ou sontsouffles des routes et des champs.. Elles proviennent principalementdes systmes d'chappement des vhicules, de la combustion ducarburant et des activits industrielles. Les minuscules particules

pntrent profondment dans nos poumons et endommagent le tissupulmonaire, notamment les bronchioles et les alvoles en plus d'tre

absorbes dans l'appareil circulatoire. PM10 et PM 1


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Les gaz effet de serre

Lactivit humaine , notamment la combustion

des hydrocarbures fossiles a entran depuis

environ un sicle une augmentation rapide dela teneur de certains gaz dans la coucheatmosphrique dont le dioxyde de carboneCO2.Daprs les experts du GIEC cette

augmentation de la concentration en CO2 vaprovoquer des modifications sensibles ainsiquune forte variabilit du climat.


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Leffet de serre : un phnomne

naturel


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Cest comme les vitres dune serre


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Bilan carbonne


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renforc par lactivit humaine

Augmentation des concentrations des gaz effet deserre prsents naturellement dans latmosphre :

- CO2: 370 ppmv en 1990 (+ 30 % /1750)le temps de sjour estsuprieur au sicle

- CH4 : 1750 ppbv (+ 151 % / 1750),-N2O, O3

Prsence actuelle dautres gaz dorigine

anthropique-CFC, HCFC ( R11, en diminution)- HFC (hexafluorocarbures)

,- -PFC, (perfluorocarbures) et lhexafluorure de soufre SF6

-NOX, SO2, CO Gaz prcursurs,


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UNE AUGMENTATION DU

CO2


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ELEVATION DE LA TEMPERATURE

Evolution des tempratures moyennes mondiales sur mer et sur terre de 1880 2004. En ordonne, se trouvent les carts de tempratures en C par rapportaux normales calcules pour la priode 1961-1990.L'lvation de temprature depuis le dbut des annes 1980 est notable toutcomme les records des premires annes du XXIme sicle.


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LES PRINCIPALES SOURCES DE GES

La combustion des nergies fossiles (charbon, ptrole ,gaz naturel) pour la production nergtique et le transport

Le dboisement

La combustion de la biomasse (sous produits agricoles, ..)

Les engrais agricoles

Les dchets

Lnergie constitue la source principale et contribue plus de 60 % dans les missions lchelle mondiale.


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missions nettes de la Tunisie

(1994)

Agriculture

25.7%

Autres sources

10%

nergie

65.3%

23 367

( Kte co2)


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Consquences :

rchauffement global Constats sur le 20me sicle :

- + 0,6 C temprature moyenne de la Terre,

- diminution de la couverture glaciaire arctique, retraitdes glaciers dans lhmisphre Nord,

- + 10 20 cm niveau moyen de la mer

Projections 21me sicle :- + 1,4 + 5,8C sur 1990-2100

- poursuite de la baisse de la couverture glaciaire

- + 9 88 cm niveau de la mer sur 1990-2100


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changements climatiques globauxprobables

Les experts annoncent un phnomne global avec

variations rgionales fortes :- chaleur plus leve et plus durable globalement

- prcipitations plus intenses hmisphre Nord

- scheresses accentues (Afrique)- hausse du nb de catastrophes climatiques

Impacts majeurs sur les populations les plus vulnrables

(dplacements population, sant, agriculture, eau, )


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Les CC menacent la mer

mditerranenne Une tude a t ralise sur les consquences possibles des

CC en Mditerrane pour la priode 2030-2060.Cette tudea montr quavec un rchauffement envisag de lordre de1.4c cette chance par rapport la tempraturemoyenne actuelle de la rgion :

Il est prvu une lvation du niveau des mers de lordre de20 30cm. Des estuaires comme le Rhne ou le Nil sontmenacs .

Les prcipitations devraient diminuer de 25 50mm/anavec des consquences ngatives pour lagriculture ,lapprovisionnement en eau potable et la productiondnergie


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Une ncessit absolue

Rduire de 60 80 % lesmissions de gaz effet de serre

au cours du 21me sicle


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Les actions de lutte contre le

changement climatique Internationales :

- ConventionCadre des NU et Protocole deKyoto

Nationales. (utilisation rationnelle delnergie,choix des combustibles, rglementation,normes.)

Individuelles :transports en commun, covoiturage, limitation vitesse

- matrise de lnergie --choix dun bouquet nergtique


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Convention-Cadre des Nations Unies sur lesChangements Climatiques

Trait prsent Rio (1992), entr en vigueur en 1994,ratifi par 186 Parties (ratifi par la Tunisie en 1993)

Objectif ultime : stabilisation des concentrations de GESdans latmosphre un niveau qui empche touteperturbation anthropique dangereuse du systmeclimatique

Objectif court termepour les Parties Annexe I (41pays industrialiss) : stabilisation missions au niveau1990.

Parties non Annexe I : tablissement dinventaires de

leurs missions


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Le Protocole de Kyoto :trait lgalement contraignant

Rdig en 1997, ratifi par 104 pays, rejeten 2001 par les tats-unis,( ratifi par la

Tunisie en 2002) Trait international qui propose un

calendrier de rduction des ges.

Entr en vigueur en fvrier 2005


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Objectifs

Objectif global de5,2 % des missionsde GES pour les pays industrialiss sur

2008-2012 par rapport 1990, avec unobjectif individuel assign chaque paysindustrialis.

Pas dengagement supplmentaire pourles pays non Annexe I


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Les Etats-Unis et lAustralie.


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Protocole de Kyoto :engagements de rduction 2008-2012

Etats-Unis : -7 %

Japon, Canada : - 6 %

Fdration de Russie, Ukraine, Nlle-Zl : 0 % Australie : + 8 %

Union Europenne : - 8 %

- Allemagne: - 21%- France : 0 %

- Italie: -6.5%

- Grande-Bretagne: -12,5 %


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Le GIEC

Cre en 1988. Son rle est dvaluerlinformation scientifique,technique et socio-conomique pour comprendre le risque duchangement climatique dorigine humaine

Ier rapport dvaluation 1990

Second rapport dvaluation 1995

Troisime rapport dvaluation 2001 Prparation du 4 me rapport 2007 Prparation du 5 me pour 2014.


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Et pourtant ..

Les missions de GES mondiales ontaugment de 15 % entre 1992 et

2002.(Banque mondiale). Cetteaugmentation est due essentiellement : Chine +33% Inde +57% Vu laugmentation du prix du baril de

ptrole risque recours au charbon


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En Tunisie

Actions volontaires de rduction de GES: Substitution du fioul et du charbon par du gaz

naturel( production lectricit 98% partir du gaz, lescimenteries, lhtellerie, bus circulant avec GNc)

Augmentation de lefficacit nergtique (industrie,

transport , audits nergtiques , torchage des gaz desdcharges contrles, loi-cadre fvrier 2009 surlconomie dnergie.)

Recours aux nergies nouvelles etrenouvelables(chauffage nergie solaire, parc olien ,olien raccord au rseau lectrique national,photovoltaque raccord au rseau .)


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La scheresse a crevass un champ de bl aunord-ouest de Melbourne, le 14 novembre

2006


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Gel imprvu


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Fonte des glaciers


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Wengen, une station suisse situe 1500 md'altitude, le 12 janvier 2007.


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Sur cette photo, une usine Yutian, situ

une centaine de kilomtres de Pkin


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Une usine Luoyang, dans la province

chinoise de Hunan.


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Des plaques de glace se formant sur

l'ocan Austral en fvrier 2001


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La calotte polaire fond et menace 40 % de la

population du globe.

Des tangs millnaires de la toundra arctique


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Des tangs millnaires de la toundra arctique,dans le Grand Nord du Canada, se sontpartiellement asschs et certains ont mme

disparu .

Vue arienne de la ville de Tewkesbury au


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Vue arienne de la ville de Tewkesbury aucentre de la Grande-Bretagne, dimanche 22

juillet 2007.


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Etat d'urgence en Grande-Bretagne, enproie des inondations


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Un glacier de l'archipel du Svalbard dans

l'ocan Arctique, le 23 aot 2007. .


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Aujourdhui, la dforestation constitue lun

des facteurs majeurs du changement

climatique 25 % des missions de GES/an.


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Lune des solutions pour rduire les effets du

changement climatique serait dviter la

dforestation et de revaloriser nos forts.Aujourdhui, prs de 14 millions dhectares de

forts sont dtruits chaque anne et environ 100

tonnes de dioxyde de carbone relchs danslatmosphre par hectare dtruit.

Le CC pourrait menacer de famine d'ici 2030 des

dizaines de millions de pauvres vivant danscertaines rgions d'Afrique et d'Asie en entranantune forte rduction de la production de leursprincipales cultures,.


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Partout dans le monde, les glaciers ne cessent defondre une vitesse impressionnante. entranant des

inondations et des avalanches majeures.


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CONCLUSION

Pour assurer lavenir de notre plante maisaussi celui de nos enfants, il faut penser

promouvoir une thique mondiale reposantsur des dcisions claires tel : le dveloppement de sources dnergie de

substitution et dnergies nouvelles et

renouvelables. Une utilisation rationnelle de lenergie...

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