Pollution de l'eau de pluie (HU)

Traduction anglaise : rainfall pollution

Dernière mise à jour : 01/10/2023

Cet article traite de la nature et de la concentration des polluants associés à l'eau de pluie au moment où elle rejoint la surface du sol.

Il fait partie d'un ensemble d'articles décrivant l'évolution de la qualité des eaux pluviales depuis l'atmosphère jusqu'à leur restitution au milieu aquatique.

Nature et origine de la pollution de l'eau de pluie

La présence de poussières est nécessaire à la formation de la pluie

L'eau de pluie est souvent associée à la pureté, pourtant la présence de poussières fines et d'aérosols dans l’atmosphère est nécessaire à la formation de la pluie. Ce sont ces éléments qui permettent aux gouttelettes d’eau en suspension dans le nuage de vaincre les forces de répulsion électrique et l'agitation moléculaire de l'air puis de constituer des gouttes d’une taille et d’un poids suffisants pour pouvoir précipiter. La présence de substances autres que l'eau est donc essentielle à la formation de la pluie.

Différentes causes naturelles ont de tous temps alimenté l'atmosphère en aérosols : des sources directes (érosion éolienne, incendies, éruptions volcaniques, embruns marins etc.) mais également des sources indirectes (par transformation gaz-particule) (figure 1).

Figure 1 : Voiture après une "pluie rouge" chargée de poussières venant du Sahara ; crédit photo Bernard Chocat.

Depuis un siècle et demi, les activités humaines complètent ces causes naturelles, principalement par des émissions atmosphériques importantes de fumées domestiques ou industrielles, de gaz ou de poussières. Les polluants associés à ces émissions peuvent être incorporés aux gouttes de pluie à l’intérieur même du nuage (phénomène de rain-out). Le lessivage de l'atmosphère peut également se poursuivre ensuite sous les nuages (phénomène de wash-out) car les gouttes d’eau absorbent les particules qu'elles heurtent dans leur chute et les rabattent vers le sol. Lorsqu'elles arrivent au sol les gouttes d'eau sont donc déjà polluées.

Origine des polluants contenus dans l'eau de pluie

Les principales sources anthropiques de polluants atmosphériques sont :

• les fumées industrielles, dont la part a pour beaucoup diminué en Europe (particules fines, métaux, etc.) ;
• le chauffage urbain, principalement au bois, au charbon et au fuel (Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs), particules fines, suie, etc.) ;
• les émissions liées au trafic automobile (oxydes d’azote, particules fines, métaux, HAPs, etc.) ;
• les émissions liées à l'activité agricole et à l'écobuage (pesticides, HAPs, particules fines, etc.).

Il est à noter que les polluants présents dans les eaux de pluie ne sont pas nécessairement endogènes. Ils ont en effet pu parcourir de très grandes distances, parfois à de très grandes altitudes. Ces apports exogènes doivent cependant être mis en balance avec le fait que les villes « exportent » également de grandes quantités de polluants atmosphériques.

Concentrations des polluants dans l'eau de pluie

Même si les eaux de pluie contiennent parfois des matières en suspension (Chacun a par exemple pu faire l’expérience de découvrir des tâches rougeâtres sur sa voiture après une petite pluie succédant à un grand vent de sud et dans la plupart des cas dues à des particules de lœss provenant du Sahara !, voir figure 1), les principaux polluants sont cependant des sels dissous, des métaux et des micropolluants organiques.

Le tableau de la figure 2, construit à partie des données obtenues sur différents sites français et étrangers (Garnaud, 1999 ; Sabin et al, 2005 ; Becouze-Laheure, 2010), synthétise quelques valeurs rencontrées dans la littérature pour différents métaux.

Figure 2 : Bornes moyennes (μg/L) entre lesquelles on trouve le plus souvent les concentrations moyennes événementielles de quelques métaux dans les eaux météoriques ; les valeurs observées sur certains sites et/ou pour certains événements peuvent être très inférieures ou très supérieures à ces bornes ; tableau construit à partir des références suivantes : Garnaud, 1999 ; Sabin et al, 2005 ; Becouze-Laheure, 2010.

Ce tableau montre que les eaux météoriques peuvent constituer un gisement significatif pour certains métaux lourds (Cadmium et Nickel en particulier).

Ceci est également vrai pour les pesticides pour lesquelles la variabilité entre les sites et entre les événements et encore plus conséquente comme le montre le tableau de la figure 3 extrait de Becouze-Laheure (2010).

Figure3 : Concentrations en pesticides dans les eaux météoriques (Plage de valeurs : min - max (moyenne)) ; Source : Becouze-Laheure, 2010.

Voir aussi : Pollution des eaux de ruissellement (HU), Pollution des eaux pluviales (HU), Pollution des rejets urbains de temps de pluie (HU)

Bibliographie

• Becouze-Lareure, C. (2010) : Caractérisation et estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux. Thèse de doctorat, INSA-Lyon, laboratoire DEEP, 298 p.
• Garnaud, S. (1999) : Transfert et évolution géochimique de la pollution métallique en bassin versant urbain, ENPC Paris, Thèse de doctorat, 396p.
• Sabin, L.S., Lim, J.H., Stolzenbach, K.D., Schiff, K.C. (2005) : Contribution of trace metals from atmospheric deposition to stormwater runnoff in a small impervious urban catchment ; water research, 39, 3929-3937.
• Zgheib, S. (2009) : Flux et sources des polluants prioritaires dans les eaux urbaines en lien avec l’usage du territoire. Thèse de doctorat, LEESU, Université Paris-Est, 349 p.