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moment venu, les colonnes de cette revue leur seront ouvertes pour qu'un plus grand nombre puisse bénéficier du fruit des réflexions et des recherches menées par André Scheimann. C. SORE Directeur de la Technologie de l'Environnement Industriel et des Mines AVANT-PROPOS Le lecteur des Annales des Mines est déjà familier avec les problèmes de pollution atmosphérique, en particulier grâce au numéro de novembre 1970 et surtout à celui de mai-juin 1972 qui a traité assez en détail tous les principaux aspects de la question. Il a cependant paru utile de consacrer un nouveau numéro à une partie de ce problème, celui de la pollution par les produits soufrés. Se limiter à cette question peut paraître arbitraire, et dans une certaine mesure l'est effectivement : la détermination des effets globaux de la pollution atmosphérique étant déjà très délicate et controversée, que dire de celle de la seule pollution soufrée? En fait la pollution soufrée fait l'objet d'études innombrables et pourtant l'accord est loin d'être fait sur ses effets et les moyens de la contrôler. C'est là que réside l'intérêt de cette question si l'on veut bien se souvenir que les sommes à mettre en jeu pour limiter ou niveau de 1970 les émissions soufrées dans les principaux pays industrialisés sont de l'ordre de quelque dizaines de millions de dollars. Le point méritait d'être fait pour que chacun puisse former son opinion. M. Jouan, M. de Cormis et M. Ragot traitent des effets de la pollution soufrée sur, respectivement, l'homme, les végétaux et les matériaux. M. Oppeneau et M. Sa lui indiquent les recherches, études et réalisations en cours en France pour préciser les connaissances et pour développer des moyens de lutte moins coûteux que ceux qui existent. De deux professions sont intéressées ou préférées par la pollution soufrée : l'industrie pétrolière à la fois comme pollueur et comme fournisseur d'énergie et la production d'électricité qui constituera dans les prochaines années la source la plus importante de dioxyde de soufre. M. Coignard et M. Ginnochio font part de leurs points de vue respectifs. Les principales méthodes utilisées en France pour réduire ou
les émissions soufrées dans les principaux pays industrialisés sont de l'ordre de quelque dizaines de millions de dollars. Le point méritait d'être fait pour que chacun puisse former son opinion. M. Jouan, M. de Cormis et M. Ragot traitent des effets de la pollution soufrée sur, respectivement, l'homme, les végétaux et les matériaux. M. Oppeneau et M. Sa lui indiquent les recherches, études et réalisations en cours en France pour préciser les connaissances et pour développer des moyens de lutte moins coûteux que ceux qui existent. De deux professions sont intéressées ou préférées par la pollution soufrée : l'industrie pétrolière à la fois comme pollueur et comme fournisseur d'énergie et la production d'électricité qui constituera dans les prochaines années la source la plus importante de dioxyde de soufre. M. Coignard et M. Ginnochio font part de leurs points de vue respectifs. Les principales méthodes utilisées en France pour réduire ou limiter du sol la concentration en dioxyde de soufre sont évoquées : M. Phéline et Vesseron exposent la façon dont les autorités ont été amenées à limiter les émissions dans la région de Fos-Étang de Berre et les conséquences de cette décision. M. Barthélémy décrit l'intérêt de la création de zones de protection spéciales à travers l'exemple de Lyon-Villeurbanne. M. Folz décrit le réseau de mesure et d'alerte qui vient d'être réalisé autour de Rouen et qui constitue l'une des premières réalisations permettant de diminuer le niveau de la pollution atmosphérique pendant les quelques jours de l'année où, du fait des conditions météorologiques, il aurait été considéré comme trop élevé. Enfin, il était indispensable de replacer le problème français dans son contexte international. M. Haines expose la façon dont les problèmes sont abordés dans les principaux pays industrialisés du monde et traite de ceux dont les répercussions débordent les frontières nationales, notamment le problème du transport de masse, à grande distance, des polluants. La fréquence des infections, l'usage du tabac, les mesures thérapeutiques, la malnutrition peuvent aussi poser de sérieux problèmes d'interprétation, car l'association entre un polluant et la maladie ou la mort peut être accidentelle et ne pas résulter
zones de protection spéciales à travers l'exemple de Lyon-Villeurbanne. M. Folz décrit le réseau de mesure et d'alerte qui vient d'être réalisé autour de Rouen et qui constitue l'une des premières réalisations permettant de diminuer le niveau de la pollution atmosphérique pendant les quelques jours de l'année où, du fait des conditions météorologiques, il aurait été considéré comme trop élevé. Enfin, il était indispensable de replacer le problème français dans son contexte international. M. Haines expose la façon dont les problèmes sont abordés dans les principaux pays industrialisés du monde et traite de ceux dont les répercussions débordent les frontières nationales, notamment le problème du transport de masse, à grande distance, des polluants. La fréquence des infections, l'usage du tabac, les mesures thérapeutiques, la malnutrition peuvent aussi poser de sérieux problèmes d'interprétation, car l'association entre un polluant et la maladie ou la mort peut être accidentelle et ne pas résulter d'une relation de cause à effet. Compte tenu de ce que les polluants de l'air n'agissent pratiquement jamais à l'état isolé, l'application des méthodes épidémiologiques permettra rarement d'attribuer avec certitude les phénomènes observés à un polluant déterminé. Enfin on ne peut que déplorer l'utilisation de méthodes très diverses de mesure des polluants qui rend la comparaison des données acquises tant en laboratoire que sur le terrain très aléatoire. La signification relative des normes Malgré ces difficultés, certains pays tels que les U.S.A. et le Japon ont fixé des normes pour les principaux polluants de l'air. Les valeurs fixées sont très discutables, à tel point que les U.S.A. ont révisé très récemment certaines dispositions concernant la norme sur les oxydes d'azote ; par suite en effet d'une correction de la méthode de mesure employée, il s'avère que les mesures effectuées précédemment surévaluaient les teneurs réelles et pratiquement les doublaient. La norme n'ayant pas été modifiée, la nouvelle méthode de mesure permet donc de se satisfaire de concentrations en oxyde d'azote deux fois plus fortes que précédemment. De même, la norme secondaire sur le dioxyde de soufre serait modifiée : la moyenne annuelle de 60 μg/m3 serait supprimée. Il faut préciser que
des polluants qui rend la comparaison des données acquises tant en laboratoire que sur le terrain très aléatoire. La signification relative des normes Malgré ces difficultés, certains pays tels que les U.S.A. et le Japon ont fixé des normes pour les principaux polluants de l'air. Les valeurs fixées sont très discutables, à tel point que les U.S.A. ont révisé très récemment certaines dispositions concernant la norme sur les oxydes d'azote ; par suite en effet d'une correction de la méthode de mesure employée, il s'avère que les mesures effectuées précédemment surévaluaient les teneurs réelles et pratiquement les doublaient. La norme n'ayant pas été modifiée, la nouvelle méthode de mesure permet donc de se satisfaire de concentrations en oxyde d'azote deux fois plus fortes que précédemment. De même, la norme secondaire sur le dioxyde de soufre serait modifiée : la moyenne annuelle de 60 μg/m3 serait supprimée. Il faut préciser que ces normes annoncées en 1971 ne sont pas encore contraignantes, puisqu'elles doivent entrer en vigueur en 1975. En fait, devant les risques, même non matérialisés, des polluants sur la santé, les gouvernements sont incités à manifester la plus grande prudence et leur action commence par l'élaboration d'une législation et d'une réglementation adéquates. Pour de multiples raisons, la tendance est à l'établissement de normes dans l'environnement dans des pays qui n'en disposent pas encore : la fixation de normes est une décision spectaculaire qui donne à penser à l'opinion publique que la pollution va être enfin sérieusement maîtrisée. Dès lors, la tentation est forte, dans les autres pays, d'exiger que des dispositions aussi sérieuses soient prises. En outre, il est de bonne guerre que les Etats qui ont pris la décision de fixer des normes essaient de renforcer leur position en faisant entériner par des organisations internationales leurs décisions et en les imposant indirectement aux autres États. Il ne faut donc pas s'étonner si la plupart des organisations ont inclus la fixation de normes dans l'air ambiant dans leur programme et si certaines d'entre elles ont déjà publié des documents recommandant les valeurs déjà adoptées dans un autre pays, le tout
réglementation adéquates. Pour de multiples raisons, la tendance est à l'établissement de normes dans l'environnement dans des pays qui n'en disposent pas encore : la fixation de normes est une décision spectaculaire qui donne à penser à l'opinion publique que la pollution va être enfin sérieusement maîtrisée. Dès lors, la tentation est forte, dans les autres pays, d'exiger que des dispositions aussi sérieuses soient prises. En outre, il est de bonne guerre que les Etats qui ont pris la décision de fixer des normes essaient de renforcer leur position en faisant entériner par des organisations internationales leurs décisions et en les imposant indirectement aux autres États. Il ne faut donc pas s'étonner si la plupart des organisations ont inclus la fixation de normes dans l'air ambiant dans leur programme et si certaines d'entre elles ont déjà publié des documents recommandant les valeurs déjà adoptées dans un autre pays, le tout sans toujours tenir compte du fait que les mesures de la pollution atmosphérique ne sont pas, pour l'instant, comparables d'un pays à l'autre. Le problème posé Les quantités de soufre émis dans l'atmosphère augmentent régulièrement. Quelques chiffres permettront de se rendre compte de l'ampleur de la pollution soufrée d'ici 1980, si aucune mesure de lutte n'est prise. D'après une étude réalisée par l'O.C.D.E., la quantité de soufre émise dans l'atmosphère en 1968 pour l'ensemble des pays européens membres de l'O.C.D.E. s'élevait à environ 8,5 millions de tonnes et il est prévu que la quantité émise en 1980 soit d'environ 13,5 millions de tonnes, soit une augmentation de près de 60 %. En ce qui concerne les émissions de soufre dans les pays de la Communauté, celles-ci passeraient de 3,7 millions de tonnes pour 1971 à 7 millions de tonnes pour 1980 (extrapolation des données à la Communauté (9 pays) sur la base de la consommation des produits et en supposant que la structure de l'approvisionnement ait été homogène). Pour la France, les quantités de dioxyde de soufre émises en 1971 ont été les suivantes : ÉMISSIONS DE DIOXYDE DE SOUFRE EN 1971 (en 1 000 t) (1) charbon 142 F.O.D.
si aucune mesure de lutte n'est prise. D'après une étude réalisée par l'O.C.D.E., la quantité de soufre émise dans l'atmosphère en 1968 pour l'ensemble des pays européens membres de l'O.C.D.E. s'élevait à environ 8,5 millions de tonnes et il est prévu que la quantité émise en 1980 soit d'environ 13,5 millions de tonnes, soit une augmentation de près de 60 %. En ce qui concerne les émissions de soufre dans les pays de la Communauté, celles-ci passeraient de 3,7 millions de tonnes pour 1971 à 7 millions de tonnes pour 1980 (extrapolation des données à la Communauté (9 pays) sur la base de la consommation des produits et en supposant que la structure de l'approvisionnement ait été homogène). Pour la France, les quantités de dioxyde de soufre émises en 1971 ont été les suivantes : ÉMISSIONS DE DIOXYDE DE SOUFRE EN 1971 (en 1 000 t) (1) charbon 142 F.O.D. 375 F.O.L. 28,1 F.L. B.T.S. 22,8 567,9 charbon 100 Industrie F.O.L. 54 F.L. 760 914 charbon 220 E.D.F.-G.D.F F.O.L. 10 F.L. 402 632 Raffinage 350 Process 246 Transports (rail, route, air) 60,5 Total 2 770 (1) F.O.D. : Fuel-oil domestique; F.O.L. : Fuel-oil léger; F.L. : Fuel lourd; B.T.S. : basse teneur en soufre. Si, des mesures n'étaient pas prises pour limiter les émissions, celles-ci pourraient doubler d'ici 1985, sous l'influence notamment de la production d'électricité dont les émissions pourraient atteindre, à elles seules, 2 millions de tonnes à cette époque. Coûts de la désulfuration Du point de vue économique, les sommes à mettre en jeu sont considérables. Suivant une estimation des industries pétrolières (STICHTING CONCAWE) réalisée en 1972, les dépenses à consentir pour désulfurer certains combustibles liquides seraient les suivantes : a) pour le gas-oil (ou le fuel-oil domestique) : Coût d'exploitation Investissements $/t S/t de capacité (Total operating annuelle costs $/ton feedstock) Désulfuration sur un taux de 90 % ..... 5,5 à 8,8 2,3 à 4,2 La désulfuration de 125 millions de tonnes sur les 250 millions de tonnes qui correspondraient aux besoins de la Communauté Économique Européenne (9 pays) en 1975, permettrait d'abaisser la teneur moyenne en
basse teneur en soufre. Si, des mesures n'étaient pas prises pour limiter les émissions, celles-ci pourraient doubler d'ici 1985, sous l'influence notamment de la production d'électricité dont les émissions pourraient atteindre, à elles seules, 2 millions de tonnes à cette époque. Coûts de la désulfuration Du point de vue économique, les sommes à mettre en jeu sont considérables. Suivant une estimation des industries pétrolières (STICHTING CONCAWE) réalisée en 1972, les dépenses à consentir pour désulfurer certains combustibles liquides seraient les suivantes : a) pour le gas-oil (ou le fuel-oil domestique) : Coût d'exploitation Investissements $/t S/t de capacité (Total operating annuelle costs $/ton feedstock) Désulfuration sur un taux de 90 % ..... 5,5 à 8,8 2,3 à 4,2 La désulfuration de 125 millions de tonnes sur les 250 millions de tonnes qui correspondraient aux besoins de la Communauté Économique Européenne (9 pays) en 1975, permettrait d'abaisser la teneur moyenne en soufre d'un taux moyen estimé actuellement à 0,8 % à des valeurs comprises entre 0,2 et 0,3 %, selon les schémas d'approvisionnement en brut. Compte tenu des estimations précédentes, les investissements et les coûts d'exploitation totaux s'élèveraient à : Investissements Coût d'exploitation 760 à 1 200 millions de $ 320 à 580 millions de b) pour le fuel-oil lourd : Dans l'hypothèse de la désulfuration par le procédé direct (traitement par hydrodésulfuration de la totalité du produit) les coûts seraient les suivants. Investissements Coût d'exploitation de capacité S/t de brut annuel Désulfuration à 1 % de soufre ....... 15 à 27 6,5 à 9,9 Désulfuration à 0,5 % de soufre .... « 16 à 32 7,4 à 11,8 Compte tenu de ces estimations la dépense totale pour la C.E.E. s'élèverait à : Investissements Coût d'exploitation (millions de $) (millions de $) 1975 . 4 000 à 8 500 1 % S 1 730 à 2 640 0,5 % S 2 000 à 3 150 1980 .. 5 100 à 10 900 1 % S 2 200 à 3 470 1 0,5 % S 2 510 à 4 000 1 Si l'on prend le seul cas de la France, le problème
à 580 millions de b) pour le fuel-oil lourd : Dans l'hypothèse de la désulfuration par le procédé direct (traitement par hydrodésulfuration de la totalité du produit) les coûts seraient les suivants. Investissements Coût d'exploitation de capacité S/t de brut annuel Désulfuration à 1 % de soufre ....... 15 à 27 6,5 à 9,9 Désulfuration à 0,5 % de soufre .... « 16 à 32 7,4 à 11,8 Compte tenu de ces estimations la dépense totale pour la C.E.E. s'élèverait à : Investissements Coût d'exploitation (millions de $) (millions de $) 1975 . 4 000 à 8 500 1 % S 1 730 à 2 640 0,5 % S 2 000 à 3 150 1980 .. 5 100 à 10 900 1 % S 2 200 à 3 470 1 0,5 % S 2 510 à 4 000 1 Si l'on prend le seul cas de la France, le problème peut se poser ainsi : dans l'état actuel des connaissances sur les effets de la pollution soufrée, doit-on prendre des décisions entraînant pour chacune des 10 prochaines années une dépense de l'ordre du milliard de francs pour limiter les émissions de dioxyde de soufre à un niveau comparable à celui de 1970? Et pourtant les techniques de désulfuration sont déjà utilisées dans le monde, et il est vraisemblable qu'elles le seront de plus en plus. Les émissions polluantes dans la plupart des pays industrialisés devront en effet être vraisemblablement limitées, sinon réduites par rapport à la situation actuelle, pour plusieurs raisons tant internes qu'externes : si aucune limite n'existe dans un pays à l'inverse de la plupart des autres, les combustibles les plus polluants y seront utilisés préférentiellement, ce qui aurait pour résultat d'engendrer une pollution sérieuse et, en tout état de cause, de conduire à une situation psychologiquement désastreuse; d'autre part les études sur les pollutions transfrontières et à grande distance se développent et elles se traduiront par des pressions d'état à état pour limiter les émissions polluants. Déjà la désulfuration des produits pétroliers légers (fuel domestique et gas-oil) est entrée dans la routine industrielle; la désulfuration des fuel-oils
de 1970? Et pourtant les techniques de désulfuration sont déjà utilisées dans le monde, et il est vraisemblable qu'elles le seront de plus en plus. Les émissions polluantes dans la plupart des pays industrialisés devront en effet être vraisemblablement limitées, sinon réduites par rapport à la situation actuelle, pour plusieurs raisons tant internes qu'externes : si aucune limite n'existe dans un pays à l'inverse de la plupart des autres, les combustibles les plus polluants y seront utilisés préférentiellement, ce qui aurait pour résultat d'engendrer une pollution sérieuse et, en tout état de cause, de conduire à une situation psychologiquement désastreuse; d'autre part les études sur les pollutions transfrontières et à grande distance se développent et elles se traduiront par des pressions d'état à état pour limiter les émissions polluants. Déjà la désulfuration des produits pétroliers légers (fuel domestique et gas-oil) est entrée dans la routine industrielle; la désulfuration des fuel-oils lourds fait l'objet de réalisations à grande échelle et la désulfuration de fumées contenant du dioxyde de soufre connaît déjà des réalisations industrielles. Ainsi au Japon, les installations de désulfuration des gaz de combustion, achevées ou en cours de réalisation, fin 1972, représentaient un débit global de fumées traitées de 5,7 millions de mètre cube par heure, soit l'équivalent d'une désulfuration d'environ 4 millions de tonnes de fuel-oil. A la même date, la capacité des installations de désulfuration des fuel-oils lourds, achevées ou en cours de réalisation, représentaient un peu moins de 1 million de barils par jour, soit 50 millions de tonnes par an. La lutte contre la pollution soufrée en France Comme des effets nocifs sur la santé, n'ont pas été mis en évidence aux niveaux actuels de pollution, le but pratique de l'action entreprise, et poursuivie par le gouvernement est, par prudence, d'obtenir une diminution de niveau de la pollution présente. Cette diminution est, autant que possible obtenue en réduisant les émissions. Ainsi, pour limiter la pollution soufrée dans les zones à forte densité d'habitants qui provient essentiellement du chauffage divisé, la méthode la plus efficace consiste à diminuer la teneur en soufre des combustibles. C'est ainsi
5,7 millions de mètre cube par heure, soit l'équivalent d'une désulfuration d'environ 4 millions de tonnes de fuel-oil. A la même date, la capacité des installations de désulfuration des fuel-oils lourds, achevées ou en cours de réalisation, représentaient un peu moins de 1 million de barils par jour, soit 50 millions de tonnes par an. La lutte contre la pollution soufrée en France Comme des effets nocifs sur la santé, n'ont pas été mis en évidence aux niveaux actuels de pollution, le but pratique de l'action entreprise, et poursuivie par le gouvernement est, par prudence, d'obtenir une diminution de niveau de la pollution présente. Cette diminution est, autant que possible obtenue en réduisant les émissions. Ainsi, pour limiter la pollution soufrée dans les zones à forte densité d'habitants qui provient essentiellement du chauffage divisé, la méthode la plus efficace consiste à diminuer la teneur en soufre des combustibles. C'est ainsi qu'il a été décidé de réduire à 0,3 % en 1978 la teneur maximale en soufre du fuel-oil domestique qui est actuellement de 0,7 %. Dans certains cas il n'est pas possible de réduire en permanence les émissions polluantes autant qu'il est souhaité. C'est le cas pour la pollution résultant de l'utilisation de fuel-oil lourd. Dans ce cas, deux sortes de dispositions sont utilisées : — La limitation des émissions polluantes dans l'espace : la création de zones de protection spéciale permet d'interdire l'utilisation de certains combustibles polluants sur un territoire bien délimité. L'objectif de ces zones est une limitation à terme de la teneur en soufre des combustibles à 1 %. Ainsi, il est envisagé d'étendre les zones de protection spéciale instituées en 1964 à Paris et d'en créer dans les régions de Lyon et de Lille-Roubaix-Tourcoing. De plus, il est possible en application de la loi du 19 décembre 1917, de limiter de façon générale les émissions des industries soumises à autorisation en fonction des besoins. — La limitation des émissions polluantes dans le temps : cette méthode suppose l'établissement de réseaux de mesure pour prévoir l'évolution à très court terme du niveau de la pollution et pour
de l'utilisation de fuel-oil lourd. Dans ce cas, deux sortes de dispositions sont utilisées : — La limitation des émissions polluantes dans l'espace : la création de zones de protection spéciale permet d'interdire l'utilisation de certains combustibles polluants sur un territoire bien délimité. L'objectif de ces zones est une limitation à terme de la teneur en soufre des combustibles à 1 %. Ainsi, il est envisagé d'étendre les zones de protection spéciale instituées en 1964 à Paris et d'en créer dans les régions de Lyon et de Lille-Roubaix-Tourcoing. De plus, il est possible en application de la loi du 19 décembre 1917, de limiter de façon générale les émissions des industries soumises à autorisation en fonction des besoins. — La limitation des émissions polluantes dans le temps : cette méthode suppose l'établissement de réseaux de mesure pour prévoir l'évolution à très court terme du niveau de la pollution et pour prendre, en temps utile, les mesures nécessaires afin de le réduire aux moments où ce niveau se serait trouvé anormalement élevé, du fait, notamment de circonstances météorologiques particulièrement défavorables. De telles dispositions sont envisagées dans les régions de Fos-Etang de Berre, de Rouen et de l'estuaire de la Seine ainsi qu'autour de certains établissements industriels particulièrement polluants (tels les centrales thermiques de production d'électricité de grande puissance). INTRODUCTION — J. SYROTA En dehors de ces méthodes de prévention proprement dites, il existe un certain nombre de moyens permettant de faire en sorte que des émissions polluantes déterminées n'engendrent pas au niveau du sol un niveau de pollution jugé excessif : — l'utilisation de cheminées convenablement dimensionnées ; des règles de calcul à ce sujet ont été définies en ce sens (instructions du 24 novembre 1970 et du 13 août 1971); — l'amélioration de l'isolation thermique des logements. Cette mesure dont la conséquence est la réduction de la consommation de combustible, et donc de polluants se traduit par un gain pour la collectivité tout entière : il est en effet démontré que les investissements supplémentaires qu'il y a lieu de consentir pour avoir des logements mieux isolés sont très rapidement amortis