Ajouter une bûche à une cheminée rougeoyante par une froide nuit d’hiver est souvent réconfortant et inoffensif. Cependant, de nouvelles recherches de l’Université Northwestern montrent que la combustion du bois à l’intérieur des maisons joue un rôle beaucoup plus important dans la pollution de l’air hivernal aux États-Unis que beaucoup de gens ne le pensent.
L’étude a révélé que même si seulement 2 % des ménages américains utilisent le bois comme principale source de chaleur, la combustion résidentielle du bois est responsable de plus d’un cinquième de l’exposition hivernale des Américains aux particules fines extérieures (PM).2.5).
Ces particules microscopiques sont suffisamment petites pour pénétrer profondément dans les poumons et pénétrer dans la circulation sanguine. L’exposition à long terme a été associée à de graves problèmes de santé, notamment des maladies cardiaques, des maladies pulmonaires et un décès prématuré. Sur la base de leur analyse, les chercheurs estiment que la pollution due au chauffage au bois résidentiel est associée à environ 8 600 décès prématurés chaque année.
Les communautés urbaines sont confrontées aux plus grands risques
L’une des découvertes les plus inattendues de l’étude concerne l’endroit où se produit le plus grand préjudice. Les personnes vivant dans les villes sont plus touchées que celles vivant dans les zones rurales. Les impacts sur la santé touchent également de manière disproportionnée les personnes de couleur, qui ont tendance à brûler moins de bois mais sont confrontées à des niveaux d’exposition plus élevés et à des risques sanitaires plus importants liés à la fumée de bois. Les chercheurs soulignent les taux de mortalité de base plus élevés et les effets durables des politiques discriminatoires passées comme facteurs clés à l’origine de cette disparité.
Les résultats suggèrent que la réduction de la combustion du bois à l’intérieur des maisons pourrait réduire considérablement la pollution de l’air extérieur, ce qui entraînerait des avantages majeurs pour la santé publique et pourrait potentiellement sauver des milliers de vies.
L’étude a été publiée le 23 janvier dans la revue Avancées scientifiques.
“Une exposition à long terme aux particules fines est associée à un risque accru de maladies cardiovasculaires”, a déclaré Kyan Shlipak de Northwestern, qui a dirigé l’étude. “Les études ont montré de manière constante que cette exposition entraîne un risque de décès plus élevé. Notre étude suggère qu’une façon de réduire considérablement cette pollution est de réduire la combustion du bois dans les résidences. L’utilisation d’appareils alternatifs pour chauffer les maisons au lieu de brûler du bois aurait un impact important sur les particules fines dans l’air.”
Pourquoi le chauffage au bois domestique est souvent négligé
La fumée des incendies de forêt domine souvent l’attention du public, mais la pollution causée par le chauffage domestique quotidien fait rarement l’objet du même examen.
“Nous entendons fréquemment parler des impacts négatifs sur la santé de la fumée des incendies de forêt, mais nous ne considérons pas souvent les conséquences de la combustion du bois pour chauffer nos maisons”, a déclaré Daniel Horton de Northwestern, auteur principal de l’étude. “Étant donné que seul un petit nombre de maisons dépendent du bois pour se chauffer, faciliter la transition des appareils de chauffage domestique vers des sources de chaleur plus propres ou sans combustion pourrait conduire à des améliorations démesurées de la qualité de l’air.”
Horton est professeur agrégé de sciences de la Terre, de l’environnement et des planètes au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern, où il dirige le Groupe de recherche sur le changement climatique (CCRG). Shlipak est étudiant de premier cycle en génie mécanique à la McCormick School of Engineering de Northwestern et membre du CCRG.
Cartographie de la pollution quartier par quartier
Depuis des décennies, la recherche et la réglementation sur la qualité de l’air se concentrent principalement sur les émissions des véhicules, des centrales électriques, de l’agriculture, de l’industrie et des incendies de forêt. Dans cette étude, les chercheurs ont porté leur attention sur une source de pollution moins étudiée : la combustion du bois dans les maisons, y compris les fournaises, les chaudières, les foyers et les poêles.
L’équipe a commencé par collecter des données sur la combustion résidentielle du bois à partir du National Emissions Inventory (NEI), une base de données détaillée gérée par l’Agence américaine de protection de l’environnement. Le NEI estime les émissions à l’aide d’informations provenant d’enquêtes auprès des ménages, des caractéristiques des logements, des conditions climatiques et des types d’appareils.
Les chercheurs ont ensuite appliqué un modèle atmosphérique à haute résolution pour simuler la façon dont la pollution se propage dans l’air. Ce modèle intègre les conditions météorologiques, le vent, la température, le terrain et la chimie atmosphérique pour estimer les changements de la qualité de l’air au fil du temps.
“Les émissions provenant de la combustion du bois pénètrent dans l’atmosphère, où elles sont affectées par la météorologie”, a déclaré Horton. “Certaines émissions sont considérées comme des polluants primaires, comme le carbone noir, et certaines interagissent avec l’atmosphère et d’autres constituants et peuvent former des espèces secondaires supplémentaires de pollution par les particules.”
Pour identifier les modèles de pollution détaillés, l’équipe a divisé la zone continentale des États-Unis en une grille composée de carrés de 4 kilomètres sur 4 kilomètres. Pour chaque carré de la grille, ils ont calculé la quantité de pollution produite chaque heure, comment elle se déplaçait dans l’air et où elle s’accumulait ou se dispersait. Cette approche a permis aux chercheurs d’identifier les points chauds de pollution qui n’apparaîtraient pas dans les moyennes plus larges des villes ou des comtés.
Le modèle a été exécuté deux fois, une fois en incluant les émissions du chauffage au bois résidentiel et une fois sans elles. En comparant les deux résultats, les chercheurs ont déterminé que la combustion résidentielle du bois représente environ 22 % des particules hivernales.2.5 pollution. Cela en fait l’une des principales sources de pollution par les particules fines pendant les mois les plus froids de l’année.
Les populations vulnérables portent le fardeau
L’analyse a montré que la pollution par la fumée de bois est particulièrement nocive dans les zones urbaines et suburbaines, où la densité de population, les modèles d’émissions et les mouvements atmosphériques se combinent pour augmenter l’exposition. Dans de nombreux cas, la fumée produite dans les zones suburbaines se propage vers les centres-villes voisins, où moins de maisons brûlent du bois mais où vivent beaucoup plus de personnes.
Les villes qui ne sont généralement pas associées au chauffage au bois peuvent également être affectées lors de vagues de froid, de périodes de brûlage récréatif et lorsque la fumée parcourt de longues distances dans l’atmosphère.
“Nos résultats suggèrent que les impacts du chauffage au bois résidentiel sont principalement un phénomène urbain et suburbain”, a déclaré Shlipak. “Cette découverte souligne l’importance de cette pollution pour la santé publique. Nous estimons que l’exposition à long terme aux émissions provenant de la combustion du bois en hiver est associée à environ 8 600 décès par an, et cette estimation ne tient pas compte des expositions aux particules au cours des autres saisons.”
Pour comprendre qui est confronté aux plus grands risques, les chercheurs ont combiné leurs estimations de pollution avec les données du recensement américain et les statistiques de mortalité au niveau des secteurs de recensement. Ils ont constaté que les personnes de couleur subissent une exposition plus élevée et de plus grands risques pour leur santé, même si elles contribuent moins aux émissions liées à la combustion du bois. Dans la zone métropolitaine de Chicago, par exemple, les communautés noires sont confrontées à des effets néfastes sur la santé dus au chauffage au bois résidentiel de plus de 30 % plus élevés que la moyenne de la ville.
“Bien qu’une grande partie des émissions provenant de la combustion résidentielle du bois proviennent des banlieues, les polluants émis dans l’air ne restent généralement pas sur place”, a déclaré Horton. “Lorsque cette pollution est transportée dans des villes densément peuplées, davantage de personnes sont exposées. Parce que les personnes de couleur ont tendance à être plus sensibles aux facteurs de stress environnementaux en raison de la longue traîne des politiques discriminatoires passées, nous estimons que les conséquences négatives sur la santé des personnes de couleur sont plus importantes.”
“Les personnes de couleur sont confrontées à la fois à des taux de mortalité de base plus élevés et à des taux d’exposition à la pollution liés à la combustion du bois plus élevés”, a déclaré Shlipak. “Cependant, les personnes de couleur sont corrélées à des taux d’émissions plus faibles, ce qui indique qu’une grande partie de cette pollution est transportée vers ces communautés, plutôt que émise par elles.”
Les chercheurs notent que l’étude se concentre uniquement sur l’exposition extérieure à la pollution causée par la combustion du bois. Les effets sur la santé liés à l’exposition intérieure aux particules n’ont pas été inclus, même s’ils présentent également de graves risques pour la santé publique.
L’étude intitulée « Qualité de l’air ambiant et impacts sur la santé des PM2,5 provenant de la combustion du bois résidentielle aux États-Unis » a été soutenue par la National Science Foundation (numéro de prix CAS-Climate-2239834).
