Transformation physique et chimique dans le panache
Chimie des feux de biomasse

La combustion de la biomasse dans le monde comprend principalement les feux de forêt et les étendues de verdure, les feux domestiques et les feux de résidus de récolte dans les champs agricoles. Selon le type de biomasse brûlé et la localisation géographique du feu, les émissions dues à la combustion et leur impact sur la qualité de l’air et le climat seront différents. Cependant, l’impact des feux de forêt contribue le plus aux émissions totales de la combustion de la biomasse au niveau mondial.

Les feux de forêt ou de biomasse sont de plus en plus fréquents dans le monde. Ceci peut être en partie associé au changement climatique et avoir des effets néfastes sur la qualité de l’air au niveau local et régional, mais aussi sur le climat mondial. L’actualité de l’été 2022 en est la parfaite illustration, avec des épisodes de feux records au niveau de la France transportant des polluants à plusieurs centaines de kilomètres. La seconde actualité marquante est la large période de feux en Australie, fin 2019 et début 2020, impactant la composition de la troposphère et stratosphère au niveau hémisphérique. Il faut également citer les feux récurrents de forêt au niveau de la Californie et du Canada chaque année impactant les populations locales, la qualité de l’air au niveau régional et le transport de polluants au niveau hémisphérique.

Au cours de phénomènes de combustion de biomasse (forêts équatoriales ou de moyennes et hautes latitudes, savanes…), une grande quantité d’espèces chimiques est émise (CH₄, CO, CO₂, NO_x = NO + NO₂), mais également des composés organiques volatils (COV) oxygénés ou non (aldéhydes, acides…), accompagnés de particules sous forme de suies. La diversité et la réactivité des espèces chimiques au cœur du panache en font un réacteur chimique à grande échelle où de nombreuses espèces possédant des temps de vie variés se forment, comme l’ozone et les aérosols organiques secondaires.

L’augmentation de la fréquence des feux et de leur intensité a entraîné des niveaux élevés de COV et de NOx depuis plusieurs années (toutes sources confondues) avec un doublement approximatif de l’ozone dans la basse troposphère au cours des deux derniers siècles, faisant de l’ozone troposphérique l’un des gaz à effet de serre anthropiques les plus importants après le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄).

L’observation et la compréhension des phénomènes se produisant au sein des feux de biomasse de la source jusque pendant le transport sont cruciales afin de valider les modèles de chimie et de climat (régionaux et globaux) pour une prévision sur le long terme de l’impact des feux sur la qualité de l’air et du climat.