Le Black Carbon (BC) est produit lors de combustions incomplètes de combustibles d’origine fossile (transports, chaudières au fuel, industrie) et issus de la biomasse (chauffage au bois, brûlage des déchets végétaux). Il se retrouve dans les particules et sa mesure permet de distinguer la part de chaque origine : les combustibles fossiles (BCff) et la biomasse (BCwb).
Il est mesuré en plusieurs zones administratives de surveillance (ZAS) à l'échelle de la Région SUD :
ZAS d'Aix Marseille, avec les stations de Longchamp et Plombières (et temporairement à Kaddouz),
ZAS de Nice, avec la station d'Arson,
ZAS régionale, avec la station de Gap Commanderie.
À ce jour, le BC est considéré comme un polluant émergent et ne dispose pas de valeur réglementaire. Les plans visant à réduire l’impact du transport routier sur la qualité de l’air doivent également conduire à une baisse des niveaux de BC d’origine fossile. À l’inverse, les actions valorisant la filière du bois-énergie pourraient entraîner une hausse de la part issue de la biomasse. Néanmoins, les incendies de forêts influencent davantage cette fraction de BC. La répartition entre ces deux phases déterminera la tendance pour le BC total.
L'intérêt porté au Black Carbon résulte de ses impacts sanitaires et climatiques. Les niveaux de ce polluant sont en diminution en région et sont majoritairement d’origine fossile.
Cette part ressort nettement sur le site de proximité trafic aux heures de circulation intense. Elle varie peu selon les années.
La contribution de la biomasse est plus aléatoire. Elle apparaît davantage en période froide, dépendant de facteurs météorologiques aussi diversifiés que :
la rigueur des hivers avec l’utilisation du chauffage,
l’attractivité financière de la filière bois,
la sécheresse des étés avec les potentiels incendies de forêts.
En 2023, le secteur résidentiel apparait comme le principal émetteur de Black Carbon en Région SUD, avec 75 % des émissions, devant le transport routier qui en représente 21 %.
Les émissions du résidentiel sont majoritairement issues des chaudières, mais également des équipements domestiques de combustion (fourneaux, poêles, cheminées et gazinières) pour lesquels une mise à jour importante a récemment été réalisée pour comptabiliser ces émissions.
Le graphique ci-dessous met en évidence une tendance globale à la baisse des émissions de Black Carbon depuis 2012. En 2023, celles-ci ont diminué de 10 % par rapport à 2022.
Cette baisse doit toutefois être nuancée, car elle s'explique en grande partie par une forte diminution du nombre de feux de forêt en 2023. En excluant les émissions liées à à ces incendies, les émissions apparaissent en réalité globalement stables entre 2022 et 2023.
Sur le long terme, le secteur routier affiche une diminution continue de ses émissions, avec une baisse moyenne d'environ 15 % par an sur la période 2012-2019 (avant la crise du COVID). Entre 2022 et 2023, ce secteur enregistre la plus forte baisse de la période post-COVID, avec une réduction de 10 % de ses émissions. Cette amélioration est cependant compensée par une légère hausse des émissions du secteur résidentiel.
En 2024, les concentrations de BC sont plus élevées en situation trafic que sur les sites de fond. La fraction de BC attribuable à la combustion de fuel fossile (BCff) est majoritaire pour l’ensemble des sites de la région, et logiquement supérieure en situation trafic.
La ZAS régionale est globalement moins exposée au BC. Cela est vrai pour la partie issue de la combustion de fuel fossile. Pour ce qui est de la partie issue de la combustion de biomasse, les niveaux de la ZAS régionale sont comparables aux stations de fond, voire plus élevés. Cela provient des habitudes de chauffage davantage orientées vers le bois.
Les deux sites urbains de fond des ZAS d’Aix-Marseille et Nice affichent des niveaux comparables.
Le nouveau site de mesure situé à Plombières, en proximité trafic, montre des niveaux significativement plus élevés. L'emplacement de cette station met en évidence le caractère extrême de son exposition, avec une la quantité de trafic importante qui circule le long de l'axe routier.
Concernant la répartition entre la part attribuable à la combustion de combustibles fossiles et celle liée à la combustion de biomasse, les résultats mettent en évidence un point métrologique intéressant. Le site de Plombières présente en effet une contribution de la combustion de biomasse anormalement plus élevée que celle observée sur les autres sites, y compris à Gap, et surtout près de deux fois supérieure à celle mesurée à Lonchamp.
Les appareils utilisés pour mesurer le Black Carbon (BC), appelés aéthalomètres, déterminent sa concentration à partir de ses propriétés d’atténuation optique. La distinction entre le BC issu de la combustion de biomasse (BCwb) et celui provenant de la combustion de combustibles fossiles (BCff) repose sur ce principe de mesure. Les aéthalomètres réalisent des mesures d’atténuation sur sept longueurs d’onde du spectre visible et proche infrarouge. À partir des mesures effectuées à 470 nm et 950 nm, un coefficient est calculé puis appliqué à la concentration totale de Black Carbon afin d’estimer la fraction attribuable à la combustion de biomasse. La part associée aux combustibles fossiles est ensuite obtenue par différence entre le Black Carbon total et le BC biomasse.
Sur tous les sites, la prédominance du BC d’origine fossile ressort nettement sur les profils moyens journaliers avec une contribution supérieure lors des heures de pointe (trajets domicile-travail).
Au-delà des feux de forêt, dont l’impact peut être limité dans le temps mais conséquent selon les années, la part du BC issue de la combustion de biomasse (BCwb) comprend aussi le chauffage au bois. Cette saisonnalité est observée pour l’ensemble des sites sur les profils moyens journaliers avec une contribution maximale en soirée en saison froide (automne-hiver).
En 2023, les émissions régionales de BC ont diminué de 47 % par rapport à 2012. Cette évolution est notamment due à la baisse régulière d’environ 15 % par an du transport routier.
En 2020, la décroissance s’est accrue en raison de la crise COVID et des limitations de circulation qui ont suivi. 2023 est marquée continuité de reprise progressive des activités entamée en 2022.
En comparant l'année 2023 par rapport à 2019 et en excluant les incendies de forêt, le rythme de diminution des émissions de BC est en phase avec ce qui est observé ces 10 dernières années.
Malgré quelques écarts sur le comparatif ci-dessous, liés à des méthodologies différentes, les émissions et les concentrations affichent une évolution à la baisse. Pour les années 2016, 2017 et 2021, fortement impactées par les feux de forêt, l’absence de station de mesure à proximité des incendies ne permet pas d’en mesurer la concentration.
Les émissions résultent d’un calcul théorique. Elles peuvent ne pas correspondre aux concentrations, qui elles sont mesurées et tiennent compte des réactions chimiques entre polluants et de l’influence de la météorologie.
Entre 2015 et 2025, les niveaux de concentration en BC total sont globalement à la baisse sur les sites urbains de fond de la région.
En 2021, l’ajout du site de proximité trafic de Marseille, logiquement plus exposé aux niveaux de BC issu de la combustion de fuel fossile, conduit à une hausse du BC total pour l’ensemble de la région. Cette observation est également valable en 2025 avec une augmentation bien plus marquée due au site trafic de Plombières.
Les niveaux de BC sont essentiellement d’origine fossile, liés au transport routier.
La diminution de 2015 à 2021, puis de 2022 à 2025 dans la ZAS d’Aix-Marseille en site de fond est probablement liée aux actions sur le transport routier. L’intégration d’un site trafic montre la prédominance de ce secteur, avec des niveaux en BC fuel fossile au moins deux fois plus élevés qu’en site de fond.
En 2022, une hausse est observée pour les deux sites sur la part fossile, potentiellement dû à une retour « à la normale » du trafic après les restrictions de 2020 et 2021 lors de la crise COVID. Cette même observation est constatée dans la ZAS de Nice, confirmant un comportement général plutôt que l'influence d'activités locales.
En 2023, les niveaux ont légèrement diminué par rapport à 2022 et cela se confirme en 2024. Toutefois, cela est à nuancer dans la mesure où le taux de validité des données n'est pas suffisant selon les mois de l'année. En effet, à la station de Longchamp, le mois de novembre n'a pas fourni suffisamment de données valides. Les concentrations mesurées sont habituellement parmi les plus élevées à cette période. Cela a conduit à une moyenne plus basse. Il en est de même à la station d'Arson avec le mois de décembre.
Sur les sites de fond des ZAS d’Aix-Marseille et Nice, la part du BC issu de la biomasse a augmenté depuis 2019, jusqu’à 30 % en 2022. Cette progression peut être attribuée aux activités de la population durant le confinement. Ce pourcentage atteint même 44 % pour la ZAS régionale, où la pratique du chauffage au bois est plus développée.
