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Freins et pneus : les autres particules fines

Outre différents gaz, la combustion du carburant, notamment celle du gazole, classé comme cancérogène depuis 2012, produit des particules fines (ou micro-particules). Les systèmes de dépollution à l’échappement parviennent à en capter la majeure partie avant qu’elle ne se répande dans l’air mais il ne faut pas oublier celles qui résultent de l’abrasion des plaquettes de freins et des pneumatiques.

Un ennemi insidieux

Les particules fines, également désignés PM10, sont des corps de très petite dimension dont la taille est comprise entre 0,1 et 100 µm (micromètre, soit un millième de mm) ; certaines se mesurent même en nanomètres et ne dépassent pas la tailled’un virus.

Elles peuvent ainsi pénétrer profondément dans l’organisme, notamment via le système respiratoire, d’autant que les masques filtrants ne constituent pas toujours une protection suffisante. Principalement constituées de noir de carbone et de métaux lourds hautement toxiques (cuivre, cadmium, baryum, nickel, chrome, manganèse, plomb, zinc… ), elles peuvent entraîner des inflammations, des crises d’asthme, des bronchites chroniques, voire, sur le long terme, des cancers.

Les filtres à particules qui équipent désormais la majorité des moteurs essence et Diesel permettent d’en réduire fortement les émissions au niveau de l’échappement des véhicules. Mais celui-ci ne représente hélas pas la seule source de particules fines et, cette fois, même les « vertueuses » voitures électriques sont concernées : les freins et les pneus en produisent presque autant que les moteurs.

Les freins et les pneus aussi

Michael Riediker, directeur du groupe Particules et Santé à l’IST (Institut de Santé au Travail) de Lausanne, en Suisse, explique : « Les particules de freins peuvent se montrer très agressives. Elles accroissent le phénomène inflammatoire des bronches et endommagent leur revêtement cellulaire intérieur. La paroi interne des poumons est constituée d’un épithélium, c’est-à-dire d’un tissu composé de cellules étroitement jointes, à l’image d’un dallage. Or les particules de freins provoquent un phénomène oxydatif qui va rompre l’étanchéité entre ces cellules. »

Une évaluation réalisée en Allemagne par la Technische Universität Berlin (Université Technique de Berlin) assure que la seule usure des plaquettes de freins représenterait 20 % de l’ensemble des particules émises par le trafic routier. Pour sa part, l’INSA (Institut Nationale des Sciences Appliquées de Lyon) estime que l’usure des plaquettes produit 20 000 t de poussières par an en France.

Réglementations et innovations

Les normes d’émissions Euro successives ont permis de réduire efficacement les rejets de particules à l’échappement. L’Agence Fédérale de l’Environnement en Allemagne estime ainsi qu’ils ont été divisés par cinq depuis 1990. Il faudrait donc maintenant se concentrer sur les particules émises par les systèmes de freinage, ce qui pourraient faire les normes Euro 7 qui doivent entrer en vigueur à partir de 2025.

La Commission Européenne pour la Réduction des Émissions a, en effet, mis en place une sous-commission consacrée aux particules issues des freins à disques (les freins à tambour étant fermés, le problème est moindre). Le Royaume-Uni va encore plus vite puisqu’une commission devrait y rendre ses premières conclusions d’ici la fin de cette année, tant sur les particules émises par les freins que pour celles issues des pneus.

En attendant la promulgation de nouvelles normes, certains équipementiers travaillent déjà à des solutions techniques. Mann+Hummel a présenté en 2017 un dispositif destiné aux poids lourds tandis que la société française Tallano Technologie a développé, en collaboration avec des grands constructeurs, un système baptisé Tamic, une mini-turbine aspirante qui collecte les particules de freins sortant des plaquettes.

Des tests en conditions réelles ont débuté en septembre sur une Renault ZOE appartenant à la Mairie de Paris et devraient durer un an. Cette technologie promet une diminution de 82 % des particules émises par l’abrasion des plaquettes. En plus de l’automobile, elle serait également applicable aux rames de métro et aux tramways. Selon Tallano Technologie, le Tamic pourrait être monté de série des véhicules d’ici 2020-2021. Plusieurs constructeurs s’y intéressent déjà et cela leur permettrait d’anticiper les futures contraintes d’Euro 7. L’intérêt serait également esthétique : les jantes seraient beaucoup moins salies par les résidus de plaquettes. La SNCF y pense également pour en équiper ses trains de banlieue.

Près de la moitié des particules fines

Mais les freins ne sont pas les seuls à émettre des particules fines. En 2016, le Citepa, organisme chargé par le gouvernement de réaliser l’inventaire national des polluants atmosphériques, a estimé que les freins mais mais aussi de l’abrasion des pneus et de l’usure du revêtement routier ont libéré un peu plus de 15 000 t de PM10 dans l’atmosphère, ce qui a représenté 46,5 % des particules fines émises par le transport routier en France. Le succès actuel des SUV, plus lourds et aux montes pneumatiques plus larges que les voitures classiques, ne peut qu’amplifier le phénomène.

Les PM10 issues de l’abrasion ont une composition quelque peu différente de celles issues du freinage. Si les premières sont caractérisées par la forte présence de métaux lourds (fer, cuivre, zinc, étain, antimoine…), les secondes sont également chargées en soufre, PAH (hydrocarbures poly-aromatiques), benzothiazoles, résines naturelles et n-alcanes (hydrocarbures saturés). Seule bonne nouvelle : elles sont généralement d’une taille plus importante que celles qui sortent des pots d’échappement ; elles ont donc tendance à retomber plus vite au sol, ce qui diminue d’autant le risque de les respirer.

Des pneus moins « polluants » ?

Si le parc automobile devient de plus en plus « propre », aucun dispositif n’a encore été mis en place pour réduire les émissions de particules fines liées à l’abrasion des freins, des roues et des routes. Selon les fabricants de pneumatiques, ce sont trois millions de tonnes de particules de gomme qui seraient émises chaque année dans l’atmosphère au niveau mondial.

Comment y remédier ? Chez Michelin, on travaille déjà sur des pneus dont la bande de roulement serait biodégradable. D’autres manufacturiers planchent certainement aussi sur des solutions qui passeront forcément, comme dans le cas des plaquettes de freins, par une réflexion en profondeur sur les matériaux utilisés pour la composition des produits. Dans les deux cas, il faudra savoir concilier réduction des émissions polluantes et maintien, voire augmentation, des performances. Il ne saurait être question de devoir choisir entre santé et sécurité.

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