FABRE, J.

MAFFIOLO, G.

I-Revues

Centrales thermiques 
classiques et pollution 
atmosphérique 
par G. MAFFIOLO et J. FABRE 
De par la hau te u r  des  c h e m i n ées ,  l e s  
fumées que l e s  centrales therm iques d 'E iec­
tricité de France rejettent à l 'atmosphère ne 
passent pas i naperçues et i l est lég i t ime de 
se poser la q uestion de leurs nu isances vis­
à-vis de l 'environnement. \ 
• Que contiennent ces fumées ? 
• L e u r  compos i t i on  est- e l l e  con t rô l é e  
régu l ièrement ? 
• Comment ces fumées (appelées aussi 
"panache" )  évo l u e nt-e l l es  dans  l ' a tmo­
sphère ? 
• Retombent-el les au sol autour des cen­
trales ? 
Tel les sont les questions auxque l les cet 
art ic le va essayer de répondre. 
QUE CONTIENNENT CES FUMÉES ? 
Pour  fourn i r  de l 'é lectricité, une  centrale 
therm ique d ite class ique,  par opposition aux 
centrales nuc léai res, brû le du fuel-ai l  ou  du 
charbon .  Ces d e u x  com bust i b l es  con t i en ­
nen t  essent i e l l e m e n t  d e s  hydrocar b u res ,  
c'est-à-d i re du  carbone et de l 'hydrogène qu i ,  
en brû lant, se transforment respectivement 
en d ioxyde de carbone (C02) et eau (H20) 
dont les nu isances vis-à-vis de l 'envi ronne­
ment peuvent  être c o n s i d é rées  c o m m e  
n é g l i g eab les .  S i g n a l o n s  néan m o i ns ,  p o u r  
être tout à fait exacts, que  le rô le d u  d ioxyde 
de carbone sur ce que l 'on appe l le  " l 'effet de 
serre" préoccupe actue l lement beaucoup la 
com m u n auté sc ien t i f i q u e .  Ces é m i s s i o n s  
s o n t  e n g e n d rées  par  toute c o m b u s t i o n  : 
industries, chauffages ind iv idue ls, voi tures . . .  
et même res p i rat i o n  des êtres v ivants .  Le 
fuel-ai l  e t  le  charbon contiennent aussi ce 
que l 'on  peut  appeler des impuretés te l les 
que du  soufre, de l 'azote, des produ i ts incom­
bust i b l es  et, dans u n e  m e s u re n ette m e n t  
moindre, du ch lore, du  f luor, des métaux. 
Ce sont d o n c  esse n t i e l l e m e n t  les t ro i s  
premières impuretés q u i  peuvent poser des 
problèmes. Le soufre est, en q uasi-total ité, 
transformé en d ioxyde de soufre 802, l 'azote 
en monoxyde d'azote NO majoritai rement, et 
d ioxyde d 'azote, dans de faibles proport ions 
(notons que les oxydes d 'azote sont égale­
ment formés à parti r de l 'azote et de l 'oxy­
gène de l 'a ir ut i l isé comme comburant et q u i  
s'associent du fait d e s  hautes températu res 
rencontrées dans la chaudière). 
Aménagement et Nature no 94 
Les produ its incombustib les se retrouvent 
sous  fo rme  de pouss i ères dans les g az ,  
après combustion .  Les fumées ne sont pas 
d i r igées te l les que l les vers la cheminée, e l les 
sub issent u n  dépoussiérage qui  permet d 'é l i ­
m i n e r  les pouss iè res  avec u n  re n d e m e n t  
supér ieur à 9 9  %. 
Il est important de s ignaler ici que l 'ut i l i sa­
tion de g randes quantités d'air pour assurer  
la combust ion du charbon ou du fuel-a i l  per­
met au carbone d'être oxydé totalement en  
d ioxyde de carbone co2 en évitant la forma­
t ion i ntermédia ire de monoxyde de carbone 
CO res p o n sab l e  e n c o re actu e l l e m e n t  d e  
d izaines d e  morts chaque année du  fait d e  
mauvaises cond it ions d'ut i l isat ion d e  chauf­
fage ou chauffe-eau ind ividuels.  
En résumé, les fumées des centrales ther­
miques contiennent au maximum que lques 
g rammes de dioxyde de soufre et de mono­
xyde d'azote et  quelques d izaines de m i l l i ­
g rammes de poussières par mètre cube  de 
gaz q u i  sont rejetés à l 'atmosphère. 
LA COMPOSITION DE CES FUMÉES 
EST-ELLE CONTR0LÉE 
RÉGULIÈREMENT ? 
Comme en témoignent les mesures pr ises 
récemment pour l im iter la  pol lut ion due à la  
c i rcu lat ion  automob i le ,  les rég lementati o n s  
européenne et nationale deviennent de p l u s  
en p l u s  strictes afi n ,  d ' u n e  part, de connaître 
p réc isé m e n t  et, d 'aut re part ,  de d i m i n u e r  
autant q u e  faire s e  peut, les ém issions po l ­
l uantes à l 'atmosphère. 
Les g randes instal lations de combust ion 
et ,  en  part i c u l i e r, l es  cent ra les therm i q u e s  
d'E.D.F n'ont, bien sûr, pas échappé à la règ le  
e t  font l 'objet également d ' une  d i rective eu ro­
péenne. I l  convient de d isti nguer deux cas : 
• Le p re m ier  concerne  les  futu res c e n ­
trales p o u r  lesquel les on doit  s'assurer, avant 
l e u r  c o n st ruct ion ,  q u e  l e u rs f umées  n e  
contiendront pas p lus qu 'une concentrat ion 
fixée à l 'avance en 802, NO et poussiè res. 
Ces seui ls, très stricts et peu é levés, ob l igent  
à rec h e rc h e r  de nouve l l e s  tech n i q u e s  de 
combus t i on  moins po l l u antes que l e s  
anciennes. Avant la construction d 'une cen­
trale, E.D.F do i t  préciser par écr i t  dans un 
d o c u m e n t  appe lé  "Doss ie r  d ' i m pact" ,  l e s  
valeurs de  concentrat ions e n  pol luants q u i  
seront rejetées par la future i nstal lat ion. 
- 1 8 -
• L e  s e c o n d  s 'ap p l i q u e  a u x  c e n tra les 
actue l lement  e n  fonctionnement et dont la 
marche ne  peut être modif iée profondément ; 
il ne peut être question  dans ce cas de res­
pecter les mêmes seu i ls  q u e  précédemment. 
De nouveaux seu i l s  en concentrat ion et en 
f l u x  son t  d o n c  c h o i s i s  par  l ' ad m i n i strat ion  
après d iscussion avec E .D .F  Pour  les futures 
centrales et les centrales actuel les fonction­
n a n t  rég u l i è re m e nt ,  E . D . F.  est é g a l e m e nt 
tenue  de connaître en permanence la com­
posit ion des gaz rejetés à l 'atmosphère. Pour 
ce fai re, toutes les centrales thermiques d is­
posent, depu is  p lus ieurs années, d'apparei ls 
d 'ana lyse des pouss i è res  i n sta l l és le p l u s  
souven t  s u r  l e s  c h e m i n ées ,  à p l u s i e u rs 
d izaines de mètres de hauteur. 
Le cho ix des analyseu rs de gaz (d ioxyde 
de sou f re ,  m o n oxyde d ' az ote auxq u e l s  l a  
rég lementat ion a rajouté l 'oxygène) ,  a néces­
sité des essais préalables sur une centrale 
représentative, afi n  de sélectionner  les mei l ­
leurs apparei ls .  L'équ i pement  des centrales 
avec ce type de matér ie l  a commencé : le 
coût u n itaire des appare i l s  est de l 'ord re de 
250.000 F auxq uels i l  convient d'ajouter les 
frais d ' i nstal lat ion et de  stockage des don­
nées obte nues, ce qui doub le  les frais d ' in­
vest i sse m e nt .  Ce maté r i e l  d evra e n  o u tre 
être entreten u  régu l iè rement, un personne l  
spécial isé doi t  être formé. L 'ensemble de  ces 
résultats sera transmis rég u l i è rement à l 'Ad­
m i n istrat ion q u i  connaîtra donc les ém issions 
po l luantes de  chaque centrale .  
COMMENT CES FUMÉES ÉVOLUENT­
ELLES DANS L'ATMOSPHÈRE ? 
Les c o n d i t i o n s  d a n s  l e s q u e l l es ces 
fumées sont  rejetées à l 'atmosphère revêtent 
une grande i m portance et i l est évident qu 'un  
rejet au ras d u  sol ou à que lques mètres au­
dessus d u  sol  serait i nacceptable ,  la  hauteur  
des cheminées est  donc u n  facteur  impor­
tant. C'est pourquoi  les centrales E.D.F fonc­
t i onnan t  act u e l l e m e n t  d i sposent  toutes de 
cheminées de hauteur  largement  supérieu re 
à cent mètres, le maxim u m  étant atteint  par la 
centrale du Havre avec deux cheminées de 
deux cent q uarante mètres. Deux autres cr i ­
tères sont également i m portants ; i l  s'ag it de 
la température des fumées et de  la vitesse 
avec laque l l e  e l les sont rejetées : p lus  les 
fumées sont chaudes et/ou leu r  vitesse est 
é l evée ,  p l u s  le panac h e  m o nte haut ,  au -
f 
1 
l 
dessus de la cheminée, avant de prendre sa 
posit ion quasi-horizontale et sa d i rection en 
fonction d u  vent. Dans le  cas des centrales 
t h e r m i q ues ,  d o n t  l e s  f u m ée s  c o n t i e n n e n t  
relativement p e u  de  po l l uants, c'est essen­
tie l l ement la condensation d e  l 'eau au sorti r 
de la chemi née q u i  ren d  v is ib le  le panache. 
Très v ite, la  températu re s'abaisse, les gaz 
c o m m e n c e n t  à se d i l u e r  et l e  panache  
d e v i e n t  i n v i s i b l e .  M a i s  l e s  gaz  p o l l u ants 
d ioxyde de  soufre et  monoxyde d'azote n 'ont  
pas pour  autant d isparu. Leur  évolut ion dans 
l ' at m o s p h è re fa i t  l ' o bj et d e p u i s  p l u s i e u rs 
années d'études par modé l isat ion su r  ordi­
nateur, complétées par des mesures à l 'a ide 
d'un avion spécialement éq u i pé. Ces travaux, 
q u i  se p o u rsu i ve n t  e n co re  act u e l l e m e nt, 
montrent que les panaches se situent au­
d e s s o u s  de m i l l e  m ètres d 'a l t i t u d e ,  q u ' i l s  
s'élarg issent a u  f u r  e t  à mesure qu ' i l s  s 'é lo i­
gnent des cheminées, mais qu' i ls peuvent 
être d étectés par des appare i l s  très perfor­
mants jusqu 'à cent k i lomètres de la centrale ; 
l e u rs l a rg e u rs peuven t  atte i n d re à ce 
Aménagement et Nature no 94 
IL 
ci 
uJ 
moment-là trente k i lomètres. Les concentra­
t ions en 802 et NO sont alors très faibles et 
très i nfé r i eu res à ce l l es  obse rvab les  dans  
l ' a i r  de Paris. 
Au cours de ce transport du panache dans 
l 'atmosphère, une partie  du d ioxyde de sou­
fre se transforme en acide su l fur ique et sul­
fates, d e  m ê m e  u n e  par t ie  des oxydes  
d'azote condu i t  à la format ion d 'acide n itr i ­
que et de n i trates. Ces espèces ch im iq ues 
peuvent ensu ite être lavées par la plu ie et 
conduisent au phénomène de  p lu ies acides. 
I l  convient de sou l igner  ic i  que les panaches 
des centrales therm i q ues c lass iques  n 'ont  
pas le pr iv i lège de ce phénomène : toutes 
fu mées, y compris cel les contenant d 'autres 
substances ch im iques, peuvent condu i re à 
des p lu ies acides. 
Depu i s  p l u s i e u rs années ,  de n o m breux  
pays con sacrent  un  effo rt i m portant dans  
l 'étude de ce  phénomène en vue  notamment 
d'apprécier son i nfl uence sur le  dépérisse­
ment des forêts. En France, E.D.F. s'est asso­
ciée au prog ram me DEFORPA qu i  a pour 
u l t ime objectif de diagnostiq uer l 'orig ine du 
mal .  A l 'heure actuel le ,  i l  semble exclu que  la 
pol l ut ion atmosphérique so i t  la  seule cause 
de ce mal. 
LES FUMÉES RETOMBENT-ELLES 
AUTOUR DES CENTRALES ? 
� mi�;:�tu:�t���t ��·�o��os?�����s��t �� ���� 
> téressant, il y a plus de v ingt ans, à la m ise au 
� point d 'un appare i l  automat ique permettant 
� d'analyser le d ioxyde de soufre. Dès le début 
E des années soixante-d ix, E .D.F a été le pre­� m i e r  i n d u st r i e l  fran ç a i s  à d i sposer  d e  
Ql 
"ê 
E 
Ql ü 
réseaux de mesure autour  de ses centrales ; 
ces appare i ls, instal lés dans un rayon de p lu­
s i e u rs k i l o m ètres au to u r  d e s  c h e m i nées ,  
avaient pou r  bu t  d'analyser en conti nu  l 'a i r  
ambiant. Quelques années p lus tard , leurs 
résultats étaient retransmis di rectement en  
sal le de commande des  centrales. Dans le 
m ê m e  te m ps, l 'Ad m i n i strat i o n  m etta i t  en 
place des réseaux d e  même type dans les 
vi l les ; le premier  de ces réseaux fut celu i  de 
Rouen. 
Actue l lement, la quasi-total ité des réseaux 
privés d'E.D.F ont été i ntégrés aux réseaux 
mis en p lace par  l 'Ad m i n i strat i on  et E .D .F.  
part ic ipe avec tous l es  industr ie ls concernés, 
à leur gestion.  La vocation prem ière de ces 
réseaux était d'assurer la surve i l lance des 
sites ; les n iveaux mesurés f luctuaient tout 
nat u re l l e m ent  en fonct i o n  d e s  c o n d i t i o n s  
météorolog iques, des condit ions de fonct ion­
nement des usi nes, ainsi  en certaines c i r­
constances d éfavorab l es,  des  val e u rs é le ­
vées de pol l ut ion apparaissaient. 
I l était de ce fait tout natu rel d ' i ntrod u i re la 
natu re d 'a l e rte af i n  d e  fa i re  déc roît re l e s  
n iveaux de pol lut ion, ou m i e u x  encore afi n  
d 'év i ter  q u ' i l s  ne  f ra n c h i ssent  des  val e u rs 
fixées à l 'avance. Ces alertes consistent à 
obl iger les industrie ls ,  dont E.D.F., de la zone 
- 1 9 -
contrôlée à l i m iter, voi re à annu ler  leurs émis­
s ions de 802 à l 'atmosphère ; c'est donc une . 
mesure très contraignante. 
Il convient de reven i r  ici sur la hauteur des 
cheminées d 'E .D .F. qu i ,  comme nous l 'avons 
vu précédemment, assure la d ispersion des 
fu mées. Une partie de ce l les-ci peut néan­
moi ns, sous forme de bouffées instantanées, 
retomber dans un rayon de que lq ues k i lomè­
tres de la centrale. Ces retombées se confon­
den t  a lo rs  avec c e l l e s  p rovenant  d 'autres 
sources de po l l ut ion. L' identif ication d'une ou 
des source(s) responsable(s) d 'une augmen­
tat ion des n iveaux de  pol lut ion est donc une 
tâche particu l ièrement d iffic i le .  
Des  é tudes  stat i s t i ques  soph is t i quées  
sont réal isées faisant i nterven i r  notamment 
les condit ions météorologiq ues ; E.D.F dis­
pose aussi d'un camion- laboratoi re permet­
tant pendant le  déplacement de ce camion­
labo rato i re ,  de m e s u rer  des n iveaux de 
p o l l u t i o n  et de l oca l i se r  e n  a l t i t ude  et en 
éte n d u e ,  les panaches i n d u st r i e l s .  Ces 
moyens très lourds et qu i  nécessitent du  per­
sonnel  hautement spécial isé, ne sont ut i l isés 
que dans les cas les plus dé l icats. Ainsi, i l 
apparaît que les fumées rejetées par les cen­
trales, sont sous haute surve i l lance : avant le 
rejet à l 'atmosphère, en alt itude, au sol. Tout 
dépassement de  valeurs fixées à l 'avance 
peut fai re et fera de p lus en p lus, l 'objet d'en­
quêtes. 
Les méthodes ut i l isées pour mesurer la 
pol l ut ion atmosphér ique, la  modél iser, inter­
préter les résultats obtenus sont m ises au 
p o i n t  par la D i rect ion  des  Études et 
Recherch es.  Dans l a  très g rande majo r i té 
des cas, ces études sont rend ues publ iques 
dans des jou rnaux spécial isés ou à l 'occa-
.. s ion de congrès in ternationaux com me cel u i  
qu i  s'est ten u  d u  1 1  au  15  septembre 1 989 à 
La Haye où p lus ieurs commun ications ont 
été présentées sur  ce thème. Les résultats 
de ces recherches sont ensu ite appl iqués 
par la D i rection de la Prod uction et du Tran­
sport qu i  a en  charge le fonctionnement des 
centrales et les relations avec l'Admin istra­
t ion .  
La p réservat i o n  o u  l ' amé l i o rat i on  d e  la 
q ual ité de  l 'a ir  constitue aujourd 'hu i  pour tout 
i ndustrie l  un objectif à atte indre impérative­
ment ; c'est, à présent, une donnée impor­
tante au même titre que la productivité d 'une 
i nstal lat ion et ,  à ce titre, e l le  obl ige à faire 
preuve de  beaucoup d ' imagination pour ut i l i ­
ser ou concevo i r  des moyens non ou peu 
po l luants. 
G. MAFFIOLO, 
Chef du groupe qualité 
de l'Air d'E.D.F. 
J .  FABRE, 
Département Environnement 
aquatique et atmosphérique 
d'E.D.F. 


Centrales thermiques classiques et pollution atmosphérique

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/2042/49622/1/AetN_1989_94_18.pdf

Centrales thermiques classiques et pollution atmosphérique

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