L'objectif du site industriel Lyondell Chimie France (LCF) était de réduire ses émissions de particules dans l'air, en particulier celles de ses chaudières de production de vapeur, alimentées notamment par le « fuel B » issu de la préparation d'un catalyseur à base de molybdène (Mo). Ce métal, soupçonné d'être à l'origine d'une part importante des particules émises, présente des propriétés cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction (CMR) sous sa forme oxydée MoO3 (trioxyde de molybdène).

Un suivi qui met aussi en évidence les progrès

Suivre un polluant dans la durée ne sert pas seulement à identifier un problème : cela permet aussi de vérifier, sur le terrain, si les actions engagées pour le réduire fonctionnent réellement. C'est ce que montre le suivi du Mo dans les lichens autour de Lyondell Chimie France (LCF).

Pour limiter ses émissions de poussières, l'industriel a investi dans une unité de traitement de ses fuels liquides, lancée en 2017 et pleinement opérationnelle en 2020. L'Institut Ecocitoyen a poursuivi ses mesures de Mo dans les lichens sur la même zone au fil des ans, ce qui a permis de suivre concrètement l'effet de cet investissement.

89,1
2014
60,6
2017
7,9
2021
1,6
2024

Concentration en Mo dans les lichens à proximité de LCF (mg/kg)

Une baisse continue, mesurée sur le terrain

En dix ans, la concentration en Mo dans les lichens à proximité de LCF est passée de 89,1 à 1,6 mg/kg, pour rejoindre le bruit de fond local dès 2024. Cette évolution, suivie de façon indépendante par l'Institut Ecocitoyen, confirme qu'une réduction des émissions à la source peut se traduire par une amélioration bien réelle de l'environnement local.

Mesures à l'émission (cheminées)

Concentration en Mo dans les fumées selon la quantité de fuel B utilisée

Concentration en Mo dans les fumées selon la quantité de fuel B utilisée sur la période - cliquez pour agrandir

Les prélèvements ont été effectués par un piquage directement dans les cheminées, avec différentes teneurs en fuel B contenant le molybdène. Dans tous les prélèvements, les particules très fines (< 1 µm) dominent largement et représentent plus de la moitié de la masse.

> 50 %

de la masse des particules émises sont des particules très fines (< 1 µm), quelle que soit la teneur en fuel B

7 à 21 %

du Mo dans la masse totale des éléments mesurés dans les particules très fines

Du Mo même sans fuel B

La quantité de Mo émise augmente avec la quantité de fuel B utilisée, mais de façon inattendue, une quantité importante de Mo est aussi présente en l'absence totale de fuel B — ce qui suggère des émissions par abrasion de dépôts accumulés dans les canalisations et les parois de la chaudière et de la cheminée.

Des observations par diffraction des rayons X (DRX) ont permis d'obtenir des résultats sur la forme chimique du Mo présent. Il ressort une forme de Mo oxydée, mais pas purement MoO3 : elle semble plus souvent associée à d'autres éléments comme le sodium, le zinc, le calcium ou encore le plomb, du type molybdates de zinc ou de calcium (ZnMoO4 ou CaMoO4 par exemple). Si la toxicité de ces formes complexes n'a jamais été évaluée, la probabilité qu'elle le soit un jour reste significative.

Mesures en zone habitée (Port-Saint-Louis-du-Rhône)

Concentration en Mo selon la proportion de vent en provenance de LCF

Concentration en Mo selon la proportion de vent en provenance de LCF - cliquez pour agrandir

Les prélèvements de particules ont été faits sur filtre dans le quartier de Port-Saint-Louis, à proximité de la plage Olga, avec la météo enregistrée sur place grâce aux moyens mobiles de l'Institut Ecocitoyen.

Un effet du vent net et rapide

Plus le vent provient de l'usine LCF, plus la quantité de Mo dans l'air est élevée. L'effet est sensible dès 10-15 % de vent en provenance du site sur une journée ; à partir de 30 %, la teneur en Mo augmente fortement jusqu'à dépasser 100 ng/m³, contre moins de 5 ng/m³ en l'absence de vent venant de LCF.

Deux cas s'écartent de cette tendance : à 55 % de vent venant de LCF, une concentration plus faible que prévu est très probablement liée à des précipitations (46 mm) qui ont dû limiter l'étendue des panaches ; à 44 %, aucune explication n'a pu être trouvée.

Les observations laissent penser que la grande majorité du Mo se trouve dans les particules ultrafines (< 0,5 µm) — pour rappel, ces dimensions leur permettent de pénétrer profondément dans le système respiratoire, voire d'intégrer le flux sanguin. Ces particules rejoignent la gamme de tailles suivie par notre suivi granulométrique Sulttan.

Ces dimensions ultrafines n'ont pas non plus permis de les observer en microscopie électronique (MEB) ni en spectroscopie Raman. On doit donc se contenter des résultats des prélèvements en cheminée, qui ne rendent cependant pas compte de possibles transformations dans l'air entre la cheminée et la zone d'habitation.

Par ailleurs, des niveaux élevés de pollution de l'air par les métaux ont aussi été observés au cours de l'étude lorsque les vents venaient d'autres secteurs de la zone industrialo-portuaire de Fos.

Suivi par bio-indication lichénique

Distribution géographique du Mo dans les lichens autour de LCF

Distribution géographique du Mo dans les lichens autour de LCF - cliquez pour agrandir

La mesure de l'accumulation du Mo dans les lichens permet de visualiser sa distribution géographique. Le Mo s'accumule autour de Lyondell Chimie France, jusqu'à 89 mg/kg à quelques kilomètres au nord du site, alors qu'on mesure en moyenne 50 à 100 fois moins en s'éloignant (0,9 à 2 mg/kg). LCF semblait être le seul site à émettre du Mo dans l'air en 2014.

L'étude

En réponse à la demande de Lyondell Chimie France, site industriel chimique de Fos-sur-Mer, l'Institut Ecocitoyen a réalisé des mesures à l'émission (dans les cheminées du site) ainsi que dans les zones d'habitation supposées les plus impactées, avant de poursuivre le suivi dans le temps par bio-indication lichénique.

Points clés

Le Mo est émis même en l'absence totale de fuel B, par abrasion des dépôts dans les canalisations et la chaudière

La concentration en Mo dépasse 100 ng/m³ dès que le vent en provenance de LCF atteint 30 %, contre moins de 5 ng/m³ en son absence

Le dispositif de traitement des fuels mis en place par LCF (2017-2020) a ramené le Mo dans les lichens au bruit de fond local dès 2024

Focus technique

  • Diffraction des rayons X (DRX) : identification de la forme chimique du Mo dans les particules émises
  • Microscopie électronique (MEB) et spectroscopie Raman : caractérisation des particules, limitées par la taille ultrafine de celles mesurées en zone habitée
  • Météo mobile de l'Institut Ecocitoyen : mise en relation des concentrations mesurées avec la direction du vent
  • Bio-indication lichénique : distribution géographique et suivi temporel de l'accumulation du Mo
Informations

Période : 2014-2015 (mesures initiales), suivi lichens jusqu'en 2024

Industriel : Lyondell Chimie France (Fos-sur-Mer)

Suivis : Émissions cheminées, zone habitée, lichens

Analyses : Chimie, DRX, MEB, Raman, météo