Fumée

La fumée, ou boucane au Québec et en Acadie,[2], est un nuage de gaz, de vapeurs (plus ou moins chaudes) et de particules solides émis par un feu, certaines réactions chimiques ou un échauffement mécanique. Ces particules sont principalement de la suie (du carbone imbrûlé), ainsi que des cendres volantes ; Souvent la fumée contient aussi une grandes quantités de composants métalliques et organiques en faible quantité, mais qui pour beaucoup sont toxiques. Dans le monde les humains sont principalement exposés aux fumées de feux de bois, de charbon et de cigarette.

Toxicité et dangers

Femme nigériane exposée aux risques d'inhalation de toxines en fumant du poisson

Lors d'un incendie, la fumée représente plusieurs dangers pouvant cumuler leurs effets voire agir synergiquement :

  • Son opacité et sa capacité à rendre la respiration difficile gênent considérablement l'évacuation (d'un bâtiment ou d'une forêt ou savane en feu...), la détection de victimes inanimées ainsi que la progression des secours ; Elle a également un « effet de filtre » qui modifie la perception des couleurs par les pompiers, et donc la lecture du feu : des flammes jaunes vont paraître rouges à travers la fumée, et si le plafond de fumées est épais, il peut cacher les rouleaux de flamme annonciateurs de l'embrasement généralisé éclair ;
  • Outre le CO2 et le CO asphyxiants, la fumée contient des dizaines à centaines de composés toxiques[3] source d'intoxication[4] ; L'inhalation de fumée est la première cause de décès lors d'un incendie. L'effet toxique peut persister après extinction de l'incendie. La fumée a une toxicité systémique[5]. La toxicité des feux ruraux ne doit pas non plus être sous-estimée (la paille et l'herbe sur pied peuvent aussi dégager en brûlant des composés cyanhydrique toxiques (lors d'un feu de chaume sur pied[6]). L'inhalation de fumée refroidie est pernicieuse car n'entraîne pas ou peu de sensation de gêne immédiate ou à court terme ; Le noir de carbone déposé par les fumées est cancérigène et de nombreuses particules déposées par les fumées sont toxiques (notamment en cas de combustion de déchets et de déchets industriels). Les fumées issues d'accidents nucléaires ou d'incendies de forêts contaminées par des retombées radioactives, après la catastrophe de Tchernobyl par exemple, sont aussi radioactives et responsables de ré-émissions et déplacements géographiques de radionucléides. D'autres cas particulier sont par exemple ceux des fumées de combustion de pesticides[7], des fumées de tirs de munition ou d'explosif[8], des fumées de soudure (source de nanoparticules et de vapeurs métalliques[9],[10],[11]). Un simple feu de bois est source de produits toxiques et polluants[12].
  • La fumée au moment où elle se produit transporte de la chaleur (gaz brûlants et particules incandescentes) ; l'inhalation de fumées chaudes peut provoquer des brûlures internes des poumons et des voies aériennes ; en facilitant l'élévation de température dans les locaux où elle se répand, elle peut provoquer la naissance d'un autre feu éloigné du foyer initial ;
  • Elle contient généralement des gaz imbrûlés issus de la pyrolyse des matériaux ; En se mélangeant à l'air, elle peut provoquer une explosion de fumées (backdraft) voire un embrasement généralisé éclair (flashover).
  • Certaines fumées sont très acides (issues de la combustion de PVC par exemple ; seules ou combinées aux eaux d'extinction elles peuvent dégrader des installations techniques et des matériaux de construction ; des structures peuvent subir des dommages irréversibles, même après une brève exposition. De même pour certains éléments de connectique. Des industriels négligeant ce problème après un sinistre s'exposent à des pannes et des défaillances structurelles dans les jours ou semaines suivants le sinistre. Il existe des procédés de décontamination qui doivent intervenir dans les heures ou les jours qui suivent. La décontamination des fumées d'incinération de déchets de fait avant la sortie de la cheminée[13].

Lutte contre l'incendie

Dans un certain nombre de bâtiments, et notamment les établissements recevant du public en France, les normes de construction imposent de prévoir des mesures de désenfumage.

Lors de leur intervention sur un feu en volume clos, la priorité des pompiers est de maîtriser la fumée :

  • confinement (fermer les portes) ou au contraire évacuer : création d'un exutoire (c'est-à-dire d'une ouverture, quitte à casser une fenêtre ou le toit), éventuellement mise en place d'une ventilation opérationnelle ;
  • refroidissement des fumées en effectuant un jet diffusé (nébullisé) et pulsé d'eau, ou bien par « crayonnage » (dessiner des lettres dans l'air avec le jet diffusé).

Un seul kilogramme de plastique génère 2 500 m3 de fumées[14],[15].

Fumée des feux de forêt

Fumée d'un incendie de steppe dans l'est du Kazakhstan
Panache d'incendie de forêt dans le nord-ouest pacifique
Évolution prévue pour l'Ouest des États-Unis des temps d'exposition moyens (nombre de jour par an) et de la durée moyenne de la "saison des feux" entre le début et le milieu du XXIe siècle

Avec le réchauffement climatique, la destruction de zones humides et l'augmentation du risque d'incendie de forêt, les impacts sanitaires et climatiques des feux de forêt prennent de l'ampleur, d'autant que la taille et la durée des incendies tend à augmenter dans plusieurs régions du monde, y compris dans des régions habitées[16].
Ainsi selon une étude récente (revue Climatic Change, 2016) dans l'ouest des États-Unis ces feux sont devenus la source de vagues de fumée régulières ; On appelle vague de fumée un événement touchant un paysage ou une population durant 48 h ou plus ; ils sont dans les années 2010 dans cette région du monde sources de plus des deux tiers des particules qui polluent l'air les jours de dépassement des normes fédérales de qualité de l'air. Certaines communautés humaines sont exposées à ces fumés durant des jours ou semaines (ex : Ouest des États-Unis où par exemple à Seeley Lake (commune de 1600 âmes située à 50 kilomètres au nord-est de Missoula) où la ville a été noyée dans la fumée une bonne partie d'août et au début de septembre 2017, ce qui a fait bondir la pollution de l'air jusqu'à près de 20 fois le seuil classé acceptable par l'Environmental Protection Agency) voire des mois (Indonésie), avec des risques aggravés de maladies pulmonaires et d'asthme en particulier. Ces feux sont sources de pollutions transfrontalières, ce qui pose des questions juridiques particulières en termes de prévention et de droit[16].

Ce phénomène pourrait empirer avec dès 2050 dans les pays occidentaux plus de 80 millions de personnes probablement concernées par une augmentation de près de 60 % du nombre de « vagues de fumée », au détriment de la santé publique et de la qualité et durée de la vie. Ceci a motivé plusieurs études encore en cours sur la mesure de la pollution, la chimie de ces fumées et l'évolution des polluants à différente hauteurs de l'atmosphère. Ces mesures sont effectuées par des satellite, et ponctuellement via des prélèvements faits par des avion (C-130 et bientôt DC-8 et drones) directement dans les panaches de fumée de feux de forêts[16].

Ces travaux doivent permettre de mieux connaitre et modéliser le comportement et la chimie et toxicité ou écotoxicité des fumées de feux de forêt, de brousse, de friches, etc. notamment concernant des polluants préoccupants tels que micro et nanoparticules, dioxines, oxydes d'azote (qui contribuent indirectement à la formation de l'ozone troposphérique qui est l'un des polluants préoccupant qui tend à croitre dans une grande partie du monde). Les chercheurs s'intéressent aussi au monoxyde de carbone et à de très nombreux COV (composés organiques volatils). Dans la zone des retombés de Tchernobyl, les incendies sont à l'origine de nouvelles dispersions de radionucléides[16].

Ces fumées sont sources d'aérosols absorbant une partie de la lumière du soleil, et interagissant avec les microclimat, la pluviométrie et le climat global. En 2018-2019 des études chercheront à mieux comprendre le comportement de ces aérosols quand ils s'adsorbent dans les nuages. Comprendre ces phénomènes (y compris quand ils proviennent d'écobuage et de brûlages dirigés forestiers) est nécessaire pour comprendre leurs effets écologiques et sanitaires, mais aussi pour corriger les prévisions météo pendant et après les grands épisodes d'incendies de forêt[16].

La nuit et parfois le jour (en condition d'inversion atmosphérique) une partie de la fumée peut descendre ou stagner dans les vallées, ce qui aggrave encore la qualité de l'air[16].

Ces travaux permettront aussi de mieux estimer les pertes induites en termes de carbone provisoirement fixé dans la biomasse et dans certains puits de carbone et donc de pouvoir mieux évaluer les conditions d'une neutralité carbone de la filière bois-énergie[16] ;

On sait que la santé des pompiers urbains est altérée par leur travail en raison de la toxicité des fumées inhalées, mais en 2018 on manque encore de données sur la santé des pompiers forestiers, professionnels ou volontaires[16].

Sarah Henderson, épidémiologiste de l'environnement et chercheuse au Centre de contrôle des maladies de Colombie-Britannique (Vancouver, Canada) voudrait étudier la santé des enfants nés lors de vagues de fumée[16].

Utilisation tactique

Utilisation civile de fumigènes dans le cadre de manifestations (Paris XIII, novembre 2008).

Un système qui génère de la fumée est dit « fumigène ». Les fumigènes sont parfois utilisés par l'armée pour masquer la position exacte des soldats ; ils sont également utilisés pour effectuer un balisage visible de jour depuis le ciel, par exemple pour marquer la zone d'atterrissage d'un hélicoptère (drop zone ou DZ). Des machines à fumées sont également utilisées pour créer des ambiances dans les discothèques. Les fumigènes peuvent être utilisés à des fins récréatives, au même titre que les pétards. Leur fabrication est simple et ils sont souvent fabriqués soi-même, par exemple à partir de balles de ping-pong[17].

Dans ces quatre cas, les fumées sont non toxiques.

Conservation des aliments

L'exposition de certains aliments à la fumée (procédé appelé fumage) permet d'accroître leur durée de conservation. Les plus connus sont le jambon, le poisson, le fromage...

Voir aussi

Bibliographie

  • Ribet N, Bontems V, Escudié D & Rigolot E (2018) Feu-Ami ou ennemi ?. Dunod.

Notes et références

  1. Le mot fumée est tout de même utilisé
  2. Guillaume E (2012). Toxicité des fumées d'incendie. techniques de l’ingénieur (résumé
  3. Carsin, H., Le Gulluche, Y., Marotel, C., Mien, G., Timsit, J. F., & Guilbaud, J. (1990). Toxicité pulmonaire des fumées d’incendie. Réanimation et Médecine d'urgence", Ed. Expansion Scientifique Française, Paris, 437-457.
  4. Megarbane B, Chaiba D & Baud F (2002) Origine et traitement des intoxications par inhalation de fumées d'incendie. Environnement, Risques & Santé, 1(4), 241-9.
  5. Besserre R & Delort P (1997) Toxicité systémique de la fumée de feux ruraux: un cas clinique, deux expérimentations en laboratoire. Urgences Medicales, 16(2), 77-80 (résumé).
  6. Jarry J (1992) Etude de la toxicité des produits de degradation thermique de composes agro-pharmaceutiques | Doctoral dissertation, université de Rouen| (résumé).
  7. Carbonel, P., & Bigourd, J. (1980). MÉthodes d'essais pour évaluer La toxicité des fumées de tir. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 5(2‐3), 83-86 (résumé).
  8. Blandin, M., Pachura, S., Magot, D., & Staudt, J. P. (2018). Un outil d’aide à l’évaluation du risque chimique par inhalation pour l’activité de soudage. Archives des Maladies Professionnelles et de l'Environnement.
  9. Thaon, I., Guillemin, M., Gonzalez, M., & Cantineau, A. (2001). Risques toxiques et pathologies professionnelles liés au soudage métallique. Pathologies professionnelles et de l’environnement in Encyclopédie Médico-chirurgical, 16-538.
  10. Reygagne A, Balacey J.F, Richard B, Garnier R. Combourieu Y, lerest V & Boillot R (1999) Évaluation des risques toxiques des fumées de soudage à l'arc lors de réparations de rails de chemin de fer. Archives des maladies professionnelles et de médecine du travail, 60(5), 461-463.
  11. Masse R & Boudène C (2013) Des toxiques au coin du feu: données récentes sur l'impact sanitaire des fumées de bois. Bulletin de l'Académie nationale de médecine, 197(1), 187-191.
  12. Lici, V. (1996) Prétraitement en milieu aqueux alcalin de résidus d'épuration de fumées d'incinération d'ordures ménagères avant stabilisation. Application à la solidification-stabilisation par liants hydrauliques et à la vitrification (Doctoral dissertation, Compiègne).
  13. [1]
  14. Hugues Demeude & Pascal Rossignol, « 10 kilos de plastique qui brûlent, cela fait 25 000 mètres cubes de fumées » ; in Feux de navires Les SP sur le pont ; Un nouveau GNR feu de navire est mis en place par la DDSC ; spmag N°954 février 2004
  15. a, b, c, d, e, f, g, h et i Warren Cornwall (2018) Scientists race to reveal how surging wildfire smoke is affecting climate and health ; 31 mai 2018
  16. « fabrication de fumigènes à partir de balles de ping-pong »

Voir aussi