# Comprendre les principaux rejets polluants d’une voiture
La pollution automobile constitue aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique et environnemental. En France, 37,7 millions de véhicules émettent chaque année 16% de l’ensemble des gaz à effet de serre du territoire. Au-delà du dioxyde de carbone largement médiatisé, les véhicules thermiques rejettent une multitude de polluants atmosphériques nocifs pour votre santé et l’environnement. Comprendre précisément la nature de ces émissions, leurs origines et leurs mécanismes de formation devient essentiel pour adopter des solutions de mobilité responsables. Entre particules fines, oxydes d’azote et composés organiques volatils, chaque type de polluant présente des caractéristiques spécifiques et des impacts distincts sur la qualité de l’air que vous respirez quotidiennement.
Les émissions de dioxyde de carbone (CO2) issues de la combustion des carburants fossiles
Le dioxyde de carbone représente le principal gaz à effet de serre émis par les véhicules automobiles. Lors de la combustion de l’essence ou du diesel dans le moteur thermique, les hydrocarbures contenus dans le carburant réagissent avec l’oxygène de l’air pour produire de l’énergie mécanique. Cette réaction chimique génère inévitablement du CO2 et de la vapeur d’eau comme sous-produits. Pour illustrer concrètement ce processus, prenons l’exemple de l’octane, principal composant de l’essence ordinaire. Sa formule chimique est C8H18, ce qui signifie que chaque molécule contient 8 atomes de carbone et 18 atomes d’hydrogène.
La réaction de combustion complète de l’octane s’écrit : 2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O. Cette équation révèle qu’une molécule d’octane produit 8 molécules de dioxyde de carbone. Si vous calculez précisément, 1 litre d’essence génère environ 2,3 kilogrammes de CO2. Ce chiffre peut vous surprendre : comment un liquide peut-il produire un volume de gaz plus lourd que lui-même ? La réponse réside dans la masse des atomes d’oxygène captés dans l’atmosphère pendant la combustion. Pour le diesel, la densité carbonique étant supérieure, 1 litre dégage approximativement 2,64 kilogrammes de CO2.
À l’échelle du périphérique parisien, avec ses 35 kilomètres parcourus quotidiennement par 1,2 million de véhicules, les émissions atteignent près de 8 946 tonnes de CO2 par jour. Ce chiffre astronomique illustre l’ampleur du défi climatique posé par la mobilité urbaine. Les émissions de CO2 par véhicule varient considérablement selon plusieurs paramètres : la cylindrée du moteur, son âge, sa technologie (essence, diesel, hybride), mais aussi votre style de conduite. Une conduite agressive avec des accélérations brutales peut augmenter vos émissions de 20 à 30% par rapport à une conduite souple et anticipative.
La mesure officielle des émissions de CO2 s’effectue selon le protocole WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure), obligatoire depuis 2017 pour l’homologation des véhicules neufs. Ce protocole combine des tests en laboratoire et des mesures en conditions réelles de conduite, offrant une évaluation plus représentative que l’ancien cycle NEDC. Sur votre carte grise, vous trouverez le taux d’émission de CO2 dans la case V7, exprimé en grammes par kilomètre. Cette donnée dé
critique sert de base au calcul du malus écologique lors de l’immatriculation d’un véhicule neuf, mais aussi à l’affichage des consommations sur les étiquettes énergie. Plus le chiffre indiqué en V7 est élevé, plus votre voiture émet de CO2 par kilomètre parcouru, et plus son bilan climatique est lourd. À l’inverse, les véhicules hybrides, hybrides rechargeables et électriques affichent des valeurs nettement plus basses, voire nulles à l’échappement pour les voitures 100 % électriques. Gardez toutefois en tête que même un véhicule électrique génère des émissions de CO2 « cachées », liées à la production de l’électricité et à la fabrication des batteries.
Les oxydes d’azote (NOx) : formation et impact des moteurs thermiques
Le monoxyde d’azote (NO) produit lors de la combustion à haute température
Les oxydes d’azote, regroupés sous l’acronyme NOx, sont des polluants clés émis par les moteurs thermiques, en particulier diesel. Leur formation ne vient pas du carburant lui-même, mais de l’air aspiré par le moteur. À haute température, généralement au-delà de 1 300 °C, l’azote (N2) et l’oxygène (O2) de l’air réagissent entre eux pour former du monoxyde d’azote (NO). Plus la pression et la température dans la chambre de combustion sont élevées, plus la production de NO augmente.
Les moteurs modernes, optimisés pour le rendement énergétique et donc pour réduire la consommation de carburant, fonctionnent justement à des températures de combustion plus élevées. Ce paradoxe est important à comprendre : améliorer l’efficacité d’un moteur peut diminuer le CO2, mais augmenter les NOx si aucune technologie de dépollution n’est utilisée. À la sortie immédiate du cylindre, la majorité des NOx est sous forme de NO, un gaz incolore et relativement peu irritant. Cependant, ce n’est que la première étape d’un enchaînement chimique qui va aboutir à un polluant bien plus agressif pour vos poumons.
Le dioxyde d’azote (NO2) et sa transformation atmosphérique
Une fois rejeté dans l’atmosphère via le pot d’échappement, le monoxyde d’azote (NO) s’oxyde en dioxyde d’azote (NO2) au contact de l’oxygène et des oxydants présents dans l’air. Cette réaction peut être rapide dans les rues urbaines très circulées, ce qui explique les pics de NO2 observés le long des grands axes routiers et dans les « canyons urbains » où l’air circule mal. Le NO2 est un gaz brunâtre, fortement irritant pour les voies respiratoires, en particulier chez les enfants, les asthmatiques et les personnes âgées.
Sur le plan sanitaire, une exposition chronique à des concentrations élevées de NO2 augmente le risque de bronchites, de crises d’asthme et de diminution de la fonction respiratoire. Sur le plan environnemental, les NOx contribuent aussi à la formation d’ozone troposphérique (O3) et de particules secondaires, en réagissant avec les composés organiques volatils (COV) sous l’effet du soleil. On pourrait comparer les NOx à des « briques chimiques » : seuls, ils sont déjà problématiques, mais combinés à d’autres polluants, ils participent à la construction d’un véritable cocktail toxique dans l’air ambiant.
Les systèmes de recirculation des gaz d’échappement (EGR) pour réduire les NOx
Pour limiter la formation des NOx à la source, les constructeurs ont développé des systèmes de recirculation des gaz d’échappement, appelés EGR (Exhaust Gas Recirculation). Le principe est relativement simple : une partie des gaz brûlés est réinjectée dans l’admission d’air du moteur. Ces gaz sont pauvres en oxygène et agissent comme un « diluant », ce qui abaisse la température de combustion et réduit ainsi la production de NO. En pratique, cela permet de respecter les normes Euro en matière de NOx sans augmenter de façon excessive la consommation de carburant.
Les systèmes EGR peuvent être de type haute pression (gaz prélevés juste après le collecteur d’échappement) ou basse pression (gaz repris après le filtre à particules et le catalyseur). Ils sont efficaces, mais pas sans inconvénients : l’encrassement de la vanne EGR par les suies et les imbrûlés est une panne fréquente, notamment sur les moteurs diesel utilisés majoritairement en ville. Un entretien régulier du moteur et des trajets périodiques sur route à régime stabilisé peuvent limiter ces problèmes. De votre côté, adopter une conduite fluide et éviter les très courts trajets à froid contribue aussi à limiter l’encrassement.
Le scandale volkswagen dieselgate et la manipulation des émissions NOx
Les contraintes réglementaires de plus en plus strictes sur les NOx ont poussé certains constructeurs à franchir la ligne rouge. Le scandale Volkswagen, connu sous le nom de « Dieselgate », en est l’exemple le plus emblématique. En 2015, il a été révélé que des logiciels truqueurs équipaient des millions de véhicules diesel. Ces programmes détectaient les phases de tests d’homologation sur banc à rouleaux et activaient alors les systèmes de dépollution au maximum pour respecter les limites légales en NOx.
En conditions de conduite réelles, en revanche, ces mêmes véhicules émettaient parfois jusqu’à 10 ou 20 fois plus de NOx que les valeurs annoncées. Ce scandale a mis en lumière l’écart important entre les tests de laboratoire et la réalité du trafic, mais a aussi accéléré la mise en place de mesures plus strictes. Depuis, l’Union européenne impose des tests RDE (Real Driving Emissions), réalisés sur route, qui limitent les possibilités de tricherie. Pour vous, automobiliste, cette affaire a rappelé une évidence : les chiffres officiels d’émissions ne sont pertinents que s’ils reflètent au mieux vos conditions d’usage quotidiennes.
Les particules fines PM10 et PM2.5 émises par les moteurs diesel
La composition chimique des particules de suie et hydrocarbures imbrûlés
Les particules fines issues des voitures, en particulier des moteurs diesel, sont majoritairement composées de suie (carbone élémentaire) agglomérée en structures microscopiques. Autour de ce noyau carboné viennent s’adsorber de nombreux composés organiques : hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), métaux, sulfates, nitrates, résidus de lubrifiants, etc. Cette combinaison rend les particules non seulement irritantes par leur présence physique dans les bronches, mais aussi chimiquement réactives et parfois cancérigènes.
On distingue généralement les PM10 (diamètre inférieur à 10 micromètres) et les PM2,5 (moins de 2,5 micromètres). Plus la particule est petite, plus elle pénètre profondément dans l’arbre respiratoire, jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Certaines particules ultrafines peuvent même franchir la barrière pulmonaire et se retrouver dans la circulation sanguine. C’est un peu comme si, au lieu de respirer de l’air, vous inhaliez en permanence une poussière invisible chargée de substances toxiques. Sur le long terme, cette exposition augmente les risques de maladies cardiovasculaires, d’AVC, d’asthme et de cancers du poumon.
Le filtre à particules diesel (FAP) et son mécanisme de régénération
Pour lutter contre ces émissions de suie, les véhicules diesel modernes sont équipés d’un filtre à particules (FAP), obligatoire depuis la norme Euro 5. Ce dispositif, intégré à la ligne d’échappement, fonctionne comme un tamis en céramique : les gaz d’échappement le traversent, tandis que les particules solides s’y accumulent. Lorsque la charge de suie atteint un certain seuil, le moteur déclenche une phase dite de régénération, au cours de laquelle la température des gaz d’échappement est augmentée afin de brûler les particules piégées et de régénérer le filtre.
Cette régénération peut être passive (lors de roulages prolongés à vitesse stabilisée, par exemple sur autoroute) ou active (le système injecte un surplus de carburant pour faire monter la température dans le FAP). Si vous utilisez principalement votre voiture en ville sur de très courtes distances, la régénération ne se fait pas correctement et le filtre risque de s’encrasser. Vous pouvez limiter ce risque en effectuant régulièrement un trajet d’au moins 20 à 30 minutes à régime constant. Un FAP bien entretenu réduit très fortement les émissions de PM, mais ne les supprime pas totalement, notamment pour les particules les plus fines.
Les nanoparticules ultrafines inférieures à 0,1 micromètre
En dessous des PM2,5, on trouve encore plus petit : les nanoparticules, parfois notées PM0,1, dont le diamètre est inférieur à 0,1 micromètre (100 nanomètres). Ces particules ultrafines sont particulièrement problématiques, car elles échappent en grande partie aux systèmes de filtration classiques et pénètrent très profondément dans l’organisme. Leur taille est comparable à celle de certains virus, ce qui leur permet de franchir des barrières biologiques, d’atteindre la circulation sanguine et potentiellement d’autres organes.
Les moteurs diesel, mais aussi certains moteurs essence à injection directe, sont de gros pourvoyeurs de nanoparticules, surtout en phases transitoires (démarrages à froid, accélérations brutales). Les études épidémiologiques suggèrent un lien entre l’exposition chronique à ces particules ultrafines et un risque accru d’inflammations systémiques, de troubles cardiovasculaires et de pathologies neurodégénératives. Là encore, adopter une conduite modérée, limiter les démarrages à froid répétitifs et éviter autant que possible la circulation dans les zones très enclavées peut réduire votre exposition quotidienne.
La distinction entre émissions à l’échappement et particules d’abrasion
Lorsque l’on parle de particules fines, on pense spontanément aux gaz d’échappement. Pourtant, une part croissante des PM2,5 et PM10 émises par les voitures ne vient pas du moteur, mais des phénomènes d’abrasion : usure des pneus, des freins et de la chaussée. Selon l’Agence européenne pour l’environnement, ces émissions dites « non échappement » représentent déjà près de 40 % des particules liées au trafic routier, et cette proportion augmentera à mesure que les moteurs deviendront plus propres.
Concrètement, même une voiture électrique lourde équipée de pneus larges peut émettre beaucoup de particules d’abrasion, notamment lors de fortes accélérations ou de freinages fréquents. Cela signifie que la simple électrification du parc automobile ne résout pas totalement le problème des particules fines. Pour limiter ces émissions, plusieurs leviers existent : choisir un véhicule plus léger, maintenir une pression de pneus correcte, adopter une conduite anticipative pour moins solliciter les freins, et privilégier des revêtements routiers moins abrasifs. La mobilité propre ne dépend pas seulement du carburant, mais aussi du poids et du style de conduite du véhicule.
Le monoxyde de carbone (CO) produit par une combustion incomplète
Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz incolore, inodore, mais extrêmement toxique. Il se forme lorsque la combustion des carburants fossiles est incomplète, c’est-à-dire quand il manque de l’oxygène ou que le mélange air-carburant n’est pas correctement homogénéisé. Dans ces conditions, le carbone du carburant ne s’oxyde pas totalement en CO2 et reste partiellement oxydé sous forme de CO. Les moteurs essence anciens, dépourvus de système de dépollution, étaient de gros émetteurs de monoxyde de carbone.
Sur le plan biologique, le CO se lie de façon très forte à l’hémoglobine des globules rouges, environ 200 fois plus avidement que l’oxygène. Résultat : une partie de vos globules rouges devient « hors service » pour le transport d’O2. À faibles doses, cela peut provoquer maux de tête, fatigue, baisse de la concentration ; à fortes concentrations, les effets deviennent rapidement graves (troubles cardiaques, perte de connaissance, voire décès). C’est pourquoi il est crucial de ne jamais laisser tourner un moteur dans un espace clos (garage, parking souterrain mal ventilé) et de couper systématiquement le moteur lors des arrêts prolongés.
Heureusement, les pots catalytiques modernes ont considérablement réduit les émissions de CO des voitures essence et diesel. Ils transforment le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone, beaucoup moins toxique à court terme (mais problématique pour le climat). Néanmoins, lors des démarrages à froid, avant que le catalyseur n’atteigne sa température de fonctionnement, les émissions de CO peuvent rester élevées. Limiter les trajets très courts et éviter de faire chauffer inutilement la voiture à l’arrêt sont de bons réflexes pour réduire votre exposition et vos rejets de monoxyde de carbone.
Les composés organiques volatils (COV) et hydrocarbures non méthaniques (HCNM)
Le benzène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
Les composés organiques volatils (COV) forment une grande famille de substances carbonées capables de se vaporiser facilement dans l’air. Parmi eux, les hydrocarbures non méthaniques (HCNM) issus des moteurs thermiques regroupent des molécules comme le benzène, le toluène, le xylène ou encore les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces composés proviennent soit d’une combustion incomplète du carburant, soit de l’évaporation des carburants et lubrifiants (réservoir, canalisations, système d’alimentation).
Le benzène est classé cancérogène avéré pour l’être humain par le CIRC (Centre international de recherche sur le cancer). L’exposition chronique, même à de faibles doses, augmente le risque de leucémies et de troubles hématologiques. Les HAP, quant à eux, s’adsorbent souvent à la surface des particules de suie, ce qui facilite leur inhalation et leur dépôt au fond des voies respiratoires. Parmi eux, le benzo[a]pyrène est l’un des plus étudiés pour son pouvoir cancérigène. Pour réduire ces émissions, les normes sur la teneur en benzène de l’essence ont été drastiquement abaissées en Europe, et les systèmes de dépollution se sont généralisés.
Le formaldéhyde émis par les moteurs essence à injection directe
Certains composés organiques volatils moins connus du grand public jouent pourtant un rôle important dans la pollution de l’air liée aux voitures. C’est le cas du formaldéhyde (HCHO), un aldéhyde très réactif produit notamment par les moteurs essence à injection directe (GDI). Ces moteurs, développés pour améliorer le rendement et réduire la consommation, peuvent générer plus de particules fines et de composés carbonylés (dont le formaldéhyde et l’acétaldéhyde) que les moteurs essence à injection indirecte, surtout en l’absence de filtre à particules spécifique.
Le formaldéhyde est irritant pour les yeux et les voies respiratoires et est également classé cancérogène pour l’être humain. Il contribue par ailleurs à la formation d’ozone troposphérique et de particules secondaires lorsqu’il réagit avec les NOx sous l’effet du rayonnement solaire. Là encore, la technologie progresse : de nouveaux systèmes de post-traitement, comme les catalyseurs spécifiques pour moteurs GDI et les filtres à particules essence (GPF), visent à réduire ces émissions. Si vous envisagez l’achat d’un véhicule essence récent, vérifier la présence d’un GPF peut être un critère pertinent pour limiter votre impact sur la qualité de l’air.
Le pot catalytique trois voies pour oxyder les hydrocarbures imbrûlés
Pour traiter simultanément plusieurs types de polluants (CO, HC et NOx), la plupart des moteurs essence modernes sont équipés d’un pot catalytique trois voies. Ce dispositif, installé sur la ligne d’échappement, contient des métaux précieux (platine, palladium, rhodium) déposés sur un support en céramique. Il permet de réaliser trois réactions principales : l’oxydation du monoxyde de carbone en CO2, l’oxydation des hydrocarbures imbrûlés en CO2 et H2O, et la réduction des NOx en azote (N2) et en eau.
Pour que le catalyseur soit efficace, le moteur doit fonctionner avec un mélange air/carburant très proche du rapport stœchiométrique (lambda = 1). C’est pourquoi les moteurs essence modernes sont pilotés en permanence par une sonde lambda qui ajuste la richesse du mélange. Lorsque tout fonctionne correctement, plus de 90 % des HC et du CO peuvent être éliminés. Cependant, un catalyseur vieillissant, encrassé ou mal chauffé perd en efficacité. Respecter les intervalles d’entretien, utiliser un carburant de qualité correcte et éviter les additifs non homologués sont des gestes simples pour prolonger la performance de votre système de dépollution.
Les polluants émergents : ammoniac (NH3) et protoxyde d’azote (N2O)
Les technologies antipollution actuelles, si elles permettent de réduire certains rejets, peuvent aussi générer de nouveaux polluants dits « émergents ». C’est le cas de l’ammoniac (NH3), principalement émis par les véhicules essence équipés de catalyseurs trois voies et par les systèmes SCR (Selective Catalytic Reduction) des moteurs diesel utilisant l’AdBlue. Dans ces systèmes, l’urée ou d’autres composés azotés sont utilisés pour réduire les NOx en azote et en eau. Mais lorsque la réaction n’est pas parfaitement contrôlée, une partie de ces composés peut se transformer en NH3, qui s’échappe alors dans l’atmosphère.
L’ammoniac lui-même est irritant pour les voies respiratoires, mais son principal impact est indirect : il réagit avec les NOx et le dioxyde de soufre (SO2) pour former des particules fines ammoniacales (nitrates et sulfates d’ammonium). Autrement dit, en voulant réduire les NOx à l’échappement, on peut contribuer à la formation de particules secondaires dans l’air ambiant. Ce phénomène est particulièrement marqué dans certaines régions européennes où les niveaux d’ammoniac d’origine agricole sont déjà élevés. Les émissions routières viennent alors s’ajouter à ce « fond » de pollution.
Le protoxyde d’azote (N2O), quant à lui, est un gaz à effet de serre puissant, environ 300 fois plus réchauffant que le CO2 sur un horizon de 100 ans. Il peut être produit en petites quantités par les catalyseurs trois voies et certains systèmes SCR, lors de réactions secondaires mal maîtrisées. À l’échelle d’un seul véhicule, les émissions de N2O restent faibles, mais à l’échelle mondiale, elles deviennent significatives pour le bilan climatique. Là encore, l’enjeu est d’optimiser finement les systèmes de dépollution pour limiter la formation de ces polluants « de second ordre ».
Face à cette complexité, une idée se dégage clairement : même les meilleures technologies automobiles ont leurs limites, et chaque solution technique s’accompagne de nouveaux défis. Réduire durablement l’impact polluant d’une voiture ne passe pas seulement par le choix d’un moteur plus récent ou d’un carburant alternatif, mais aussi – et surtout – par une réflexion globale sur nos déplacements : trajet réellement nécessaire ou non, possibilité de covoiturage, usage des transports en commun, de la marche ou du vélo. Car le seul kilomètre qui ne pollue pas… est celui que l’on ne parcourt pas en voiture.