L'ozone : définition, effets sur la santé et l'environnement 

L’ozone (O₃) est un gaz réactif, composé de trois atomes d’oxygène. Il se forme naturellement dans l’atmosphère, où il existe sous deux formes distinctes.

En stratosphère, il crée une couche protectrice contre les rayons ultraviolets.

En troposphère, à basse altitude, il devient un polluant secondaire, issu de réactions photochimiques entre les oxydes d’azote (NOx), les composés organiques volatils (COV) et la lumière solaire.

À température ambiante, l’ozone est incolore, mais son odeur piquante rappelle celle du chlore ou du linge fraîchement lavé. On le perçoit souvent après un orage, lorsque l’air a été fortement ionisé.

Gaz instable et oxydant, il interagit facilement avec d’autres substances présentes dans l’air, ce qui le rend à la fois utile en industrie… et irritant pour les voies respiratoires en cas de concentration excessive.
​

Quelles sont ses propriétés physiques et chimiques ? 

L’ozone (O₃) est un gaz instable, légèrement plus dense que l’air. Il se décompose rapidement sous l’effet de la lumière ultraviolette ou de la chaleur, libérant de l’oxygène moléculaire (O₂). À l’état liquide, il présente une teinte bleutée et devient explosif s’il est soumis à une pression élevée.

C’est un gaz hautement soluble dans l’eau, capable d’oxyder de nombreuses substances organiques ou inorganiques. Ce fort pouvoir oxydant explique ses applications dans la désinfection de l’eau, mais aussi sa dangerosité en cas d’inhalation, car il irrite les muqueuses et agit comme un polluant photochimique agressif pour l’organisme.
​

Ozone bon (stratosphère) vs mauvais (troposphère) 

L’ozone atmosphérique se répartit entre deux couches distinctes de l’atmosphère, avec des effets radicalement opposés¹.

L’ozone stratosphérique (haute altitude)

Présent entre 15 et 35 km d’altitude, dans la stratosphère, cet ozone forme la célèbre couche d’ozone. Elle absorbe une grande partie des rayonnements UVB, évitant qu’ils atteignent la surface terrestre. Cette barrière naturelle protège la peau, les yeux et limite les mutations cellulaires liées à l’exposition solaire.

L’ozone troposphérique (basse altitude)

Dans la troposphère, au niveau du sol, l’ozone devient un gaz polluant. Il ne provient pas directement des émissions humaines, mais résulte de réactions photochimiques entre oxydes d’azote (NOx), COV et rayonnement solaire. Ce polluant secondaire contribue à la pollution de l’air et à l’apparition de pics d’irritation respiratoire en été.

A lire également : Particules fines, risques, pollution et impact sur la santé

Comment se forme l’ozone troposphérique (basse altitude) ?

L’ozone de basse altitude est un polluant secondaire : il n’est pas émis directement, mais se forme par réaction photochimique, sous l’effet des rayonnements UV, en présence de précurseurs tels que les oxydes d’azote (NOx), les composés organiques volatils (COV) et le méthane.

Certaines sources naturelles participent à ce phénomène : les forêts, les feux de végétation ou encore les décharges organiques. Mais ce sont surtout les activités humaines qui accélèrent la production d’ozone dans la troposphère :

• Émissions industrielles, trafic routier, et combustion de carburants
• Méthane issu du biogaz ou des exploitations agricoles
• Solvants contenus dans les peintures, colles, produits d’entretien

En été, sous l’effet de la chaleur, les pics de concentration d’ozone atteignent facilement des seuils critiques, notamment dans les zones urbaines peu ventilées, aggravant les risques pour la santé humaine et la qualité de l’air.

Quelles sont les principales utilisations de l’ozone ?

Sous contrôle, l’ozone devient un outil redoutablement efficace. Exploité pour ses propriétés oxydantes, il agit comme désinfectant naturel, sans résidu toxique. C’est ce qui le rend précieux dans de nombreux secteurs.

• Traitement des eaux : il détruit bactéries, virus, champignons et neutralise les odeurs. Utilisé dans les stations d’épuration, piscines, spas ou réseaux d’eau potable, il remplace avantageusement le chlore.
• Désinfection médicale : en milieu hospitalier, l’ozone stérilise les surfaces, équipements, cabines de soin et blocs opératoires sans produit chimique agressif.
• Industrie agroalimentaire : il désinfecte fruits, légumes, emballages et prolonge la conservation sans altérer le goût.
• Blanchisserie industrielle : dans le nettoyage à sec, l’ozone réduit la consommation d’eau, de détergents et l’énergie nécessaire à l’eau chaude.
• Traitement de l’air : il neutralise les odeurs dans les chambres froides, véhicules, caves, ou locaux industriels.
• Blanchiment écologique : utilisé pour décolorer le papier et les textiles sans solvants.

Son utilisation exige un strict contrôle car au-delà d’un certain seuil, ce gaz oxydant devient dangereux pour la santé.

Quels sont les risques liés à l’ozone (O₃) ?

Effets sur la santé & symptômes

L’ozone troposphérique est un polluant irritant pour les voies respiratoires. Lorsqu’il est inhalé, il pénètre profondément dans les bronches et les alvéoles pulmonaires, provoquant une série de réactions inflammatoires. Même à faible concentration, il peut déclencher :

• Toux sèche, gêne respiratoire, picotements
• Irritation de la gorge, des yeux et des muqueuses
• Crises d’asthme ou exacerbation de pathologies chroniques (BPCO, rhinite allergique)
• Diminution de la capacité pulmonaire, même chez des sujets sains
• Fatigue importante, maux de tête, baisse de concentration
• Sensation d’oppression thoracique, notamment à l’effort

Les effets de l’ozone touchent plus fortement les individus fragiles, en particulier les enfants, les personnes âgées, ainsi que celles souffrant de pathologies respiratoires (comme l’asthme) ou cardiovasculaires. Une exposition prolongée pourrait freiner le développement pulmonaire chez les plus jeunes.

En période de pics d’ozone, les autorités recommandent de limiter les activités physiques en extérieur.

A lire également : Qualité de l’air intérieur (QAI), polluants, mesure et prévention

Risques environnementaux

Au-delà de l’humain, l’ozone affecte aussi la qualité des écosystèmes naturels. Il altère la photosynthèse, ralentit la croissance des plantes et affaiblit les cultures agricoles, réduisant les rendements. Des concentrations élevées provoquent également :

• La détérioration des feuillages
• La perte de biodiversité végétale
• Une modification des cycles nutritifs des sols
• Une atteinte aux chaînes alimentaires, via le stress oxydatif chez les végétaux
• Selon Meersens, certaines forêts exposées à des pics d’ozone subissent une dégradation irréversible.

Ce gaz oxydant perturbe aussi les cycles du carbone, affectant durablement l’équilibre environnemental.

Quelle est la réglementation française et européenne en vigueur ?

En Europe, l’ozone est un polluant réglementé. Plusieurs seuils sont définis pour protéger la population :

Seuil d’information : 180 µg/m³
→ À ce niveau, la population est avertie (groupes sensibles en priorité)

Seuil d’alerte : 240 µg/m³
→ Mesures d’urgence et restriction des activités polluantes

Valeur cible annuelle : ne pas dépasser une moyenne de 120 µg/m³ pendant plus de 25 jours/an (source : Airparif)

Ces valeurs sont inscrites dans la directive européenne 2008/50/CE et reprises dans la réglementation française.

Quels sont les moyens de prévention des risques liés à l’ozone ?

Limiter l’exposition à l’ozone nécessite une action à plusieurs niveaux :

• Réduire les émissions de précurseurs (NOx, COV, méthane)
• Limiter l’usage de solvants volatils en intérieur
• Favoriser la ventilation naturelle, surtout en cas de pic de pollution
• Surveiller les alertes locales et adapter les activités en extérieur
• Installer des capteurs de qualité de l’air dans les zones sensibles
• Utiliser des purificateurs d’air performants, notamment en milieu clos

Chez Camfil, nous développons des solutions de filtration moléculaire certifiées, conformes à la norme ISO 10121-3 qui classe les filtres en fonction de leur efficacité sur certains gaz dont l’ozone. Les filtres moléculaires à installer dans les systèmes de traitement de l’air sont également définis en fonction de la concentration en ozone dans l’air extérieur  (ODA) selon la norme EN 16798.

Certains de nos filtres moléculaires sont conçus pour neutraliser les molécules d’ozone dans l’air intérieur, protéger les personnes vulnérables et garantir des environnements maîtrisés : bureaux, hôpitaux, laboratoires ou bâtiments sensibles.

Statistiques sur l’ozone : le saviez-vous ?

• 66,2 % de la population mondiale est exposée à des niveaux d’ozone dépassant les recommandations sanitaires pendant plus de 30 jours par an (source : Nature.com)
• Les décès mondiaux imputables à l'ozone ont augmenté de 290 400 en 2000 à 423 100 en 2019, soit +46 % (source : The Lancet)
• Le seuil d’alerte à l’ozone est de 240 µg/m3
• L’ozone pourrait être responsable de près de 17 000 morts prématurées en Europe chaque année (source : European Environment Agency)

Autres sources : 

¹ Infographie : La couche d’ozone
Meersens - L'ozone (O3) : sources et impacts sur la santé
Airparif - L’ozone de basse altitude

INERIS - qu’est-ce que l’ozone ?