L'exposition à la pollution de l'air est associée à environ 7 millions de décès prématurés par an à travers le monde. Lorsque nous pensons à la pollution de l'air urbain, les émissions d'échappement diesel sont souvent décrites comme un coupable clé – à droite, compte tenu des résultats de recherche antérieurs. Cependant, nos dernières recherches montrent que la poussière des plaquettes de frein pourrait être plus nocive pour nos poumons.
La poussière produite par l'usure de la route, les pneus et les freins, connus sous le nom de «émissions non exhaustives», sont désormais le principal type d'émission du transport routier, dépassant les émissions d'échappement dans de nombreux pays européens. Parmi ceux-ci, la poussière de frein est souvent le principal contributeur, mais il n'est pas encore soumis à la réglementation. On sait beaucoup moins sur les effets potentiels de la poussière de freinage par rapport à la poussière d'échappement diesel.
Nous avons cultivé des cellules dans le laboratoire pour imiter la muqueuse du poumon et exposé ces cellules à la poussière de frein et à la poussière d'échappement diesel. La poussière de frein s'est avérée significativement plus nocive pour ces cellules dans différentes mesures liées aux maladies pulmonaires telles que le cancer et l'asthme. Fait intéressant, nous avons constaté que l'élimination du cuivre de la poussière de frein réduisait ces effets.
Malgré cela, les réglementations actuelles des véhicules au Royaume-Uni ne ciblent que les émissions d'échappement. Nos résultats suggèrent qu'il existe également un besoin urgent de considérer la régulation des émissions non exhaustives. La reformulation des plaquettes de frein pourrait être un moyen de réduire le fardeau potentiel de la santé imposé par ces émissions.
Les plaquettes de frein contenaient auparavant des fibres d'amiante pour faire face à la surchauffe. Cependant, l'amiante a été interdit au Royaume-Uni en 1999 en raison de liens avec les maladies pulmonaires. Cela a abouti à l'industrie automobile de concevoir de nouvelles doublures de plaquettes de frein, y compris des coussinets biologiques non Asbestos (NAO) couramment utilisés dans les véhicules aujourd'hui.
Nous avons comparé la nocive de la poussière de l'usure des différents types de pad. Ironiquement, nous avons constaté que la poussière des coussinets Nao, conçue pour remplacer les coussinets contenant de l'amiante, était la plus toxique des cellules pulmonaires par rapport non seulement à la poussière des autres types de coussinets, mais aussi à la poussière d'échappement diesel. Certains des effets sur nos cellules exposés sont liés à des maladies telles que le cancer du poumon, la fibrose pulmonaire (cicatrices pulmonaires), l'asthme et la maladie pulmonaire obstructive chronique.
Des recherches antérieures ont montré que les métaux des particules de pollution de l'air peuvent avoir des effets toxiques. Nous avons mesuré la teneur en métal dans les différents types de poussière de frein et de poussière d'échappement diesel. Les techniques d'IA ont identifié une teneur élevée en cuivre comme la caractéristique déterminante de la poussière de frein des coussinets Nao.
Nous avons également constaté que ce cuivre pouvait pénétrer à l'intérieur des cellules pulmonaires exposées. Plus intéressant, lorsque nous avons traité cette poussière de frein avec un produit chimique pour neutraliser le cuivre, ses effets toxiques ont été diminués. Cela suggère que le cuivre provoque au moins certaines des propriétés nocives de cette poussière.
Près de la moitié de tout le cuivre dans les airs que nous respirons provient de l'usure des freins et des pneus. Diverses études menées par d'autres groupes de recherche ont montré que l'exposition à des concentrations élevées de cuivre est associée à une altération de la fonction pulmonaire et au risque global de décès.
Les véhicules électriques ne sont pas parfaits
Il existe un énorme nombre de preuves montrant que les poussières en suspension dans l'air endommagent notre santé. Malheureusement, bien que le passage aux véhicules électriques (EV) éliminera les émissions d'échappement, notamment des gaz toxiques ainsi que de la poussière, il n'éliminera pas la route, les pneus et la poussière de frein.
Les études indiquent que, parce qu'ils ont tendance à être plus lourds, les véhicules électriques peuvent générer plus de poussière non exhaustive que les véhicules à essence ou diesel – l'étiquette d'émission zéro n'est clairement pas précise.
Certains véhicules électriques sont équipés de systèmes de freinage régénératifs qui permettent au moteur d'agir comme un générateur, ralentissant la voiture. Cependant, les véhicules électriques sont toujours équipés de systèmes de freinage à friction, ce qui aide à mettre fin à la voiture, de sorte qu'ils génèrent toujours de la poussière de frein.
Les prochaines normes d'émissions de l'EURO 7 qui seront introduites en novembre 2026 imposeront des limites aux émissions de poussière de frein qui pourraient inciter l'innovation à développer de nouveaux matériaux de freinage ou des mécanismes de piqûre de poussière. Ils peuvent également mettre un accent supplémentaire sur l'apaisement du trafic et la conception des routes, afin de minimiser les styles de conduite stop-start et agressifs, dont les émissions de poussière de frein.
De nouvelles formulations de plaquettes de frein pourraient réduire le niveau total d'émissions de poussière ou pourraient être conçues pour exclure les composants toxiques de la même manière que la façon dont l'amiante a été éliminé précédemment. Aux États-Unis, aux États-Unis, la Californie et Washington ont adopté une législation pour réduire la teneur en cuivre dans les plaquettes de frein, bien que cela ait principalement été en réponse aux préoccupations concernant le ruissellement du cuivre de la poussière de frein dans les voies navigables, affectant la vie aquatique.
Les émissions non exhaustives sont tout autour de nous, représentant environ 60% de toutes les particules de pollution dérivées de véhicules au Royaume-Uni. Il est important pour nous de reconnaître qu'il n'y a pas de polluant atmosphérique pour lequel il existe un niveau d'exposition sûr établi.
Au fur et à mesure que nous passons aux voitures électriques, la science et la réglementation doivent aborder ces émissions aussi sérieusement que celles du tuyau d'échappement.