L'indicateur d'impact "Appauvrissement de la couche d'ozone"

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Laure Iglesias
|
15/11/2021
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L'indicateur d'impact "Appauvrissement de la couche d'ozone"

L'appauvrissement de la couche d'ozone est l'un des 16 indicateurs pris en compte dans la méthodologie PEF. Cet indicateur possède un facteur de pondération de 6,31 % ce qui fait de lui le septième indicateur le plus important dans l'élaboration du score d'impact environnemental. Mais qu'est-ce que l'appauvrissement de la couche d'ozone et quelles en sont les conséquences ?

Qu'est-ce que la couche d'ozone ?

Il s'agit de la couche de gaz comprise entre 20 et 50 km d'altitude environ. Elle a pour fonctionnalité de filtrer les UV (Ultra Violet, principalement les UVC et les UVB), ce qui protège les humains de leurs effets néfastes comme le cancer de la peau; mais aussi les végétaux d'une inhibition de leur activité photosynthétique par exemple. Il ne faut pas confondre l'ozone stratosphérique qui forme cette couche protectrice avec l'ozone troposphérique qui se situe dans la basse couche de l'atmosphère et qui est polluant.

C'est en 1970 que des scientifiques ont identifié pour la première fois un amincissement de cette couche stratosphérique. Bien que la concentration en ozone varie en fonction de la température, des conditions météorologiques, de la latitude et de l’altitude, cela ne pouvait justifier de telles variations. Il fut donc établi que ce sont des substances chimiques qui sont responsables de cet appauvrissement et qui pourraient avoir des conséquences désastreuses tant pour l'homme que pour les divers écosystèmes nous entourant.

Quels procédés entraînent un appauvrissement de la couche d'ozone ?

La réaction expliquant cet appauvrissement

L'ozone est une forme chimique de l'oxygène (O₃) qui est très instable et réactive. Cette molécule est créée par le bombardement des molécules d'oxygène stables par des UV. L'appauvrissement de la couche d'ozone est causé par la réaction de la molécule d'ozone avec des agents bromés ou chlorés dans des conditions de basses températures qui sont atteintes lors des hivers polaires. C'est pour cela que cet appauvrissement est surtout observé dans les régions polaires au printemps.

Les composés qui rentrent en réaction avec l'ozone sont les chlorurofluorocarbures (CFC), les hydrochlorofluorocarbures (HCFC), les halons, le tétrachlorure de carbone, le méthylchloroforme et le bromure de méthyle. Les CFC sont les substances appauvrissant la couche d'ozone (SAO) les plus connues et présentes dans la stratosphère. C'est pourquoi la méthodologie PEF a choisi l'unité Kg CFC11 eq pour cet indicateur.

Sous l'action de la lumière, des CFC se décomposent ce qui entraîne la libération du chlore qui va alors dégrader les molécules d'ozone. La destruction de l'ozone s'arrête lorsque l'atome de chlore forme une substance stable en réagissant avec une autre molécule.

Un seul atome de chlore issu d’un CFC peut détruire au moins 100 000 molécules d’ozone.

Les activités humaines responsables

Même si des phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques peuvent produire des substances responsables de cet appauvrissement, ce sont les activités humaines qui en sont majoritairement responsables depuis les années 1970 et l'apparition notamment des réfrigérateurs, climatiseurs et extincteurs utilisant des SAO.

Parmi les produits utilisant des SAO, on peut retrouver :

  • Les systèmes réfrigérants et de climatisation.
  • Les bombes aérosols.
  • Les solvants de nettoyage industriel.
  • Les extincteurs (gaz utilisés).
  • Les mousses plastiques (agents gonflants nécessaires à leur production).
  • Des traitements pour végétaux comme le bromure de méthyle qui est encore utilisé dans certains cas.

Quelles sont les conséquences ?

Les trous dans la couche d'ozone

Ces activités humaines et les réactions chimiques qui en résultent dans la stratosphère entraînent un appauvrissement de la couche d'ozone, mais également la formation de trous dans cette dernière. Il est en effet possible d'observer chaque année un trou dans la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique de septembre à novembre, mais aussi parfois au-dessus de l'Arctique de mars à mai. Ce phénomène apparaît chaque année, car durant l'hiver (qui correspond au printemps austral), un vortex se forme au-dessus de la région polaire isolant la région du reste de l'atmosphère et une chute des températures vers -78 °C (conditions propices à la destruction de l'ozone).

Ces dernières années, ce phénomène a cependant alarmé plus qu'à son habitude. En effet, au printemps 2020, un trou de trois fois la taille du Groenland a été observé au-dessus de l'Arctique. Il s'est cependant refermé quelques semaines après en raison des modifications des conditions météorologiques. En septembre 2020, fut ensuite observé au-dessus de l'Antarctique un trou de 24,8 millions de km² ce qui représente un des trous le plus grands et durables observés depuis le début de la surveillance de la couche d'ozone. Il s'est alors refermé vers la période de Noël. Les scientifiques du service européen Copernicus pour la surveillance de l’atmosphère ont annoncé la formation en septembre 2021 d'un trou plus large que 75 % des trous d’ozone à ce stade de la saison depuis 1979 et très semblable à celui de l'année 2020.

Conséquences sur l'homme et l'environnement

L'appauvrissement de la couche d'ozone entraîne une augmentation de la quantité de rayonnements UV atteignant la surface terrestre.

Ces UV en quantité trop importante ont des effets néfastes pour la santé humaine : augmentation des cancers de la peau, cataractes ou encore affaiblissement du système immunitaire. Ils sont également néfastes pour les écosystèmes nous entourant. Pour les animaux terrestres, les conséquences sont similaires à celles sur l'homme. Les animaux marins et plus particulièrement ceux présents juste en dessous de la surface de l'eau sont également touchés. Il s'agit généralement de la base de la chaîne alimentaire ce qui impacte donc par répercussion de nombreuses espèces. Les rayons UV affectent enfin les végétaux et leur croissance ce qui a notamment un impact sur les rendements agricoles.

Les mesures mises en place pour faire face à ce phénomène

Plusieurs mesures ont été prises au cours du temps dans le but de réduire la quantité de SAO dans la stratosphère et ainsi de rétablir progressivement la couche d'ozone.

Les démarches débutèrent en 1977 avec la convocation d'une réunion dans le but d'engager une démarche internationale par le programme des Nations Unies qui engendra la création du "Plan mondial de la couche d'ozone". S'ensuivit en 1985 la convention de Vienne et son projet d'élaboration d'un protocole réglementaire par rapport aux CFC. Avec la découverte du trou dans la couche d'ozone en Antarctique, les scientifiques se mobilisèrent ce qui permit de confirmer le rôle du chlore dans ce phénomène, mais aussi de prendre conscience de la possibilité de l'utilisation des substances alternatives aux CFC. En résulta le protocole de Montréal en 1987.

Quelles sont les substances alternatives au CFC ?

Il y a eu une première génération de substances alternatives : les HCFC (hydrochlorofluorocarbures) qui furent ensuite remplacés par les HFC (hydrofluorocarbures) qui ne contiennent pas de chlore et ne participent donc pas à l'appauvrissement de la couche d'ozone. Cette solution des HFC est donc bénéfique pour la couche d'ozone, mais a un fort impact sur le réchauffement climatique (son effet de serre est supérieur à celui du CO2).

Par exemple : 1 kg de HFC-152a= 138 kg eq CO₂ et 1 kg de HFC-23= 12 400 kg eq CO₂ sur une période de 100 ans d'après le cinquième rapport du GIEC (attention, cette valeur peut changer en fonction de la méthodologie utilisée).

Le protocole de Montréal réuni aujourd'hui 197 membres de l'ONU. Il prévoyait à l'époque une réduction sur une période de 10 ans de 50 % de la production et consommation de CFC. Une réalisation de l'urgence de la situation entraîna la prise de décision de la nécessité de l'élimination progressive des SAO, mais aussi par la suite d'une élimination des substances alternatives d'ici 2040 voire si possible d'ici 2020. Un amendement au protocole Montréal appelé amendement Kigali fut signé en 2016 pour la réduction progressive de HFC au niveau mondial.

La France en plus de faire partie du protocole de Montréal dépend de la législation Européenne qui est une des plus strictes au monde avec une élimination des substances dangereuses anticipée. Il faut tout de même savoir que la France continue de produire et consommer certaines des substances abordées par le protocole. Il existe en effet une dérogation permettant d'utiliser certaines substances pour un usage spécifique lors de l'absence d'alternatives disponibles.

Vers un rétablissement de la couche d'ozone ?

D'après les analyses scientifiques, la couche d'ozone au-dessus de l'hémisphère nord devrait être rétablie d'ici 2030, celle au-dessus de l'hémisphère sud d'ici 2050 et celle au-dessus des régions polaires d'ici 2100. En effet, il faut savoir qu'il faut de nombreuses années à ces substances pour parvenir à la stratosphère, notamment en raison des forts brassages de vents, et elles mettent entre 50 à 100 ans à disparaître de l'atmosphère.

Il y a cependant aujourd'hui des questionnements sur un ralentissement possible de la fermeture du trou dans la couche d'ozone à cause de l'effet de serre et du réchauffement climatique. Une augmentation des températures dans la basse atmosphère s'accompagne d'une baisse de celles en altitude ce qui est propice à l'appauvrissement de la couche d'ozone.

Sources/ Pour aller plus loin 🔗 :

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