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Couche d'ozone

Couche d'ozone

Un article de Encyclo-ecolo.com.

environnement


Sommaire

La couche d'ozone

  • Le trou dans la couche d’ozone a atteint une taille record en 2006. Pourquoi ce trou dans la couche d’ozone, situé au dessus de l’Antarctique, n’a-t-il pas diminué alors que les CFC, ces gaz qui étaient utilisés dans nos réfrigérateurs et étaient accusés d’être les responsables de la destruction de l’ozone, ont été interdits ?

L'histoire de la couche d'ozone

  • C’est en 1987 que le protocole a banni les CFC mais, d’après Didier Hauglustaine, il faudra attendre autour de 2060 pour que le trou soit rebouché : les CFC sont en effet des gaz très stables et il leur faut des dizaines d’années avant de se dégrader en haute altitude.

La couche d'ozone, aussi appelée ozonosphère, est l'une des couches constituant la stratosphère. La stratosphère est la seconde couche de l'atmosphère propre à notre Belle Bleue (située entre la mésosphère et la troposphère). La couche d'ozone (située entre 20 et 50 km d'altitude) est, comme son nom l'indique, principalement constituée d'ozone.

A la fin des années 70, des scientifiques on remarqué une diminution périodique de la quantité d'ozone dans l'Antarctique : diminution qui débute au printemps austral (à la fin de la nuit polaire) et se résorbe plusieurs mois après. C'est cet amincissement de la couche d'ozone que l'on a appelé « trou dans la couche d'ozone ». En 1985, ce phénomène a pris des proportions gigantesques, et scientifiques et écologistes ont commencé à s'inquiéter sérieusement : près de 50% de l'ozone avait disparu ; le « trou d'ozone » couvrait l'ensemble de l'Antarctique. Dès lors, l'évolution du « trou » a été surveillée.

En octobre 2006, année record, la ville argentine d'Ushaïa (à l'extrémité de l'Amérique du Sud et à proximité de l'Antarctique) a été victime du trou d'ozone ; ses habitants ne pouvaient pas sortir sans se couvrir le corps, sous peine d'être irradiés.

En 1994, les Nations Unies ont désigné le 16 septembre comme Journée mondiale officielle de protection de la couche d'ozone ; cette date faisant référence au jour de la signature du Protocole de Montréal (le 16 septembre 1987).

Le protocole de Montréal

  • Adopté en 1987 dans le cadre du programme des Nations Unies pour l'environnement, son objectif est d’éliminer progressivement la production et l’utilisation des produits les plus néfastes pour la couche d’ozone

Grâce au Protocole de Montréal, les pays industrialisés ont rapidement diminué leur consommation de CFC (CFC 11, 12, 113, 114, 115) et de halons (halons 1211, 1301 et 2402). Les objectifs fixés initialement ont été atteints plus tôt que prévu et de nouveaux objectifs, plus stricts, ont été adoptés.

De nombreux pays ont ramené leur consommation à zéro dès 1994 dans le cas des halons et dès la fin 1995 dans celui des CFC, des HBFC, du tétrachlorure de carbone et du méthylchloroforme. A partir de 1996, les pays industrialisés ont cessé de produire et de consommer ces substances, sauf pour certains usages essentiels. Mais les émissions dans l'atmosphère se poursuivent en raison des activités antérieures de production/consommation dans les pays industrialisés ou des activités de production/consommation dans les pays qui ont bénéficié d'un calendrier de mise en oeuvre différée.

La consommation et les concentrations dans l'atmosphère de HCFC continue d'augmenter. Le potentiel d'appauvrissement de l'ozone de ces substances ne dépasse pas 2 à 12 % de celui des CFC, mais leur potentiel de réchauffement climatique est important. Aux termes des accords internationaux en vigueur, ils ne seront pas éliminés complètement avant 2030 dans les pays industrialisés et persisteront dans la stratosphère longtemps au-delà de cette date

Depuis 24 ans, des progrès considérables ont été réalisés : 196 pays sont aujourd’hui signataires du Protocole et une centaine de substances ont désormais une production et une utilisation limitées ou interdites, à l’image des chlorofluorocarbones (CFC) utilisés autrefois dans les réfrigérateurs. On estime que sans le Protocole de Montréal :

  • le nombre de cancers de la peau aurait quadruplé entre 1996 et 2010 ;
  • la production, l’utilisation et les émissions de CFC et d’autres substances appauvrissant la couche d’ozone auraient augmenté de 3 % par an.

> [ Protocole de Montréal ]


Couche d'ozone : diminution des polluants

  • Les concentrations en substances appauvrissant la couche d’ozone diminuent  : entre 1988 et 2010, les émissions de produits chimiques ont ainsi baissé de plus de 80 %.
  • Selon les projections, l’ozone devrait retrouver ses propriétés d’avant 1980 d’ici 2050 dans les latitudes moyennes et quelques années après dans les latitudes plus élevées.

Pour Nathalie Kosciusko-Morizet, ministre de l’Ecologie, en septembre 2011 « La protection de la couche d’ozone est un véritable enjeu de santé publique. Son appauvrissement est responsable au niveau mondial d’une augmentation du nombre de cancers de la peau et des cas de cataractes. Les résultats encourageants observés ces dernières années doivent encourager les Etats à ne pas relâcher leurs efforts, il en va de la santé de chacun d’entre nous ! » Ces améliorations sont le fruit d’une mobilisation forte de la communauté internationale et de réglementations de plus en plus contraignantes :

Après la décision d’interdire progressivement les principales utilisations des CFC, effective depuis 2001 en France (depuis 2010 dans les pays en développement), les discussions se sont poursuivies pour encadrer l’utilisation et les émissions d’hydrochlorofluorocarbones, ou HCFC , (utilisés en substitution des CFC), une autre famille de produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone. Les principales utilisations d’HCFC seront ainsi proscrites à partir du 1er janvier 2015.


A quoi sert la couche d'ozone ?

La couche d'ozone est indispensable à la vie sur Terre ; elle retient la majeure partie des rayons ultra-violets du soleil, ceux-là même qui provoquent cancers de la peau, brûlures oculaires et affaiblissement généralisé du système immunitaire... La couche d'ozone, sorte de réservoir à ozone, a été formée il y a environ deux milliards d'années : elle est renouvelée périodiquement ; le trop plein d'ozone produit est quant à lui détruit. Aujourd'hui, l'ozone est plus détruit que produit (notamment à cause des polluants) et le réservoir s'amoindrit... la vie est menacée !

La couche d'ozone au dessus de l'observatoire d'Arosa

  • La transparence de l'atmopshère au rayonnement solaire dans l'UV est mesurée par des spectro-photomètres. A l'aide de ces mesures, la quantité totale d'ozone contenue dans une colonne d'atmosphère en dessus de l'observatoire d'Arosa est calculée. Sur la figure de gauche, les moyennes journalière de la quantité d'ozone pour les 14 derniers jours sont reportées.

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Observatoire d'Arosa

La couche de zone sauvée ?

  • Le Protocole de Montréal qui vise depuis 1987 à la réduction des émissions de gaz destructeurs d’ozone a porté ses fruits : telle est la conclusion d’un rapport élaboré par quelques 300 chercheurs et publié le 16 septembre par l’Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE).

source : météo suisse

  • Selon les chercheurs, la concentration d’ozone dans la haute atmosphère ne décroit plus (mais ne récupère pas encore) depuis dix ans, que ce soit au niveau mondial ou,dans les régions polaires, plus touchées (le froid favorise en effet la destruction). La couche devrait revenir à son niveau d’avant les années 80 avant 2050. Le rapport se réjouit également des bénéfices collatéraux du Protocole de Montréal pour le climat, les gaz destructeurs d’ozone interdits contribuant à augmenter l’effet de serre. (source Sciences et vie)


Comment l'ozone se forme-t-il ?

L'ozone (O3) est le résultat de l'association d'un atome d'oxygène (O) et d'une molécule de dioxygène (O2) ; cette transformation chimique s'opère sous l'effet du rayonnement solaire, qui casse une partie des molécules de dioxygène présentes dans la stratosphère, créant alors deux atomes d'oxygène cherchant des partenaires (O + O2 + rayonnement solaire = O3).


Comment l'ozone est-il détruit ?

Il y a deux grands cas de destruction de l'ozone : une avec l'action du rayonnement solaire, une sans :

▪ Suivant le schéma inverse de sa formation, l'ozone (O3), sous l'effet des rayons solaires, peut lui-même être cassé en une molécule de dioxygène et une molécule d'oxygène (O3 + rayonnement solaire = O2 + O).

▪ En cas d'absence de rayonnement solaire (comme pendant la nuit polaire), les atomes d'oxygène restant sans partenaire dans la stratosphère vont chercher à se combiner avec des molécules ; si un atome d'oxygène (O) rejoint une molécule d'ozone (O3), on obtient deux molécules de dioxygène (O3 + O = 2O2).

▪ Dans ces deux cas, l'ozone est détruit puisque transformé en d'autres molécules et atomes. Ces réactions chimiques naturelles, si elles n'étaient pas perturbées par d'autres substances envoyées par la terre (les polluants), ne représenteraient pas un danger pour la préservation de la couche d'ozone.


En quoi les CFC (ChloroFluoroCarbures) sont-ils un danger pour la couche d'ozone ?

L'ozone est très instable, et sa quantité dépend de l'équilibre entre molécules de dioxygène, atomes d'oxygène et rayonnement solaire. Les ChloroFluoroCarbures (CFC), inventés dans les années 30 et largement utilisés dans la production de froid et d'aérosols, représentent une menace pour l'ozone : ils empêchent les 3 atomes d'oxygène de se rencontrer pour former l'ozone.


Couche d'ozone, les PRINCIPAUX ENJEUX

  • La destruction de l'ozone stratosphérique (au-dessus de l'Arctique et de l'Antarctique) continue de susciter des inquiétudes en raison des effets de l'augmentation du rayonnement ultraviolet B sur la santé humaine, le rendement des cultures et l'environnement naturel, et en raison du temps qui s'écoule entre le moment où des substances qui appauvrissent la couche d'ozone (ODS) sont émises et leur arrivée dans la stratosphère.

Ceci malgré une baisse considérable de la production et la consommation de CFC et de halons grâce aux accords internationaux. Les principaux enjeux consistent à éliminer progressivement la production et la consommation de bromure de méthyle et de HCFC (d'ici 2005 et 2030, respectivement) dans les pays industrialisés, et à réduire les mouvements internationaux des CFC existants, y compris le commerce illégal.

Les principaux accords internationaux concernant la couche d'ozone sont la Convention de Vienne pour la protection de la couche d'ozone (1985), le Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d'ozone (1987), et ses amendements de Londres (1990), Copenhague (1992), Montréal (1997) et Pékin (1999). Le Protocole de Montréal a été ratifié par 191 pays, dont tous les pays de l'OCDE.

Les indicateurs présentés ici portent sur la consommation (production + importations – exportations) de CFC, de halons, de HCFC et de bromure de méthyle, substances répertoriées dans les annexes A, B, C et E du Protocole de Montréal. Les données de base sont pondérées en fonction du potentiel d'appauvrissement de l'ozone (ODP) de chacune de ces substances. [Source: PNUE, Secrétariat de l'Ozone].

Pour bien interpréter ces indicateurs, il faut garder à l'esprit qu'ils ne reflètent pas les émissions réelles dans l'atmosphère et que le pouvoir de destruction de l'ozone varie considérablement d'une substance à l'autre. Ils doivent être mis en parallèle avec d'autres indicateurs du Corps central de l'OCDE et avec des informations concernant le rayonnement UV-B au sol et les concentrations atmosphériques de ODS au-dessus des villes


sources : OCDE; ozonelayerNASA-300x240.png, Météo suisse


Le renforcement de la réglementation française sur la couche d'ozone

  • Dans le secteur de la réfrigération et la climatisation, certains produits couverts par le Protocole de Montréal sont encore utilisés, mais dans des conditions très encadrées. Depuis 2009, afin de limiter les fuites et émissions de ces substances dans l’atmosphère, toutes les entreprises opérant dans le domaine du froid doivent disposer d’une « attestation de capacité » délivrée par des organismes agréés par le ministère du Développement durable, certifiant le recours à des outils appropriés et des procédures cadrées. De plus, depuis le 4 juillet 2011, après une période transitoire qui prévoyait des équivalences avec certains diplômes ou certains niveaux d’expérience, seuls les personnels effectivement en possession d’une « attestation d’aptitude », garantissant le niveau de connaissance nécessaire, ont le droit d’exercer.


[modifier] sur la couche d'ozone

[ Couche d'ozone ] [ Polluants atmosphériques ] [ Particules fines ]

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