Le trou dans la couche d’ozone

Qu’est-ce que l’ozone ? Tout d’abord, l’ozone (O3) est une forme chimique particulière de l’oxygène, très instable et réactive. Ainsi, l'ozone est davantage présent à une distance du sol comprise entre 15 et 40 km (plus fortement vers 35 km). A cette altitude, la teneur en ozone résulte d'un équilibre entre formation et destruction sous la dépendance de l'activité solaire, de la température, de la présence d'autres substances chimiques. La couche d'ozone représente schématiquement la partie de l'atmosphère où sa concentration est la plus élevée. On parle de trou dans la couche d’ozone lorsque la quantité d’ozone est inférieur à 220 unité Dobson en sachant que la quantité normale est de 300 unité Dobson.

Découvreurs de la couche d’ozone En 1902 Léon TEISSENREC met en évidence le rôle de la couche d’ozone puis en 1974 deux autres scientifiques américains formulent pour la première fois la théorie de l’appauvrissement de la couche d’ozone sous l’impact des activités humaine à savoir les ChloroFluoraCarbones (CFC) apparus en 1938.   Enfin en 1985 M. FARMAN annonce qu’un trou temporaire mais important apparaît chaque printemps dans la couche au dessus de l’Antarctique de 1979 et se résorbe au début de l’automne.

Les dangers des rayons ultraviolets La couche d’ozone est essentielle à la vie sur terre car elle la protège des rayonnements ultraviolets nocifs émis par le soleil. L’impact des UV sur les organismes vivants dépend de la longue longueur d’onde de ces rayons, plus cette longueur d’onde est courte plus le danger est grand. La concentration en ozone à diminué en moyenne de 1.7 à 3% dans l’hémisphère nord entre 1969 et 1986.   La dégradation de la couche d’ozone implique une moindre filtration des rayons ultraviolets les plus nocifs est une élévation des risques pour la vie terrestre : -   brûlures, conjonctivites, cataractes, -   augmentation des cancers et du vieillissement de la peau, -   maladies du système immunitaire, -   réduction de la photosynthèse : diminution des rendements et de la qualité des cultures, disparition de plancton… Par exemple, à Punta Arenas, au sud du Chili, la quantité d'ozone diminue de 30 à 50 % durant le printemps Austral (notre automne au pôle Nord), obligeant les habitants à se protéger la peau.

L’évolution récente du trou Les données pour l'Europe montrent des baisses de 5,4 % par décennie depuis les années 80 en hiver et au printemps, avec une tendance à l'amélioration sur la période 1995-2000. En 2000, 2001 et 2003, le trou dans la couche d'ozone a atteint une superficie jamais observée avant 2000, alors que celui de 2002 était le plus petit qui ait été observé depuis 1998. En effet, à la fin de l'été 2003, le trou a de nouveau atteint un record de superficie...pour diminuer rapidement durant le mois d'octobre. Selon l'Organisation Météorologique Mondiale ces « fluctuations aussi marquées sont dues aux variations inter annuelles des conditions météorologiques régnant dans la stratosphère et non à la quantité totale de substances destructrices d'ozone dans cette couche de l'atmosphère. »

Les causes de cette destruction En 1986 une expédition scientifique démontre que les teneurs en chlore sont nettement supérieurs aux normales dans les régions les plus affectées par la disparition de l’ozone, les molécules chimiques (Les ChloroFluoroCarbones et les Halons) produites par l’homme seraient responsable de cette teneur en chlore.   Les Halons contenant un brome ont été utilisés notamment comme produits extincteur dans la lutte contre les incendie. Les FluoroCarbones remplacés par les HydroFluoroCarbones contenant de l’hydrogène attaquent la couche d’ozone et contribuent à accroître l’effet de serre.  Ces composés très instables montent lentement vers la stratosphère où ils catalysent la destruction de l’ozone, leur concentration diminuera que très lentement lorsqu’ils seront bannis de toute utilisation et production.

Les composés chimiques responsables Les ChloroFluoroCarbones (CFC) sont des molécules composées de carbone, de fluor et de chlore. Leurs propriétés physico-chimiques très intéressantes expliquent pourquoi on les a utilisées très largement dans un grand nombre de processus industriels et de produits de consommation : - liquide de refroidissement dans les systèmes frigorifiques (domestiques, industriels et solvant pour le nettoyage d'appareils mécaniques et électroniques) Des facteurs naturels sont également à l'origine de l'appauvrissement de la concentration en ozone : - les émissions volcaniques d'aérosols de sulfate (Ex. juin 1991, l'éruption du mont Pinatubo aux Philippines) - la vapeur d'eau contribue également à la destruction de l'ozone stratosphérique via les nuages. Cependant, mis à part quelques émissions volcaniques exceptionnelles, les facteurs naturels influent peu sur les changements de la couche d’ozone.

Suite au protocole de Montréal le 16 septembre 1987, à la Convention de Vienne de mars 1985 et à l'arrêt total de la production de CFC depuis 1994, les concentrations de produits appauvrissant l'ozone dans la basse atmosphère (la troposphère) ont atteint leur point culminant en 1995 et sont depuis en baisse dans la troposphère et la stratosphère (seconde couche de l'atmosphère terrestre, se situant au-dessus de la troposphère).   A ce titre, les scientifiques estiment que les gaz ont atteint leur pic dans la stratosphère antarctique en 2001. Les CFC sont remplacés progressivement par d'autres gaz moins nocifs comme les hydrochlorofluorocarbures ou HCFC et hydrofluorocarbures ou HFC. Pour autant, l'abandon de toute substance chlorée et fluorée devra s'échelonner jusqu'en 2030 (IFEN, 2002). Les réponses 

Et demain ? Il y a peu, les scientifiques considéraient que le trou dans la couche d'ozone devait se résorber totalement dans environ cinquante ans. Cependant, un nouveau rapport d'évaluation scientifique publié en août 2006 par l’Organisation météorologique mondiale et le Programme des Nations Unies pour l’environnement, indique que "la couche d'ozone situé au-dessus des latitudes moyennes, devrait se reconstituer d'ici à 2049, soit cinq ans plus tard que ne le laissait entendre la précédente évaluation (2002) Enfin, au-dessus de l'Antarctique, la reconstitution de la couche d'ozone ne devrait pas intervenir avant 2065, c'est-à-dire 15 ans plus tard que prévu."

Travail réalisé par Fanny TBEPC SESSION 2008