Qu'est-il advenu du trou dans la couche d'ozone ? Est-il toujours là ?

Le trou d'ozone a fait couler beaucoup d'encre ces dernières années, de même que ses causes et les effets néfastes de sa présence. Des contre-mesures ont également été prises avec succès à l'échelle mondiale.

Si la presse a accordé de moins en moins d'attention à ce problème au cours des dernières années, les scientifiques ont, au contraire, créé un système efficace de suivi et de prévision de son évolution. En effet, ce problème reste d'une actualité brûlante, même s'il existe une réelle possibilité qu'il soit résolu dans les prochaines décennies.

Qu'est-ce que l'ozone ?

L'ozone est un gaz presque incolore mais à l'odeur très caractéristique. L'odeur de l'ozone est surtout perceptible après des orages au cours desquels l'activité électrique (éclairs) a été particulièrement intense.

Dans la nature, il se forme lorsque la molécule d'oxygène O2 est décomposée par les rayonnements solaires les plus énergétiques (UV et rayons X), mais aussi par la foudre, en deux atomes simples (O + O) qui se lient ensuite chacun à une molécule d'oxygène (O + O2) pour former l'ozone O3.

Dans la nature, l'ozone se trouve dans l'atmosphère, et principalement (à plus de 90 %) dans la stratosphère, c'est-à-dire dans la couche de l'atmosphère qui s'étend entre environ 10 km et 50 km d'altitude. Cet ozone stratosphérique est appelé "bon" ozone car il est capable d'absorber les rayons ultraviolets et X du soleil, les empêchant d'atteindre la surface, créant ainsi un bouclier protecteur naturel pour notre planète.

Les rayons ultraviolets (UV) ne brûlent pas seulement la peau, ils accélèrent son vieillissement, provoquent des lésions oculaires, déclenchent des réactions photo-allergiques, mais surtout peuvent provoquer un cancer de la peau.

En revanche, la fraction restante de l'ozone naturel (environ 10 %) est d'origine anthropique (c'est l'un des produits de la pollution) et se trouve dans la troposphère, c'est-à-dire la couche la plus basse de l'atmosphère où nous vivons. Elle est nocive pour l'homme, les animaux et la végétation.

La quantité d'ozone dans l'atmosphère est mesurée en unités Dobson (DU). Si la quantité moyenne d'ozone dans l'atmosphère est de 250 DU, elle tombe en dessous de 100 DU au niveau du trou d'ozone.

La découverte du "trou" dans la couche d'ozone

Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, divers gaz ont été produits en grandes quantités à des fins différentes, comme les gaz réfrigérants pour les réfrigérateurs et les climatiseurs, les gaz propulseurs utilisés dans les bombes aérosols, les gaz solvants et les gaz de nettoyage pour les composants électroniques. Tous ces gaz ont une caractéristique commune : ils sont capables de se lier à l'ozone et de le détruire. En fait, ces gaz sont appelés ODS (Ozone-Depleting Substances) et parmi eux se trouvent les CFC (chloro-fluorocarbones).

C'est en 1974 qu'un article scientifique publié dans la revue Nature, par Molina et Rowland, a alerté la communauté scientifique sur les effets possibles des gaz ODS sur l'ozone atmosphérique. Cependant, ce n'est qu'en 1985 que les scientifiques Joseph Farman, Brian Gardiner et Jonathan Shanklin du British Antarctic Survey ont découvert que la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique au printemps s'amincissait à tel point qu'elle formait un véritable trou, ouvrant ainsi la voie aux rayons UV du soleil.

Ses caractéristiques

La principale caractéristique du trou d'ozone est sa périodicité : il n'est pas présent tout au long de l'année mais seulement en septembre-octobre, c'est-à-dire qu'il se forme pendant le printemps austral (correspondant à l'automne dans l'hémisphère nord) et disparaît pendant les autres saisons (dès le mois de novembre).

Cette périodicité est due à ce que l'on appelle le vortex polaire austral, c'est-à-dire un vortex qui s'établit au début du printemps austral et qui est formé par des vents intenses de haute altitude qui tournent au-dessus des pôles sud et qui sont de nature à y concentrer les gaz ODC qui, en combinaison avec les basses températures, détruisent très efficacement l'ozone présent dans cette zone de l'atmosphère.

Lorsque les températures de la haute atmosphère (stratosphère) commencent à augmenter à la fin du printemps dans l'hémisphère sud (c'est-à-dire à partir de novembre), l'appauvrissement de l'ozone ralentit, le vortex polaire s'affaiblit et finit par se disloquer, et fin décembre, les niveaux d'ozone reviennent à la normale.

Le vortex polaire se forme à la fois au pôle sud et au pôle nord, mais ce dernier est moins intense et moins stable et produit donc des effets beaucoup moins intenses sur l'ozone, dont le trou se forme principalement au-dessus du pôle sud.

Le problème est que, d'année en année, au cours du printemps austral, un trou de plus en plus grand s'est formé, qui est maintenant plus grand que l'ensemble du continent antarctique.

Actions des services répressifs

Peu après la découverte de l'existence du trou dans la couche d'ozone, le protocole de Montréal a été signé en 1987, est devenu opérationnel en 1989 et a interdit les gaz ODS (appliqué par 197 nations). Grâce à cette initiative, la couche d'ozone a progressivement cessé de croître rapidement au fil du temps, montrant même des signes de réduction.

On estime que si le protocole de Montréal n'avait pas existé, le trou serait aujourd'hui 40% plus grand. Au contraire, grâce à ce protocole, la concentration de gaz ODS a été réduite de 40 % et la couche d'ozone se reconstitue de 3 % par décennie.

Depuis sa découverte, le trou d'ozone fait l'objet d'une surveillance quotidienne. Il existe un service de surveillance atmosphérique appelé CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) dans le cadre du programme Copernicus (un projet européen d'observation de la Terre).

En intégrant des données spatiales et terrestres à des modèles atmosphériques, le CAMS surveille l'ozone dans l'atmosphère et le rayonnement UV qui le traverse, fournissant ainsi des indications sur les tendances de sa concentration passée, actuelle et future.