Lorsque le trou d’ozone a été découvert au début des années 1980, on a beaucoup entendu parler de cette couche d’ozone, fragile, et pourtant indispensable à la Vie sur Terre. Qu’est-ce que la couche d’ozone ? Comment et quand s’est-elle formée ? Quel est son rôle ? Quels sont les mécanismes de production et de destruction naturels de l’ozone ? Comment le trou d’ozone est-il apparu ? Quelles sont les mesures adoptées par la communauté internationale pour stopper progressivement la destruction de l’ozone ? Quels instruments permettent de surveiller la couche d’ozone en permanence ?
La découverte du trou d’ozone
Au cours des années 1970, les recherches montrent que certaines substances chimiques issues des activités humaines (composés azotés ou chlorés) pourraient porter atteinte à l’équilibre chimique de la couche d’ozone et les scientifiques commencent à alerter les pouvoirs publics. Mais les simulations montrent un impact limité sur la couche d’ozone.
Le trou d’ozone
Le trou d'ozone polaire, apparu au début des années 1980, est devenu un phénomène saisonnier qui se traduit par une diminution importante de l'épaisseur de la couche d'ozone au dessus des pôles, au cours du printemps de chaque hémisphère. En Antarctique, il apparaît à partir du milieu du mois d’août et il disparaît entre novembre et décembre (le printemps de l’hémisphère Sud correspond à l’automne dans notre hémisphère).
Comment la couche d’ozone s’est-elle formée ?
Sur la Terre, avant l’apparition de la vie, la couche d’ozone n’existait pas. La lumière solaire et ses rayons ultraviolets nocifs empêchaient tout développement de vie sur les continents. Les rayons du soleil pouvaient pénétrer dans les océans ; les rayons visibles pénétraient en profondeur, tandis que les rayons ultraviolets (UV) étaient absorbés dans les couches supérieures de l’océan. La vie s’est ainsi développée il y a environ 3.5 milliards d’années, dans les profondeurs de l’océan, protégée des radiations UV, mais nourrie par la lumière visible.
La couche d’ozone et son rôle
L’ozone est un gaz constitué de 3 atomes d’oxygène. C’est un gaz très minoritaire dans l’atmosphère : 6 à 8 molécules d’ozone au maximum sur 1 million de molécules d’air. Dans la stratosphère, ce gaz forme une couche autour de 20 km d’altitude, que l’on appelle la couche d’ozone. Attention ! Il ne faut pas confondre l’ozone présent dans la stratosphère, qui forme la couche d’ozone, et l’ozone au niveau du sol, pollution nocive pour l’homme induite par les activités humaines.
L’équilibre naturel de l’ozone stratosphérique
La quantité d’ozone présent dans la couche stratosphérique est le résultat d’un équilibre entre un processus de production et un processus de destruction qui ont lieu continuellement. Les rayons ultraviolets émis par le soleil dissocient les molécules d’oxygène O2. Les atomes d’oxygène ainsi créés se recombinent ensuite avec les molécules de O2 pour former des molécules d’ozone O3.
La « recette » pour détruire l’ozone
L’ozone est détruit par le chlore et le brome dérivés de la décomposition des CFC et des halons rejetés par l’homme. L’ozone peut être détruit par le chlore dérivé des composés chlorés, mais ces mécanismes sont similaires avec les composés bromés.
La surveillance de l’ozone
L’ozone dans la stratosphère est mesuré aujourd’hui par des instruments qui peuvent être au sol, ou bien embarqués sur des avions, sur des ballons ou sur des satellites. Ces instruments peuvent être de différents types, chacun présentant ses avantages : sondes électrochimiques embarquées sous des ballons météorologiques, spectromètres, radiomètres, et lidars. Ils mesurent l’ozone, mais aussi d’autres espèces chimiques qui interviennent dans la chimie de l’ozone.
Les prédictions pour l’avenir
Les CFC et les halons ont une durée de vie très longue, d’environ 50 ans ou plus, dans l’atmosphère. Ainsi, pour que l'équilibre en ozone soit rétabli, et que le trou d’ozone se dissipe, il faudra attendre environ 50 ans. Les modèles scientifiques prévoient un retour progressif de l’ozone à son niveau normal vers 2050.
Le protocole de Montréal (1987) et ses effets
Face à la destruction massive de l’ozone stratosphérique par les chlorofluorocarbones (CFC) émis par les hommes, les discussions internationales et inter-gouvernementales ont abouti en 1987 à la signature du Protocole de Montréal par 24 pays.
Pour aller plus loin
Dossier Ozone: Notre-planete.info
WM-Global Ozone Research and Monitoring Project Reports
Programme des Nations Unies pour Environnement-Ozone
Nasa Ozone Watch