Asthme, irritations oculaires, jaunissement des feuilles des arbres, la pollution à l’ozone est nuisible à la santé. En même temps, l’ozone protège la vie sur Terre. Sauf que tout ne se joue pas à la même altitude, ce qui change absolument tout.
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Ozone : définition
De l’allemand « ozon », lui-même issu du grec ozo, “exhaler une odeur”, l’ozone ou trioxygène est un gaz composé de trois atomes d’oxygène : fusion d’une molécule de dioxygène (excitée par les rayons ultra-violets du soleil) avec un atome d’oxygène, il est une variété instable de l’oxygène. Ce gaz est plus lourd que l’air.
On distingue le « bon » ozone qui forme le bouclier protecteur autour de la Terre, du « mauvais » à basse altitude qui est un gaz à effet de serre d’origine anthropique.
Stratosphérique, le bouclier terrestre
La couche d’ozone est cette concentration d’ozone au niveau de la stratosphère, celle-ci étant la deuxième couche de l’atmosphère située à une altitude comprise entre 15 et 50 kilomètres.
Quel est le rôle de l’ozone stratosphérique ?
Il est le bouclier qui évite que la vie sur Terre ne soit brûlée par les rayons UV du soleil qu’elle absorbe à 97%. La preuve par la quasi-disparition du vivant sur Terre il y a 360 millions d’années, lorsque la couche d’ozone s’était fortement réduite.
Le « trou » dans la couche d’ozone
A la fin des années 1970, les scientifiques ont observé un « trou » dans cette couche au-dessus de l’Antarctique de la taille de l’Europe, dû aux chlorofluorocarbures (CFCs) présents dans les aérosols, appareils ménagers refroidissants, solvants et pesticides.
Pourquoi des « trous » aux Pôles ?
La destruction de cette couche se concentre aux Pôles, par réaction chimique : les températures basses favorisent la formation de nuages stratosphériques polaires, qui activent des composés halogénés (du chlore et du brome).
Ce phénomène accentué par le « vortex polaire » : en hiver, ces nuages stratosphériques ont tendance à circuler en circuit fermé, isolé du reste de la stratosphère. Ils forment alors un vrai réacteur à destruction de l’ozone.
Le « trou » Pôle Nord
Au mois de mars 2020, les chercheurs du Centre aérospatial allemand (DLR) avaient observé un trou dans la couche au-dessus de l’Arctique, trois fois plus grand que le Groenland.
A la fin du mois d’avril, il s’était refermé : le vortex polaire s’était déchiré, rompant le circuit fermé qui maintenait des températures basses pour la région, favorables à l’érosion de la couche d’ozone.
Le protocole de Montréal
Le 16 septembre est la Journée internationale de la protection de la couche d’ozone, date anniversaire de la signature du protocole de Montréal en 1987, l’un des rares à avoir été universellement ratifié.
La prise de conscience mondiale a été le trou dans la couche d’ozone au niveau de l’Antarctique, dû aux chlorofluorocarbures, commercialisés sous le nom de fréon. Ils ont été utilisés comme réfrigérants, gaz propulseur des aérosols, matières premières dans la synthèse de composés organiques, solvants, extincteurs et agents d’expansion dans les mousses de matières plastiques.
En Europe interdits de mise sur le marché depuis octobre 2000, ils doivent être obligatoirement récupérés et détruite depuis le 1er janvier 2002.
Depuis l’application du protocole de Montréal, l’érosion de la couche a été réduite de 98%. Mais sa reconstitution est un phénomène lent : de 3% par décennie, les gaz qui la détruisent restant longtemps présents dans la stratosphère.
Lien avec le réchauffement climatique
Les chlorofluorocarbures sont également de puissants gaz à effet de serre : leur impact sur le réchauffement climatique est 14 000 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone (CO2), pourtant le principal gaz à effet de serre.
Le non-recours au niveau mondial des chlorofluorocarbones (CFC) a également eu un effet très positif en matière lutte contre le changement climatique.
Néanmoins, si les gaz de substitution aux CFC que sont les hydrofluorocarbures (HFC) n’ont pas d’impact négatif sur la couche d’ozone, ils en ont sur le réchauffement climatique : d’où le fait que les parties prenantes du protocole de Montréal les ont ajoutés à la liste des gaz réglementés.
L’Union européenne s’est engagée à réduire de 80 % ses émissions de HFC d’ici à 2030. La France devait instituer une taxe sur les HFC, votée en 2018. Elle a finalement été repoussée à 2023.
Ozone troposphérique : un gaz à effet de serre
L’ozone troposphérique est le « mauvais », une pollution principalement d’origine anthropologique.
Ozone troposphérique et stratosphère
Ce gaz étant plus lourd que l’air, il n’était pas inconcevable de penser que sa présence dans la troposphère (la partie de l’atmosphère depuis le sol et jusqu’à 15 kilomètres) était celui stratosphérique descendu dans les basses couches de l’atmosphère. Il s’est avéré que ce phénomène est marginal.
Les feux de forêts, une pollution à l’ozone
Les gigantesques feux de forêt qui ont embrasé l’Australie entre décembre 2019 et janvier 2020 ont eu une double conséquence sur l’ozone : les panaches de fumée ont atteint la stratosphère, déplaçant la couche. Une fumée dont les réactions chimiques sur celles-ci sont inconnues.
Au niveau troposphérique, les feux de forêts sont une source importante de pollution à l’ozone, car ils dégagent des hydrocarbures et des oxydes d’azote.
Les arcs électriques
A l’instar de tout arc électrique, les éclairs d’un orage dégagent de l’ozone. La preuve ? L’odeur alors caractéristique de la pluie : lorsque les gouttes tombent au sol, elles piègent de petites bulles d’air qui éclatent sous forme de minuscules aérosols.
Le NOx des voitures diesel
Une pollution secondaire
L’ozone troposphérique se forme par réaction chimique du dioxyde d’azote et de l’oxygène de l’air : pour former ce dioxyde d’azote (NO2), il « faut » de l’oxyde d’azote (NOx) principalement rejeté par les voitures, et des composés organiques volatiles (COV).
Ainsi l’ozone troposphérique est-il une pollution secondaire, due à la combinaison de deux polluants précurseurs que sont le Nox et les COV.
La réglementation diesel
A Paris à partir de 2024 et dans le cadre du Plan Climat, les voitures diesel seront totalement interdites de circulation. D’ici-là, elles le sont selon leur ancienneté (les Crit’Air 4 de plus de 13 ans sont interdites, les Crit’Air 3 le seront à partir de 2022).
Jusqu’en 2017, le NOx des voitures diesel représentaient 42% des émissions d’ozone en France.
Les pics d’ozone
Effet de serre, pluies acides qui altèrent les végétaux et les forêts (ce gaz diminue leur capacité à absorber les nutriments), l’O3 troposphérique est également à l’origine de pics d’ozone, polluant l’air que l’on respire.
La région Provence-Alpes-Côte d’Azur, les Bouches-du-Rhône en particulier, est la région de France la plus touchée par ces pics d’ozone : en cause, la ville de Marseille et de la zone industrielle de Fos-Berre.
Quels sont les effets de l’ozone troposphérique sur la santé ?
Ce gaz est un puissant oxydant : il altère les fonctions cellulaires aux points d’impact que sont les muqueuses oculaires et pulmonaires.
Lien avec l’asthme
Lors d’une exposition brève, ce gaz irrite les yeux et les voies respiratoires, fait tousser et occasionne des maux de tête.
Mais lors d’une exposition plus prolongée, il altère la fonction respiratoire, pouvant générer ou aggraver de l’asthme. Et prédispose aux infections respiratoires.
Les personnes atteintes d’une maladie respiratoire (dont l’asthme) ou d’une maladie cardiaque sont tout particulièrement vulnérables aux effets de ce gaz.
