Nous avons tous déjà entendu parler de la couche d’ozone, sans toujours bien comprendre ce dont il s’agit. 

Nous savons également que la diminution de la couche d’ozone est une mauvaise nouvelle pour notre planète, mais pourquoi exactement ? 

Qu’est-ce que la couche d’ozone ?

La couche d’ozone est une couche protectrice située dans la stratosphère (la seconde couche de l’atmosphère terrestre), entre 20 et 50 km d’altitude. 

Son nom provient du fait qu’elle possède une forte concentration en ozone, un gaz qui agit comme un filtre de protection contre les rayonnements ultraviolets du soleil. 

Malgré sa faible proportion dans l’atmosphère (seulement 6 à 8 molécules sur 1 million de molécules d’air), l’ozone stratosphérique est composé de trois atomes d’oxygène (O₃) et son importance est capitale pour la vie sur Terre.

Elle est apparue il y a 3,5 milliards d’années, et provient à l’origine de l’oxygène relâché dans l’atmosphère par les premiers organismes photosynthétiques.

La couche d’ozone est un élément vital, car elle sert de bouclier contre les rayons U.V et les empêche d’atteindre le sol. Sans elle, la vie n’aurait pas pu se développer sur Terre ! 

Comment se forme l’ozone stratosphérique ?

La formation de l’ozone dans la stratosphère résulte d’un processus naturel impliquant le rayonnement solaire et l’oxygène :

1. Photodissociation : Les rayons ultraviolets du soleil cassent les molécules d’oxygène (O₂) en atomes isolés (O).
2. Recombinaison : Ces atomes d’oxygène se combinent avec d’autres molécules d’oxygène pour former l’ozone (O₃).

L’ozone est constamment créé et détruit dans la stratosphère selon un équilibre naturel dynamique, absorbant les rayons UV nocifs dans ce processus.

À basse altitude, cependant, l’ozone peut devenir nocif lorsque sa concentration augmente. Il devient alors à la fois un polluant et un gaz à effet de serre. 

Au début des années 1980, les scientifiques ont constaté l’existence d’un « trou » dans la couche d’ozone. Il s’agit en réalité d’un phénomène saisonnier qui se traduit chaque printemps par la diminution de l’épaisseur de la couche d’ozone au-dessus des pôles. 

Ce « trou » n’est pas un trou au sens propre, mais une zone où la concentration d’ozone diminue considérablement, particulièrement au printemps austral (septembre à novembre) avec une réduction pouvant atteindre jusqu’à 60% de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique.

En cause : la pollution humaine, et plus particulièrement les chlorofluorocarbures (CFC), présents dans les systèmes réfrigérants, les solvants, les climatiseurs, et certains composés chimiques utilisés dans les systèmes de protection contre les incendies.

Les principales substances appauvrissant la couche d’ozone incluent également les halons (employés dans les extincteurs d’incendie), le bromure de méthyle (utilisé comme pesticide agricole) et le protoxyde d’azote (N₂O), principal destructeur d’ozone aujourd’hui, émis par l’agriculture intensive. Un fait alarmant : un seul atome de chlore peut détruire jusqu’à 100 000 molécules d’ozone !

En réaction, 24 pays et la Communauté économique européenne (CEE) ont signé en 1987 un traité appelé Protocole de Montréal. Ce texte a interdit l’usage des substances susmentionnées, responsables de la destruction de la couche d’ozone.

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Quelles sont les conséquences de la diminution de la couche d’ozone ?

La diminution de la couche d’ozone a de multiples effets, que ce soit sur la santé humaine ou la biodiversité. En voici une liste non exhaustive : 

• L’augmentation des cancers de la peau : cette maladie est directement liée aux rayons UV-B, particulièrement dommageables. L’Australie, de par sa proximité géographique avec l’Antarctique où la couche d’ozone est trouée, est ainsi le pays dans le monde avec la plus forte incidence du cancer cutané ;
• La recrudescence de problèmes respiratoires, comme l’asthme ; 
• La réduction des phytoplanctons dans les océans en raison du rayonnement UV-B, ce qui affecte tout le reste de la chaîne alimentaire ; 
• L’altération du développement des espèces végétales, et par extension du rendement des cultures. 

Les effets néfastes des UV-B comprennent également l’augmentation des cataractes, l’affaiblissement du système immunitaire chez l’humain, ainsi que des dommages aux cultures agricoles et la perturbation des organismes marins dans les écosystèmes.

Dans la basse atmosphère, l’ozone représente également un danger pour l’humain et pour l’environnement. Il contribue en effet à l’augmentation de l’effet de serre, un phénomène naturel par lequel une partie de la chaleur émise par le soleil est retenue dans l’atmosphère de la planète. C’est cet effet de serre qui est à la base du réchauffement climatique. 

Enfin, de manière générale, les substances qui appauvrissent la couche d’ozone sont aussi de puissants gaz à effet de serre, qui en s’accumulant dans l’atmosphère contribuent au changement climatique. 

Quels sont les progrès réalisés dans la restauration de la couche d’ozone ?

Bonne nouvelle : selon un rapport de l’ONU publié début 2023, les mesures prises dans le cadre du Protocole de Montréal ont permis de réduire les quantités atmosphériques de substances nocives pour la couche d’ozone. 

À ce jour, près de 99 % des substances qui altèrent la couche d’ozone ont été éliminées ! Cette dernière se reconstitue donc progressivement, bien que la taille du trou varie selon les années. 

Toujours selon le rapport, si les politiques actuelles continuent au même rythme, la couche d’ozone devrait retrouver ses valeurs de 1980 :

• Vers 2040 pour la moyenne mondiale
• Vers 2045 dans l’Arctique ;
• Vers 2066 dans l’Antarctique. 

Cette réussite démontre qu’une action mondiale coordonnée peut effectivement inverser les dommages environnementaux causés par l’activité humaine. Selon l’ONU, les efforts de protection de la couche d’ozone ont permis d’éviter environ 2 millions de cancers de la peau dans le monde, et d’économiser 1 800 milliards de dollars de frais de santé.

L’espoir est donc de mise. Quelques incertitudes demeurent cependant : 

• Si l’ozone dans la partie haute de la stratosphère est en train de se résorber,  ce n’est pas le cas de l’ozone que l’on trouve dans sa partie basse ;
• L’augmentation des concentrations de CO2 et de méthane, ainsi que l’augmentation des incendies géants (au Canada, en Australie…) et la fréquence accrue de lancements de fusées civiles représentent une nouvelle menace pour la couche d’ozone.

Surveillance et défis actuels

Malgré les progrès, la vigilance reste nécessaire. En 2018, des scientifiques ont détecté une augmentation inattendue des émissions de CFC-11, traçant leur origine en Chine orientale où des usines produisaient illégalement cette substance. Suite à la pression internationale, ces émissions ont de nouveau diminué.

Le changement climatique complique également la situation, car les modifications de circulation atmosphérique peuvent affecter la distribution de l’ozone, créant des interactions complexes entre ces deux enjeux environnementaux majeurs.

Quels sont les défis futurs pour la préservation de la couche d’ozone ?

Le Protocole de Montréal a montré une chose : lorsque les Etats s’unissent dans un but commun, il est possible de réaliser des progrès de manière rapide et efficace.

C’est donc un espoir pour les années à venir, où la lutte contre le changement climatique sera décisive. 

Selon l’ONU, les efforts de protection de la couche d’ozone ont permis de ralentir le changement climatique, en évitant l’émission d’environ 135 milliards de tonnes d’équivalent dioxyde de carbone entre 1990 et 2010. 

Mais aussi d’éviter environ 2 millions de cancers de la peau dans le monde, et d’économiser 1 800 milliards de dollars de frais de santé.

Une étude publiée en 2021 a également montré que sans l’interdiction des substances les plus polluantes par le protocole de Montréal, un réchauffement climatique supplémentaire de 0,5 à 1 degré Celsius aurait été probable. 

Il convient donc de continuer sur cette lancée. Mais, paradoxalement, le changement climatique contribue (dans une certaine mesure) à réduire le trou de la couche d’ozone. En effet, si les gaz à effet de serre ont pour effet de réchauffer la basse atmosphère, ils refroidissent la stratosphère et ralentissent légèrement les phénomènes chimiques à l’origine de la destruction de l’ozone. 

Cela ne signifie évidemment pas qu’aucune mesure ne doit être prise pour enrayer le réchauffement climatique, dont les effets sont dévastateurs. Plus que jamais, nous devons nous mobiliser pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, ce qui inclut notamment la sortie des énergies fossiles, le développement des énergies renouvelables, l’amélioration de l’isolation des bâtiments, le recours à une alimentation végétale, et le développement d’une agriculture plus respectueuse des sols.

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