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Quelles relations entre les Gaz à Effet de Serre et l’Ozone

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Lorsque l’on parle des changements climatiques, il existe fréquemment un amalgame entre deux problèmes environnementaux distincts que sont : - Le « trou d’Ozone » : il s’agit de l’ozone stratosphérique - L’augmentation des Gaz à Effet de Serre (GES). Il s’agit bien là de deux problèmes différents qui peuvent être traités indépendamment l’un de l’autre. Cependant, au vue de la complexité du Climat, il existe plusieurs interactions.

La problématique des changements climatiques résident principalement dans l’augmentation des GES qui se situent dans les basses couches de l’atmosphère : la troposphère. La problématique de la couche d’Ozone et notamment celle qui a suscité un fort engouement durant les dernières décennies, se situe dans la partie moyenne de l’atmosphère : la stratosphère.

La stratosphère est le premier lieu où a été mise évidence un changement de l’environnement d’origine anthropique indiscutable. En effet, c’est en 1984 qu’a été découvert pour la première fois que l’Ozone stratosphérique avait diminué de moitié au-dessus de l’Antarctique au début du printemps austral. Suite à l’identification rapide des causes de cette destruction, le protocole de Montréal a été mis en place rapidement en 1987 et ce afin de permettre la régénération de la couche d’Ozone. Ceci constitue le premier exemple fort où l’application d’un protocole internationale appliqué à l’environnement a fait ses preuves.

L’Ozone est un gaz naturellement présent dans l’atmosphère bien qu’en très faible quantité par rapport aux autres molécules (Azote : 78% ; Oxygène : 21%). 90% de l’Ozone se trouve dans la stratosphère et constitue ce que l’on appelle communément « la couche d’Ozone ». Cette Ozone est le « bon Ozone » puisqu’il nous protège du rayonnement ultraviolet. Les 10% restant se situe dans la troposphère entre la surface du sol et environ 10 à 16km d’altitude en fonction de la latitude avec une forte proportion près du sol et constitue « le mauvais Ozone » puisque issu de la pollution de l’air. Malgré sa très faible concentration, l’Ozone est essentiel à la vie sur Terre puisque sa présence filtre le rayonnement ultraviolet-B (destructeur de l’ADN) nocif pour les êtres vivants et les végétaux.

L’épaisseur de la couche d’Ozone conditionne la pénétration de l’ultraviolet varie en fonction de la latitude et de la saison. Sa valeur moyenne pendant les 70 années antérieures aux années 1980 a été remarquablement stable. Les composés organiques halogénés, dont les chlorofluorocarbures (CFC) qui sont des molécules synthétiques très stables chimiquement et donc sans danger pour les êtres vivants se sont révélés très dangereux pour l’Ozone. Ces molécules ont trouvé de nombreuses applications dans les réfrigérants, les propulseurs dans les bombes aérosols, les mousses synthétiques, les solvants, … Du fait de leur grande stabilité, ces gaz peuvent rester des décennies dans l’atmosphère et sont transportés jusqu’à la stratosphère où ils se dissocient sous l’influence de l’ultraviolet et libèrent le chlore nocif à l’Ozone (le chlore intervient dans le cycle cde réactions chimiques catalytiques conduisant à la destruction de l’Ozone). Les conséquences de l’utilisation des CFC ont été une faible diminution de l’épaisseur de la couche d’Ozone mais surtout l’apparition du « trou d’Ozone » au-dessus du continent antarctique en 1985 marquant ainsi la première manifestation spectaculaire de l’effet anthropique sur l’équilibre physicochimique de l’atmosphère.

Dès l’observation du « trou d’Ozone » en 1985, les experts scientifique se sont attelés à comprendre les causes et c’est en 1987 que les CFC étaient mise en cause. Très rapidement des mesures ont été prises et ont conduit à proscrire la production et l’usage des CFC grâce à la mise en place du protocole de Montréal. L’impact du protocole de Montréal a commencé à se faire sentir en 2006 où à été constaté pour la première fois l’arrêt de la diminution de l’Ozone sans pour autant que l’on considère un retour rapide à la situation préindustrielle. En effet, il existe encore des stocks très important de produits contenant des composés chlorés et bromés et d’autre part, le changement climatique global subi par l’atmosphère, se traduisant notamment par un refroidissement de la stratosphère, pourrait avoir pour comme conséquence que l’on retourne jamais à l’état antérieur.

Les changements climatiques et le trou dans la couche d’Ozone sont très fréquemment confondus, alors que, comme il vient d’être explicité la diminution de l’Ozone stratosphérique relève d’un problème tout à fait distinct de celui du changement climatique. Ils diffèrent à la fois quant à leurs causes et quant à leurs conséquences. En effet, le changement climatique est la conséquence de l’augmentation des GES (impliquant un changement de température de surface, de régime de précipitations, de l’occurrence d’évènements extrêmes), tandis que la diminution de l’Ozone provient de la présence dans la stratosphère d’espèces chlorées, bromées et nitrées qui ne sont pas a priori des GES (impliquant principalement l’augmentation du flux d’ultraviolet arrivant au sol). Les deux problèmes sont donc bien distincts.

Cependant, la complexité des interactions atmosphériques est telle que des influences mutuelles existent. L’Ozone est un GES. Sa diminution entraîne donc une diminution du forçage radiatif de l’atmosphère. Celui-ci représente 5% du forçage radiatif dû à l’augmentation des autres GES. A contrario, la régénération de l’Ozone correspondra à une augmentation du forçage radiatif. Le changement climatique exerce également des effets sur la stratosphère ; on assiste actuellement à un refroidissement de la stratosphère, conséquence de la diminution d’Ozone et de l’augmentation des GES. Ce refroidissement va ralentir le retour de l’Ozone à la normale et qui ne devrait pas avoir lieu avant un demi-siècle.

En conclusion, même si il existe des couplages entre le « trou d’Ozone » et les changements climatiques, ce sont bien là deux problématiques différentes.

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