Tout savoir du GHG Protocol (Greenhouse Gas Protocol)
6 min
Niveau
Le GHG Protocol (ou Greenhouse Gas Protocol) est le référentiel de management carbone le plus connu. Mais en consiste-t-il exactement ?
La voix de l'impact
ESG / RSE
Secteurs d'activité
Écologie
Les solutions de Greenly
FR
FR
La couche d’ozone, son rôle et ses enjeux en 2024
Niveau
Très médiatisée à cause du trou qui la perce depuis plusieurs décennies, la couche d’ozone fait l’objet d’une attention constante. Et ce, malgré la signature du Protocole de Montréal en 1987, qui a conduit à l’adoption d’une riposte relativement rapide face à la menace de disparition de la couche d’ozone. Il faut dire que ce fameux trou apparu au-dessus de l’Antarctique nous donne des sueurs froides : tantôt rétrécissant, tantôt s’agrandissant.
Quel est l’état actuel de la couche d’ozone ? Pourquoi cette dernière est-elle si importante ? Comment s’est-elle formée ? Joue-t-elle un quelconque rôle dans le changement climatique par ailleurs ? Pourquoi un trou est-il apparu au milieu de cette fameuse couche d’ozone ?
Explications.
Close
Qu’est-ce que la couche d’ozone ?
Couche d’ozone, définition
La couche d'ozone est localisée dans la stratosphère, elle-même située entre 20 et 50 km d'altitude. La stratosphère surplombe la troposphère et précède la mésophère.
Pour rappel, l’atmosphère est composée de cinq couches :
- la troposphère (en contact avec la surface de la Terre et jusqu’à 20 km au dessus d’elle) ;
- la stratosphère (entre 20 et 50 km d’altitude) ;
- la mésophère (entre 50 à 80 km d'altitude) ;
- la thermosphère (jusqu'à environ 800 km d’altitude) ;
- l’exosphère (n'ayant pas de limite vraiment définie et s'étendant loin dans l'espace).
La composition de la couche d’ozone
La couche d’ozone se distingue naturellement par une forte concentration d’ozone (O3, parfois appelé trioxygène). Cette concentration est proportionnellement plus importante que n'importe où ailleurs dans l'atmosphère - d’où le nom de “couche d’ozone”. Pour se faire une idée, la concentration en ozone de cette fameuse couche est estimée à dix parties par million (ppm).
Petite parenthèse : l’acronyme « ppm » désigne une unité de mesure communément utilisée pour évaluer la pollution de l’air et de l’environnement. L’unité ppm indique combien de molécules d’un polluant donné on distingue, sur un million de molécules d’air par exemple.
“ Outre le fait qu'il est un indicateur singulier et somme toute particulièrement précis, le calcul du taux de ppm dans l’atmosphère permet de cibler les lieux, activités et zones les plus polluées, et donc à risque. Ce ciblage peut permettre, au moins, de comprendre les principales origines polluantes ; au mieux, de les résorber et les réguler. (Geo, 9 novembre 2018) ”
Dans le détail, l’ozone est un gaz composé de trois atomes d'oxygène. Il est naturellement présent dans l’atmosphère terrestre. Toutefois, l’origine de l’ozone peut aussi se révéler anthropique (c’est-à-dire d’origine humaine), notamment au sein de la troposphère. Dans la basse atmosphère, il devient alors un polluant toxique pour l’Homme, susceptible d’affecter notre système respiratoire par exemple.
“ L’ozone est un gaz irritant pouvant pénétrer profondément dans l’appareil respiratoire. Ses propriétés oxydantes peuvent provoquer une réaction inflammatoire bronchique au niveau cellulaire, d’où une toux sèche et une gêne respiratoire. Des effets cardiovasculaires sont également constatés. Chez des enfants asthmatiques, la hausse des niveaux d’ozone peut provoquer une augmentation de la fréquence des crises d’asthme. (Ministère de la Santé et de l'Accès aux Soins, 21 juin 2017) ”
Pour consulter l'ensemble des recommandations à observer en cas de pic de pollution à l'ozone, rendez-vous directement sur le site du Ministère de la Santé en cliquant ici.
Le rôle de la couche d’ozone
“ Le rôle de la couche d’ozone est double : elle agit à la fois comme une protection et comme un facteur de la vie sur Terre. ”
De fait, la couche d’ozone agit comme une couche protectrice, permettant de préserver la Terre des rayonnements ultraviolets émanant du Soleil. Ces rayonnements ultraviolets sont nocifs à la vie sur notre planète - particulièrement les UV-B. Rappelons que les UV-B sont capables d’altérer l'ADN. Ils sont donc mutagènes pour les plantes et les animaux dont nous faisons partie.
De façon plus large, sans couche d’ozone, les maladies à l’image du cancer de la peau se multiplieraient de façon alarmante. De même que les soucis d’ordre oculaire.
Mais le rôle de la couche d’ozone ne se cantonne pas à cette dimension de protection. Avant de protéger la vie sur Terre, la couche d’ozone contribue à la rendre possible. En effet, lorsqu’elle absorbe les rayons ultraviolets que nous évoquions plus tôt, la couche d’ozone devient aussi une source de chaleur. Ce qui explique que la stratosphère (là où elle se situe) soit la seule couche de l’atmosphère où la température augmente avec l'altitude.
En bref, la couche d’ozone joue un rôle déterminant dans la régulation de la température terrestre. D’après une étude parue en 2023, celle-ci serait 270 degrés plus basse faute de couche d’ozone.
Comment s’est formée la couche d’ozone ?
La couche d’ozone s’est formée suite à l’apparition sur Terre des premiers organismes capables de réaliser de la photosynthèse.
“ 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. (Institut Pierre-Simon Laplace, IPSL) ”
“ Premiers organismes capables de réaliser la photosynthèse, les cyanobactéries apparurent dans l’océan primordial du Précambrien il y a plus de trois milliards d’années. En utilisant l’énergie solaire, elles produisirent de l’oxygène qui s’accumula lentement, entraînant une véritable “révolution dans l’évolution”. L’enrichissement en oxygène de l’atmosphère primitive conduisit à la création de la couche d’ozone, qui protège la Terre des rayonnements solaires ultraviolets, et provoqua des modifications du climat et de la composition de la croûte terrestre. Ces changements ont permis une colonisation des continents par de nouvelles formes de vie animale et végétale. (CEA) ”
Concrètement, une fois apparues, les cyanobactéries ont transformé le dioxyde de carbone (CO2) absorbé par les océans (lesquels sont des puits de carbone naturels) en oxygène moléculaire (O2) qu'elles ont rejeté dans l'atmosphère. Là où, dans les hauteurs, l'énergie du rayonnement solaire est telle qu’elle peut “casser” une molécule d'oxygène en deux atomes d'oxygène.
Or, ainsi que le souligne Futura Sciences, les atomes d’oxygène “rechignent à rester isolés”. Ils cherchent rapidement à se raccrocher aux molécules d'oxygène n’ayant pas été brisées, et forment ainsi une nouvelle molécule : celle du trioxygène (O3), autrement appelé "ozone".
Mais l'histoire ne s'arrête pas là : car comme nous l'avons vu plus haut, l'ozone absorbe le rayonnement ultraviolet, lequel dissocie à son tour la molécule de trioxygène en une molécule et un atome d'oxygène. Atome d'oxygène qui, une fois encore, ne saura rester seul et ira cette fois se raccrocher à une molécule de trioxygène pour former à nouveau ... De l'oxygène moléculaire, aussi appelé "dioxygène" en chimie et essentiel à la respiration des animaux sur Terre.
“ Dans le langage courant, on parle abusivement d’« oxygène » pour désigner en réalité le dioxygène (gaz diatomique composé de deux atomes d’oxygène). Le terme « oxygène » devrait être réservé à l’élément chimique de symbole O. (...) Dans l'organisme, le dioxygène est véhiculé dans le sang après fixation sur l'hémoglobine des globules rouges. Ce dioxygène est cédé aux tissus, où il intervient dans la « respiration cellulaire » (réactions d'oxydoréduction productrices d'énergie). (Larousse) ”
| Réaction | Réactifs | Produits | Description |
|---|---|---|---|
| O₂ + rayons UV → O + O | O₂, rayons UV | O, O | Dissociation de l'oxygène moléculaire (O₂) par les rayons UV, libérant des atomes d'oxygène. |
| O + O₂ → O₃ | O, O₂ | O₃ | Formation de l'ozone (O₃) à partir d'oxygène atomique (O) et moléculaire (O₂). |
| O₃ + rayons UV → O₂ + O | O₃, rayons UV | O₂, O | Décomposition de l'ozone sous l'effet des UV, libérant O₂ et O. |
| O + O₃ → 2O₂ | O, O₃ | 2O₂ | Réaction entre l'oxygène atomique et l'ozone, générant de l'oxygène moléculaire. |
Le trou dans la couche d’ozone
La découverte du trou dans la couche d’ozone
La problématique posée par la couche d’ozone a émergé dans le courant des années 1970. À l’époque, on constate alors que la couche d’ozone s’est appauvrie, au point de former un trou au-dessus de l’Antarctique.
Le phénomène apparaît saisonnier : l’épaisseur de la couche d’ozone diminue à l’occasion du printemps austral (en septembre), puis se reconstitue quelques mois plus tard. Et ainsi de suite. Au cours du printemps, l'air froid génère en effet des nuages stratosphériques polaires (aussi désignés sous le nom de “vortex stratosphérique” ou “vortex polaire”) qui viennent appauvrir un ozone déjà mis à mal par la pollution.
NB : En temps normal, ce phénomène n’intervient pas à hauteur de l’Arctique, car son vortex polaire est malgré tout trop chaud pour provoquer l’apparition des nuages stratosphériques. Une exception récente est cependant intervenue en 2020, année où un trou de la taille du Groenland a été observé au-dessus de l’Arctique. Refermé depuis, ce dernier était vraisemblablement la conséquence des anomalies thermiques observées quelques semaines auparavant dans le Pacifique nord.
Malheureusement, outre les conséquences sanitaires, l’appauvrissement de la couche d’ozone favorise également le changement climatique.
“ C'est d'ailleurs ironique : le niveau d’ozone diminue de façon notable au sein de la stratosphère (du fait de l'appauvrissement de la couche d'ozone), mais augmente au sein de la troposphère (là où nous vivons tous et toutes) du fait de la pollution atmosphérique. Un phénomène qui bloque donc le rayonnement infrarouge - à l’image de ce qui se produit normalement au sein de la stratosphère - au plus près de la surface terrestre. Rappelons que la stratosphère est la seule couche de l’atmosphère où la température augmente avec l’altitude. C’est dire si ce processus de génération de chaleur est puissant. ”
À titre indicatif, on estime que 90 % de la quantité d’ozone présente sur Terre se trouve dans la stratosphère, et 10 % dans la troposphère.
Qui est responsable du trou dans la couche d’ozone ?
Après étude, les spécialistes ont établi que cette situation avait été causée par les émissions de gaz industriels. Plus spécifiquement, il s’agit :
- des chlorofluorocarbures (CFC) présents dans les systèmes réfrigérants, les systèmes de climatisation, les bombes aérosols ou encore les solvants ;
- des halons, autrement dit des composés chimiques ininflammables utilisés dans les extincteurs et les systèmes de protection contre les incendies.
L’ensemble de ces substances a été regroupé sous l’appellation SACO, ou Substances Appauvrissant la Couche d'Ozone.
Le protocole de Montréal et ses amendements
“ Face à l’urgence posée par la dégradation de la couche d’ozone, le communauté internationale a rapidement pris des mesures. ”
Signé en 1987, le Protocole de Montréal est l’accord international ayant statué sur la protection de la couche d’ozone via l’élimination graduelle des substances qui lui sont nocives.
La bonne mise en œuvre de ce protocole devrait permettre d'éviter 443 millions de cas de cancer de la peau à l’échelle des États-Unis d’ici la fin du siècle. De même que des millions de cas de cataractes.
Rappelons, par ailleurs, qu’une telle initiative contribue également à la protection :
- de nombreux animaux menacés par les rayons UV au même titre que les humains.
- de la végétation dont le principe de photosynthèse peut être altéré par un excès de rayons UV.
En 1987, le protocole de Montréal a été signé par l’ensemble des pays membres des Nations Unies (24 au total). Concrètement, ces derniers sont depuis soumis à l’obligation d’éliminer graduellement les SACO utilisés pour la réfrigération, la climatisation, le gonflement de la mousse, les aérosols, les solvants et d’autres applications encore.
Depuis sa signature, le Protocole de Montréal a fait l’objet de cinq amendements :
- l’Amendement de Londres en 1990 ;
- l’Amendement de Copenhague en 1992 ;
- l’Amendement de Montréal en 1997 ;
- l’Amendement de Beijing en 1999 ;
- l’Amendement de Kigali en 2016.
Où en est la couche d’ozone en 2024 ?
Le trou dans la couche d’ozone est toujours présent. Un temps en voie de régression, il s’est de nouveau agrandi fin 2023.
D’après l'Agence spatiale européenne (ESA), le trou de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique a atteint sa taille maximale le 16 septembre 2023, avec 26 millions de kilomètres carrés de superficie (l'équivalent de l'Amérique du Nord). Pour Antje Inness, chercheuse au Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, il s'agissait de "l'un des plus grands trous d'ozone jamais enregistrés".
Pour autant, les scientifiques considèrent que cet état de fait ne remet pas en cause la guérison progressive de la couche d’ozone - amorcée depuis la mise en œuvre du Protocole de Montréal. Effectivement, l’éruption du volcan Hunga Tonga en 2022 pourrait expliquer l'agrandissement survenu l'année suivante.
“ Dans le détail, l’éruption aurait provoqué l’émanation d’une grande quantité de vapeur d'eau dans la stratosphère (plus de 50 millions de tonnes). Or, “la vapeur d’eau aurait pu conduire à la formation accrue de nuages stratosphériques polaires, où les chlorofluorocarbones (CFC) peuvent réagir et accélérer l’appauvrissement de la couche d’ozone”. Pour ne rien arranger, “la présence de vapeur d’eau peut également contribuer au refroidissement de la stratosphère antarctique (...) aboutissant à un vortex polaire plus robuste". (Antje Inness) ”
Près de trente ans après le Protocole de Montréal, les gaz qui attaquent l'ozone au-dessus de nos têtes n’ont donc pas encore disparu de notre atmosphère. D’après les prévisions, il faudra compter entre 50 et 100 ans pour qu’ils soient totalement éradiqués.
Par ailleurs, les trous de la couche d'ozone présentent une "variabilité naturelle". En 2019, les températures exceptionnellement élevées avaient ainsi enrayé la formation de nuages stratosphériques polaires. Conséquence directe : le trou dans la couche d’ozone avait rétréci de façon spectaculaire.
Une bonne nouvelle tout de même ? Au printemps 2024, une étude publiée dans Nature Climate Change a annoncé que les concentrations d'hydrochlorofluorocarbones (HCFC) au sein de notre atmosphère ont commencé à décliner plus tôt que ce que les prévisions avaient anticipé. Un signe encourageant.
De même, les mesures observées le 28 septembre 2024 quant à la taille du trou dans la couche d'ozone incitent à l'optimisme.
“ Selon les experts de la NOAA et de la Nasa, le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique a atteint une moyenne 20 millions de km2 cet automne, soit la 7ème valeur la plus basse depuis 1992. Des chiffres qui portent à croire que la couche d’ozone pourrait se rétablir d’ici à 2066. (RTS 11 novembre 2024) ”
Dans le détail, sous réserve que le protocole de Montréal soit respecté, les scientifiques estiment que la situation pourrait revenir à la norme :
- d’ici 2066 au-dessus de l’Antarctique ;
- d’ici 2045 au-dessus de l’Arctique ;
- d’ici 2040 dans le reste du monde.
Le 9 janvier 2023, des experts mandatés par l'ONU ont ainsi indiqué que la couche d'ozone pourrait bel et bien, un jour, retrouver les valeurs de 1980. À date, 99 % des substances qui détruisent l'ozone sont en cours d’élimination. Pour consulter le rapport complet, cliquez ici.
Bien évidemment, un tel exploit dépendra néanmoins du respect scrupuleux des règles établies par le protocole de Montréal, et ce, à l’échelle mondiale. La prudence reste donc de mise.
“ (...) la couche d'ozone est encore loin d'être complètement guérie. (Stephen Montzka, scientifique principal au Global Monitoring Laboratory de la NOAA pour RTS, 11 novembre 2024) ”
Si 24 pays seulement avaient initialement ratifié le protocole de Montréal, ce dernier a maintenant été signé par l'ensemble des pays du globe.
Close
Qui sommes-nous ?
Réalisez le Bilan Carbone® de votre entreprise et contribuez activement à la lutte contre le changement climatique. Rencontrez nos experts sans tarder.
Plus d’articles
Tout voir
La Déclaration de Performance Extra-Financière (DPEF) en 2024
6 min
Niveau
La DPEF traite de la politique sociale, environnementale, sociétale et de gouvernance de toute entreprise. Zoom sur cette obligation légale.
Comprendre les normes ESRS en 4 points clés
15 min
Niveau
Les normes ESRS sont des règles visant à encadrer la réalisation du reporting extra-financier imposé par la CSRD. Explications.
Qu'est-ce qu'une fiche PEP ecopassport® ?
7 min
Niveau
Découvrez la fiche PEP, un document normé sur l'impact environnemental de certains produits, illustré par l'exemple de la fibre optique dans cet article.
Partager
S’inscrire à la newsletter