Appauvrissement de l’ozone stratosphérique

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L’ozone stratosphérique désigne la couche de l’atmosphère comprise entre 20 et 50 km d’altitude. En filtrant une grande partie des rayonnements ultraviolets (UV) solaires, principalement les UVC et les UVB, cette couche protège les êtres vivants, une surexposition aux UV pouvant avoir des effets néfastes sur la santé humaine (cataractes, cancers de la peau, affaiblissement du système immunitaire) et sur les végétaux (inhibition de l’activité photosynthétique des plantes). Garantir l’intégrité de la couche d’ozone constitue donc un enjeu majeur, son amincissement excessif, voire sa disparition dans certaines zones, pouvant avoir de lourdes conséquences sur l’homme et sur les écosystèmes

Enjeux globaux

Depuis les années 1980, les observations mettent en évidence des diminutions saisonnières importantes de la couche d’ozone stratosphérique au-dessus de l’Arctique et du continent Antarctique. Ces baisses peuvent atteindre 50 % à la fin de l’hiver et au début du printemps et se répercutent également, de façon moins prononcée, aux moyennes latitudes. L’amincissement de la couche d’ozone concerne les régions polaires durant le printemps.

Les travaux de recherche sur le sujet ont montré que l’appauvrissement de la couche d’ozone fait suite à des réactions chimiques complexes intervenant dans la stratosphère et mobilisant des composés bromés ou chlorés nécessitant des températures très basses, atteintes durant les hivers polaires, puis des rayonnements solaires importants, dès le printemps suivant. Ces composés sont émis par les activités humaines. Les plus connus sont :

  • les chlorofluorocarbures (CFC) utilisés dans des systèmes réfrigérants, climatisations, bombes aérosols, solvants, etc. ;
  • les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) développés en remplacement des CFC en raison de leur moindre durée de vie dans l’atmosphère ;
  • les halons utilisés pour les extincteurs et les systèmes de protection contre les incendies ;
  • le tétrachlorure de carbone utilisé notamment comme solvant de nettoyage industriel ;
  • le bromure de méthyle utilisé pour le traitement des végétaux, des locaux et sols agricoles par fumigation.

L’appauvrissement de la couche d’ozone, une des neuf limites planétaires (Rockström et al., 2009), est appréhendée à travers la mesure de la concentration de l’ozone stratosphérique évaluée en unité Dobson (DU). Sachant que la valeur moyenne de la colonne d’ozone est de 300 DU, la limite est fixée à 275 DU, à savoir 95 % de son niveau préindustriel (290 DU). Alors que cette limite a été transgressée dans les années 1980, les tendances s’inversent depuis, et l’épaisseur moyenne de la couche d’ozone s’accroît progressivement. En 2009, la concentration s’élève à 283 DU. Dans les années 1980, durant la fin de l’hiver austral (septembre-octobre), au moment où le soleil apparaît, l’épaisseur de la couche d’ozone pouvait avoisiner 100 DU.

Pour préserver la couche d’ozone et notamment contribuer à sa reconstitution, la communauté internationale s’est engagée depuis 1987 dans le Protocole de Montréal relatif aux substances qui appauvrissent la couche d’ozone. Cet accord international a pour ambition de stopper progressivement la production et la consommation des substances en cause. 197 pays ont signé ce protocole. Depuis son entrée en vigueur, les émissions mondiales de ces produits ont chuté de plus de 80 % et la quasi-totalité des produits chimiques contrôlés par le Protocole ont été éliminés.

Consommation de substances réglementées qui appauvrissent la couche d’ozone
Consommation de substances réglementées qui appauvrissent la couche d'ozone
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Consommation de substances réglementées qui appauvrissent la couche d’ozone

Note : la consommation correspond à la production à laquelle sont ajoutées les importations moins les exportations et moins la destruction.

Dans le même temps, selon l’Organisation météorologique mondiale, les observations de la couche montrent que dans certaines parties de la stratosphère, la couche d’ozone s’est rétablie à un rythme de 1 à 3 % par décennie depuis l’an 2000. Selon les projections, la couche d’ozone au-dessus de l’hémisphère nord et des latitudes moyennes devrait complètement se rétablir d’ici 2030, la couche d’ozone au-dessus de l’hémisphère sud dans les années 2050 et celle se trouvant au-dessus des régions polaires d’ici 2100.

Situation de la France

La France a ratifié le Protocole de Montréal en 1987. Toutefois, elle continue à produire et à consommer les substances qui relèvent du Protocole. En effet, en l’absence d’alternatives disponibles, le Protocole prévoit des dérogations afin d’autoriser l’utilisation de certaines substances réglementées pour des usages spécifiques tels que l’utilisation comme agent de fabrication, comme intermédiaire de synthèse, ou encore pour des usages en laboratoires. Enfin, une partie de ces substances est introduite sur le marché national avant d’être détruite dans des installations traitant les déchets dangereux.

Production et destruction des principales substances appauvrissant la couche d’ozone, en France, en 2016

Production et destruction des principales substances appauvrissant la couche d’ozone, en France, pour l’année 2016
Substances Production pour utilisation comme intermédiaire de synthèse (en tonnes) Production pour utilisation comme agent de fabrication(en tonnes) Destruction (en tonnes)
CFC Néant Néant 210
Halons 408 Néant 5
Tétrachlorure de carbone 13 207 9 3 166
1,1,1-trichloroéthane 21 652 Néant Néant
HCFC 35 349 Néant 135

Champ : France métropolitaine

Source : MTES, 2019

En 2016, les émissions de fluides frigorigènes en France métropolitaine avoisinent les 8 000 tonnes.

Évolution des émissions totales de fluides frigorigènes en France métropolitaine
Évolution des émissions totales de fluides frigorigènes en France métropolitaine
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Évolution des émissions totales de fluides frigorigènes en France métropolitaine

Source : Mines ParisTech, Armines, Inventaires des émissions des fluides frigorigènes France et DOM COM, 2018

Des mesures d’accompagnement sont mises en place pour aider les entreprises à mettre en œuvre des actions alternatives pour se passer des substances appauvrissant la couche d’ozone pour certains procédés (fluide frigorigène par exemple). C’est ainsi que les hydrofluorocarbures (HFC), substituant de deuxième génération des CFC puis des HCFC, font l’objet d’une forte utilisation. Or les HFC sont des gaz à effet à de serre à fort potentiel de réchauffement climatique. Sur la période 1990-2016, leurs émissions ont augmenté de 324 % en France métropolitaine.

Évolution des émissions de HFC en France métropolitaine
Évolution des émissions de HFC en France métropolitaine
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Évolution des émissions de HFC en France métropolitaine

Source : Citepa, format Secten, avril 2018

L’amendement de Kigali
L’amendement de Kigali, signé en 2016 et entré en vigueur le 1er janvier 2019, vise à réduire la production et la consommation de produits chimiques libérant de puissants gaz à effet de serre dans l’atmosphère et utilisés dans les réfrigérateurs, les climatiseurs et les appareils connexes. Ce texte, qui encadre et établit des calendriers de réduction des productions et consommations en HFC pour l’ensemble des Parties au Protocole, a été ratifié par la France le 29 mars 2018. La France s’est engagée à diminuer de 85 % sa consommation et sa production en HFC d’ici 2036 (par rapport aux années de référence 2011-2013).

Cet article est un extrait du rapport de synthèse de l’édition 2019 du rapport sur l’environnement en France.