Le Protocole de Montréal a 30 ans !

Ce samedi 16 septembre, cela fera précisément 30 ans que de nombreux pays membres des Nations Unies ont signé le Protocole de Montréal, à Montréal, dans le but d’enrayer l’utilisation des substances qui détruisent la couche d’ozone.

 

Un peu d’histoire

2 ans avant la signature du protocole, en 1985, le britannique Joseph Farman et ses collègues ont publié un article dans la prestigieuse revue scientifique « Nature », dans lequel ils rapportaient la baisse dramatique des quantités totales d’ozone mesurées pendant le mois d’octobre durant les années ‘80, au-dessus de leur base Halley Bay en Antarctique, par rapport à la période de mesures précédente. L’expression « trou dans la couche d’ozone » fut employée pour la première fois peu de temps après.

Bien que les chercheurs Mario Molina & Sherwood Rowland avaient déjà en 1974, aussi dans Nature, averti de la menace que l’usage massif des CFC (ChloroFluoroCarbure) dans l’industrie faisait peser sur la couche d’ozone, la découverte de la destruction de l’ozone au-dessus du Pôle sud fut une grande surprise et un fait inexplicable de par les expériences et les connaissances en chimie de l’époque. La dissolution de l’ozone a par contre été directement reconnue comme étant une affaire sérieuse et grave, car, bien que l’ozone (une molécule composée de 3 atomes d’oxygène : O3) ne soit présent dans l’atmosphère qu’en faibles quantités, il joue un rôle fondamental pour la vie sur Terre. L’ozone sert de « bouclier » contre la majeure partie du rayonnement ultra-violet du Soleil. Sans cette couche d’ozone dans notre atmosphère, notre peau brulerait en un instant empêchant toute vie sur la planète, du moins sur terre.

 

Si l’ozone contenu dans l’atmosphère était comprimé à la même pression que celle opérant à la surface de la Terre, la couche d’ozone ne ferait que 3 mm d’épaisseur ! Les plus hautes concentrations d’ozone sont rencontrées à des altitudes de 20 à 25 km.

 

Dans le Protocole de Montréal, signé en 1987 après de longues négociations, a été établi que la production et l’utilisation de composants détruisant la couche d’ozone (pas seulement les CFC, mais aussi les composants chlorés ainsi qu’au brome) devrait être arrêtée pour l’année 2000. Le hollandais Paul Crutzen et ses collègues ont découvert en 1992 la pièce manquante du puzzle qui permet de comprendre les causes du trou dans la couche d’ozone.

Les réactions chimiques à la surface des nuages de particules atmosphériques présents au-dessus des Pôles, mènent à la création de composés chlorés réactifs qui peuvent dissoudre l’ozone de manière très efficace.

 

De par nos connaissances croissantes (entre autres publiées dans le rapport quadri annuel sur l’état de la couche d’ozone), plusieurs amendements au Protocole de Montréal ont pu y être ajoutés (le dernier en octobre 2016), au sujet de l’interdiction de composants supplémentaires qui attaquent la couche d’ozone. Ajoutons également que les scientifiques Molina, Rowland et Crutzen ont reçu le prix Nobel de chimie en 1995 pour leurs recherches révolutionnaires sur l’ozone atmosphérique !

 

Le Protocole de Montréal est-il efficace ?

Certainement ! Lorsque nous regardons l’évolution temporelle de l’Equivalent Chlore Stratosphérique Efficace (ECSE , voir figure 2), on peut voir que celui-ci atteint une valeur record en 1997 (= potentiellement la plus haute dissolution d’ozone jamais observée), et depuis, diminue, lentement mais sûrement.

L’ECSE est une mesure relative de la dissolution potentielle de l’ozone atmosphérique qui est obtenue en calculant les concentrations de surface de tous les composants détruisant l’ozone (aussi bien au chlore qu’au brome) par rapport à leur impact sur la dissolution de l’ozone ans les plus hautes couches atmosphériques.

 

Fig 2: Evolution temporelle annuelle des observations et des prévisions de l’Equivalent Chlore Stratosphérique Efficace (ECSE), en nombre de particules par trillion de particules. La valeur maximale a été atteinte en 1997.

Les concentrations d’ozone les plus basses ont presque toutes été mesurées dans le milieu des années ’90, également à Uccle (voir figure 3). La question scientifique est maintenant de savoir si cette nouvelle augmentation de l’ozone est significative ou non. Au milieu de l’année dernière, un article a été publié dans cette autre revue scientifique de renom qu’est « Science », dans lequel le début de la guérison de la couche d’ozone en Antarctique est annoncée.

 

Fig 3: Evolution de l’épaisseur de la couche d’ozone au-dessus d’Uccle. L’affaiblissement de la couche d’ozone durant la période 1980-1997 est représentée en rouge, sa reconstruction sur la période 1997-2016 est indiquée en vert. Les grandes explosions volcaniques (comme celle du Pinatubo aux Philippines en juin 1991) causent des chutes provisoires dans les quantités totales d’ozone.

La prudence est ici de rigueur, car les CFC ont une très longue durée de vie dans l’atmosphère. Certaines modélisations annoncent aussi qu’il faudra attendre le milieu de ce siècle (2050 à 2060) avant de retrouver les niveaux de concentrations en ozone des années ’70 ! quoi qu’il en soit, le Protocole de Montréal est l’exemple idéal de comment la science et la diplomatie internationale peuvent résoudre ensemble un immense problème écologique. Cela sera-t-il possible pour les négociations sur le climat ?

 

L’IRM et l’ozone

L’IRM a un long passé de recherche sur l’ozone. Dès 1969, il a été décidé de réaliser des sondages d’ozone de manière opérationnelle 3 fois par semaine, à l’aide de ballons-sonde. Ces mesures livrent la répartition verticale des concentrations d’ozone jusqu’à des altitudes de 30 à 35 km. Cette série temporelle de mesures d’ozone quasi ininterrompue est, grâce à sa haute fréquence et à sa durée de presque 50 années, assez unique au monde. Uccle forme ainsi avec Hohenpeissenberg (Allemagne) et Payerne (Suisse) le « grand trio ». Pour compléter ces mesures, un instrument mesurant la quantité totale de l’ozone atmosphérique a été développé en 1971. Un instrument similaire est actif depuis quelques années durant les mois de décembre, janvier et février, à la station polaire belge Princesse Elisabeth en Antarctique. L’IRM est également impliqué dans la validation d’observation satellitaires d’ozone par les satellites météorologiques opérationnels (voir http://acsaf.org/ et http://www.esa-ozone-cci.org/)

 

Plus d'infos sur la recherche sur l'ozone à l'IRM

Vers une vidéo de l'évolution de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique

Site web éducatif sur l'ozone