Cependant, si la grippe A occupe le premier plan depuis quelque temps dans les médias, il est important de se rappeler que certains «vieux» problèmes sont toujours d'actualité. Ainsi, et quoiqu'il ne défraie plus les manchettes, le trou de la couche d'ozone reste un géant environnemental qui retient toujours l'attention de beaucoup de scientifiques. Par exemple, il a récemment été le sujet d'un article dans l'édition du 2 octobre de la prestigieuse revue Science.

La couche d'ozone est située en haute atmosphère (à une altitude de 20-25 km) et joue un rôle crucial pour la vie humaine. En effet, l'ozone absorbe les rayons solaires les plus destructeurs (les UVA et UVB) avant qu'ils n'atteignent la surface de la Terre, causant d'éventuels cancers de la peau ou des mutations dans l'ADN des organismes vivants.

Le trou proprement dit est appelé ainsi à tort: il ne s'agit pas réellement d'un «trou», mais plutôt d'un amincissement de la couche d'ozone localisé au-dessus de l'Antarctique (voir figure). Cet amincissement annuel est à son paroxysme vers la fin du mois de septembre, soit au printemps dans l'hémisphère sud. Durant la nuit polaire antarctique, certains polluants atmosphériques sont transportés jusqu'à la stratosphère et ils s'y accumulent en absence des rayons solaires destructeurs. Lorsque le soleil revient au début du printemps polaire, une grande quantité de ces molécules sont subitement transformées. Ce sont ces composés, activés par la lumière du Soleil en haute atmosphère, qui se révèlent comme de véritables destructeurs pour la couche d'ozone.

Les composés destructeurs de la couche d'ozone les plus connus sont les chlorofluorocarbones (CFC), utilisés à l'époque comme gaz réfrigérants et comme propulseurs pour les aérosols. Lorsque ces molécules sont dégradées par les rayons du soleil, chaque atome de chlore peut détruire jusqu'à 3000 molécules d'ozone dans un processus catalytique. Depuis le protocole de Montréal ratifié en 1987, la production et l'utilisation des CFCs ont été totalement enrayées dans les pays développés, de telle sorte que l'inscription «sans danger pour la couche d'ozone» sur une bombe aérosol est désormais un peu désuète.

Cependant, il est important de savoir que même si la production de CFCs a été bannie, les composés qui furent relargués dans l'atmosphère il y a plus de 20 ans pourront encore demeurer actifs dans la haute atmosphère pendant de très longues périodes. Par exemple, les composés CF2Cl2 (le fréon CFC-12) et CF4 (perfluorométhane) ont des temps de vie de 102 et ~50 000 ans dans l'atmosphère, respectivement (Deuxième rapport du Groupe Intergouvernemental sur l'Évolution de Climat, GIEC 1995).

Même si l'impact de cet héritage pourrait donc perdurer encore très longtemps, les experts estiment que le trou saisonnier dans la couche d'ozone pourrait commencer à se résorber dans la deuxième moitié du 21e siècle.

Ceci est dû au fait que les concentrations atmosphériques de certains fréons ont déjà commencé à fléchir, un des grands triomphes du protocole de Montréal démontrant que les politiques environnementales peuvent renverser le cours des choses. Cependant, le protocole de Montréal n'a pas réglé tous les problèmes avec la couche d'ozone. En effet, le directeur du laboratoire de recherche sur la Terre de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), A.R. Ravishankara, affirme que le protoxyde d'azote est devenu le nouvel ennemi de l'ozone [Ravishankaka et al., Science 326, 123-125 (2009)]. Dans cet article, ces auteurs expliquent que l'ozone est aussi un gaz ayant une activité chimique significative le rendant susceptible de réagir avec beaucoup d'autres composés, dont les NOx. Le rôle de ces réactions en chimie atmosphérique a été mis en lumière dans les années 70-80 par Paul Crutzen notamment, travail pour lequel il s'est vu attribué le prix Nobel en 1995 (conjointement avec Mario Molina et F. Sherwood Rowland, pour leurs travaux sur le rôle des CFCs).

Ainsi, lorsqu'une molécule d'ozone se transforme due aux réactions chimiques avec les oxydes d'azote, elle est dégradée et ne peut plus jouer son rôle d'écran solaire. Le protoxyde d'azote est un des précurseurs atmosphériques principaux des NOx, et environ le tiers des émissions de ce gaz, aussi connu comme le gaz hilarant, est issu de l'activité humaine.

Le principal secteur responsable des émissions est l'agriculture, car il est le produit des mécanismes de dégradation naturelle des fertilisants azotés. Les autres sources principales sont la combustion (surtout par les voitures

et l'industrie chimique. Bien que le protoxyde d'azote ait un potentiel de destruction d'ozone plus limitée que les CFCs, il n'est encore régulé par aucune entente internationale. Ainsi, la concentration actuelle excède de 20 % les abondances atmosphériques préindustrielles alors que nos émissions présentes causent une augmentation d'environ 0,25 % par année.

En plus de son rôle dans l'amincissement de la couche d'ozone, le protoxyde d'azote est reconnu comme un des gaz à effet de serre les plus puissants (300 fois plus puissant que le CO2). À l'instar du dioxyde de carbone, c'est-à-dire en raison de la production diffuse du protoxyde d'azote, soit par le dégazage dans les champs agricoles ou par les pots d'échappement des embouteillages, il n'existe à ce jour aucune stratégie crédible visant à limiter ses émissions. Ceci représente peut être le défi le plus extraordinaire auquel nos dirigeants devront faire face les 7 au 18 décembre au Sommet sur les changements climatiques, qui se tiendra à Copenhague au Danemark.

Mais malgré la situation alarmante des changements climatiques, il existe des données encourageantes : depuis l'implémentation de mesures ratifiées dans le protocole de Montréal, la problématique du trou de la couche d'ozone semble se stabiliser. Cette année encore, il a atteint une dimension maximale de 21.7 millions de km 2 alors que sa taille maximale avait été de 25.3 et 22.0 millions de km 2 en 2008 et 2007, respectivement.

Patrick Ayotte est

spécialiste en environnement.