Effet de serre et couche d’ozone, y-a-t-il un lien ?

En plusieurs occasions, en animant la Fresque du climat, j’ai fait face à la question qui apparaît dans le titre de cette chronique. À chaque fois, ma réponse a été lapidaire : j’ai affirmé que la couche d’ozone n’était pour rien dans le réchauffement climatique.

Concis, rapide et efficace ! Passez votre chemin, il n’y a rien à voir ! Mais, comme dit Cyrano de Bergerac¹ au début de sa fameuse tirade du nez, cette réponse est un peu « courte » et mérite quelques explications que je vais donc fournir ici.

L’ozone est-il un gaz à effet de serre ?

Pour démarrer, il est important de rappeler que l’ozone est une molécule que l’on trouve en très faible concentration dans l’atmosphère de notre petite planète et qui est constituée de trois atomes d’oxygène. Les chimistes le note O₃. Cette structure moléculaire particulière lui donne la capacité de capter et réémettre les rayons infrarouges qui viennent de la surface de la Terre chauffée par le soleil.

Caramba, ne serait-ce pas là la propriété qui permet à une molécule atmosphérique de participer à l’effet de serre ? Mais si, mais si ! Je vous renvoie à ce propos à ma chronique « Depuis quand connaît-on l’effet de serre ? » où je fournis plus de détails sur ce phénomène. On peut donc dire sans se tromper que l’ozone est bel et bien un gaz à effet de serre.

À première vue, ce résultat semble en complète contradiction avec ce que j’ai affirmé en introduction en parlant de la couche d’ozone. Aïe, aïe, aïe ! Mais rassurez-vous, tout va s’éclairer en considérant que l’ozone a plus d’un tour dans son sac, si j’ose m’exprimer ainsi.

Au niveau du plateau des vaches

À la surface de notre petite planète, les activités humaines – notamment la combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel – et les feux de forêts créent des composés organiques volatils qui diffusent dans les basses couches de l’atmosphère ou troposphère.

Ces molécules réagissent sous l’effet activateur des rayons du soleil et produisent de l’ozone. C’est la pollution bien connue de nos villes qui se matérialise, quand il n’y a pas un souffle d’air, par un couvercle grisâtre qui stagne autour de nous et gratte la gorge. Heureusement, à un moment ou à un autre, le vent se lève, l’ozone est dilué dans l’atmosphère et on respire mieux.

Cet ozone troposphérique joue évidemment son rôle de gaz à effet de serre. Cependant, il a une durée de vie courte de quelques jours à quelques dizaines de jours seulement, ce qui rend cet effet assez marginal par rapport à celui du gaz carbonique ou du méthane. En simplifiant, il n’a pas vraiment le temps de participer efficacement au réchauffement du climat. Ouf !

La fameuse couche d’ozone

Montons maintenant d’une vingtaine de kilomètres à travers l’atmosphère. Nous atteignons la stratosphère où se situe la fameuse couche d’ozone. Il s’agit évidemment de la même molécule constituée de trois atomes d’oxygène mais sa genèse est complétement indépendante de celle de son homologue troposphérique. Il n’y a d’ailleurs aucune possibilité de transfert d’ozone entre haut et bas ou inversement.

Dans ces strates élevées de l’atmosphère, l’ozone (O₃) est produit à partir du dioxygène (O₂) par ajout d’un atome d’oxygène solitaire (O) sous l’effet des rayons ultraviolets (UV). Cette réaction est parfaitement réversible et l’ozone peut également se dégrader en ses deux constituants de base, mais, à tout instant, il existe localement dans la stratosphère une concentration suffisante d’ozone pour qu’on puisse parler de couche.

Et ceci n’est pas du tout anecdotique pour nous, habitants de la planète, car l’ozone de haute altitude filtre les rayons UV, en particulier les UV-B et UV-C qui sont les plus dangereux. Sans cet ozone stratosphérique, il n’y aurait tout simplement pas de vie possible à la surface des continents !

Ce n’est pas un petit détail. Et pourtant les Hommes ont failli détruire cette couche protectrice en inventant des molécules chimiques capables de dégrader l’ozone stratosphérique. Je ne peux pas m’empêcher d’en dire quelques mots.

Il s’agit de produits comportant entre autres des atomes de chlore et dont je vous épargne la liste mais dont les plus représentatifs sont les chlorofluorocarbones (CFC). Ces gaz utilisés dans des tas d’applications ont heureusement été interdits progressivement par le protocole de Montréal² signé en 1987. Depuis, les trous dans la couche d’ozone se sont largement résorbés, ce qui est une excellente nouvelle !

Revenons maintenant à notre sujet du jour. Cet ozone stratosphérique a-t-il un rôle sur le climat ? Eh bien, oui, un petit rôle, mais pas facile à prévoir !

D’un côté, en tant que gaz à effet de serre, il participe au réchauffement de notre petite planète. De l’autre, en tant que barrière aux UV, il limite l’énergie arrivant du soleil jusqu’à la Terre et tend alors à refroidir le climat. De ces deux phénomènes antagonistes, lequel l’emporte ? Eh bien, c’est l’effet de refroidissement qui sort vainqueur d’une courte tête ! Re-ouf !

En résumé

Le « mauvais » ozone troposphérique dû essentiellement à nos activités d’humains tend à réchauffer le climat de manière négligeable alors que le « bon », celui de la fameuse couche qui nous protège des UV dans la stratosphère, a un petit effet refroidissant. CQFD !

Tout cela méritait bien un petit développement, n’est-ce pas ?

1. Cyrano de Bergerac est l’une des pièces les plus populaires du théâtre français et la plus célèbre de son auteur, Edmond Rostand. La tirade du nez commence par ce vers : « Ah ! non ! c’est un peu court, jeune homme ! » ↩︎
2. Le protocole de Montréal est un accord international qui a pour objectif d’éliminer les substances qui réduisent la couche d’ozone. Il a été signé le 16 septembre 1987 et est entré en vigueur le 1er janvier 1989. Ce traité a été ratifié par 198 parties (197 États et l’Union européenne), ce qui en fait un des très rares traités universellement ratifiés dans l’histoire des Nations unies. ↩︎