La couche d’ozone se rétablit – un succès qui a commencé il y a 40 ans avec la Convention de Vienne. Les mesures mondiales des substances qui appauvrissent la couche d’ozone sont également une décision décisive pour ce succès.
Le 22 mars marquera le 40e anniversaire de la Convention de Vienne pour la protection de la couche d’ozone. Cet accord international a jeté les bases de la protection de la couche d’ozone stratosphérique à l’échelle mondiale en 1985 – et a servi de base au Protocole de Montréal adopté par la suite, qui régit l’élimination progressive des substances qui appauvrissent la couche d’ozone telles que les chlorofluorocarbones (CFC). Grâce à une surveillance scientifique continue et à des mesures politiques, la couche d’ozone s’est rétablie.
Jungfraujoch – phare des stations de mesure du monde entier
Depuis 25 ans, les chercheurs de l’Empa mesurent les substances qui appauvrissent la couche d’ozone et les gaz à effet de serre sur le Jungfraujoch. Cependant, un programme mondial de mesure a été mis en place en 1978, avant même la découverte du trou dans la couche d’ozone. Aujourd’hui, la station de recherche alpine du Jungfraujoch fait partie du réseau international «Advanced Global Atmospheric Gases Experiment» (AGAGE), qui comprend plus de dix stations de mesure dans le monde entier. «Au total, nous détectons ici une cinquantaine de gaz à l’état de traces différents – des substances qui appauvrissent la couche d’ozone aux gaz à effet de serre purs. Des mesures continues sont d’une importance cruciale pour suivre l’évolution de ces substances dans l’atmosphère et estimer les quantités libérées par les activités humaines», déclare Stefan Reimann, spécialiste de l’atmosphère à l’Empa.
Au Jungfraujoch, les chercheurs de l’Empa s’intéressent à deux types de masses d’air: d’une part, l’air propre, peu affecté par les émissions européennes, qui provient par exemple de l’Atlantique. Il sert de référence pour la pollution de fond dans l’hémisphère nord et permet de visualiser les tendances mondiales des hydrocarbures halogénés. D’autre part, la station de mesure de haute altitude atteint également l’air pollué au niveau régional, ce qui permet de visualiser les émissions de certaines régions ou pays. Selon Martin Vollmer, chercheur à l’Empa, les forts vents du sud, connus en Suisse sous le nom de Féhn, en sont un exemple typique. «Dans de telles conditions météorologiques, l’air arrive de la plaine du Pô, très industrialisée et densément peuplée, dans le nord de l’Italie, jusqu’au Jungfraujoch. Ces masses d’air contiennent souvent de nombreux polluants que nous analysons ici en détail afin de mieux comprendre leurs sources et leur répartition.»
Rôle clé dans la découverte de nouvelles substances appauvrissant la couche d’ozone
En plus de la surveillance des substances connues, le Jungfraujoch joue un rôle clé dans la découverte de nouveaux composés qui appauvrissent la couche d’ozone et d’autres composés halogénés qui influencent le climat. La station de mesure des hautes Alpes a notamment permis de mesurer pour la première fois des anesthésiques halogénés et de nombreux nouveaux hydrofluorocarbones (HFC), qui sont désormais réglementés dans une extension du Protocole de Montréal. En outre, les chercheurs de l’Empa ont pu identifier de nouveaux substituts aux CFC interdits, les hydrofluoroléfines (HFO). Ils ont également obtenu la première preuve au monde de substances rejetées dans l’atmosphère uniquement en tant que sous-produits de processus de fabrication industriels. «Certaines de ces substances appauvrissant également la couche d’ozone, nos mesures aident à détecter d’éventuelles lacunes dans le protocole de Montréal et à en garantir l’efficacité à long terme», explique M. Reimann.
Une surveillance continue est essentielle pour la découverte de nouvelles substances. Dès que les chercheurs de l’Empa considèrent qu’un nouvel engagement est pertinent, il est intégré au réseau AGAGE ainsi qu’à d’autres programmes de mesure. «Au début, les pollutions sont souvent rares pour les nouvelles substances. Ce n’est que lorsqu’elles sont régulièrement rejetées dans l’atmosphère que des émissions plus importantes et leurs sources peuvent être détectées», explique Alina Begley, qui, en tant que post-doctorante à l’Empa, recherche de nouvelles substances appauvrissant la couche d’ozone. «Lorsque, par exemple, l’hydrofluoroléfine HFO-1234yf a été détectée pour la première fois en 2011, sa concentration était encore très faible. Aujourd’hui, il s’agit du réfrigérant le plus utilisé au monde dans les systèmes de climatisation des voitures.»
Étalonnage pour le réseau mondial de mesure
Le cœur de la station de recherche sur le Jungfraujoch est le système de mesure «Medusa», un spectromètre de masse chromatographique en phase gazeuse spécialement développé pour le réseau AGAGE, qui mesure automatiquement de nombreux gaz à l’état de traces dans l’atmosphère. Des méthodes d’étalonnage normalisées sont indispensables pour déterminer avec précision les concentrations les plus faibles de substances appauvrissant la couche d’ozone. Pour cela, Vollmer, chercheur de l’Empa, utilise de l’air de référence propre fourni par la «Scripps Institution of Oceanography» en Californie. «Ainsi, nous étalonnons tous les instruments de mesure du réseau afin de détecter avec précision même des concentrations extrêmement faibles – jusqu’à un milliardième de la concentration de CO2».
