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Augmentation des émissions de substances chimiques interdites qui détruisent la couche d’ozone
Karin Vergoth/NOAA, empa
Une nouvelle analyse a révélé une augmentation rapide, entre 2010 et 2020, des émissions de cinq substances chimiques appauvrissant la couche d’ozone dont la production pour la plupart des utilisations a été interdite en vertu du protocole de Montréal. Les émissions de ces cinq chlorofluorocarbones, ou CFC, proviennent en partie de fuites lors de la synthèse de produits de remplacement des CFC respectueux de la couche d’ozone. Même si ces émissions de sous-produits ou de produits intermédiaires sont autorisées à titre exceptionnel dans le cadre du protocole de Montréal, elles sont contraires à son objectif général – et les augmentations observées suscitent des inquiétudes.
La station de recherche de haute altitude Jungfraujoch est située sur un col dans les Alpes suisses centrales, entre la Jungfrau (3580 m d'altitude) à l'ouest et la Moench (4099 m d'altitude) à l'est. Selon les chercheurs, les émissions de ces CFC ne menacent actuellement pas de manière significative la reconstitution de la couche d'ozone. Toutefois, au rythme actuel d'augmentation, elles pourraient contribuer de manière significative aux émissions totales de substances chimiques appauvrissant la couche d'ozone. Image: Empa
"Si nous prêtons aujourd'hui attention à ces émissions, c'est en raison du succès du protocole de Montréal", explique Luke Western, auteur principal de l'article et chercheur au laboratoire de surveillance mondiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et à l'université de Bristol. "Les émissions de CFC provenant d'utilisations plus répandues et désormais interdites sont tombées à des niveaux si bas que les émissions de CFC provenant de sources auparavant mineures sont désormais sur notre radar". L'étude, réalisée par une équipe internationale de scientifiques de la NOAA, de l'université de Bristol, de l'Empa, du CSIRO, de l'université d'East Anglia, de l'université de Californie à San Diego, de l'université du Colorado à Boulder et du Forschungszentrum Jülich, a été publiée cette semaine dans Nature Geoscience.
Pas de menace immédiate pour la couche d'ozone, mais un effet de serre important
Les mesures de CFC utilisées dans cette étude ont été effectuées par plusieurs organisations à partir d'échantillons d'air prélevés sur des sites du monde entier, notamment à l'observatoire de base des Samoa américaines de la NOAA. Image: Geoff Dutton/CIRES NOAA
Selon les chercheurs, les émissions de ces CFC ne menacent actuellement pas de manière significative la reconstitution de la couche d'ozone. Toutefois, au rythme actuel d'augmentation, elles pourraient contribuer de manière significative aux émissions totales de substances chimiques appauvrissant la couche d'ozone. Par ailleurs, comme ce sont de puissants gaz à effet de serre, ils ont un impact sur le climat : Combinées, leurs émissions sont égales aux émissions de CO2 d'un petit pays comme la Suisse en 2020. Cela équivaut à environ 1 % des émissions totales de gaz à effet de serre des États-Unis ou à 1/1 000 de l'ensemble des émissions mondiales de gaz à effet de serre.
Les CFC sont des produits chimiques connus pour détruire la couche d'ozone qui protège la Terre. Autrefois largement utilisés dans la fabrication de centaines de produits, notamment les aérosols, les agents gonflants pour les mousses et les matériaux d'emballage, les solvants et les réfrigérants, la production de CFC pour ces usages a été interdite par le protocole de Montréal en 2010.
Toutefois, le traité international n'a pas interdit l'utilisation et la création de CFC lors de la production d'autres produits chimiques, notamment les hydrofluorocarbures (HFC) et, plus récemment, les hydrofluorooléfines (HFO), qui ont tous deux été développés pour remplacer les CFC.
Cette étude s'est concentrée sur cinq CFC ayant peu ou pas d'utilisations actuelles connues - CFC-13, CFC-112a, CFC-113a, CFC-114a et CFC-115 - et dont la durée de vie dans l'atmosphère est comprise entre 52 et 640 ans. En termes d'impact sur l'ozone, les émissions de ces cinq CFC équivalent à environ un dixième des émissions actuelles de CFC-11, l'un des plus abondants de ce groupe de produits chimiques réglementés par le protocole de Montréal.
Une abondance record
La station de recherche du Jungfraujoch se prête, grâce à sa situation unique, à son accessibilité toute l'année et à son excellente infrastructure, à l'observation au sol et à long terme des tendances des concentrations de gaz à l'état de traces dans la troposphère libre. Image: Empa
Dans cette étude, l'équipe a utilisé des mesures provenant de 14 sites répartis dans le monde entier, dont les stations AGAGE (Advanced Global Atmospheric Gases Experiment) comme celle de Jungfraujoch, gérée par l'Empa, et un modèle de transport atmosphérique pour montrer que l'abondance atmosphérique globale et les émissions de ces CFC ont augmenté après l'arrêt de leur production pour la plupart des utilisations en 2010 ; en fait, ils ont atteint un niveau d'abondance record en 2020.
Les chercheurs ont déterminé que pour les trois CFC étudiés - CFC-113a, CFC-114a et CFC-115 - l'augmentation des émissions pourrait être due en partie à leur rôle dans la production de deux HFC courants utilisés principalement dans la réfrigération et la climatisation. "Comme la source la plus probable de ces composés est actuellement un sous-produit de l'industrie des fluorocarbures, on peut craindre une augmentation des émissions de ces CFC compte tenu des prévisions de production de certains de ces produits fluorocarbonés de nouvelle génération", déclare Martin Vollmer de l'Empa, un des co-auteurs de l'étude.
Les causes de l'augmentation des émissions des deux autres CFC, le CFC-13 et le CFC-112a, sont cependant moins certaines. Vollmer : "Nous n'avons connaissance d'aucun procédé chimique actuel de production de fluorocarbures dans lequel ces deux substances apparaissent comme intermédiaires ou sous-produits."
Il est temps d'affûter le protocole de Montréal ?
Les chercheurs n'ont pas déterminé l'origine de ces émissions ; ils ont documenté l'augmentation des émissions mondiales, mais n'ont pas été en mesure d'identifier des sources particulières. Stefan Reimann de l'Empa, un autre co-auteur de l'étude, explique cette situation par les nombreux "angles morts" du réseau mondial de surveillance : "Même si cette étude a combiné les mesures de plusieurs réseaux et groupes, plusieurs régions du monde, y compris celles qui produisent le plus de fluorocarbures, sont gravement sous-échantillonnées".
Selon les chercheurs, si les émissions de ces cinq CFC continuent d'augmenter, leur impact pourrait annuler certains des avantages obtenus dans le cadre du protocole de Montréal et contribuer de manière substantielle au réchauffement de la planète. L'étude note que ces émissions pourraient être réduites ou évitées en réduisant les fuites associées à la production de HFC et en détruisant correctement les CFC coproduits. "Compte tenu de l'augmentation continue de ces substances chimiques dans l'atmosphère, il est peut-être temps de réfléchir à un renforcement du protocole de Montréal", déclare Johannes Laube, du Forschungszentrum Jülich, un autre coauteur de l'étude. Luke Western en conclut que le processus de production de certains produits chimiques de remplacement des CFC n'est peut-être pas entièrement respectueux de la couche d'ozone, même si les produits chimiques de remplacement eux-mêmes le sont.