OZONE ATMOSPHÉRIQUE

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Formation et destruction de l'ozone stratosphérique

Formation et destruction de l'ozone stratosphérique
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Couche d'ozone

Couche d'ozone
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Protubérance solaire

Protubérance solaire
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Fonte de la calotte de glace en Antarctique, depuis 20 000 ans

Fonte de la calotte de glace en Antarctique, depuis 20 000 ans
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L'ozone troposphérique

L'ozone contenu dans la stratosphère protège la vie parce que le lien assez lâche entre le troisième atome d'oxygène et les deux autres permet l'absorption des photons de l'U.V. proche lorsqu'ils rompent ce lien. Mais, pour la même raison, l'ozone se combine facilement avec d'autres molécules ou atomes. Cette réactivité correspond à une toxicité, ce qui peut être utile. Pour tuer les microbes, pour purifier l'eau des piscines, on emploie parfois l'ozone à la place du chlore. Dans la troposphère, atmosphère où nous vivons, l'ozone, souvent directement associé à la pollution, est un gaz dangereux pour la santé des êtres vivants et des plantes.

D'où vient cet ozone ? On a longtemps cru qu'il venait surtout de la stratosphère. Mais les travaux de Crutzen des années 1970 ont montré que les différents cycles de réactions photochimiques, dont certains opèrent même dans l'air « propre », produisent de l'ozone dans la troposphère, et que ces cycles sont particulièrement sensibles aux perturbations des cycles de l'azote dues aux activités humaines. Même dans un milieu parfaitement « naturel », notre atmosphère d'azote et d'oxygène a tout ce qu'il faut pour fabriquer des oxydes d'azote : les éclairs, les incendies de forêts ou de prairies, les microbes qui interviennent dans les processus de nitrification et de dénitrification des sols, etc. À ces sources naturelles, il faut ajouter celles qui sont liées à l'activité humaine – feux de brousse, incendies liés à la déforestation, combustion de carburants fossiles, modification de la chimie des sols par les engrais artificiels. Il faut en outre tenir compte de nombreuses autres espèces chimiques de la troposphère. La production d'ozone dépend en partie de la concentration des oxydes d'azote, mais celle-ci dépend bien sûr de la compétition entre les processus de formation et de destruction, ces dern [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche honoraire du C.N.R.S., laboratoire de météorologie dynamique, École polytechnique, Palaiseau

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TROU DANS LA COUCHE D'OZONE

  • Écrit par 
  • Florence DANIEL
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L'ozone (O3) situé dans la stratosphère joue un rôle protecteur en absorbant les rayons ultraviolets. Une diminution de sa teneur a pour conséquence d'augmenter le bombardement de la surface terrestre par les U.V., ce qui a des effets néfastes sur tous les êtres vivants.En 1974, Mario Molina et Franck S […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/trou-dans-la-couche-d-ozone/#i_97286

AÉRONOMIE

  • Écrit par 
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Dans le chapitre «  Formation de nouveaux constituants »  : […] Comme le rayonnement solaire est capable de photodissocier et d'ioniser certains constituants atmosphériques, il est évident que les produits de ces processus peuvent réagir chimiquement avec d'autres composés et donner naissance à toute une chimie aéronomique qui est parfois difficile à réaliser au laboratoire, car les conditions de température et de pression rencontrées dans les diverses régio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aeronomie/#i_97286

AIR

  • Écrit par 
  • Jean PERROTEY
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Dans le chapitre « Composition de l'air »  : […] Pour les Anciens, l'air représente, avec la terre, le feu et l'eau, l'un des éléments constitutifs du monde ; et tous les gaz reçoivent l'appellation d'air. Il faut attendre la seconde moitié du xvii e  siècle pour voir John Mayow démontrer que l'air est un mélange dont une partie seulement peut entretenir la vie. Le constituant actif est assimilé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/air/#i_97286

ANTARCTIQUE

  • Écrit par 
  • Pierre CARRIÈRE, 
  • Edmond JOUVE, 
  • Jean JOUZEL, 
  • Gérard JUGIE, 
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Dans le chapitre « Le trou dans la couche d'ozone »  : […] Formé de trois atomes d'oxygène, l'ozone (O 3 ) est un constituant présent dans l'atmosphère en très faible quantité, équivalente à une épaisseur de quelques millimètres dont environ 90 p. 100 entre 20 et 50 kilomètres d'altitude. Son rôle est cependant essentiel, car il absorbe très efficacement le rayonnement solaire ultraviolet, permettant ainsi le maintien de la vie animale et végétale à la su […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/antarctique/#i_97286

ATMOSPHÈRE - Chimie

  • Écrit par 
  • Marcel NICOLET
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Dans le chapitre « Action des constituants minoritaires »  : […] Des études expérimentales montrent que l'ozone peut être réduit par l'action d'un cycle catalytique du type suivant : X désigne un atome ou une molécule comme l'hydrogène, le monoxyde d'azote ou des radicaux hydroxyle ou perhydroxyle, ou même des atomes halogénés. Ainsi, à la réaction (5) de reformation de O 2 s'ajoute l'action des réactions de l'ensemble catalytique (6). En d'autres termes, les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/atmosphere-chimie/#i_97286

CARBURANTS

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Dans le chapitre « Les carburants et la formation d'ozone troposphérique »  : […] L'ozone est un polluant secondaire dans le sens où il se forme au cours de réactions chimiques complexes entre les hydrocarbures et les oxydes d'azote présents dans la basse couche de l'atmosphère (troposphère) et provenant, pour une part non négligeable, des rejets d'origine automobile. Le taux de formation de l'ozone troposphérique dépend à la fois des conditions météorologiques (il est favorisé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carburants/#i_97286

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Dans le chapitre « Chimie environnementale »  : […] Cette sous-discipline prit son essor vers les années 1970, sous la pression du mouvement écologique, alors relayée par des organismes gouvernementaux de financement de la recherche scientifique, aux États-Unis, en Europe et au Japon principalement. Sa charte non écrite lui imposa tant d'éduquer les consommateurs sur divers risques et sur les conséquences d'actes inconsidérés, que d'informer les […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-la-chimie-aujourd-hui/#i_97286

CRUTZEN PAUL (1933- )

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  • Georges BRAM
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Météorologue et chimiste néerlandais né à Amsterdam. Paul Crutzen obtient un doctorat en météorologie de l'université de Stockholm (Suède) en 1973. Il a effectué une grande partie de sa carrière au Centre national de recherches atmosphériques (N.C.A.R.) de Boulder (Colorado), avant de diriger l'institut Max-Planck de chimie, à Mayence (Allemagne). Les contributions de Crutzen au développement de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/paul-crutzen/#i_97286

CYCLES BIOGÉOCHIMIQUES

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  • Jean-Claude DUPLESSY
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Dans le chapitre « Les réactions chimiques abiotiques »  : […] Les oxydes d'azote sont très réactifs dans l'air et, bien que peu abondants, jouent un rôle majeur sur la chimie de l'atmosphère et notamment celle de l'ozone. Les pluies éliminent une grande fraction des composés azotés qui peuvent se dissoudre dans les gouttes d'eau sous forme d'ions ammonium ou de nitrate. L'ammoniac est très rapidement recyclé sous le couvert végétal au voisinage du sol, de so […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cycles-biogeochimiques/#i_97286

ENVIRONNEMENT GLOBAL

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
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Dans le chapitre « La pollution par l'ozone dans la troposphère »  : […] Tout cela ne doit pas nous faire oublier un autre problème d'ozone, plus important, au moins dans l'immédiat, pour la santé publique. L' ozone, gaz assez réactif, est néfaste lorsqu'il est présent dans l'air que nous respirons. Or son abondance dans la basse atmosphère augmente, comme le montrent les observations faites depuis le début du siècle à l'observatoire du parc de Montsouris à Paris, et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/environnement-global/#i_97286

FARMAN JOSEPH CHARLES (1930-2013)

  • Écrit par 
  • Melinda C. SHEPHERD
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Scientifique britannique spécialiste de l’atmosphère, Joseph Farman découvrit au-dessus de l’Antarctique un « trou » dans la couche d’ozone de la haute atmosphère. Ses observations apportèrent la preuve que la production croissante de chlorofluorocarbures (CFC) par les activités humaines contribuait à la destruction de l’ozone stratosphérique et confirmèrent les recherches menées auparavant par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/joseph-charles-farman/#i_97286

FLUOR

  • Écrit par 
  • Josik PORTIER
  • , Universalis
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Dans le chapitre « Applications »  : […] Le fluor et surtout ses dérivés connaissent de multiples applications dans des domaines variés. Le fluor est utilisé en thérapeutique. Son emploi le plus courant est la prophylaxie de la carie dentaire. À cet effet, certains pays introduisent systématiquement du fluor dans les eaux de consommation. Le fluorure de sodium sert pour le traitement des retards de calcification. Le fluor est également […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fluor/#i_97286

FORÊTS - Dépérissement des forêts

  • Écrit par 
  • Maurice BONNEAU, 
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Dans le chapitre « Les polluants gazeux »  : […] Le dioxyde de soufre (SO 2 ), qui était jugé potentiellement responsable du dépérissement des forêts au début des années 1980, a pu être rapidement mis hors de cause, du moins en Europe occidentale. Des essais en laboratoire ont montré que, même à des concentrations de 200 μg/m 3 , ce polluant n'avait d'effet notable que s'il était conjugué avec une forte sécheresse édaph […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/forets-deperissement-des-forets/#i_97286

FRÉONS

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  • Bernard CARTON
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Nom commercial des chlorofluorocarbures (CFC). Ce sont des composés incolores, inodores, ininflammables, non corrosifs à l'état gazeux ou liquide. Les Fréons ne sont pas toxiques par eux-mêmes, mais certains de leurs produits de décomposition peuvent être dangereux. Les premiers membres de ce groupe apparurent comme réfrigérants dans les années 1930. On les utilise encore parfois comme gaz propuls […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/freons/#i_97286

MARS, planète

  • Écrit par 
  • Éric CHASSEFIÈRE, 
  • Olivier de GOURSAC, 
  • Philippe MASSON, 
  • Francis ROCARD
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Dans le chapitre «  L'atmosphère »  : […] L' atmosphère de Mars diffère de l'atmosphère terrestre tout d'abord par sa composition chimique : le dioxyde de carbone CO 2 en est le constituant majeur (95,32 p. 100). La découverte de ce dioxyde de carbone par spectroscopie infrarouge, depuis la Terre, de la lumière solaire réfléchie par le sol martien remonte à 1947, mais c'est en 1964 que fut réalisée par cette méthode la première estimatio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mars-planete/#i_97286

MÉGIE GÉRARD (1946-2004)

  • Écrit par 
  • Marie-Lise CHANIN
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Physicien de l'atmosphère, Gérard Mégie est né à Paris le 1 er  juin 1945. Diplômé de l'École polytechnique (1965), il rédige une thèse concernant l'origine des espèces métalliques présentes dans la haute atmosphère : grâce au sondage de l'atmosphère par lidar ( light detection and ranging ) qu'il contribue à développer, il élucide la plupart des que […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gerard-megie/#i_97286

MOLINA MARIO (1943- )

  • Écrit par 
  • Georges BRAM
  •  • 342 mots

Chimiste mexicain né le 19 mars 1943 à Mexico. Mario Molina fait ses études de chimie physique à l'université de Californie à Berkeley (États-Unis). Après avoir travaillé avec Frank Sherwood Rowland à l'université de Californie à Irvine, il est professeur à l'institut de technologie du Massachusetts (M.I.T.), à Cambridge. En 1930, le physicien britannique Sydney Chapman propose une théorie photoch […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mario-molina/#i_97286

NÉGOCIATIONS INTERNATIONALES SUR L'ENVIRONNEMENT - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Jean-Paul DELÉAGE
  •  • 2 598 mots

1968 Première conférence intergouvernementale posant le problème de la conservation et de l'utilisation rationnelle des ressources de la biosphère. Organisée par l'U.N.E.S.C.O., du 4 au 13 septembre, à Paris, elle recommande l'élaboration d'un grand programme mondial de recherches sur l'homme et la biosphère, le programme M.A.B. (Man and Biosphere), qui sera lancé en 19 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/negociations-internationales-sur-l-environnement-reperes-chronologiques/#i_97286

OXYGÈNE

  • Écrit par 
  • Robert CREUSE, 
  • René NOTO
  •  • 6 318 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « État naturel et préparation »  : […] Le trioxygène, plus stable des variétés allotropiques du dioxygène, fut appelé ozone en 1839 par Christian Friedrich Schönbein, en raison de son odeur caractéristique (du grec ozein , « exhaler une odeur »). Ce n'est qu'en 1865 que Jacques-Louis Soret démontra l'existence d'une molécule O 3 de masse 47,998 g par la prédominance de l'isotope 16 (cf. chap. 1) . Sa concentrat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxygene/#i_97286

POLLUTION

  • Écrit par 
  • François RAMADE
  •  • 20 844 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Dérivés du soufre, de l'azote, du fluor »  : […] L' anhydride sulfureux (SO 2 ) constitue le polluant atmosphérique dont l'impact sur l'ensemble des êtres vivants est de loin le plus préoccupant. Ce gaz se transforme rapidement dans l'air en acide sulfurique, très hygroscopique, qui joue un rôle essentiel dans la formation des smogs acides, brouillards propres aux milieux urbains des régions à climat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pollution/#i_97286

POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE URBAINE

  • Écrit par 
  • Isabelle ROUSSEL
  •  • 3 594 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Ozone et autres polluants »  : […] L’ozone, polluant secondaire photochimique (c’est-à-dire se formant particulièrement sous l’influence du soleil et de la chaleur), a un statut ambigu en ville. En effet, il est détruit par les polluants urbains qui, dans le même temps, constituent des précurseurs de l’ozone et contribuent ainsi à la formation de ce gaz, qui est surtout abondant en montagne (où il n’est pas détruit) et en périphéri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pollution-atmospherique-urbaine/#i_97286

RIO CONFÉRENCE DE (1992)

  • Écrit par 
  • Yves GAUTIER
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Dans le chapitre « Les avancées antérieures à Rio »  : […] La C.N.U.E.D. s'est déroulée à l'occasion du vingtième anniversaire de la Conférence de Stockholm de 1972. Ce premier sommet mondial avait pour objet exclusif la protection de l'environnement de l'homme. En pratique, il a essentiellement suscité la création du Programme des Nations unies pour l'environnement (P.N.U.E.). En 1983, l'O.N.U. crée la Commission mondiale de l'environnement et du dévelop […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rio-conference-de/#i_97286

ROWLAND FRANCK SHERWOOD (1927-2012)

  • Écrit par 
  • Georges BRAM
  •  • 352 mots
  •  • 1 média

Chimiste américain né le 28 juin 1927 à Delaware (Ohio), Frank Sherwood Rowland fait ses études de chimie à l'université de Chicago où il obtient un doctorat en 1952. Il poursuit ses recherches au département de chimie de l'université de Californie à Irvine. Il a été, de 1992 à 1994, président de la très puissante Association américaine pour l'avancement des sciences. En 1930, le physicien britan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/franck-sherwood-rowland/#i_97286

SIMULATION, chimie

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
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Dans le chapitre « Simulation de l'atmosphère terrestre »  : […] Un exemple d'un système chimique sur lequel des simulations nous ont beaucoup appris est l'atmosphère terrestre. Y coexistent, avec des poussières, des molécules à l'état de gaz. On y trouve, outre l'azote et l'oxygène, de nombreuses autres composantes, qui se chiffrent en centaines, sinon en milliers d'espèces chimiques distinctes : de l'eau, du dioxyde de carbone CO 2 et du monoxyde de carbone […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/simulation-chimie/#i_97286

SOLEIL ET SANTÉ

  • Écrit par 
  • Florence COURTEAUX
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Dans le chapitre « Danger, soleil »  : […] Le soleil, lorsqu'il est « consommé » sans modération, devient un ennemi de la peau. Ainsi, les infrarouges sont responsables de l'apparition de « coups de chaleur » qui s'accompagnent d'une déshydratation. Ce phénomène est souvent très dangereux pour les nourrissons. On sait par ailleurs depuis longtemps que les U.V.B. – dont la concentration est particulièrement élevée en milieu de journée, en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/soleil-et-sante/#i_97286

TAMBORA, volcan

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  • Yves GAUTIER
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Dans le chapitre «  Éruptions volcaniques et climat »  : […] Dans l’histoire de la Terre, les éruptions volcaniques explosives les plus importantes ont été suivies d’un refroidissement. Ce constat est désormais bien visible dans l’étude des carottes de glace effectuées en Antarctique ou au Groenland, ou dans l’étude des cernes des arbres qu’est la dendrochronologie. Ce phénomène est dû principalement à la grande quantité de dioxyde de soufre (SO 2 ) éjectée […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tambora-volcan/#i_97286

TERRE - Bilan énergétique

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
  •  • 4 163 mots
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Dans le chapitre «  Phénomènes au sein de l'atmosphère et à la surface »  : […] Par ciel clair, la partie visible du rayonnement solaire, qui contient la plus grande part de son flux énergétique, traverse l'atmosphère avec peu de pertes. Aux longueurs d'onde inférieures à 0,31 μm de l'ultraviolet, la couche d'ozone (située entre 15 et 50 km d'altitude) est pratiquement opaque : le flux absorbé, 12 watts par mètre carré, échauffe la stratosphère . Dans la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-bilan-energetique/#i_97286

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Pour citer l’article

Robert KANDEL, « OZONE ATMOSPHÉRIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/ozone-atmospherique/