D’où proviennent les émissions de CFC bannis?

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Gosan sur l’île de Jeju, au sud de la péninsule coréenne, où une augmentat
Gosan sur l’île de Jeju, au sud de la péninsule coréenne, où une augmentation de la concentration atmosphérique de CFC-11 a été détectée.

De nouvelles études menées par une équipe de recherche internationale fournissent la réponse à cette question. Selon l’étude, les émissions de chlorofluorocarbures CFC-11, interdits, dans l’est de la Chine ont augmenté d’environ 7 000 tonnes par an depuis 2013.

Les derniers résultats font suite à une étude réalisée en 2018 qui a montré que les émissions de cette substance très dommageable à la couche d’ozone sont (de nouveau) en hausse. Ce résultat surprenant a montré aux chercheurs et aux dirigeants du monde entier que quelqu’un, quelque part, produit et émet des milliers de tonnes de cette substance - malgré une interdiction mondiale depuis 2010 en vertu du Protocole de Montréal (voir encadré).

Matt Rigby, auteur principal de l’étude de l’Université de Bristol, déclare: "Grâce à des réseaux mondiaux de surveillance tels que "Advanced Global Atmospheric Gases Experiment" (AGAGE; voir encadré) et la Division de la surveillance mondiale de l’administration océanique et atmosphérique (NOAA GMD), les scientifiques effectuent des mesures des CFC dans l’atmosphère depuis plus de 40 ans. Au cours des dernières décennies, nous avons surtout constaté une baisse des émissions de CFC dans ces mesures en raison du Protocole de Montréal. C’est pourquoi il était inattendu, lorsqu’il a été rapporté l’année dernière, qu’à partir de 2013 environ, les émissions mondiales de l’un des plus importants CFC ont soudainement commencé à augmenter."

Les CFC sont les principaux responsables de l’appauvrissement de la couche d’ozone stratosphérique, qui nous protège du rayonnement ultraviolet (UV) du soleil. Une augmentation des émissions de CFC retarde le rétablissement de la couche d’ozone et la fermeture du trou d’ozone dans l’Antarctique. Mais d’où viennent ces nouvelles émissions - Au départ, les chercheurs n’avaient que des preuves qu’au moins une partie des émissions provenaient de quelque part en Asie de l’Est.

Afin de localiser une source d’émission, des mesures de l’air à proximité des régions industrielles sont nécessaires. Dans ce cas, la première indication de l’origine des nouvelles émissions de CFC-11 provenait de deux stations de mesure en Asie de l’Est. Sunyoung Park, auteur principal de l’Université nationale de Kyungpook en Corée du Sud, qui gère la station de mesure de Gosan sur l’île de Jeju, au sud de la péninsule coréenne, explique : "Ces mesures montrent toujours des pics de pollution atmosphérique lorsque les masses d’air proviennent de zones industrielles. Pour le CFC-11, nous avons constaté que ces pics après 2012 étaient significativement plus élevés qu’avant, ce qui suggère que les émissions correspondantes ont dû augmenter quelque part dans la région. La station de mesure japonaise de l’Institut national des sciences de l’environnement de l’île de Hateruma, près de Taïwan, a également signalé des mesures de concentrations élevées.

Une équipe internationale de 13 instituts de recherche - dont l’Empa, l’Université de Bristol, la Kyungpook National University de Corée du Sud, le Met Office du Royaume-Uni, la Scripps Institution of Oceanography et le Massachusetts Institute of Technology (MIT) - a effectué des calculs informatiques complexes pour déterminer quels pays étaient responsables de la hausse des niveaux de pollution. "Cette collaboration entre les plus grands groupes mondiaux dans ce domaine montre de manière impressionnante comment identifier des émissions inconnues, voire interdites, en combinant des mesures environnementales en continu avec la modélisation atmosphérique par ordinateur", explique Stephan Henne, chercheur à l’Empa et co-auteur de cette étude. Les mystérieuses émissions de CFC-11 ont ainsi pu être clairement retracées jusqu’à l’est de la Chine. Les chercheurs ont dû baser leurs analyses sur les mesures de Gosan, une île au large de la Corée du Sud, car l’utilisation des données de mesure chinoises était encore difficile, a expliqué M. Henne.

Bien que la nouvelle étude ait maintenant identifié une part importante de l’augmentation récente des émissions mondiales de CFC-11, il est possible, selon les chercheurs, que d’autres pays ou d’autres parties de la Chine aient pu causer des augmentations supplémentaires. "Nos mesures ne sont suffisamment sensibles que pour l’est de la Chine, l’ouest du Japon et la péninsule coréenne ; le reste du réseau AGAGE (voir encadré) couvre une partie de l’Amérique du Nord, de l’Europe et de l’Australie du Sud ", explique Sunyoung Park. "Il y a donc de vastes régions du monde pour lesquelles nous disposons de très peu d’informations sur les émissions de substances qui appauvrissent la couche d’ozone.

Néanmoins, cette étude est " une étape importante et particulièrement pertinente sur le plan politique dans la capacité des scientifiques de l’atmosphère à dire quelles régions émettent des substances appauvrissant la couche d’ozone, des gaz à effet de serre ou d’autres substances chimiques et dans quelles quantités ", affirme Ray Weiss, géochimiste à la Scripps Institution of Oceanography à San Diego et coauteur de l’étude.

Des rapports antérieurs de l’Environmental Investigation Agency et du New York Times avaient souligné que les fabricants chinois de mousse continuaient d’utiliser du CFC-11 même après l’interdiction mondiale, et les autorités chinoises ont entre-temps identifié et fermé certaines installations de production illégales. Bien que l’étude "Nature" actuelle ne puisse fournir aucune information sur la ou les industries responsables des émissions de CFC-11, elle fournit des preuves claires de leur origine dans l’est de la Chine. "Il est presque certain que ces émissions de CFC-11 violent le Protocole de Montréal, qui interdit l’utilisation émissive de cette substance", explique Stefan Reimann, chercheur à l’Empa, qui a également participé à cette étude. "Il est probable que les émissions résulteront de la production de mousses, dans lesquelles une partie substantielle de la substance ne reste pas dans la mousse mais s’échappe directement dans l’atmosphère". Selon le Protocole de Montréal, c’est précisément cette utilisation du CFC-11 qui est interdite dans le monde entier depuis 2010.

Afin d’identifier d’autres émissions de substances interdites, le chercheur de l’Empa propose d’étendre encore le réseau mondial de surveillance aux niveaux régional et local, en particulier dans et autour des régions industrialisées. "Un tel réseau sera d’une énorme valeur non seulement pour la détection des gaz appauvrissant la couche d’ozone interdits tels que le CFC-11, mais aussi pour la vérification des émissions de gaz à effet de serre officiellement déclarées au niveau national ", a déclaré Reimann. En fait, l’Organisation météorologique mondiale (OMM) appuie actuellement le Système mondial intégré d’information sur les gaz à effet de serre (IG3IS). Cette initiative et d’autres mesures similaires visent à renforcer la confiance entre les États signataires de la Convention de Paris afin de limiter les émissions de gaz à effet de serre et leur impact sur le changement climatique.

Le Protocole de Montréal, signé en 1987 et entré en vigueur en 1989, est un accord international pour la protection de la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons UV. Depuis lors, 196 pays et l’UE l’ont ratifié, ce qui en fait le premier traité ratifié universellement dans l’histoire des Nations Unies. L’Expérience avancée sur les gaz atmosphériques du globe (AGAGE) a été fondée en 1990 à partir de programmes antérieurs remontant à 1978. Un consortium de onze centres de recherche du monde entier mesure plus de 50 substances qui pénètrent dans l’atmosphère par l’activité humaine et contribuent au réchauffement de la planète et/ou à la destruction de sa couche d’ozone. Émissions régionales de CFC-11 en Asie du Nord-Est pour les années 2008-2011 et 2014-2017 estimées à partir des observations des stations de mesure de Gosan et Hateruma (croix rouges) et du système de modélisation inverse de l’Empa, un des quatre systèmes utilisés dans cette étude. La différence des émissions de CFC-11 dans la zone délimitée par la ligne bleue était de 7 000 tonnes par an de la première à la deuxième période.