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pollution

(bas latin pollutio, -onis)

Déchets dans la nature
Déchets dans la nature

Dégradation de l'environnement par des substances (naturelles ou chimiques), des déchets (ménagers ou industriels) ou des nuisances diverses (sonores, lumineuses, thermiques, biologiques, etc.). [Bien qu'elle puisse avoir une origine entièrement naturelle (par exemple éruption volcanique, feu de forêt, gaz produits par les marais), la pollution est principalement liée aux activités humaines.]

On parle de pollution lorsqu'une substance est présente dans un milieu en quantité suffisante pour créer une nuisance. La pollution liée aux activités humaines existe depuis des milliers d'années, mais elle s'est amplifiée avec la révolution industrielle et, surtout, à partir du xxe s. On distingue plusieurs sortes de pollution : les principales concernent l'atmosphère, l'eau et les sols (mais il existe aussi une pollution lumineuse, sonore...). Toutes ont des incidences sur les milieux, la flore, la faune et les êtres humains. La gestion des déchets (plastiques en particulier) est une des grands questions du monde contemporain.

La pollution atmosphérique

Elle est due à l'émission de produits gazeux ou solides (sous forme de poussières) dont les origines sont diverses. Les gaz proviennent des échappements des véhicules et des rejets des cheminées d'usines. L'un des polluants les plus fréquents est le monoxyde de carbone, dû à la combustion des hydrocarbures (pétrole et charbon) ; d'autres, tels les oxydes d'azote et les anhydrides sulfureux, forment les smogs, nuages de gaz toxiques au-dessus des villes. Quant au dioxyde de carbone, il crée une couche empêchant la diffusion vers les hautes couches de l'atmosphère des radiations énergétiques (effet de serre), ce qui provoque un changement progressif du climat terrestre. Les chlorofluorocarbures (CFC), contenus notamm. dans les aérosols et les réfrigérants, portent atteinte à la couche d'ozone qui filtre les rayonnements ultraviolets cancérigènes. La pollution atmosphérique est en général concentrée dans les zones urbaines et industrielles. Toutefois, les polluants gazeux ou poussiéreux peuvent être transportés par le vent, et diffuser sur de grandes distances, puis retomber sous forme de pluies acides provoquant la mort des forêts.

La pollution des sols et la pollution de l'eau

Elles sont souvent intimement liées. Après épandage sur les sols, les engrais pénètrent en profondeur et se retrouvent dans les nappes phréatiques. Ils peuvent aussi être lessivés en surface par les eaux de pluie et polluer les cours d'eau, qui se déversent ensuite dans les lacs ou dans la mer. À ces engrais s'ajoutent les pesticides et tous les rejets industriels, dont les hydrocarbures. L'augmentation dans les étangs, lacs et rivières de la concentration en sels minéraux (nitrates et phosphates, notamment) provoque des déséquilibres écologiques. Les algues planctoniques pullulent en surface, formant une couche empêchant la lumière de pénétrer dans l'eau, ce qui entraîne la mort des plantes aquatiques. De plus, les algues planctoniques mortes s'accumulent sur les fonds et sont décomposées par des bactéries consommatrices d'oxygène. L'oxygène se raréfie, ce qui provoque la mort des animaux aquatiques. Ce phénomène, appelé eutrophisation quand il a des causes naturelles, est plutôt qualifié de dystrophisation quand il est dû à des rejets agricoles ou industriels. Les sols peuvent aussi être contaminés par des hydrocarbures ou des métaux utilisés par l'industrie, de même que par des particules radioactives issues de l'industrie nucléaire.

1. Aperçu historique

La pollution anthropique (liée à l’homme) n’est pas un phénomène récent. On peut faire remonter ses origines aux débuts de la sédentarisation de l’homme, il y a environ 10 000 ans : dès que les sociétés se sont organisées en villages puis en villes est apparu le problème de l’écoulement des eaux usées entre les maisons et celui de l’accumulation des déchets domestiques ; les élevages animaux généraient des déjections, les poissonneries et les boucheries produisaient des déchets animaux, les ateliers (cuir, teinturerie, forgerons), au cœur des villes, étaient aussi à l’origine de pollutions diverses (odeurs, bruits, déchets)... Pendant longtemps, le principal milieu affecté (quoi que de façon localisée) a été l’eau, contaminée en particulier par des bactéries et des amibes pathogènes (en raison notamment de la présence de matières fécales). Mais l’utilisation du feu et du charbon de bois en milieu confiné provoquait également une pollution importante de l’air des maisons.

Avec la révolution industrielle, les sources de pollution deviennent plus nombreuses et plus importantes. L’utilisation des combustibles fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel) s’accompagne d’une importante pollution de l’air, en particulier au-dessus des villes. L’eau et les sols sont également touchés à cause des rejets industriels. Au xxe s. se développe la chimie de synthèse, multipliant les sources de pollutions par divers produits chimiques : engrais et pesticides pour l’agriculture, résidus de l’industrie, etc. À partir des années 1960, le développement du nucléaire produit des déchets radioactifs hautement contaminants pour l’environnement.

Alors, la pollution en général et les pollutions en particulier deviennent massives. Elles dépassent largement les capacités de recyclage de la nature (un sac plastique, par exemple, met de 100 à 400 ans à se dégrader, selon sa composition ; or, ce sont des milliards de sacs qui sont distribués chaque jour) et entraînent des perturbations majeures des écosystèmes. Aujourd’hui, les pollutions touchent tous les domaines favorables à la vie – l'atmosphère, les milieux terrestres et les milieux aquatiques (en d’autres termes, l’ensemble de la biosphère). L'accroissement démographique, l'extension des villes, alliée à une industrialisation croissante, l'exploitation des ressources énergétiques et l'augmentation constante de la productivité agricole (associée à l’usage massif d’engrais et de pesticides) sont autant de facteurs à l'origine de leur augmentation. À partir de la fin des années 1950, avec le début de la conquête spatiale, la pollution – corollaire de toute activité humaine – est également apparue dans l'espace, à tel point qu'elle pourrait, dans quelques décennies, rendre certaines orbites terrestres inaccessibles.

Face à la détérioration de la situation mondiale, on assiste, notamment depuis les années 1980, à une réaction des instances nationales et internationales, se traduisant par le développement de législations anti-pollution, ainsi que par des mesures de protection ou de réhabilitation de certains milieux.

2. Catégories de polluants

Il existe de très nombreux polluants, qui diffèrent par leur origine (minérale, organique, radiative [les rayonnements radioactifs], industrielle, etc.), par leur taille (micropolluants ou macro-polluants), selon le milieu qu’ils affectent (l’atmosphère, les sols, l’eau)... On distingue aussi les polluants primaires, directement produits par les activités humaines ou les sources naturelles (oxydes de carbone, de soufre, d'azote, particules solides, hydrocarbures, radioactivité...), et les polluants secondaires, qui résultent de la transformation des premiers par une réaction chimique (ozone, dioxyde d’azote, acide nitrique, acide sulfurique...). Le mode d’action des polluants sur l’environnement ou la santé peut être direct, indirect, ou encore synergique (c’est ce que l’on appelle l’effet cocktail).

Les sources de pollutions sont également très nombreuses : utilisation de combustibles fossiles (chauffage, trafic routier, centrales au charbon, etc.), rejets industriels, épandage de pesticides et d’engrais, émission de substances chimiques « domestiques » (peintures, encres, colles, solvants, produits ménagers, cosmétiques), rejet de molécules médicamenteuses avec les eaux usées, utilisation de la radioactivité (radiographies, scanners, ionisation des aliments par l’industrie...) – mais aussi radioactivité naturelle, etc.

3. La pollution de l’atmosphère

3.1. Les polluants atmosphériques

La plupart des polluants ont une durée de vie dans l'atmosphère relativement courte (dans une couche de 1 à 2 km appelée « couche de mélange atmosphérique »). Les particules les plus lourdes (comme les poussières et les suies) retombent généralement sur le sol après quelques heures. Les plus résistantes sont entraînées par les vents puis par les précipitations, tout comme certains gaz et composés chimiques volatils, qui se transforment au contact des molécules d'eau.

Cependant, certains polluants, plus stables et dont la durée de vie est plus élevée, rejoignent la stratosphère (entre 12 et 50 km d'altitude environ) où ils peuvent séjourner pendant plusieurs années. Leur teneur, en perpétuelle augmentation, modifie lentement la composition chimique de l'atmosphère. Les cheminées qui surplombent les installations industrielles n’éliminent pas les polluants, mais les rejettent simplement plus haut dans l’atmosphère, réduisant ainsi leur concentration sur le site même. Ces polluants peuvent ensuite être transportés sur de grandes distances et provoquer des effets nocifs dans des régions très éloignées de leur lieu d’émission.

Les émissions atmosphériques d’origine anthropique tendent également à accentuer certains processus naturels qui s’établissent à l’échelle de la planète. L’augmentation des émissions des gaz à effet de serre a, par exemple, fortement accentué le phénomène naturel d’effet de serre, à l’origine du réchauffement climatique (+ 0,6 °C au cours du xxe s.) [voir ci-dessous : « L'accroissement de l'effet de serre »]. Les composés chlorés émis dans l’atmosphère ont également réagi au niveau de la stratosphère, en réduisant de manière significative la couche d’ozone qui filtre les rayons UV du Soleil (voir ci-dessous « La dégradation de la couche d'ozone »).

3.2. La pollution urbaine

Les effets conjugués des activités industrielles, du chauffage des logements et des émissions de gaz d'échappement par les véhicules à moteur expliquent les fortes concentrations et la grande diversité des polluants présents dans les villes et alentour.

Parmi les oxydes de carbone, si le dioxyde de carbone (CO2), ne devient toxique qu'à très forte concentration, le monoxyde de carbone (CO), gaz inodore et incolore lié aux combustions incomplètes se révèle particulièrement nocif. La présence en excès de ces gaz est liée principalement à des combustions (pétrole, bois, charbon…). Sous l'effet du rayonnement solaire, les oxydes d'azote donnent de l'ozone (toxique pour le vivant dans les basses couches de l’atmosphère). En présence d'oxygène, ce gaz agit sur les hydrocarbures imbrûlés pour donner naissance à un autre composé toxique, le péroxyacétylnitrate, ouPAN.

À ces polluants s'ajoutent le plomb, les poussières et particules de taille diverse, les métaux lourds et les aérosols. Ces composés contribuent directement à la formation d'un nuage polluant au-dessus des villes, dont l'effet toxique se fait surtout sentir sur les citadins (gêne respiratoire, troubles cardio-vasculaires…), mais aussi sur la faune et la flore urbaines, et sur les constructions (corrosion des parties métalliques, altération des façades…).

La pollution urbaine varie en fonction des conditions météorologiques : elle est d’autant plus forte que le temps est beau (situation anticyclonique de hautes pression qui empêchent les polluants de se disperser et les maintiennent là où ils sont produits – à la façon d’un couvercle), chaud et sans vent.

4. La pollution des sols

De par leur texture, leurs propriétés physiques et chimiques, les sols peuvent retenir certains polluants, tels que les phosphates, les métaux ou les pesticides. Lessivés par les eaux de pluie, les sols libèrent alors bon nombre de ces polluants (nitrates, sulfates et chlorures notamment) dans l'ensemble du réseau hydrique souterrain. Les principales sources de pollution des sols sont l'agriculture, l'industrie et les activités domestiques.

4.1. Pesticides et engrais

Les pesticides sont représentés par plusieurs milliers de composés organiques naturels ou de synthèse (insecticides, fongicides, herbicides, etc.) destinés à lutter contre les parasites et les ravageurs des cultures (insectes, champignons, bactéries...).

Les terres cultivées sont contaminées de façon directe au moment de l'épandage des pesticides. D'une grande stabilité, ceux-ci contaminent les végétaux cultivés et sont assimilés par les organismes du sol, s'accumulant à chaque maillon des chaînes alimentaires et provoquant une mortalité élevée chez les prédateurs, notamment les oiseaux de proies. En outre, leur dispersion s'accompagne de leur passage dans l'atmosphère et ils contaminent des zones éloignées. Parmi les insecticides, les composés organochlorés (tels le DDT et le lindane) constituent de redoutables polluants. Quasi-insolubles dans l'eau, très peu biodégradables, ils s'accumulent dans les sols (où ils peuvent persister plusieurs années). Certains fongicides (lutte contre les champignons) comportent du mercure, ce qui les rend directement toxiques pour l'homme et les animaux.

Dans le cas d'engrais organiques (c'est-à-dire de nature biologique), les conséquences sont similaires et se traduisent par une modification des écosystèmes. C'est le cas en France, en Bretagne, où l'épandage massif de lisier est à l'origine d'une pollution importante, qui contamine les eaux douces et littorales, et sature les sols en azote.

4.2. Pollution radioactive

La pollution radioactive des sols résulte de l'irrigation des cultures avec des eaux contaminées par les rejets d'effluents de l'industrie nucléaire. Elle s'étend uniquement aux terres situées à proximité des zones de rejets liquides des centrales ou des usines de retraitement des déchets. (voir ci-dessous : « Les pollutions radioactives »)

→ radioactivité.

5. La pollution de l'eau

En raison de sa facilité d'infiltration et de circulation et de son grand pouvoir dissolvant, l'eau constitue le réceptacle privilégié des polluants. Elle est en outre le premier vecteur de leur propagation dans le sol (par infiltration) et l'atmosphère (par évaporation). Les polluants sont de natures diverses : organique (micro-organismes et matières organiques fermentescibles), chimique (engrais, pesticides, médicaments, hormones, etc.), thermique ou radioactive. Une étude de 2013 a montré que, en France, 10 % des eaux en bouteille présentent aussi des traces – bien qu’infimes – de pesticides et de médicaments, ce qui confirme une contamination à grande échelle de l’environnement par les activités humaines.

5.1. La pollution microbiologique

Les micro-organismes sont naturellement présents dans les eaux. Dans certaines conditions de déséquilibre, certains se multiplient anormalement. Ils peuvent provoquer divers troubles (diarrhée, irritations, etc.) et propager des maladies infectieuses.

Bon nombre de ces maladies sont dues à la présence dans l'eau de bactéries, de protozoaires et de virus issus des déjections humaines ou animales. De nombreux facteurs (température, ensoleillement, vie animale) contribuent à leur prolifération ou, au contraire, à leur régulation.

Cette pollution microbienne touche essentiellement les pays pauvres comme en témoigne l'état de pollution actuelle des fleuves asiatiques tel que le Gange, dont les eaux sont devenues en grande partie impropres à la consommation. Dans les pays industrialisés, les polluants biologiques, peu fréquents grâce aux installations sanitaires adéquates, sont disséminés par les effluents urbains ou par le ruissellement des eaux, notamment dans les régions d'élevage intensif.

5.2. Les polluants chimiques

Les principaux polluants chimiques sont les nitrates et les phosphates, les hydrocarbures et les métaux lourds comme le plomb ou le mercure.

Nitrates et phosphates

La présence de nitrates dans les eaux continentales à un taux anormalement élevé est directement liée à l'activité agricole et notamment à l'utilisation abusive d'engrais azotés. Ces fertilisants répandus en excès sont « lessivés » par les eaux de pluie vers les nappes souterraines.

La présence de phosphates dans l'eau est due à trois phénomènes distincts : l'utilisation d'engrais phosphatés en agriculture, le rejet d'effluents domestiques (on trouve des phosphates dans les déjections humaines et dans certaines lessives) et l'utilisation de conservateurs et d'agents lavants phosphatés dans l'industrie.

Les hydrocarbures

En mer, si l'activité d'extraction du pétrole représente une source permanente de pollution, les plus grands risques demeurent liés au transport maritime et aux accidents de forages sous-marins. À cela s'ajoutent les nettoyages de citernes (dégazages), effectués en pleine mer au mépris des conventions internationales.

Depuis la fin des années 1960, les marées noires dues à des accidents se sont multipliées.

Pourtant, ces catastrophes ne représentent qu'une partie de la quantité totale d'hydrocarbures polluants. Les cours d'eau, les nappes phréatiques et les mers fermées reçoivent en effet de grandes quantités d’hydrocarbures provenant de la terre ferme : effluents industriels, des raffineries et ruissellements urbains.

Les métaux

Les métaux comptent parmi les polluants les plus toxiques. Le plomb, encore utilisé comme adjuvant dans certains carburants automobiles, se retrouve à l'état de traces dans les eaux de l'Atlantique nord. Il est également libéré par les anciennes canalisations du réseau d'alimentation en eau potable. Il s’accumule dans les chaînes alimentaires et contamine notre alimentation.

D'autres métaux toxiques comme le nickel ou le zinc peuvent s'avérer dangereux pour les milieux lacustres ou marins. Quant à l'aluminium, présent en trop forte concentration, il pourrait être l'une des causes de la maladie d'Alzheimer. Quant à la contamination par le mercure dans la baie de Minamata au Japon (1956), elle a fait plusieurs dizaines de morts et des centaines de malades.

5.3. La pollution thermique

Les eaux de refroidissement des centrales nucléaires, tout comme les effluents de certaines industries, présentent une température élevée qui a pour conséquence directe le réchauffement des eaux dans lesquelles elles sont rejetées.

Outre le développement de certains micro-organismes, cette hausse de température (de 4 à 5 °C pour les fleuves et jusqu'à 12 °C en bord de mer) peut entraîner une série de phénomènes (comme la diminution de l'oxygène dissous) susceptibles de modifier l'équilibre naturel des milieux aquatiques.

5.4. Les pollutions radioactives

Présents dans le sol et dans l'eau de mer (notamment le potassium 40 et l'uranium), dans l'air (radon émanant de certaines roches), on dénombre une cinquantaine d'éléments radioactifs naturels. En outre, environ 200 isotopes radioactifs artificiels sont utilisés dans le cadre d'activités médicales, industrielles et de recherche. Cette utilisation produit des déchets, sous forme gazeuse, liquide ou solide, plus ou moins dangereux selon l'activité radioactive et la durée de vie du radioélément considéré.

L'industrie électronucléaire induit des rejets « contrôlés » d'effluents radioactifs. En outre, elle est parfois à l'origine de contaminations plus massives lors d'accidents comme à Tchernobyl, en Ukraine (1986), ou encore Fukushima, au Japon (2011) – accidents dont les suites peuvent durer des années (ainsi, à Fukushima, en 2013, plus de deux ans après l'accident, on déplorait encore le déversement de 300 tonnes par jour d'eau radioactive dans l'océan Pacifique).

→ radioactivité.

6. La pollution par les déchets

Avec l'accroissement de la population, le développement de l'activité économique, l'augmentation de la consommation et la fabrication de substances difficilement dégradables, notre société est confrontée à un nouveau problème, celui de la gestion de ses déchets.

6.1. Déchets domestiques, agricoles et industriels

On distingue plusieurs types de déchets : il s'agit principalement des déchets domestiques (résidus alimentaires, emballage, verre, papiers, tissus), industriels (poussières, produits chimiques plus ou moins toxiques, produits radioactifs), agricoles (résidus d'élevage, comme le lisier, et résidus d'abattage), miniers (produits de déblayage), ainsi que des déchets du bâtiment (bois, ferraille).

Avec la pluie et les eaux de ruissellement, l'entreposage des déchets en décharge pose des problèmes de dissémination des polluants dans l'environnement. Celle-ci peut s'avérer dangereuse dès lors que les déchets contiennent des produits toxiques ou que leur mélange crée de nouveaux composés, eux-mêmes toxiques. Selon la loi française, seuls les déchets ultimes (déchets de déchets) peuvent, depuis 2002, être mis en décharges.

L’incinération des déchets produit elle aussi des polluants : des substances toxiques s’échappant avec les fumées (même si leur quantité est réduite grâce à des procédés de dépollution). Celles-ci polluent l’atmosphère et, en retombant, les sols et les végétaux, ces derniers étant ensuite consommés par les animaux herbivores (dont le bétail).

6.2. Les nappes de plastiques

Environ 10 % des millions de tonnes de plastiques produites chaque année finissent (selon l'association écologiste Greenpeace) dans les océans. Transportés par les vagues et les courants, ils s’échouent sur les littoraux, mais aussi viennent grossir, sous l’effet des courants océaniques, des nappes flottantes de déchets. Celle du Pacifique nord, qui aurait triplé en taille depuis la fin des années 1990, atteignait à la fin des années 2000 quelque 3,5 millions de km2 (près de 6,5 fois la superficie de la France), sur près de 30 m de profondeur. Une ampleur telle qu’elle a reçu le nom de « continent de plastique ». Elle est pourtant en partie invisible, car elle est surtout constituée de micro-déchets (moins de 5 mm de diamètre), ce qui explique qu’on la compare volontiers à une « soupe de plastique ». Une soupe très dense : on estime qu’en certains zones de cette nappe, la concentration en plastique est 10 fois supérieure à la concentration en organismes planctoniques.

Tandis que les macro-déchets plastiques font s'empêtrer ou s'étouffer des animaux, les micro-déchets sont ingérés, comme du plancton, par certaines espèces marines, notamment les poissons et les oiseaux. Les substances qui les composent en viennent progressivement à contaminer toute la chaîne alimentaire.

6.3. Déchets nucléaires

L'industrie électronucléaire produit à elle seule plus des trois quarts des déchets radioactifs, depuis l'extraction des minerais d'uranium jusqu'à l'exploitation des centrales nucléaires et le retraitement des déchets.

La plupart (90 %) sont faiblement radioactifs et à durée de vie « courte » (inférieure à 300 ans). Après traitement et réduction de volume, ils sont incorporés dans des matériaux de confinement appelés matrices (il s'agit notamment de ciments et de bitumes), destinés à les isoler. Une fois confinés dans ces matrices, les déchets sont stockés dans des installations spécialisées, dites de surface (par exemple, en France, dans les sites de Soulaine et de La Hague).

Les produits de fission, issus de la combustion de l'oxyde d'uranium dans le réacteur, constituent la catégorie de déchets la plus dangereuse. Fortement radioactifs et surtout d'une durée de vie très longue, ils nécessitent un traitement spécifique par incorporation dans une matrice en verre (vitrification).

Le stockage des déchets radioactifs implique de les protéger au maximum de l'eau. Celle-ci est en effet le principal élément d'érosion et de corrosion des conteneurs (sauf dans le cas d'une vitrification, car le verre est imperméable). Elle est, de plus, capable de dissoudre les radioélements et de les transporter.

7. La pollution de l’espace

L’exploration de l’espace génère plusieurs types de pollution.

Tout d'abord la pollution des planètes et des satellites explorés : abandon de robots, de dispositifs d’atterrissage, ainsi que contamination potentielle par des bactéries provenant de la Terre (si l’on a longtemps cru que les bactéries ne pouvaient pas résister à de tels voyages, on sait désormais que certaines présentent des capacités de résistance exceptionnelles, sous la forme de spores, tandis que d’autres – les bactéries dites extrêmophiles – peuvent se développer dans des conditions environnementales extrêmes, comme une chaleur très élevée ou une absence d’eau).

Ensuite, la pollution de la Terre, par les substances contenues dans les carburants des lanceurs spatiaux, et par des retombées de débris spatiaux, pouvant par exemple renfermer des substances radioactives. Même si l’essentiel des débris se désintègre dans l’atmosphère lors de leur chute, le risque d’arrivée sur Terre d’un fragment de taille importante n’est pas négligeable (il tombe en moyenne un objet lourd tous les trois jours, dont un objet d’au moins 300 kg chaque mois).

Enfin, la pollution de l’espace circumterrestre, avec les débris spatiaux, quantitativement la plus importante.

En fait, le nombre de débris spatiaux est devenu tel que l’on compare volontiers la « banlieue » de la Terre à une immense poubelle tournant à grande vitesse autour de notre planète. On y trouve les étages supérieurs des fusées ayant permis la mise en orbite des satellites, les satellites hors d’usage, des débris d’explosions ou de collisions (panneaux solaires, moteurs, systèmes électriques, caméras, boulons, éclats de peinture...), et même des outils échappés des mains des astronautes effectuant des sorties dans l’espace. Les objets de taille supérieure à 10 cm, détectables depuis le sol grâce aux télescopes ou aux radars au sol, étaient, en 2013, au nombre d’environ 23 000 (dont seuls 800 satellites en activité). Mais les débris de taille inférieure sont encore plus nombreux : par des méthodes statistiques, l’ESA (Agence spatiale européenne) estime le nombre de fragments mesurant entre 1 mm et 1 cm à 700 000, et ceux de taille inférieure à 1 mm à 170 millions. En outre, les collisions entre débris génèrent un nombre de débris encore plus important. À partir d’un certain seuil, ces collisions sont à même de déclencher une sorte de réaction en chaîne, appelée syndrome de Kessler, provoquant une augmentation exponentielle du nombre de débris en orbite.

Les débris spatiaux se rencontrent à tous les niveaux orbitaux, mais se concentrent principalement sur les orbites basses (entre 200 et 2 000 km), qui sont notamment utilisées par les satellites d’observation et de télécommunication, ainsi que par la Station spatiale internationale. Ils sont à l’origine de risques de collisions avec les satellites en activité, ce qui peut les endommager ou même les détruire – le CNES donne un exemple parlant de leur dangerosité : une bille d’aluminium de 1 mm de diamètre lancée à 10 km/s (60 km/h) a la même énergie cinétique qu’une boule de pétanque à 100 km/h. Aujourd’hui, les débris de taille supérieure à 1 mm engendrent plus de collisions que les météorites. La Station spatiale internationale et les satellites en activité sont régulièrement contraints d’effectuer des manœuvres d’évitement des gros objets répertoriés.

La pollution de l’espace augmente en proportion des lancements effectués chaque année. Quelque 4 900 lancements ont eu lieu entre le début de la conquête spatiale (1957) et 2012 ; et, chaque année, ce sont entre 60 et 100 lancements effectués, générant environ 200 objets spatiaux.

8. La pollution lumineuse

L'éclairage des villes (souvent mal conçu et abusif) et des édifices de même que l'utilisation croissante d'enseignes lumineuses engendrent une nuisance particulière, la « pollution lumineuse ». Celle-ci se manifeste par la formation au-dessus des agglomérations d'un halo lumineux qui masque l'environnement nocturne (dont la luminosité naturelle provient normalement de la voûte céleste).

La diffusion de cette lumière est assurée par la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère. Cependant, le phénomène est amplifié par la pollution de l'air (poussières, gaz, aérosols).

9. La pollution sonore

Le bruit constitue aujourd'hui une pollution insidieuse qui, sans laisser de traces visibles sur l'environnement, représente une véritable nuisance.

Forme de pollution commune à toutes les agglomérations, il est principalement attribué à la circulation automobile et fait l'objet d'une réglementation de plus en plus stricte en matière d'urbanisme. Isolations phoniques et écrans antibruit contribuent aujourd'hui à préserver l'environnement sonore des zones d'habitation particulièrement exposées, comme celles implantées à proximité des voies express ou des aéroports.

10. Conséquences environnementales des pollutions

10.1. L'accroissement de l'effet de serre

L'atmosphère laisse pénétrer une grande partie de l'énergie solaire jusqu'à la surface de la Terre. Une fraction de cette énergie est renvoyée vers l'espace sous forme de rayons infrarouges (chaleur). Certains composés, présents naturellement dans l'atmosphère, absorbent ce rayonnement infrarouge et le retournent en partie vers la Terre, jouant ainsi le rôle d'une serre. Grâce à ce « couvercle » gazeux naturel, la Terre conserve à sa surface une température moyenne clémente.

Les principaux gaz responsables de l'effet de serre sont la vapeur d'eau, le gaz carbonique, le méthane, l'oxyde nitreux et des gaz halogénés. Depuis les années 1960, on observe que la teneur de ces gaz est en constante augmentation. On devrait donc s'attendre à une élévation de la température de surface. Les modèles informatiques conduisent à envisager, entre 2000 et 2100, une augmentation de la température de 2 à 6 °C si la teneur en gaz carbonique suivait sa progression actuelle.

Outre une élévation du niveau des océans par fonte partielle des calottes glaciaires, un tel réchauffement accélérerait les processus de désertification et s'accompagnerait d'une modification du climat mondial, qui entraînerait à long terme la migration, voire la disparition complète de nombreuses espèces végétales et animales. Les populations humaines seraient également affectées (engloutissement des îles et régions côtières basses, augmentation des phénomènes climatiques extrêmes, etc.), créant de nombreux « réfugiés climatiques ».

10.2. La dégradation de la couche d'ozone

L'ozone n'est présent dans la haute atmosphère (notamment aux alentours de 25 km d'altitude) qu'en quantité infinitésimale, et se trouve dispersé sur une grande hauteur. Cependant, son rôle est crucial : il filtre les rayons ultraviolets de la lumière solaire. On sait que toute augmentation du rayonnement ultraviolet serait néfaste pour la vie terrestre. Or, les observations satellites menées au-dessus de l'Antarctique depuis 1978 ont mis en évidence (à partir de 1985) l'existence d'un « trou » dans la couche d'ozone, dont la taille fluctue au fil des mois, mais qui ne cesserait de croître.

La diminution de la couche d'ozone résulte de l'émission croissante dans l'atmosphère d'oxydes d'azote, de méthane et de composés halogénés, provenant principalement de l'industrie chimique, de la combustion des carburants fossiles (pétrole, charbon) et des incendies de forêt. D'autres gaz, les organohalogénés, contribuent à la destruction de l'ozone stratosphérique. Leurs atomes de chlore, libérés sous l'effet du rayonnement solaire, dissocient les molécules d'ozone (O3). Certains de ces gaz – les chlorofluorocarbures (CFC) – sont utilisés comme propulseurs des bombes aérosols, dans les extincteurs ou dans l'industrie du froid. En 2010, leur production a été totalement interrompue et ils ont été remplacés par des produits inoffensifs pour la couche d’ozone (mais qui sont, malheureusement, de puissants gaz à effet de serre). Leurs substituts, les hydrochlorofluorocarbures (HCFC), sont également nocifs pour la couche d’ozone. Le protocole de Montréal prévoit leur élimination totale entre 2030 (pays industrialisés) et 2040 (pays en développement).

10.3. Les pluies acides

Les combustibles fossiles (charbon, pétrole) libèrent lors de leur utilisation plusieurs gaz, notamment des oxydes de soufre et d'azote. Au contact de l'eau présente dans l'atmosphère, ces molécules se transforment en acides (sulfurique et nitrique), et retombent avec les précipitations. Les sols, les eaux continentales (lac, rivières, nappes phréatiques), la végétation, mais aussi les constructions humaines sont affectés.

Les acides sont transportés par les mouvements atmosphériques, généralement loin de la source d'émission des polluants qui les engendrent. Ainsi en Scandinavie mesure-t-on sur les lacs les effets des polluants rejetés en Grande-Bretagne et en Allemagne. Au Canada, des étendues d'eau sont devenues impropres à toute vie. En Allemagne et en Chine, des massifs forestiers sont profondément marqués. Les conifères sont les premiers à dépérir, puis les feuillus et la strate forestière basse (champignons et lichens notamment) dégénèrent.

Ainsi, certains rejets en Grande-Bretagne provoquent des pluies acides en Norvège et en Suède. Dans ces pays, le niveau du pH (taux d’acidité) de nombreux lacs a été affecté par les pluies acides à un point tel que des populations entières de poissons ont péri. Par ailleurs, ces pluies acides sont également à l’origine de la corrosion de divers matériaux de construction, entraînant des dommages sur les bâtiments d’habitation et les monuments des grandes cités industrielles.

10.4. La biodiversité affectée

Les écosystèmes et la biodiversité sont touchés de multiples façon par les pollutions. L’usage de pesticides est responsable de dégâts directs : par exemple le DDT – aujourd’hui interdit dans de nombreux pays – affecte la reproduction des rapaces, qui pondent des œufs à la coquille trop fragile ; les insecticides destinés aux espèces ravageuses tuent aussi les insectes pollinisateurs comme les abeilles et les papillons, ou les prédateurs de ravageurs comme les coccinelles ; certains herbicides (l’atrazine notamment) affectent le développement des grenouilles ; la biodiversité dans et à proximité des champs et jardins cultivés de façon non biologique est dramatiquement réduite (disparation des coquelicots par exemple) ; etc. Les pesticides s’infiltrent également dans les sols, les contaminant pour des mois, voire des années, tandis que les eaux de pluie qui les emportent en ruisselant les conduisent jusqu’aux rivières, où ils peuvent affecter la santé des poissons. Parallèlement, leur usage massif crée l’apparition de résistance (plusieurs centaines d’insectes ravageurs des cultures et de plantes adventices [mauvaises herbes] sont devenues résistantes aux pesticides les plus courants), conduisant à la recherche par l’industrie de nouvelles molécules, ou au recours aux OGM (organismes génétiquement modifiés). Les pesticides ont aussi des effets indirects : la raréfaction des insectes réduit les ressources alimentaires de leurs prédateurs (oiseau, lézards, musaraignes, hérissons...), tandis que la consommation d’animaux ou de plantes porteurs de ces substances chimiques contamine maillon par maillon l’ensemble des chaînes alimentaires, pouvant provoquer dérèglements physiologiques et maladies.

Une teneur trop élevée en nitrates ou en phosphates (issus des engrais agricoles, mais aussi des lessives) dans l'eau peut entraîner une perturbation des écosystèmes aquatiques clos (lacs, étangs) par le phénomène d'eutrophisation (prolifération d'algues et de micro-organismes), qui entraîne l'asphyxie du milieu concerné. Elle peut être associée au développement massif de cyanobactéries, dont certaines espèces sont toxiques pour les animaux. En outre, les nitrates sont toxiques (au-delà d'une certaine concentration) pour les êtres vivants, notamment lorsqu'ils se transforment en nitrites.

Les métaux lourds comme le plomb contaminent les chaînes alimentaires, et peuvent affecter la survie de certaines espèces, en particulier les prédateurs et les superprédateurs en bout de chaîne (phénomène de bioaccumulation).

En mer, dans les zones côtières, l’arrivée massive de particules de terre issue de l’érosion des sols (due aux phénomènes de déforestation et de désertification) opacifie l’eau et asphyxie les herbiers marins (prairies de posidonies, de zostères et d’autres plantes marines) et les récifs coralliens, milieux très riches en biodiversité.

La pollution par les hydrocarbures est délétère pour les oiseaux marins (le pétrole dissout les graisses qui rendent leur plumage imperméable et les isole du froid, voire, en cas de marée noire, les englue totalement), les poissons, dont le frai peut être détruit, les mammifères (toxicité directe par ingestion ou contact), etc. Elle déséquilibre les écosystèmes en provoquant la prolifération des micro-organismes capables de se nourrir de ces substances et de les dégrader, aux détriments des micro-organismes qui y sont sensibles. Enfin, les opérations de nettoyage des zones affectées entraîne souvent l’altération d’une partie des habitats des espèces.

Mais le déversement de substances non naturelles dans les écosystèmes n’est pas la seule pollution à affecter la biodiversité. La pollution lumineuse, outre le fait qu'elle perturbe fortement l'observation astronomique, contribue à la raréfaction de certaines espèces, notamment les insectes qui, attirés par les sources lumineuses, deviennent des proies faciles pour leurs prédateurs. Autre conséquence, l'absence d'alternance sensible du jour et de la nuit entraîne chez certains animaux un dérèglement de leurs rythmes biologiques (biorythme). La pollution lumineuse perturbe aussi la reproduction des tortues marines. En effet, après avoir pondu sur les plages, les femelles retournent à la mer en s’orientant vers l’horizon le plus lumineux, qui est normalement celui de la mer ; de même, les petites tortues nouvellement écloses sur les plages se dirigent instinctivement par rapport à la luminosité de la mer. Les femelles comme les jeunes peuvent être désorientés par les sources lumineuses artificielles, émanant des constructions côtières. Par ailleurs, les femelles ont tendance à délaisser les sites de pontes trop éclairés, pouvant être conduites à choisir des sites de moins bonne qualité (entraînant une survie moindre des œufs et des jeunes) parce qu’ils sont dans l’obscurité. La pollution lumineuse affecte aussi de nombreux oiseaux migrateurs, qui volent de nuit ; des amphibiens, dont les migrations ou le développement peuvent être perturbés, le plancton marin (dont les déplacements sont en partie fondés sur l’alternance du jour et de la nuit), etc.

11. Effets sur la santé

Les effets visibles d’une pollution atmosphérique commencent en général par des irritations oculaires dues aux fines particules en suspension dans l’air, ainsi que par des déficiences significatives de la vue et de la respiration. Des mauvaises odeurs peuvent se faire sentir, comme celle d’œuf pourri émanant du sulfure d’hydrogène. Des douleurs de poitrine ainsi que des toux répétées constituent d’autres symptômes caractéristiques. Les personnes particulièrement fragiles vis-à-vis des pollutions atmosphériques sont les jeunes enfants, les personnes âgées, ainsi que les personnes sensibles (asthmatiques, fumeurs, malades du cœur ou des poumons). Les risques de cancer des populations vivant en zone pollué sont augmentés. Une exposition à long terme accentue l’ensemble de ces effets néfastes. L’exposition répétée aux poussières en milieu professionnel entraîne des maladies pulmonaires variées (dépendant du type de poussière) potentiellement mortelles.

La pollution de l'air atmosphérique a été classée « cancérigène certain » par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en 2013, le gazole et les particules fines ayant été rangés dans cette même catégorie en 2012. Des études portant sur des milliers de personnes pendant plusieurs décennies ont montré que l'exposition à la pollution de l'air est à l'origine de cancers du poumon et est associée à un risque accru de cancer de la vessie. De plus, elle augmente le risque de développer des maladies respiratoires et cardiovasculaires. L'exposition augmente considérablement dans les pays à croissance industrielle rapide, comme la Chine.

La combinaison de circonstances extrêmes (taux de polluants élevés, conditions atmosphériques favorables) peut conduire à des événements catastrophiques dans les grandes agglomérations mondiales, comme des smogs (mélanges de brouillard et de fumées polluantes) meurtriers. Par exemple, le « grand smog » de Londres de décembre 1952 (à teneur élevée en dioxyde de soufre et en particules de suie) a entraîné la mort directe d’environ 4 000 personnes (insuffisance respiratoire, infections pulmonaires...), auxquelles il faut ajouter quelque 8 000 décès dans les semaines et les mois qui ont suivi.

La pollution de l’eau peut elle aussi avoir des conséquences sur la santé de l’homme. Les nitrates (sels de l’acide nitrique) existants dans l’eau potable peuvent être la cause de maladies mortelles chez les jeunes enfants. Le cadmium, présent dans les engrais dérivés des boues d’épuration, est susceptible d’être stocké par les plantes cultivées. La consommation ultérieure de ces végétaux contaminés peut provoquer des troubles digestifs et une atteinte du foie ou des reins. Le mercure, l’arsenic et le plomb sont toxiques. Dans les villes, l’eau courante est polluée par des traces de pesticides, des résidus de médicaments, ainsi que des hormones (à cause de l’usage de la pilule contraceptive et de traitements hormonaux) qui agissent comme des perturbateurs endocriniens.

Les pesticides peuvent provoquer des intoxications aiguës (notamment chez les agriculteurs qui les utilisent), des problèmes de peau (ulcérations, urticaire), des maux de tête, etc. Les rodenticides (« mort aux rats »), en cas d’ingestion accidentelle, provoquent chez l’enfant des hémorragies internes pouvant être mortelles. L’exposition chronique aux pesticides (qui concerne également surtout les agriculteurs) entraîne une cortège de risques pour la santé (troubles nerveux comme l’anxiété ou la dépression, risques de malformation chez le fœtus, accouchement prématuré, augmentation de la fréquence de certains cancers [tumeurs du cerveau, lymphomes], perturbations hormonales, etc.).

Citons enfin les conséquences de la pollution sonore qui, quelle que soit son intensité, affecte l'équilibre psychologique et physiologique de l'homme. Ainsi, si une promenade dans une rue bruyante (intensité sonore de 60 dB) occasionne une simple sensation de gêne, l'action d'un burin pneumatique (120 dB) peut provoquer des troubles plus graves (douleurs aiguës, lésions irréversibles). La pollution lumineuse induit, chez l’homme, des troubles du sommeil, par altération des rythmes nycthéméraux (alternance jour/nuit).