Cet article fait partie du DOSSIER consacré à l'air et du DOSSIER consacré à l'eau et du DOSSIER consacré à l'environnement.

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

Introduction

Tous les domaines favorables à la vie – l'atmosphère, les milieux terrestres et aquatiques – sont touchés par la pollution. L'extension des villes, alliée à une industrialisation croissante, l'exploitation des ressources énergétiques et l'augmentation constante de la productivité agricole sont autant de facteurs contribuant directement ou indirectement à la modification et à la destruction des écosystèmes.

Face à la dégradation de la situation mondiale, on assiste, notamment depuis les années 1980, à une réaction des instances administratives, se traduisant par le développement d'une législation anti-pollution, ainsi que par des mesures de protection ou de réhabilitation de certains milieux.

La pollution atmosphérique

Smog

La plupart des polluants ont une durée de vie dans l'atmosphère relativement courte. Les particules les plus lourdes (poussières, fumées, suies…) retombent généralement sur le sol après quelques heures. Les plus résistantes sont entraînées 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.

La pollution urbaine

Pot catalytique

Les effets conjugués des activités industrielles, du chauffage des logements et des émissions de gaz d'échappement par les automobiles expliquent les fortes concentrations et la grande diversité des polluants présents dans les villes et alentour. Les plus remarquables sont les oxydes de carbone, de soufre et d'azote.

Parmi les oxydes de carbone, si le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone (CO₂), ne devient toxique qu'à très forte concentration, le monoxyde de carbone (CO), gaz inodore et incolore, 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. En présence d'oxygène, ce gaz agit sur les hydrocarbures imbrûlés pour donner naissance à des composés toxiques, les « PAN ».

À ces polluants s'ajoutent le plomb, les poussières, 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 dégradation de la couche d'ozone

Trou dans 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 sera totalement interrompue et ils doivent être remplacés d'ici là par d'autres produits.

L'accroissement de l'effet de serre

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.

Effet de serre

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 2040, une augmentation de la température de plus de 3 °C si la teneur en gaz carbonique suivait sa progression actuelle.

Antarctique

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 pluies acides

Formation des pluies acides

• Dépérissement forestier

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 se trouvent affectés.

Pluies acides

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.

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.

Pesticides et engrais

Épandage d'engrais chimiques

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 animaux nuisibles aux cultures.

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.

Les terres cultivées sont contaminées de façon directe au moment de l'épandage des pesticides. D'une grande stabilité, ceux-ci rendent impropres à la consommation les végétaux cultivés et sont assimilés par les organismes du sol, s'accumulant à chaque maillon des chaînes alimentaires (« bioaccumulation ») 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.

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.

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. (→ radioactivité)

Pollution de l'eau

Cycle 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 (nitrates, micropolluants, etc.), thermique ou radioactive.

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 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, sont disséminés par les effluents urbains ou par le ruissellement des eaux, notamment dans les régions d'élevage intensif.

Les polluants chimiques

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

Nitrates et phosphates

Pollution d'un cours d'eau

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.

Une teneur trop élevée en nitrates ou en phosphates 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 se traduit par l'asphyxie du milieu concerné. En outre, les nitrates sont toxiques (au-delà d'une certaine concentration), notamment lorsqu'ils se transforment en nitrites.

Les hydrocarbures

Marée noire, Amoco Cadiz, 1978

• Faune et pollution
• Marée noire, Exxon Valdez, 1989

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 (Torrey Canyon en 1967, Amoco Cadiz en 1978, Exxon Valdez en 1989, La Corogne en 1992, Erika en 1999).

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 recueillent également des hydrocarbures provenant des effluents industriels, des raffineries et des 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.

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.

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.

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), ainsi qu'à Tokaimura, au Japon (1999).

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.

Déchets domestiques, agricoles et industriels

On distingue plusieurs types de déchets, principalement les 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 les 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. Afin de prévenir toute pollution des eaux souterraines, la loi française impose la fermeture de toutes les décharges avant 2002.

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 en volume, ils sont incorporés dans des matrices minérales ou organiques, puis stockés dans des installations spécialisées, dites de surface (Soulaine et La Hague en France).

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).

C'est l'eau, capable de dissoudre les radioéléments (et donc de les disséminer), qui représente le principal risque lié au stockage des déchets nucléaires, comme en atteste le taux de radiations élevé mesuré à proximité du site de retraitement de La Hague.

La pollution lumineuse

Nevada, Las Vegas

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).

Séoul

Outre le fait qu'elle perturbe fortement l'observation astronomique, la pollution lumineuse 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. La pollution lumineuse perturbe aussi la reproduction des tortues marines (les petites tortues nouvellement écloses sur les plages, notamment, se dirigent par rapport à la luminosité de la mer, et peuvent être trompées par les sources lumineuses émanant des constructions côtières).

La pollution sonore

Le bruit constitue aujourd'hui une pollution insidieuse qui, sans laisser de traces visibles sur l'environnement, représente une véritable nuisance. Quelle que soit son intensité, il 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).

Forme de pollution commune à toutes les agglomérations, le bruit 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.