I.
QU’EST-CE QUE L’AIR,
QUELLES SONT
SES FONCTIONS ET
EN QUOI EST-IL MENACÉ ?
On peut aborder la thématique de l’air de deux manières. D’abord, il y a l’air qui nous entoure, qui contient l’oxygène que nous respirons et qui nous fait vivre. Et puis, il y a l’atmosphère qui contient l’air, entoure notre planète et nous protège des rayons de l’espace. La formation d’une atmosphère a permis le développement de la vie sur Terre. Les deux fonctions sont étroitement liées.
1. Qu’est-ce que l’air et quel rôle joue-t-il pour notre vie ?
L’air nous entoure partout et en permanence. C’est principalement un mélange de gaz invisibles et sans odeurs, formé de multiples constituants dont les concentrations ont changé au cours de l’évolution de la planète. Il est actuellement composé principalement d’environ 78 % d’azote, 21 % d’oxygène, et de nombreux autres gaz ou composés organiques à l’état de trace. Ils sont présents en si petites quantités que l’on exprime leurs concentrations en « parties par million » (ppm) plutôt qu’en pourcentage. Indispensables à la vie, ces gaz peuvent être nocifs quand leur concentration est trop élevée. L’air contient également de l’eau sous forme de vapeur d’eau dont la quantité varie entre 1 et 4 % du volume d’air. L’air peut également renfermer des particules en suspension de natures diverses (poussières, etc.).
L’air contient donc environ 21 % d’oxygène (O2). L’oxygène est indispensable au développement et au maintien de la vie sur Terre. Il est à la base de la respiration des organismes vivants. Lors de la respiration, l’oxygène est utilisé pour réaliser au niveau cellulaire la réaction chimique d’oxydation de la matière organique afin d’obtenir l’énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule.
À l’échelle de la planète, les organismes terrestres et aquatiques à l’origine de la photosynthèse (plantes et algues) produisent chaque année environ 30 x 1010 tonnes d’oxygène (O2). Une quantité équivalente d’O2 est consommée pour la respiration des organismes vivants. Ainsi, la proportion d’O2 dans l’air est considérée comme stable depuis des millions d’années. L’Homme respire une infime fraction de l’O2 produit par les végétaux.
2. Qu’est-ce que l’atmosphère et quel est son rôle ?
Si on regarde une photo de notre planète prise de l’espace, on se rend compte que notre planète est entourée d’une fine couche blanche. Cette couche est l’atmosphère. Son épaisseur est estimée à 700 km, ce qui, comparé au rayon de la Terre (6 730 km), équivaut à la pelure d’une pomme de terre.
L’atmosphère entoure la Terre de plusieurs couches définies en fonction des températures qui y règnent. Selon les altitudes croissantes, on distingue la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l’ionosphère.
Les proportions d’azote, d’oxygène et d’argon sont constantes dans toute l’atmosphère, tandis que les proportions d’eau, de gaz carbonique, de dioxyde de soufre et d’ozone varient avec l’altitude.
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• LE CLIMAT
Si la Terre est la seule planète du système solaire où, avec certitude, la vie a pu se développer, c’est entre autres, grâce à l’atmosphère qui nous rend différents services :
- Elle nous protège contre les météorites et les radiations nocives du soleil.
- Elle favorise l’augmentation de la température en la maintenant à un niveau acceptable
- pour les espèces vivantes.
- Elle fournit l’oxygène (O2) nécessaire à la respiration des êtres vivants. (La quasitotalité
- des êtres vivants – animaux et végétaux- absorbe l’oxygène indispensable au développement des cellules qui les composent.)
- Elle fournit le gaz carbonique (CO2) utilisé par les végétaux pour leur développement.
- Elle est le siège des phénomènes climatiques et météorologiques desquels dépend notamment l’agriculture.
Évolution de la composition de l’atmosphère
Depuis la formation de la Terre, il y a environ 4,5 milliards d’années, la composition de l’atmosphère a beaucoup évolué. Pendant la formation de la Terre, la chaleur dégagée a provoqué l’apparition de gaz et d’une atmosphère contenant de grandes quantités de vapeur d’eau. Quand la Terre s’est refroidie, la vapeur d’eau a été condensée ce qui a formé les océans.
Les premières formes de vie se sont développées dans les océans. Puis, des algues unicellulaires ont proliféré utilisant le CO2 pour faire fonctionner leur métabolisme. Elles fixent le carbone et rejettent d’importantes quantités d’oxygène (ce phénomène est appelé la photosynthèse). Elles sont les prédécesseurs des plantes. Ce processus dure depuis des milliards d’années et a lentement transformé la composition de l’air : contenant moins de dioxyde de carbone et plus d’oxygène, cela a permis à la vie de sortir des océans pour se développer sur les continents.
Ensuite, sont apparus les premiers organismes qui respirent l’air et rejettent du dioxyde de carbone. Ils furent les prédécesseurs des animaux.
Petit à petit, un équilibre s’est installé entre les organismes qui absorbent le CO2, fixent le carbone dans leurs tissus et rejettent l’oxygène et ceux qui absorbent cet oxygène et rejettent du CO2.
3. La pollution de l’air
On parle de « pollution de l’air » ou de « pollution atmosphérique » quand on décèle dans l’air la présence de particules dans des quantités importantes ou sur une période telle, qu’elles présentent un effet indésirable sur les êtres vivants et sur les matériaux ou qu’elles perturbent le fonctionnement des écosystèmes.
La pollution atmosphérique est provoquée principalement par deux sources :
- Elle peut résulter d’une augmentation de la concentration de certains constituants naturels de l’atmosphère qui génère des effets indésirables. Cet accroissement peut provenir des activités humaines ou être lié à des phénomènes naturels (par exemple, les éruptions volcaniques).
- Elle peut aussi résulter de l’émission dans l’air de particules ou de substances dangereuses produites par l’Homme.
On estime que 90 % de la pollution atmosphérique actuelle provient des activités humaines et essentiellement de cinq grandes sources :
- Les fumées industrielles
- Les chauffages domestiques, les chaudières industrielles et les centrales électriques thermiques
- Les gaz d’échappement des véhicules
- La combustion des déchets
- L’envol de poussières sous l’effet du vent.
Petite histoire de la pollution de l’air :
Depuis que l’Homme a découvert le feu, il est confronté à la pollution de l’air. Les couches de suie, qu’on trouve encore aujourd’hui dans des cavernes jadis habitées par les hommes préhistoriques démontrent que la qualité de l’air de nos ancêtres n’était pas toujours des meilleures. À en croire les récits d’époque, la qualité de l’air dans les villes moyenâgeuses n’était pas meilleure.
Mais, c’est surtout avec la révolution industrielle que la pollution de l’air a pris des proportions importantes, et ce, grâce au charbon abondamment utilisé, et qui, lorsqu’il est brûlé, dégage des fumées épaisses. Il servait comme combustible aux installations industrielles, aux poêles des ménages et aux trains à vapeur. Le développement de la sidérurgie a encore renforcé la pollution de l’air dans les grandes villes. À partir de 1880, le smog (mot composé de smoke – fumée – et fog -brouillard) est devenu l’emblème de la ville de Londres.
Pendant l’hiver 1952, la ville de Londres a connu une période de 10 jours de smog, qui a provoqué le décès de 4 000 personnes. Ce fut le début de la prise de conscience des conséquences de la pollution de l’air sur la santé humaine. Dans les pays industrialisés, des mesures ont été prises afin d’améliorer la qualité de l’air. Les cheminées des installations industrielles ont été équipées de filtres et les poêles à charbon ont été remplacés par le chauffage au gaz et au mazout. À partir des années 1970, on a identifié une nouvelle source de pollution de l’air dans les villes : le plomb contenu dans les émanations des voitures. Les années 1980 voient donc l’arrivée de l’essence sans plomb et des pots catalytiques.
Toutes ces mesures ont porté leurs fruits, et progressivement, la qualité de l’air s’est améliorée dans les villes européennes. Toutefois, le problème s’est déplacé vers d’autres régions du monde, grosses consommatrices de charbon (Europe de l’Est, Russie, Chine).
Au même moment, on s’est rendu compte de l’existence d’autres phénomènes, plus indirects et à portée globale : les pluies acides, l’amincissement de la couche d’ozone ou le réchauffement climatique.
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« L’AMINCISSEMENT DE LA COUCHE D’OZONE »
« LA POLLUTION PHOTOCHIMIQUE »
« LES PARTICULES FINES »
« LA MICROPOLLUTION »
« LA POLLUTION DE L’AIR INTÉRIEUR »
« L’ACIDIFICATION (LES PLUIES ACIDES) »
« LES GAZ À EFFET DE SERRE »
On distingue aujourd’hui 5 principaux phénomènes liés à l’air :
- L’amincissement de la couche d’ozone (ozone stratosphérique)
- La pollution photochimique (ozone troposphérique)
- L’acidification (pluies acides)
- Les changements climatiques (effet de serre anthropogène)
- Les particules fines (micropollution et pollution de l’air intérieur)
Il existe d’autres facteurs de pollutions, qui sont transportés par l’air :
Ces facteurs sont généralement le résultat de l’activité humaine. Ils provoquent des nuisances qui, à long terme, dégradent la qualité de vie ou portent atteinte à la santé des hommes, mais aussi des autres organismes vivants. Il s’agit des facteurs suivants :
- bruits
- odeurs
- vibrations
- pollutions lumineuses