Ozone

Ozone ange ou démon

Ozone. Ce mot, il y a encore quelques décennies synonyme d’air frais et sain, est devenu aujourd’hui un épouvantail médiatique. Il ne se passe pratiquement pas un jour d’été sans que nous ayons l’impression que notre santé est mise sérieusement en danger par l’ozone. Mais en fait, qu’est ce que l’ozone ?

Une molécule d’ozone (en grec «celui qui sent») est composée de trois atomes d’oxygène (O₃). L’ozone est un gaz invisible, irritant et toxique. Il est naturellement présent dans l’air en faibles quantités. Suivant sa concentration, l’ozone exalte une odeur épicée, métallique ou piquante. Comme l’ozone détruit les bactéries et autres agents pathogènes, il était en outre utilisé pour la désinfection des salles d’opération et de l’eau potable. Grâce son pouvoir fortement oxydant, il est également utilisé pour détruire les mauvaises odeurs.

L’ozone stratosphéric

Dans la stratosphère, à 30 kilomètres au-dessus de nos têtes, l’ozone est formé en continu à partir des molécules d’oxygènes, sous l’influence du rayonnement UV du soleil. Cette couche d’ozone absorbe à son tour une partie des rayons solaires et empêche les UV les plus nuisibles de passer. Elle nous protège ainsi contre les dangereux rayons UV, dont les effets seraient catastrophiques s’ils parvenaient jusqu’au sol (cancer de la peau, inflammations, etc…). En raison des CFC, chlorofluorocarbones (par ex. fréon des réfrigérateurs) émis jusqu’au début des années 90, une destruction de l’ozone se produit avant tout au-dessus des régions polaires (trou dans la couche d’ozone). Une diminution des molécules d’ozone dans la stratosphère signifie donc une augmentation du rayonnement UV au sol, d’où la nécessité d’éviter une forte exposition au soleil. En ce sens, la couche d’ozone stratosphérique, bien que située à 30 kilomètres d’altitude, est bénéfique et doit être protégée.

L’ozone troposphérique

Une partie de cet ozone stratosphérique parvient toujours, par échange vertical, dans les couches d’air où nous vivons (troposphère) et conduit, conjointement avec d’autres processus naturels de formation comme les éclairs, à une concentration moyenne naturelle de 20 ug/m3. Toutefois, depuis le début de notre siècle, la concentration d’ozone à la surface de la terre a régulièrement augmenté, car de l’ozone supplémentaire est produit par suite des activités humaines.

La formation de l’ozone en tant que polluant secondaire dans la stratosphère est le résultat de réactions chimiques complexes, auxquelles participent les oxydes d’azote, générées par tous les processus de combustion à haute température (moteurs, installations industrielles, chauffages), et les hydrocarbures, libérés en grandes quantités lors des activités humaines et au cours des processus biologiques naturels. L’énergie nécessaire est fournie par le rayonnement solaire. Ainsi, plus il fait beau et chaud, plus il y a d’ozone. L’ozone est donc la substance de référence pour le «smog estival ».

A noter que mesurer le taux d’ozone est très difficile. La concentration égale à la valeur limite en vigueur en suisse (120 ug/m3) correspond en effet à une molécule d’ozone pour 16 millions de particules d’air.

Ainsi, cet ozone tant utile à 30 kilomètres au-dessus du sol en tant que protection contre les UV solaires nuisibles est, au sol même, un composé irritant susceptible de générer à haute dose chez l’homme irritations oculaires, toux, difficultés respiratoires ou maux de tête, mais aussi toxique pour les plantes. Malheureusement, il n’est pas possible, ni même pensable, de transporter l’ozone en trop là où il manque !

Ozone et équipement ultraviolet

Comme nous l’avons vu, lors de l’émission de rayonnement ultraviolet, celui-ci réagit sur l’oxygène de l’air ambiant (qui contient, rappelons-le, 21% d’oxygène) pour le transformer en ozone selon la réaction chimique: 3 molécules d’oxygène O2 se transforme en 2 molécules d’ozone O3. Irritant et corrosif, cet ozone doit donc être éliminé, ce qui se réalise par une extraction d’air.

Cet ozone, très instable, rejeté à l’extérieur de l’usine, ne tarde pas à se décomposer à nouveau en oxygène.