Qu’est-ce que les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) ?

Les HCFC sont des composés contenant du carbone, de l’hydrogène, du chlore et du fluor. L’industrie et la communauté scientifique considèrent certains produits chimiques de cette classe de composés comme des alternatives temporaires acceptables aux chlorofluorocarbones. Les HCFC ont une durée de vie atmosphérique plus courte que les CFC et délivrent moins de chlore réactif dans la stratosphère où se trouve la « couche d’ozone ». Par conséquent, on s’attend à ce que ces produits chimiques contribuent beaucoup moins à l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique que les CFC. Comme ils contiennent toujours du chlore et qu’ils ont le potentiel de détruire l’ozone stratosphérique, ils ne sont considérés que comme des substituts temporaires des CFC. La législation internationale actuelle a imposé des plafonds de production pour les HCFC ; la production est interdite après 2020 dans les pays développés et 2030 dans les pays en développement.

Figure 1. Changements atmosphériques observés pour les halocarbures de substitution à partir du réseau d’échantillonnage des flacons NOAA/GML.

Les HCFC sont moins stables que les CFC car les molécules de HCFC contiennent des liaisons carbone-hydrogène. L’hydrogène, lorsqu’il est attaché au carbone dans des composés organiques tels que ceux-ci, est attaqué par le radical hydroxyle dans la partie inférieure de l’atmosphère appelée troposphère. (Les CFC, parce qu’ils ne contiennent pas d’hydrogène, et donc pas de liaisons carbone-hydrogène, ne sont pas détruits par le radical hydroxyle). Lorsque les HCFC sont oxydés dans la troposphère, le chlore libéré se combine généralement avec d’autres produits chimiques pour former des composés qui se dissolvent dans l’eau et la glace et sont éliminés de l’atmosphère par les précipitations. Lorsque les HCFC sont détruits de cette manière, leur chlore n’atteint pas la stratosphère et ne contribue pas à la destruction de l’ozone.

Une certaine partie des molécules de HCFC libérées dans l’atmosphère atteindra la stratosphère et y sera détruite par photolyse (décomposition initiée par la lumière). Le chlore libéré dans la stratosphère peut alors participer aux réactions d’appauvrissement de la couche d’ozone, comme le fait le chlore libéré par la photolyse des CFC. Comme les HCFC sont dégradés de manière significative par deux mécanismes dans l’atmosphère (contrairement aux CFC qui sont détruits presque exclusivement par photolyse dans la stratosphère), et comme les taux de photolyse des HCFC sont généralement plus lents que ceux des CFC, il y a proportionnellement moins de chlore libéré par les HCFC dans la basse stratosphère que par les CFC. Ces propriétés expliquent pourquoi les HCFC devraient appauvrir beaucoup moins l’ozone stratosphérique que des quantités équivalentes de CFC.

Comment les concentrations atmosphériques de HCFC ont-elles évolué au fil du temps ?

Des mesures régulières et minutieuses de l’air provenant d’endroits éloignés montrent que les concentrations mondiales de HCFC ont augmenté rapidement au fil du temps. Cette augmentation peut être attribuée à l’utilisation accrue des HCFC comme substituts des CFC et d’autres produits chimiques comme solvants/nettoyants, réfrigérants, agents de gonflement des mousses, fluides de climatisation, etc. à partir de la fin des années 1980 et du début des années 1990. Des mesures de l’air stocké dans des conteneurs remplis dès 1977 et des mesures de l’air encore plus ancien piégé dans la neige au-dessus de l’Antarctique ou du Groenland ont permis aux scientifiques de la NOAA, du CSIRO (Australie) et de l’Université d’East Anglia (Royaume-Uni) de reconstituer l’évolution des concentrations de ces gaz dans l’atmosphère au cours des 100 dernières années. Il en ressort que les HCFC n’étaient pas présents dans l’atmosphère au début du XXe siècle. Une fois que leur utilisation a été encouragée pour aider à accélérer l’élimination progressive des CFC et des gaz appauvrissant la couche d’ozone connexes, les concentrations de HCFC ont augmenté rapidement de zéro aux quantités observées aujourd’hui.

En ce qui concerne l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique, les augmentations des concentrations de HCFC ont-elles compensé les diminutions observées dans les concentrations atmosphériques des CFC et des autres produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone ?

L’équilibre de l’ozone dans la stratosphère est déterminé par un certain nombre de facteurs importants, y compris la concentration de produits chimiques réactifs chlorés et bromés. L’augmentation spectaculaire de la concentration de chlore et de brome dans la stratosphère depuis les années 1950 a entraîné une destruction accrue de l’ozone. Cette destruction est la plus frappante au printemps (septembre-novembre) au-dessus de l’Antarctique, mais elle est également observée à des degrés moindres au-dessus de l’Arctique en mars-mai et au-dessus des latitudes moyennes tout au long de l’année. Cependant, les mesures des CFC, HCFC et autres substances appauvrissant la couche d’ozone effectuées par la NOAA montrent que la quantité totale de chlore et de brome dans l’atmosphère a commencé à diminuer dans les années 1990 ! Cette diminution est le résultat direct de l’adhésion de nombreux pays aux réglementations définies dans le protocole de Montréal pour limiter la production de substances appauvrissant la couche d’ozone. Ainsi, alors que les concentrations atmosphériques de HCFC ont continué à augmenter, les baisses observées à ce jour pour les substances appauvrissant la couche d’ozone les plus puissantes (comme les CFC et le méthylchloroforme) ont plus que compensé l’influence accrue des HCFC. Les réglementations du Protocole de Montréal qui limitent et finalement éliminent la production de HCFC sont conçues dans l’intention que les HCFC ne deviennent pas un problème plus important que les CFC qu’ils ont remplacés.

Que fournissent les mesures NOAA/GML aux décideurs publics, au grand public et à la communauté scientifique ?

Les mesures NOAA/GML permettent d’obtenir l’image la plus complète et la plus cohérente des concentrations mondiales de gaz à l’état de traces et des changements de ces concentrations dans le temps. Les gaz à l’état de traces que nous mesurons jouent un rôle important dans la détermination des quantités d’ozone dans la stratosphère. Ils influencent aussi fortement l’équilibre de la chaleur dans l’atmosphère parce qu’ils absorbent la lumière et parce qu’ils affectent d’autres gaz qui absorbent la lumière (l’ozone dans la stratosphère). Ce n’est qu’avec une surveillance continue de Cl, Br, des aérosols et des températures que nous pourrons répondre aux questions :

• Le protocole de Montréal fonctionne-t-il ?
• La reconstitution de la couche d’ozone se déroule-t-elle comme prévu ?
• Est-ce qu’il existe des lacunes importantes dans notre compréhension des phénomènes d’appauvrissement de la couche d’ozone ?
• L’augmentation des gaz à effet de serre retarde-t-elle la reconstitution de la couche d’ozone ?

pour plus d’informations, veuillez contacter :
Dr. Stephen A. Montzka ; téléphone : (303)-497-6657