ozone - chimie.

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ozone - chimie.
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PRÉSENTATION

ozone, gaz triatomique instable, formé par la combinaison de trois atomes d'oxygène.
L'ozone est présent en quantité minime dans l'atmosphère, mais il joue un rôle essentiel à la vie sur Terre en filtrant le rayonnement ultraviolet solaire.

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PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES

L'ozone, de formule chimique O3, est la forme allotropique de l'oxygène. Il dégage une odeur forte, piquante et irritante -- son nom vient grec ozein, « exhaler une odeur «. Étant donné sa température d'ébullition de - 111,3 °C, l'ozone se trouve
majoritairement sous forme gazeuse. C'est un gaz de couleur bleutée, qui présente une densité relative de 1,66 (gaz plus lourd que l'air). L'ozone a donc une tendance naturelle à se positionner au ras du sol, en nappe de faible épaisseur.
Par ailleurs, l'ozone est un puissant oxydant (voir oxydoréduction), corrosif et très toxique. Ce gaz est chimiquement instable et se décompose en molécules et atomes libres d'oxygène au bout d'une durée relativement courte : sa durée de demi-vie
est d'environ 20 minutes ; sa durée de vie d'environ un jour. Son fort pouvoir oxydant lui confère des applications variées, dont les principales sont le traitement de l'eau (substitut du chlore), le traitement de l'air (purification) et le contrôle des
matières plastiques (test de vieillissement). La méthode industrielle de production d'ozone consiste généralement à émettre des décharges électriques à haute tension dans une atmosphère d'air ou d'oxygène sèche.
Dans l'atmosphère, à l'état naturel, l'ozone est formé par réaction photochimique en faible quantité (épaisseur de seulement 3 mm ramenée au niveau de la mer). L'ozone se situe principalement dans la stratosphère (90 p. 100) où son rôle est
bénéfique, mais également dans la troposphère (10 p. 100) où, au contraire, son action est néfaste pour les êtres vivants.

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L'OZONE NÉFASTE : L'OZONE TROPOSPHÉRIQUE

Dans la troposphère, couche atmosphérique la plus basse (altitude moyenne de 13 km), l'ozone, dit troposphérique, représente un constituant nocif. Ce polluant, présent en faible quantité, est produit par des processus photochimiques complexes où
interviennent les oxydes azotés et les gaz émis par les industries et les véhicules. L'ozone est qualifié de polluant « secondaire « car il résulte de réactions photochimiques faisant intervenir des polluants dits « primaires « (les oxydes d'azote en
particulier). L'ozone constitue le seul polluant secondaire qui intervient dans le calcul de l'indice ATMO caractérisant la qualité de l'air (voir pollution atmosphérique).
Dangereux pour la santé, l'ozone troposphérique provoque de nombreuses irritations (oculaires, pulmonaires). Ses conséquences sur la santé sont d'autant plus graves chez les asthmatiques, les enfants et les personnes âgées, notamment durant les
jours de forte chaleur et en l'absence de vent.
Par ailleurs, l'ozone est également à l'origine de sérieux dommages agricoles ; en effet, il perturbe fortement l'activité photosynthétique et provoque des lésions foliaires.
Avant l'ère industrielle, la concentration de l'ozone troposphérique était naturellement stable, proche de 10 ppb (parties par milliard). Sa concentration a été multipliée par 5 au cours du XXe siècle, atteignant des valeurs de l'ordre de 50 ppb aux
latitudes moyennes de l'hémisphère Nord. Les jours de pic de pollution, des concentrations de 100 ppb peuvent être enregistrées. Le seuil de protection de la santé publique est fixé à 120 µg/m 3 sur une durée d'exposition de 8 heures. Les directives
européennes ont fixé le seuil d'information et de recommandation à 180 µg/m3 en moyenne horaire dans l'air ambiant, tandis que le niveau d'alerte est atteint à 360 µg/m3.
En outre, l'ozone troposphérique contribue également à augmenter l'effet de serre, en filtrant le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre.

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L'OZONE BÉNÉFIQUE : L'OZONE STRATOSPHÉRIQUE

Dans la stratosphère, couche atmosphérique s'étendant entre 20 et 50 km d'altitude, l'ozone est au contraire bénéfique puisqu'il filtre le rayonnement ultraviolet solaire (UV) en absorbant les ondes de la courte bande spectrale (220-330 nanomètres)
correspondant aux UV B. Située majoritairement entre 20 et 30 km d'altitude, cette « couche d'ozone « est cruciale pour la protection des êtres vivants contre ces UV B qui, à trop fortes doses, sont extrêmement nocifs ; toutefois, à faibles doses, ces
UV B sont indispensables à la vie sur Terre car ils permettent la synthèse de la vitamine D, qui intervient dans le métabolisme des os.
La médiatique et inquiétante diminution de sa concentration a été détectée au-dessus de l'Antarctique au milieu des années 1980. Ce phénomène est directement imputable à l'utilisation de chlorofluorocarbures (CFC). La signature de nombreuses
conventions (convention de Vienne en 1985, protocole de Montréal en 1987, notamment) a permis d'interdire la production de ces derniers, ainsi que leur utilisation.
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