Pluie acide - Définition

Introduction

Une forêt dévastée par les pluies acides, République tchèque

L'expression « pluie acide » a été pour la première fois utilisée par Robert Angus Smith en 1870. Elle décrit depuis toutes les formes de précipitations (pluies, smogs, aérosols, etc.) qui dégradent voire détruisent des écosystèmes et/ou corrodent ou dissolvent certains bâtiments anciens et fragiles.

L'acidité de ces retombées a deux origines principales :

• des sources naturelles ou semi-naturelles ; proximité d'émissions volcaniques soufrées, NOx produits par la foudre, gaz issus de certaines formes de décomposition biologique terrestres, ou émis par les océans, feux de forêts…
• des sources anthropiques, dont l'industrie, les centrales thermiques, le chauffage et les transports…
  Les pluies acides résultent essentiellement de la pollution de l’air par les oxydes de soufre (SO₂) produits par l’usage de combustibles fossiles riches en soufre, ainsi que des oxydes d’azote (NO) qui se forment lors de toute combustion de l’atmosphère, produisant de l'acide nitrique.
  En ce qui concerne l’action humaine sur l'environnement, les usines, le chauffage et la circulation automobile sont les principales sources. L'acide chlorhydrique issu de l'incinération de certains déchets plastiques, et l'ammoniac généré par les activités agricoles contribuent également aux pluies acides.

D’autres produits, tels que par exemple le dioxyde de carbone (CO₂) qui produit de l'acide carbonique lorsqu'il se dissout dans l'eau, et les acides fluorhydriques sont en cause, mais moindrement.

L'acidification de l'air a des conséquences désormais médiatisées sur la forêt, mais elle affecte aussi la santé humaine, les bâtiments et peut-être de nombreuses espèces animales, fongiques, lichéniques et végétales. Des conséquences secondaires à l'acidification des pluies, sont l'acidification de certaines eaux de surface (lacs d'Europe du Nord par exemple) et l'acidification des océans.

Mécanismes de formation

Les pluies acides se forment par la combustion de non-métaux dans l'air. Lorsque les non-métaux brûlent, des gaz se dégagent. Ces gaz (principalement du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote) réagissent ensuite avec les gouttelettes d'eau qui constituent les nuages pour former les pluies acides.

Une petite partie de ces gaz sont libérés depuis toujours dans l'atmosphère par les volcans et l'activité des bactéries du sol. Cependant, l'utilisation massive des combustibles fossiles par l'homme a considérablement amplifié le phénomène. Les pluies acides sont donc liées à la pollution atmosphérique.

Pluies basiques

Il ne peut pas y avoir de pluies basiques. En effet, quand les métaux brûlent dans l’atmosphère, le produit de cette combustion est solide et retombe plus rapidement au sol. Il est alors impossible que ce produit réagisse avec l’eau contenue dans les nuages étant donné que ce dernier reste au sol.

Conséquences des pluies acides

L'acidité des lacs empêche le développement normal des espèces et des végétaux qu'ils abritent. La flore est affaiblie, résiste moins bien aux maladies et aux hivers rigoureux. Les sols acidifiés empoisonnent les arbres, les affaiblissent et peuvent les tuer dans les cas graves. La base de la chaîne alimentaire est également touchée, ainsi que tous les animaux qui en dépendent. Les oiseaux et mammifères aquatiques sont en particulier touchés. Des traitements par épandage de produits calcaires sont faits pour éviter la stérilisation de grands lacs d'Europe du Nord.

Conséquences sur la flore

Les arbres ne sont pas directement détruits, mais les éléments nutritifs contenus dans le sol sont dissouts et emportés par les pluies. Les pluies acides tuent aussi les micro-organismes, ce qui laisse un sol sale, sans nouveaux éléments nutritifs produits. Les feuilles sont endommagées (tache noire ou marron), et ne peuvent plus pratiquer la photosynthèse. La défoliation prive l'arbre de sucre. Certaines substances chimiques peuvent aussi être lentement libérées dans le sol et empoisonner les arbres. Leurs racines, essayant de survivre dans un sol rongé, peuvent aussi être directement attaquées par l'acide. Tout cela conduit à une diminution de la résistance de la flore, et donc à une augmentation de la mortalité lors d’épidémie, de conditions climatiques difficiles, etc.

Les feuilles résistantes des résineux sont brûlées dans les zones les plus polluées. Les forêts montagneuses, baignant dans le brouillard et les nuages, reçoivent encore plus d'acide que les forêts de plaine, ces formes de pollutions étant d'ailleurs assez souvent plus acides que les dépôts secs.

Impacts sur les bâtiments

L’acidité des pluies peut accélérer l'érosion naturelle de nombreux matériaux, notamment calcaires, ainsi que la corrosion de certains métaux (le plomb qui tient les vitraux). Les pierres calcaires tendres, certains marbres et tuffeaux y sont les plus sensibles. Cela a d’abord été remarqué en Europe sur de nombreuses cathédrales dont la pierre s’est rapidement dégradée de la fin du XIXe siècle aux années 1990, par exemple en Angleterre pour les cathédrales telles que York Minster et l'Abbaye de Westminster. De nombreux autres bâtiments et éléments construits du patrimoine mondial ont été attaqués ces dernières années par l’acidité de l’air, dont par exemple le Taj Mahal en Inde et le Colisée à Rome, surtout dans les régions industrielles.

Effets sur la faune

Les effets sur la faune sont plausibles et probables, mais mal cernés faute d’études. Certains lacs scandinaves étaient dans les années 1980-1990 devenus si acides que les poissons et crustacés y disparaissaient . Certains ont fait l’objet de déversement de chaux pour tamponner leur pH. Les effets peuvent être directs par attaque de la peau, des cuticules, muqueuses et organes respiratoires par les polluants acides de l’air, ou par contact externe ou interne avec l’eau polluée. (Comme on le voit dans le film microcosmos, de nombreux insectes boivent les gouttes de rosées). Des effets indirects, différés et en cascade sur les écosystèmes et le réseau trophique existent, évidents par exemple quand des populations entières d’arbres meurent.

Les chlorures, fluorures et métaux lourds peuvent mieux circuler et s’accumuler dans le sol acidifié à des niveaux qui sont toxiques pour les invertébrés qui vivent dans la terre. Les espèces sensibles aux métaux sont substituées par ceux qui sont plus tolérants. Ainsi, les espèces aux corps mous tels que les vers de terre et les nématodes semblent être affectés plus facilement par les concentrations élevées en métaux (sauf les enchytraéidés qui y résistent mieux).

Par ailleurs, les invertébrés jouent un rôle important dans la décomposition des détritus sur le sol des forêts. Or, pendant que les détritus s'y accumulent, la libération des éléments minéraux est retardée et la biodisponibilité des éléments nutritifs aux plantes est réduite. Les herbivores sont finalement affectés quand la quantité ou la qualité de leur approvisionnement alimentaire diminue.

En outre, bien que les oiseaux et les mammifères ne soient pas directement affectés par l'acidification de l'eau, ils y sont indirectement par des changements dans la qualité et la quantité de leurs ressources en nourriture. En Écosse, par exemple, les loutres sont plutôt rares autour des ruisseaux et des rivières acides parce que leurs approvisionnements principaux, les poissons, sont réduits.

De plus, le calcium est un élément essentiel pour les mammifères et les oiseaux et un approvisionnement diététique adéquat leur est crucial pendant la reproduction (les oiseaux ont besoin de calcium pour la bonne formation des coquilles d’œufs et pour la croissance squelettique de leurs progénitures. Les mammifères femelles en ont besoin pour le développement squelettique de leurs fœtus. Enfin, beaucoup d'espèces invertébrées, dont par exemple mollusques et les crustacés ont des besoins en calcium qui ne peuvent plus être satisfaits au delà d'un certain seuil de pH. Elles sont parmi les premières à disparaître en cas d'acidification des terres marécageuses ou d'eaux douces ou marines.