Les pluies acides

Dans les années 1970 et 1980, les pluies acides étaient l’un des grands problèmes environnementaux des pays industrialisés : forêts dépérissantes en Allemagne et dans les Vosges, lacs sans poissons en Scandinavie et au Canada, façades de cathédrales rongées. Leur histoire est aussi celle d’une réussite : grâce à des accords internationaux et à des réglementations, elles ont fortement reculé en Europe et en Amérique du Nord.

Toute pluie est légèrement acide

L’eau pure est neutre, avec un pH de 7 (voir acides et bases, pH). Mais l’eau de pluie dissout naturellement un peu du dioxyde de carbone de l’air, qui forme de l’acide carbonique : une pluie non polluée a un pH d’environ 5,6. On parle de pluie acide en dessous de cette valeur. Les pluies acides des régions industrielles avaient couramment un pH de 4 à 4,5, et des brouillards beaucoup plus acides ont été mesurés.

Le pH est une échelle logarithmique : une pluie de pH 4,6 est dix fois plus acide qu’une pluie de pH 5,6.

Comment se forment les pluies acides ?

1. Les émissions : la combustion du charbon et du fioul (centrales électriques, industries, chauffage) libère du dioxyde de soufre (SO2), car ces combustibles contiennent du soufre. Toute combustion à haute température, notamment dans les moteurs des véhicules, produit des oxydes d’azote (NOx). Les volcans sont aussi une source naturelle de SO2.
2. La transformation : dans l’atmosphère, ces gaz réagissent avec l’oxygène et la vapeur d’eau, sous l’effet du rayonnement solaire, pour former de l'acide sulfurique (H2SO4) et de l'acide nitrique (HNO3). Ce sont des réactions chimiques d’oxydation.
3. Le transport : les vents transportent ces polluants sur des centaines, voire des milliers de kilomètres. Les pluies acides tombent souvent loin de leur source : les fumées des centrales britanniques et d’Europe centrale acidifiaient les lacs de Norvège et de Suède.
4. Le dépôt : les acides retombent avec la pluie, la neige ou le brouillard (dépôts humides), ou sous forme de particules et de gaz (dépôts secs).

Le phénomène a été décrit dès le XIXe siècle par le chimiste écossais Robert Angus Smith, qui a employé l’expression « pluie acide » à propos des pluies de la région industrielle de Manchester.

Les effets des pluies acides

Sur les lacs et les rivières

Les pluies acides abaissent le pH des lacs, surtout dans les régions où les sols granitiques, pauvres en calcaire, ne peuvent pas neutraliser l’acidité. Sous un pH d’environ 5, de nombreuses espèces de poissons, d’amphibiens et d’invertébrés disparaissent. L’acidité libère aussi l'aluminium contenu dans les sols, toxique pour les poissons. Dans les années 1980, des milliers de lacs de Scandinavie et de l’est du Canada étaient fortement acidifiés, certains devenus presque sans vie malgré une eau limpide. Ces atteintes déséquilibrent l’ensemble de l'écosystème.

Sur les forêts

Les pluies acides lessivent les éléments nutritifs du sol (calcium, magnésium), libèrent l’aluminium et endommagent les feuilles et les aiguilles. Combinées à d’autres pollutions comme l’ozone, elles ont contribué au dépérissement forestier observé dans les années 1980 en Allemagne (le Waldsterben), en Europe centrale et dans les Vosges. Les forêts d’altitude, souvent baignées de brouillards acides, étaient les plus touchées.

Sur les monuments

Les acides attaquent le calcaire et le marbre, essentiellement du carbonate de calcium, qui se transforme en gypse soluble. Les sculptures s’effacent, les façades noircissent et se desquament. De nombreux monuments européens, comme des cathédrales gothiques, ou l’Acropole d’Athènes, en ont souffert. Les métaux et les vitraux sont aussi attaqués.

Sur la santé

Les pluies elles-mêmes ne sont pas dangereuses au contact de la peau. Mais les polluants qui les produisent, le dioxyde de soufre, les oxydes d’azote et les fines particules qui en dérivent, irritent les voies respiratoires et aggravent les maladies respiratoires et cardiovasculaires.

Un problème en grande partie résolu en Europe

Les pluies acides ont été l’un des premiers problèmes environnementaux traités à l’échelle internationale :

Les solutions techniques sont connues : désulfuration des fumées des centrales, carburants à très faible teneur en soufre, pots catalytiques sur les véhicules, et surtout abandon progressif du charbon. Résultat : en Europe, les émissions de dioxyde de soufre ont baissé de plus de 80 % depuis 1990. Les pluies sont redevenues beaucoup moins acides, et de nombreux lacs et forêts se rétablissent, lentement, car les sols mettent des décennies à reconstituer leurs réserves de minéraux.

Et ailleurs dans le monde ?

Le problème s’est déplacé vers les pays dont l’industrialisation et la consommation de charbon ont été plus tardives. La Chine a connu des pluies acides importantes dans les années 1990 et 2000, puis a fortement réduit ses émissions de soufre en équipant ses centrales. L’Inde est devenue l’un des premiers émetteurs mondiaux de SO2.

Pluies acides et acidification des océans : ne pas confondre

L'acidification des océans est un phénomène différent : elle est due à l’absorption directe du CO2 de l’air par l’eau de mer, et non aux pluies acides. Le pH moyen de surface des océans est passé d’environ 8,2 à environ 8,1 depuis le début de l’ère industrielle, ce qui menace les coraux, les coquillages et le plancton calcaire.

Questions fréquentes

Les pluies acides existent-elles encore en France ?

Elles ont fortement diminué depuis les années 1980 grâce à la baisse des émissions de soufre. Les pluies restent légèrement plus acides que la normale dans certaines régions, mais le problème n’a plus l’ampleur d’autrefois. Les dépôts d’azote, liés notamment à l’agriculture et au trafic, restent en revanche une préoccupation pour les écosystèmes.

Les pluies acides sont-elles dangereuses pour l’être humain ?

Pas directement : on peut se baigner dans un lac acidifié ou marcher sous une pluie acide sans danger. Ce sont les polluants qui les causent, inhalés dans l’air, qui nuisent à la santé.

Le réchauffement climatique et les pluies acides ont-ils la même cause ?

En partie : les deux sont liés à la combustion des énergies fossiles. Mais les pluies acides sont dues au soufre et aux oxydes d’azote, le réchauffement surtout au CO2 et au méthane. Curieusement, les aérosols soufrés refroidissent légèrement le climat en réfléchissant la lumière solaire : leur réduction, bénéfique pour la santé, a un peu accentué le réchauffement.