Les pluies acides

Qu'est-ce que la pluie acide ?

La pluie naturelle est légèrement acide à cause du dioxyde de carbone qu'elle contient. Les pluies acides se forment lorsque les oxydes de soufre et d'azote s'associent à l'humidité de l'air pour libérer de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique. Ces deux polluants atmosphériques communs acidifient les précipitations. Lorsque ces substances sont émises dans l'atmosphère, elles sont susceptibles d'être transportées sur de grandes distances par les vents avant de retomber sur terre sous forme de précipitations acides (pluie, neige, brouillard ou poussière). Ces pluies acides dégradent et détruisent des écosystèmes et certains bâtiments anciens.
Si les pluies acides peuvent avoir une origine naturelle, lors d'émissions volcaniques soufrées par exemple, elles sont surtout anthropiques, générées par l'industrie, les centrales thermiques, et bien sûr les transports.

On considère que les pluies sont acides lorsque leur pH est inférieur à 5,6 (ph naturel des pluies).
Les pluies acides ont des conséquences sur les forêts, les espèces animales, les bâtiments mais elles affectent aussi notre santé.
C’est depuis quelques décennies que ces conséquences sont devenues manifestes. Même si les réactions chimiques, entrant en jeu dans la formation des pluies acides dans l'atmosphère, sont complexes, les principaux responsables sont les rejets industriels.

Image : De nombreux composés chimiques volatiles comme les métaux lourds, l'hydrogène sulfuré, le chlore, les dioxines et les gaz acides se retrouvent dans les fumées rejetées dans l’atmosphère, par l'industrie, heureusement de moins en moins dans les pays riches.

Mesure de l'acidité

L'acidité se mesure avec l'échelle du pH.
Cette échelle sert à mesurer l'acidité mais aussi la basicité des liquides, un pH de 7 correspondant à une solution neutre comme l'eau distillée.
Chaque unité de l'échelle représente une multiplication par 10 de la basicité ou de l'acidité. Par exemple, une pluie dont le pH est de 5 est dix fois plus acide qu'une pluie de pH 6.
Les lacs ont un pH proche de 7, grâce au calcium venu du sol et contenu dans leurs eaux.
Ce calcium neutralise l'acidité mais ne peut absorber une acidité venue d'une pluie extrêmement polluée.

Le pH (potentiel d'Hydrogène) sert à mesurer l'acidité de l'eau dans une valeur comprise entre 0 et 14.
Les solutions aqueuses dont l’eau est le solvant, sont classées en 3 groupes :
- Les solutions basiques ou alcalines sont comprises entre 7 et 14,
- Les solutions neutres : pH = 7,
- Les solutions acides: entre 0 et 7.

Image : Chaque unité de l'échelle représente une multiplication par 10 de la basicité ou de l'acidité.

Agonie des poissons

Les poissons qui agonisaient par milliers dans les lacs d'Europe et d'Amérique du Nord ont, les premiers, donné l'alerte dans les années 60 et 70, sur les effets destructeurs des pluies acides. Le saumon, la truite et le gardon sont particulièrement sensibles à l'acidification de l'eau douce.
Les dégâts les plus spectaculaires imputés aux pluies acides sont probablement les dommages subis dans les lacs.
En Scandinavie et au Canada, peu en France, les pluies ont été très vite soupçonnées être à l'origine de leur acidification.
Dans les Vosges aussi, on observa une acidification de certains ruisseaux.

Lorsque le pH diminue, à partir de pH 5,5 mais jusqu'à des valeurs très basses de 4,5 dans certains cas, on observe une modification de la flore et de la faune aquatique avec une raréfaction puis une disparition des poissons les plus recherchés (salmonidés).
Lorsque les joncs prospèrent dans les eaux douces cela signale une acidité anormale.
La mousse 'Sphagnum Blanche' peut envahir les lacs en formant un tapis vert épais sur le fond provoquant son déséquilibre.

Dépérissement des forêts

Le dépérissement forestier est un phénomène complexe qui se traduit par un affaiblissement général de la vigueur des arbres et des peuplements.
Dans les années 1980, des forêts de conifères commencèrent à dépérir, victimes de la retombée des pluies acides.
De nombreuses forêts d'Europe ont été menacées en particulier en Allemagne, Autriche, Pologne et Roumanie. Une des raisons de ce dépérissement est l'élimination du sol par lessivage des pluies acides, des substances nutritives comme le magnésium, le calcium ou le potassium, dont les arbres ont besoin pour survivre.
La pollution atmosphérique dans les grandes villes de plus de 2 millions d'habitants a aussi un impact sur les forêts.

A Pékin, Shanghai, Canton et Shenzhen, les mélanges d'émissions de charbon et de gaz d'échappement automobiles, génèrent des pluies acides, plus de la moitié des villes chinoises sont touchées.
Les pluies acides provoquent une dégradation des sols et de la nappe phréatique qui peut conduire à la mort des arbres.
Les pluies acides perturbe la photosynthèse en décomposant la chlorophylle.
Les feuilles perdent peu à peu leur couleur verte pour prendre des teintes jaunes, orangées ou rouges.
Cela est accentué par la sècheresse.
Leur écorce fragilisée devient vulnérable aux insectes et aux maladies. Les espèces les plus touchées sont les conifères et les résineux.

Dégradation des cathédrales

L'acidification des précipitations entraine une érosion des surfaces métalliques comme le cuivre ou le zinc.
Les pierres sont également érodées par la pluie et le vent, mais la présence d'acide dans les pluies accroit considérablement leur effet corrosif. De plus des polluants riches en soufre peuvent se déposer puis se combiner à la pierre calcaire et rendre la substance friable facilement solvable par l'eau.
La croute qui se forme en surface, dégrade la pierre qui finit par partir en poudre.
De nombreux monuments historiques sont ainsi touchés.
Au Parthénon à Athènes la circulation a été interdite, le Colisée à Rome et la plupart des monuments anciens sont gravement endommagés par les pluies acides.

Image : Tous les touristes ont déjà remarqué ce genre de sculpture érodée par l'acidité, au point d'être quasiment méconnaissable. Ici, une sculpture du château de Lincoln, dans le Lincolnshire (Angleterre).

Conclusion

Dès les années 1980, les pays industrialisés conscient du problème, sont parvenus à un accord pour limiter la pollution, en particulier celle due aux gaz d'échappement automobile.
La cause de ces désastres étant identifiée, des mesures furent prises en 1990, lors d'une convention (Clean Air Act Amendment) rassemblant des scientifiques, des entreprises et des instances gouvernementales.
Des filtres appropriés furent installés au sommet des cheminées et l'acidité des pluies décrut de façon appréciable, ménageant ainsi la végétation forestière et les organismes aquatiques.

En 2007 on parle beaucoup moins des pluies acides dans les pays riches car les mesures prises dès les années 1980 ont contribué à une nette diminution des effets nocifs sur l'environnement.
En 2007, dans les Vosges par exemple, les pluies sont moins acides que par le passé. La fermeture d'un grand nombre de centrales thermiques, la filtration des fumées d'usine, la désulfurisation du gazole, ont contribué à diviser par trois la concentration en soufre des eaux de pluie sur le massif vosgien, entre 1993 et 2001. Sur la même période, les oxydes d'azote ont été réduits d'un facteur deux.