En 2016, des scientifiques du MIT et d'ailleurs ont observé les premiers signes de guérison de la couche d'ozone antarctique. Cette étape environnementale est le résultat de décennies d'efforts concertés de presque tous les pays du monde, qui ont collectivement adhéré au Protocole de Montréal. Ces pays se sont engagés à protéger la couche d'ozone en supprimant progressivement la production de chlorofluorocarbures appauvrissant la couche d'ozone, qui sont aussi de puissants gaz à effet de serre.

Alors que la couche d'ozone est en voie de récupération, les scientifiques ont découvert des émissions étonnamment élevées de CFC-11 et de CFC-12, soulevant la possibilité de la production des produits chimiques interdits qui pourraient être en violation du traité mondial historique. Les émissions de CFC-11 ont même augmenté vers 2013, qui a été attribuée principalement à une source dans l'est de la Chine. De nouvelles données suggèrent que la Chine a maintenant réprimé la production illégale du produit chimique, mais les émissions de CFC-11 et 12 sont toujours plus importantes que prévu.

Aujourd'hui, des chercheurs du MIT ont découvert qu'une grande partie des émissions actuelles de ces gaz provient probablement de grandes « banques » de CFC, d'anciens équipements tels que la mousse d'isolation des bâtiments, réfrigérateurs et systèmes de refroidissement, et isolation en mousse, qui a été fabriqué avant l'élimination mondiale des CFC et continue de laisser s'échapper les gaz dans l'atmosphère. Sur la base d'analyses antérieures, les scientifiques ont conclu que les banques de CFC seraient trop petites pour contribuer beaucoup à l'appauvrissement de la couche d'ozone, et donc les décideurs ont permis aux banques de rester.

Il s'avère qu'il existe des banques surdimensionnées de CFC-11 et de CFC-12. Les banques évacuent lentement ces produits chimiques à des concentrations qui, si rien n'est fait, retarderait la récupération du trou dans la couche d'ozone de six ans et ajouterait l'équivalent de 9 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, un montant similaire à l'engagement actuel de l'Union européenne dans le cadre de l'Accord de Paris des Nations Unies pour réduire le changement climatique.

"Où que résident ces banques CFC, nous devrions envisager de les récupérer et de les détruire de la manière la plus responsable possible, " dit Susan Solomon, le professeur Lee et Geraldine Martin d'études environnementales au MIT, qui est co-auteur de l'étude. "Certaines banques sont plus faciles à détruire que d'autres. Par exemple, avant de démolir un immeuble, vous pouvez prendre des mesures prudentes pour récupérer la mousse isolante et l'enfouir dans une décharge, aider la couche d'ozone à se rétablir plus rapidement et peut-être éliminer une partie du réchauffement climatique en cadeau à la planète."

L'équipe a également identifié une source inattendue et importante d'un autre produit chimique appauvrissant la couche d'ozone, CFC-113. Ce produit chimique était traditionnellement utilisé comme solvant de nettoyage, et sa production a été interdite, sauf dans un usage particulier, comme matière première pour la fabrication d'autres substances chimiques. On pensait que les usines chimiques utiliseraient le CFC-113 sans permettre beaucoup de fuites, et ainsi l'utilisation du produit chimique comme matière première a été autorisée à continuer.

Cependant, les chercheurs ont découvert que le CFC-113 est émis dans l'atmosphère, à un taux de 7 milliards de grammes par an, presque aussi important que le pic de CFC-11, qui s'élevait à environ 10 milliards de grammes par an.

"Il y a quelques années, le monde s'est énervé à cause de 10 gigagrammes de CFC-11 qui n'étaient pas censés être là, et maintenant nous voyons 7 gigagrammes de CFC-113 qui n'étaient pas censés être là, " dit l'auteur principal de l'étude et étudiante diplômée du MIT Megan Lickley. " Les deux gaz sont similaires en termes d'appauvrissement de la couche d'ozone et de potentiel de réchauffement climatique. C'est donc un problème important."

L'étude apparaît dans Communication Nature . Les co-auteurs avec Lickley et Solomon sont Sarah Fletcher, et Kane Stone du MIT, avec Guus Velders de l'Université d'Utrecht, John Daniel et Stephen Montzka de la National Oceanic and Atmospheric Administration, Matthew Rigby de l'Université de Bristol, et Lambert Kuijpers de A/gent Ltd. Consultancy, aux Pays-Bas.

Du haut jusqu'en bas

Les nouveaux résultats sont basés sur une analyse développée par l'équipe qui combine deux méthodes courantes pour estimer la taille des banques CFC dans le monde.

La première méthode est une approche descendante, qui examine les CFC produits dans le monde, sur la base des déclarations pays par pays, puis compare ces chiffres aux concentrations réelles des gaz et à la durée de leur persistance dans l'atmosphère. Après avoir pris en compte la destruction atmosphérique, la différence entre la production d'un produit chimique et ses concentrations atmosphériques donne aux scientifiques une estimation de la taille des banques de CFC dans le monde.

Sur la base d'évaluations internationales récentes qui utilisent cette approche descendante, il ne devrait plus rester de banques CFC dans le monde.

« Mais ces valeurs sont soumises à de grandes incertitudes :de petites différences dans les valeurs de production ou les durées de vie ou les concentrations peuvent entraîner de grandes différences dans la taille des banques, " note Lickley.

La deuxième méthode est une approche ascendante, qui utilise les valeurs déclarées par l'industrie de la production et des ventes de CFC dans une variété d'applications telles que la réfrigération ou les mousses, et des estimations de la rapidité avec laquelle chaque type d'équipement s'épuise au fil du temps.

L'équipe a combiné le meilleur des deux méthodes dans un modèle probabiliste bayésien, une approche hybride qui calcule la taille globale des banques de CFC sur la base des données atmosphériques, et la déclaration au niveau du pays et de l'industrie de la production et des ventes de CFC dans diverses utilisations.

"Nous permettons aussi qu'il y ait quelques incertitudes, car il pourrait y avoir des erreurs de déclaration de différents pays, ce qui ne surprendrait pas du tout, ", dit Salomon. "C'est donc une bien meilleure quantification de la taille de la banque."

Chasser une opportunité perdue

Les banques CFC, et la grande quantité d'anciens équipements stockant ces produits chimiques dans le monde, semblent être plus importantes que toutes les estimations précédentes. L'équipe a découvert que la quantité de CFC 11 et 12 stockée dans les banques est d'environ 2,1 millions de tonnes métriques, une quantité qui retarderait la récupération de l'ozone de six ans si elle était rejetée dans l'atmosphère. Cette banque de CFC équivaut également à environ 9 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone en termes d'effet sur le changement climatique.

De façon intéressante, la quantité de CFC-11 et de CFC-12 émise par ces banques est suffisante pour expliquer les émissions récemment observées dans les deux gaz.

« On dirait vraiment, à part la quantité supplémentaire produite en Chine qui semble s'être arrêtée maintenant, le reste de ce que nous voyons n'est pas un mystère :c'est juste ce qui sort des banques. C'est une bonne nouvelle, " dit Salomon. " Cela signifie qu'il ne semble plus y avoir de tricherie. S'il y a, c'est très petit. Et nous voulions savoir, si vous deviez récupérer et détruire ces mousses de construction, et remplacer les anciens systèmes de refroidissement et autres, de manière plus responsable, qu'est-ce que cela pourrait faire de plus pour le changement climatique ? »

Pour répondre à ça, l'équipe a exploré plusieurs scénarios politiques théoriques et leur effet potentiel sur les émissions produites par les banques de CFC.

Un scénario « opportunité perdue » considère ce qui se serait passé si toutes les banques avaient été détruites en 2000, l'année où de nombreux pays développés ont accepté d'éliminer progressivement la production de CFC. Si ce scénario s'était joué, la mesure aurait permis d'économiser l'équivalent de 25 milliards de tonnes de dioxyde de carbone entre 2000 et 2020, et il n'y aurait aucune émission de CFC persistante maintenant de ces banques.

Un deuxième scénario prédit les émissions de CFC dans l'atmosphère si toutes les banques sont récupérées et détruites en 2020. Ce scénario permettrait d'économiser l'équivalent de 9 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone émis dans l'atmosphère. Si ces banques étaient détruites aujourd'hui, cela aiderait également la couche d'ozone à récupérer six ans plus vite.

"Nous avons perdu une opportunité en 2000, ce qui est vraiment triste, " dit Salomon. "Alors ne le ratons plus."