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Rôle de la couche d'ozone dans l'absorption des UV

1910
  • Charles Fabry
  • Henri Buisson
Scène de laboratoire avec Charles Fabry et Henri Buisson étudiant l'absorption de l'ozone en 1910.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

The Earth’s stratospheric ozone layer is crucial for life as it absorbs a significant portion of the sun’s harmful ultraviolet radiation. It completely blocks the most energetic UVC rays, absorbs about 95% of UVB rays, and allows most of the less harmful UVA rays to pass through. This filtering effect protects terrestrial life from severe DNA damage.

La couche d'ozone est une région de la stratosphère terrestre, située entre 15 et 35 kilomètres d'altitude, qui présente une forte concentration de molécules d'ozone (O3). Son mécanisme de protection repose sur un processus photochimique continu connu sous le nom de cycle ozone-oxygène. Lorsque des rayons UVC et UVB à haute énergie frappent une molécule d'ozone, celle-ci se divise en une molécule d'oxygène ordinaire (O2) et un atome d'oxygène libre (O). La formule de cette photodissociation est [latex]O_3 + h\nu_{(\lambda < 310nm)} \longrightarrow O_2 + O[/latex]. L'atome d'oxygène libre peut alors se recombiner avec une autre molécule d'oxygène pour former à nouveau de l'ozone, en dégageant de la chaleur au cours du processus : [latex]O_2 + O \longrightarrow O_3[/latex]. Ce cycle convertit efficacement les rayons UV nocifs en énergie thermique, réchauffant ainsi la stratosphère. L'absorption dépend de la longueur d'onde. Les UVC (100-280 nm) sont complètement absorbés. Les UVB (280-315 nm) sont fortement mais incomplètement absorbés, l'absorption diminuant à mesure que la longueur d'onde augmente. Les UVA (315-400 nm) ne sont que faiblement absorbés. La découverte du trou d'ozone dans l'Antarctique dans les années 1980 a révélé que les produits chimiques fabriqués par l'homme, en particulier les chlorofluorocarbones (CFC), perturbaient ce cycle naturel en introduisant des atomes de chlore et de brome qui agissent comme des catalyseurs pour détruire l'ozone, entraînant une augmentation du rayonnement UVB à la surface et incitant à une action internationale telle que le protocole de Montréal.

UNESCO Nomenclature: 2505
- Géophysique

Taper

Phénomène naturel

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Découverte de l'élément oxygène
  • Découverte de l'ozone par Christian Friedrich Schönbein en 1840
  • Développement de la spectroscopie ultraviolette
  • Compréhension de la structure en couches de l'atmosphère terrestre

Applications

  • Protocole de Montréal visant à réglementer les substances appauvrissant la couche d'ozone
  • développement de réfrigérants et de propulseurs sans danger pour la couche d'ozone
  • campagnes de santé publique pour la protection solaire (indice UV)
  • surveillance par satellite du trou dans la couche d'ozone
  • modélisation du changement climatique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Thèmes liés : couche d'ozone, stratosphère, absorption des UV, UVC, UVB, cycle ozone-oxygène, protocole de Montréal, CFC, cancer de la peau, science de l'environnement.

Contexte historique

Rôle de la couche d'ozone dans l'absorption des UV

1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946
1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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