L'atmosphère terrestre : composition, structure et pollution

L'atmosphère terrestre
C'est quoi, l'atmosphère ?
On appelle « atmosphère » l'enveloppe gazeuse qui
entoure certains corps célestes comme, par exemple,
la Terre, Vénus ou Mars.Les gaz sont maintenus
autour de ces corps célestes par la force
gravitationnelle qui les retient et les empêche de
s'échapper vers l'espace.
L’atmosphère terrestre est donc la couche de gaz
autour de la Terre et que nous appelons
communément “l’air”.
Profil vertical de l'atmosphère
L'épaisseur de l'atmosphère est fluctuante, entre 350
et 800 km ; elle dépend en particulier de l'activité
solaire ; l'épaisseur moyenne est d'environ 600 km.
Cependant, les molécules des gaz atmosphériques
sont essentiellement concentrées près du sol. Ainsi,
le 90% des gaz de l'atmosphère se situe entre 0 et 17
km d’altitude. Dans cette couche, la composition
chimique de l'air est relativement homogène.
La composition chimique de l'atmosphère terrestre
L'atmosphère terrestre est originale, comparée à celles des autres planètes du système solaire. Ainsi,
les atmosphères de Vénus et de Mars sont très riches en dioxyde de carbone (respectivement 97 % et
95 % de ce gaz), alors que l'atmosphère terrestre en contient très peu.
Les principaux constituants de l'air sec sont indiqués dans le tableau ci-dessous :

Gaz
Pourcentage en volume
Diazote
78%
Dioxygène
21%
Argon
env. 1%
Dioxyde de Carbone
0.04%
Autres gaz présents en très faible quantité: néon, hélium,
dihydrogène, ozone...
On constate sur ce tableau que trois gaz, le diazote, le dioxygène et l'argon, constituent presque 100%
du total ; les autres gaz ne représentent chimiquement que des traces.
Signalons que cette liste de gaz n'est pas exhaustive ; certains gaz dont les pourcentages en volume
sont encore plus faibles n'apparaissent pas.
L'eau joue un rôle tellement particulier dans l'atmosphère que les météorologistes décrivent
habituellement l'air atmosphérique comme un mélange de deux
gaz : l'air sec et la vapeur d'eau qu'ils traitent à part. La
quantité de vapeur dans l’atmosphère varie en fonction de la
méteo, la température, l’altitude…On la trouve sous forme de
vapeur, et aussi sous forme liquide (dans les nuages,
brouillards…) et solide (dans certains nuages). Insistons sur le
fait que la vapeur d'eau est un gaz invisible, présent partout
dans l'atmosphère (dans votre salon, il y a de la vapeur d'eau !).
Rôle de l’atmosphère
Malgré leur très faible concentration, certains de ces gaz à l'état de trace jouent un rôle important.
➔Ainsi, les gaz dits « à effet de serre »
limitent les pertes d'énergie par
rayonnement de la surface de la Terre, et
entraînent donc un réchauffement de la
température de notre planète.
L'effet de serre est très bénéfique pour la
Terre : sans lui, les températures seraient
glaciales, peu propices à la vie. Le
problème mis en évidence au cours des
dernières décennies réside dans
l'augmentation de l'effet de serre à cause des activités humaines (l'utilisation croissante des
combustibles fossiles et accessoirement le déboisement). Le dioxyde de carbone et le méthane
sont deux gaz impliqués dans cette augmentation de l'effet de serre.
➔L'ozone joue lui aussi un rôle crucial, malgré sa très faible concentration. Son importance
réside dans sa capacité à absorber une grande partie des rayonnements ultraviolets en
provenance du Soleil et à « protéger » la surface de la Terre de ce rayonnement dangereux.
L'ozone se trouve essentiellement en altitude, avec un pic de concentration vers 25 km (voir

graphique) : c'est la célèbre « couche d'ozone », qui présente malheureusement des trous
fluctuants, apparaissant et disparaissant au-dessus des pôles selon le moment de l'année.
Il y a un peu d'ozone dans les basses couches, dans l'air que nous respirons : cet ozone de basse
couche est essentiellement produit par les activités humaines ; autant l'ozone d'altitude est
bénéfique pour la vie, autant celui près du sol est néfaste pour nous : c'est un gaz irritant, très
peu apprécié par nos poumons !
➔L’atmosphère terrestre nous protège des météorites
Les météorites sont des blocs de glace et de roche provenant de l’espace dans lequel ils se
déplacent à des vitesses souvent très élevées.
Météorite dans le ciel de Corse
(21/09/2018)
France 3 Corse - 21/09/2018
En rentrant dans l’atmosphère elles subissent des frottements très importants qui les portent à
haute température et finissent par les faire exploser et les réduire en poussières.
Les météorites de grande taille peuvent cependant atteindre le sol et provoquer des dégâts qui
dépendent de leur taille de leur vitesse.

Les différents polluants
Pour plus dinformations, rendez vous sur AIR Languedoc-Roussillon (https://www.air-lr.org/)
L’air est plus ou moins contaminé par des polluants gazeux ou solides d’origine naturelle (émission par
la végétation, les océans, les volcans…) ou produits par les activités humaines (trafic routier,
chauffage, industries, travaux agricoles, activités domestiques…). Les polluants de l’air sont très
nombreux. Même si leurs concentrations sont très faibles, ils peuvent avoir des effets sur la santé et
sur l’environnement.
Les principaux polluants atmosphériques se classent en deux grandes familles : les polluants primaires
et les polluants secondaires.
➔Les polluants primaires sont directement issus des sources de pollution, principalement liées
aux activités humaines.
➔Les polluants secondaires ne sont pas directement rejetés dans l’atmosphère, mais
proviennent de réactions chimiques qui se produisent entre gaz. C’est le cas, notamment, de
l’ozone.
Voici quelques exemples de polluants:
➔Les Composés Organiques Volatils (COV) entrent dans la composition des carburants et de
nombreux produits courants : peintures, encres, colles, détachants, cosmétiques, solvants,….
Des COV sont émis également par le milieu naturel et les surfaces agricoles.
➔Le dioxyde de soufre est émis principalement lors de la combustion de charbon et de fioul
(centrales thermiques, installations de combustion industrielles et chauffage).
➔Le monoxyde de carbone , gaz inodore, incolore et inflammable, se forme lors de la combustion
incomplète (gaz, charbon, fioul, bois, carburants). La source principale dans l’air ambiant est le
trafic automobile.
➔Les oxydes d’azote sont des formes oxydées de l’azote. Ils sont souvent désignés par le terme
générique « NOx ».
Le dioxyde d’azote est émis par les véhicules et les installations de combustion (centrales
thermiques, chauffage…). Il constitue le principal traceur de la pollution urbaine, en particulier
automobile.

➔L’ozone résulte de la transformation de polluants émis par les activités humaines (industries,
trafic routier…) sous l’effet d’un fort ensoleillement. L’ozone peut être transporté sur de
grandes distances.
➔Les particules en suspension (PMs) ont de nombreuses origines, tant naturelles qu’humaines
(trafic routier, industries,…) et ont une grande variété de tailles, de formes et de compositions
(elles peuvent véhiculer de nombreuses substances comme les métaux). Les particules
mesurées ont un diamètre qui peut varier entre à 1 µm et 10 µm (1µm = 0.000 001 m, ou 1
millième de millimètre, elle sont invisibles à l’oeil nu).