Capraia : atelier petites îles, énergies et pollution lumineuse

L’atelier technique des 22 et 23 mai 2019 de Capraia – une petite île de l’archipel toscan, plus proche de la Corse que du port italien de Livourne – organisé par le Conservatoire du Littoral dans le cadre du projet ISOS (ISOle Sostenibili) du programme européen Interreg (Interrégional), a essayé de répondre aux interrogations générées par le développement des énergies face à la pollution lumineuse. Cela dans les milieux fragiles que sont ceux insulaires et côtiers franco-italiens. Les petites îles (définies comme ayant une superficie  inférieure à 150 km2) sont des laboratoires naturels : les enseignements récoltés là-bas pourront être utiles pour le continent européen. Les actes complets de l’atelier technique de Capraia sont en ligne sur un hébergeur temporaire. Si vous ne les lisiez plus grâce au lien précédent, il vous suffirait de me les demander à cette adresse personnelle : <gioda_ird(at)yahoo.com>.

Du village de Capraia, vue de  la baie du port qui est le seul lieu sûr pour accoster sur cette terre de 19 km2. Ile de Capraia, archipel toscan dont l’île d’Elbe, Italie. @ A. Gioda, IRD.

Comme toujours, les points de vue que j’avais pu y défendre, sur invitation lors deux interventions, partent de l’hypothèse du choix des EnR (Energies Renouvelables) pour le développement insulaire. C’est aussi le choix affiché par les élus et techniciens œuvrant tant sur les petites îles bretonnes que sur celle portugaise de Porto Santo, située dans l’archipel atlantique de Madère.
Pourquoi rendre disponibles les actes intégraux d’un atelier technique publiés depuis moins d’un mois ? Parce que, à ce stade dans la lutte contre le changement climatique, l’important est la diffusion de l’information afin de mettre en place les EnR (énergies renouvelables) et en général les bonnes pratiques, tout en n’occultant pas les problèmes que ces dernières peuvent générer.
Dans le cadre de la transition énergétique, le tout électrique est souvent la réponse pour limiter ou éliminer l’usage des énergies fossiles (hors le nucléaire en France) et contenir l’émission de CO2. Le 100 % électrique, comme c’est le cas dans le domaine de la mobilité au-delà du retard français, sera une tendance lourde dans les décennies prochaines. Par conséquent, ici dans ce billet, le vrai problème sera d’abaisser la consommation électrique grâce à un éclairage extérieur maîtrisé, une action qui s’annonce peu aisée. C’est en tout cas le sens des premières actions qui suivirent l’arrêté du 27 décembre 2018 « relatif à la prévention, à la réduction et à la limitation des nuisances lumineuses ». Entre nous, cet arrêté n’est qu’une tardive prise en compte des engagements du gouvernement faits dans le cadre de la loi Grenelle 2 (de l’environnement), datée du… 12 juillet 2010. La situation est devenue critique en France.

  • L’association ANPCEN parle d’une augmentation de 94 % de lumière émise par le seul éclairage public ces 20 dernières années.

  • Selon la très officielle ADEME, l’éclairage public en France représente 41 % des consommations d’électricité des collectivités territoriales et 37 % de leur facture d’électricité.

L’AFE (l’Association Française de l’Eclairage) cette année vient de commencer un tour de France pour informer les collectivités, entreprises et particuliers des conséquences de cet arrêté, publié au JO du 28 décembre 2018, qui a été légèrement modifié le 29 mai 2019.
Dans le cadre européen, pour mémoire, la situation la plus compliquée est en Belgique. Le cas est fort documenté depuis les années 1950 avec bien des abus à la suite d’une série de décisions régionales, remises en cause à partir de 2011, d’éclairer au maximum rues, routes et surtout autoroutes. Et cela officiellement pour des raisons de sécurité des personnes. Le résultat : environ 22 millions de lampadaires en 2017 pour un peu plus de 11 millions d’habitants ! D’où la nécessité de faire des économies et le passage progressif de l’éclairage à sodium à celui à LED. D’où, sans doute, la précocité des études académiques en Belgique bien abordées par un blog structuré tel un cours et tenu, au début des années 2000, par deux chercheurs de l’Université de Liège.

La Belgique (la grande tache dorée en haut à gauche et la couleur est due à l’utilisation massive de lampes à sodium) et la ville de Berlin (au premier plan) vues de l’espace.  » L’Europe aussi offre de belles aurores boréales, du – au N. Au 1er plan #Berlin & derrière la Belgique se distingue comme toujours nettement « . Twitter de l’astronome Thomas Pesquet. A 13:55 – 9 mai 2017. https://twitter.com/Thom_astro

Dans ce billet, vous l’aviez compris, le challenge de décroissance sera mis en avant. De façon plus générale, la pollution lumineuse est un problème global étudié de façon systématique à partir des images spatiales, notamment par le projet Lost at Night de l’Université anglaise d’Exeter, elle-même située dans l’orbite du Met Office britannique.

La Péninsule ibérique photographiée de nuit depuis l’espace. L’agglomération de Madrid est le feu central.Projet universitaire Lost at Night, Université d’Exeter, Angleterre. © NASA.

De façon plus ponctuelle mais toujours à l’échelle de la Terre, il faut surtout citer l’Atlas mondial de la luminosité artificielle du ciel nocturne qui est coordonné depuis 2016 par le chercheur italien Fabio Falchi. Dans son prolongement, il y a eu la création de réserves de l’obscurité ou ou mieux dit de Réserves internationales de ciel étoilé dont deux sont situées en France : le Pic du Midi dans les Pyrénées ; et le Parc National des Cévennes en 2018.

Le Parc national des Cévennes est devenu ce 13 août [2018] la plus grande réserve internationale de ciel étoilé d’Europe, après l’annonce sur son site internet de l’IDA (l’Association internationale du ciel noir) qui décerne les certifications. Ce label vient récompenser la préservation d’un ciel de nuit noire. Le directeur exécutif de l’IDA, J. Scott Feierabend, a notamment déclaré :  « Nous félicitons le Parc national des Cévennes pour avoir reconnu la valeur de l’obscurité totale, et pour avoir élevé sa protection contre la pollution lumineuse à une priorité absolue. »

Toutefois dans les deux cas, ces réserves d’obscurité sont éloignées des côtes et des petites îles habitées, des milieux très valorisés donc impactés par les activités humaines tout particulièrement en Méditerranée. Cela ne doit pas vous empêcher de profiter de l’observatoire du Lac des Pises (1 300 m d’altitude) situé dans la région des Hautes-Cévennes, là où les frontières administratives des départements du Gard, de la Lozère et de l’Aveyron se recoupent.

La Voie Lactée vue de nuit du Lac des Pises à 1 300 mètres (Hautes-Cévennes, lac artificiel, Gard). © G. Cannat, Observatoire des Pises, Société astronomique de Montpellier.

Souvent afin de bâtir un monde meilleur on fait appel, pour leur basse consommation électrique notamment dans l’éclairage public, aux lampes LED (light-emitting diode en anglais ou diode électroluminescente). Elles ont supplanté les ampoules à incandescence  puis celles dérivées dites halogènes (maintenant, toutes les deux, abandonnées sauf sur les véhicules). Ensuite, de nos jours, elles tendent à supplanter  les lampes à décharge (à vapeur de néon, de sodium – très nombreuses dans l’éclairage extérieur -, de mercure – largement utilisé dans les sites industriels – et de xénon – sur les automobiles de luxe jusqu’à il y a peu). Mais quelles ampoules LED faudrait-il adopter ? Et sont-elles, d’abord, les meilleures ou celles celles étant à la mode ?
Oui, les LED ont un fort potentiel d’économies d’énergie si leur utilisation est raisonnée afin d’éviter le risque économique d’effet rebond. Par exemple et selon Wikipedia « une baisse de prix des lampes [LED] ou l’apparition de lampes basse-consommation [appelées aussi lampes fluorescentes donnant une lumière à induction] peut générer d’importantes économies, mais si l’argent économisé est réinvesti en achat de nouveaux luminaires, finalement, autant d’électricité sera peut-être consommée, et la pollution lumineuse ou les nuisances lumineuses auront augmenté ».

Toujours selon Wikipedia, tout de même « des préoccupations sérieuses existent concernant les impacts sanitaires de lampes [LED] mal utilisées, et surtout via leurs effets de pollution lumineuse. Ainsi, selon une étude de Pawson et Bader publiée déjà en 2014 dans la revue Ecological Applications, alors que l’éclairage nocturne municipal et industriel a déjà changé la répartition des différentes espèces d’invertébrés autour des sources lumineuses et semble contribuer à la régression ou la disparition de nombreuses espèces de papillons, l’éclairage public tend à utiliser à grande échelle les LED. La question de l’impact des spectres lumineux des lampes prend donc de l’importance. Ces spectres lumineux ont récemment beaucoup changé, et ils changeront encore avec le développement des LED. Or, il apparaît que le spectre lumineux émis par les lampes LED, mises sur le marché dans les années 2000-2014, attire les papillons de nuit et certains autres insectes plus que la lumière jaune des ampoules à vapeur de sodium, en raison d’une sensibilité élevée de ces invertébrés nocturnes aux parts vert-bleue et ultra-violette (UV) du spectre. »

D’autres problèmes sont bien identifiés en écologie : avec la lumière blanche y compris donc celle très intense des LED généralement commercialisés, bien des animaux au-delà des insectes sont désorientés. En premier lieu, c’est le cas de la très grande majorité des chauve-souris dont l’activité est crépusculaire et nocturne puis de certains oiseaux marins. Pour simplifier, les alignements de l’éclairage public sur les routes sont interprétées par les seuls mammifères au vol battu (près 1 400 espèces de chiroptères) comme autant de barrières. Les chauves-souris ne sont pas aveugles et il semble qu’elles aient une vue bien adaptée aux conditions nocturnes. Néanmoins, elles sont éblouies ou perturbées par l’éclairage artificiel extérieur (article en anglais sur le phénomène dit de pollution lumineuse).

La nuit des chauves-souris a soufflé ses 23 bougies le dernier week-end du mois d’août 2019 dans toute la Suisse. Du 23 au 25 août, le public fut invité à observer de nuit ces mammifères volants dont l’ennemi n°2 est la pollution lumineuse après l’intensification de l’agriculture par l’usage des insecticides et autres pesticides. @ CCO/KOF.

Certains oiseaux marins particulièrement abondants sur les îles – puffins, pétrels et pétrels-tempête tous proches des plus grands albatros – afin de fuir la prédation notamment des goélands, alimentent leurs nichées seulement de nuit quant la lune leur sert de boussole comme elle irise leurs proies (principalement des céphalopodes et des bancs de petits poissons) à la surface de l’eau. Enfin leurs (gros) poussins, de leur terrier pour leur premier vol, sortent aussi dans le noir.

Puffin de Scopoli (Calonectris diomedea), au nid dans son terrier, dans la grande colonie de la petite île de Zembra (Tunisie). © D. Pavon.

Ces jeunes oiseaux sont alors victimes du fall-out (un terme technique anglo-saxon traduit par « échouage d’oiseaux» au Canada et chez nous). Confondant la lumière de lune avec les lumières blanches y compris LED de l’éclairage public, les poussins chutent à terre, lors de leur premier vol, et désorientés, ils y restent devenant la proie facile des chiens ou mourant de faim. A moins qu’un programme systématique de ramassage public soit mis en place comme aux Canaries pour les puffins de Scopoli. J’ai été heureux que mon groupe de jeunes scientifiques, en octobre 2018, y ait participé sur l’île d’El Hierro (vidéo du Lycée Jean Monnet de Montpellier encadré par les Professeures Chirpaz et Genuist).

Si pour les oiseaux marins, il suffit de baisser ou d’éliminer l’éclairage public et privé à l’extérieur lors de la période de nidification (action menée aussi sur l’île de La Réunion pour de rarissimes pétrels endémiques grâce à une originale « horloge à pétrels ») pour nos amies les chauves-souris, précieux auxiliaires biologiques dans la lutte insecticide, le défi est plus grand. La solution passe par l’émission de lumières aux couleurs plus chaudes, tirant sur le rouge, l’orangé et le jaune, telles que le donnent les lampes (à décharge) à vapeur de sodium. Ici je ferais une incise pour aborder le problème de la mobilité ou plus simplement des véhicules.

Une rapide recherche sur l’Internet m’a permis de trouver des lampes de croisement et de phare émettant dans le jaune tant en halogène, qu’au xénon et LED. Il reste que les forces de l’ordre ne sont plus habituées à les voir depuis la fin du montage en série des lampes jaunes dites à iode (de type halogène) en 1991, et que les consommateurs, propriétaires de voitures, camions et motos, n’apprécient pas tous le look vintage. En effet, tout le langage publicitaire actuel pour l’achat des véhicules vante l’ultra-blanc ou le bleu pour l’éclairage des véhicules, y compris pour les halogènes (qui sont des ampoules de bas de gamme). Par conséquent, un autre paradigme est à inventer.

Déjà diffusés dans le monde de l’éclairage public, les lampes à décharge de sodium sont bien préférables à ce stade à celles fluorescentes ou à LED qui donnent une lumière souvent blanche ou bleue faisant fuir ou perturbant plus les chauves-souris. Problème fort connu : bien tolérées par les animaux et appréciées par les astronomes amateurs qu’elles ne gênent guère, elles restent assez énergivores.

Selon le site Phozagora « la lampe à vapeur de sodium sous haute pression (HPS selon l’abréviation anglaise) restait de très loin, aux alentours de 2010, la source lumineuse la plus utilisée pour l’éclairage public, dans la quasi-totalité des pays du monde. Plus économique que les ballons ou ampoules fluorescents et les lampes aux halogénures métalliques (MH selon l’abréviation anglaise) dites halogènes, elle est quasi systématiquement choisie pour tout projet d’éclairage public fonctionnel. En France, entre 1970 et 2010, la plupart des installations d’éclairage public, équipées d’une ampoule fluorescente, furent remplacées par des installations avec de lampes à vapeur à sodium sous haute pression ». En Belgique pour l’éclairage routier et autoroutier, ce dernière avait remplacée massivement la lampe à vapeur à mercure bien moins puissante.

Rendu de deux types différents de lampes en éclairage public dont celles à sodium. La lumière à induction est donnée par des ampoules ou ballons fluorescents proches du néon. http://www.mamunicipaliteefficace.ca

Je continue avec le site Phozagora : « Cependant, depuis le milieu des années 2000, la lampe HPS est de plus en plus concurrencée par de nouvelles technologies. L’invention de la lampe aux halogénures métalliques à brûleur céramique, en 1994, donne aux lampes MH une durée de vie quasi-équivalente à celle des lampes HPS. Ceci provoque une généralisation des lampes MH dans l’éclairage public, au détriment des lampes HPS. La lampe HPS reste une source lumineuse très économique, c’est également une de celle qui fournit le moins bon rendu des couleurs (IRC < 25). De nombreuses lampes MH fournissant un éclairage « blanc chaud » mettent bien plus en valeur de nuit les couleurs décor. Celles-ci sont aujourd’hui largement préférées aux lampes HPS dans le cadre de projets d’éclairage où il s’agit de mettre de nouvelles réalisations urbaines en valeur. L’apparition des lampes à LED à la fin des années 2000, beaucoup plus économiques que les lampes à décharge tout en fournissant un excellent rendu des couleurs, pourrait définitivement faire de la lampe à vapeur de sodium sous haute pression une source obsolète dans les années à venir. »

Toutefois un tel discours « progressiste et éclairagiste » n’est pas si éclairé, si je peux me permettre ce jeu de mots facile ; il ne prend aucunement en compte les avancées faites en écologie qui prônent  par exemple, la création de trames noires : l’ensemble des corridors écologiques caractérisés par une certaine obscurité et empruntés par la faune nocturne. Si les lampes à sodium (HPS) présentent une efficacité énergétique inférieure aux LED, elles ont, en revanche, l’avantage par rapport à ces dernières d’être beaucoup moins perturbantes pour la faune. Paradoxalement, le CGEDD (le Conseil Général de l’Environnement et du Développement Durable) préconise également de les remplacer. Néanmoins et dans le même temps, le Conseil déplore que la politique de prévention de la pollution lumineuse soit abordée sous « le seul angle des économies d’énergie liées à la rénovation de l’éclairage public, sans prise en compte des enjeux de biodiversité ou de santé humaine ». En tout état de cause, le ministère de la Transition écologique a décidé de ne pas reprendre la préconisation de la suppression des lampes à décharge à sodium. Ainsi ne figure-t-elle pas dans l’arrêté publié le 28 décembre 2018 qui fixe les nouvelles prescriptions techniques applicables en matière de prévention, de réduction et de limitation des nuisances lumineuses.
Afin d’anticiper le marché de l’éclairage extérieur qui va devoir inclure cette facette de préservation de la biodiversité, les entreprises ne sont pas restées les bras croisés. Aussi, la société hollandaise Philips – mais peut-être d’autres aussi – vient de mettre au point une LED rouge pour l’éclairage public ne gênant que peu le vol des chauves-souris.

Eclairage par LED rouge. Une étude de Poelstra et al. de 2017 dans une revue scientifique de référence a bien montré l’apport du rouge dans le spectre pour protéger l’orientation des chauves-souris. @ Philips.
Eclairage par LED rouge en Angleterre dans la région de Worcester (Midlands de l’Ouest). il s’agit d’une expérience de terrain limitée et faite avec du matériel Philips. Une étude de Poelstra et al. de 2017 dans une revue scientifique de référence a bien montré l’apport du rouge dans le spectre pour protéger les chauves-souris. Trotshill, lisière de la Réserve naturelle locale  de Warndon Woodlands, banlieue Est résidentielle de Worcester. @ Worcestershire County Council.

Bref, le plus simple reste d’éclairer moins qu’auparavant notamment dans le domaine public.  Les finances et la faune dont les insectes ne s’en porteront que mieux. Il faut s’inscrire dans la ligne du premier groupe des experts du DNTE (Débat national sur la transition énergétique) de 2013 au sujet de la sobriété énergétique qui fut animé par l’ingénieur Benjamin Dessus, grand scientifique et communicateur qui vient de nous laisser. Ce billet lui est dédié.

La photographie mise en avant est extraite d’un article de Straka et de ses Collègues, daté 2019, au sujet de la diminution des effets anormaux sur le comportement  des chauves-souris par la présence de bois de grands arbres, en milieu urbain éclairé. © Christian Giese.

 

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