Les problèmes de la pollution lumineuse

Brian Artisanat

Correspondant scientifique

En regardant vers le haut dans le ciel nocturne, les Grecs ont reconnu une figure humaine dans les étoiles. Ils l'ont surnommé Orion, et l'histoire du chasseur persiste depuis des milliers d'années. Les Égyptiens considéraient le même groupe d'étoiles comme le lieu où l'âme d'un dieu, Osiris, trouvait le repos éternel. Les Arabes ont interprété la figure étoilée comme un géant. En Inde, la constellation était considérée comme un roi qui avait été abattu par une flèche. Pour le peuple Ojibwe d'Amérique, la figure céleste est Biboonkeonini l'Hivernier, qui, comme ils le savent en suivant les mouvements des étoiles, devient la plus importante pendant la saison la plus froide de l'année.

"Le ciel nocturne appartient à tout le monde, c'est le patrimoine commun de l'humanité", déclare Stephen Loring, archéologue au Smithsonian's National Museum of Natural History. "Tout le monde dans le monde a une sorte d'histoire sur le ciel nocturne."

La beauté céleste est quelque chose de sacré qui est partagé par les cultures humaines du monde entier, dit-il.

Mais aujourd'hui, les connexions qui ont toujours attaché l'humanité au même ciel nocturne disparaissent derrière la luminosité omniprésente des lumières artificielles. La lueur des bâtiments, des parkings, des routes, des panneaux d'affichage, de l'éclairage paysager et d'innombrables autres sources masque les étoiles sur une partie étonnamment grande de la planète et perturbe le cycle de vie des oiseaux, des insectes et d'autres créatures.

Un tiers de la population mondiale ne peut pas voir la bande de lumière étoilée dans le ciel nocturne qui compose la Voie lactée, les vastes bras en spirale de notre propre galaxie. L'étonnant tableau est maintenant rendu invisible pour environ 60 % des Européens et près de 80 % des Nord-Américains. Et comme la pollution lumineuse fait littéralement disparaître l'obscurité, tous les types de plantes et d'animaux, habitués aux cycles de nuit et de jour depuis des millions d'années, sont dramatiquement affectés de manière à la fois évidente et inconnue. Tout comme une lumière vive entrant par la fenêtre d'une chambre pourrait interrompre le sommeil de chacun d'entre nous, l'obscurité est un besoin fondamental d'espèces florales et animales indicibles ; la lumière artificielle entrave leur capacité à se reposer, à se nourrir et à se reproduire.

Notre ciel nocturne et les impacts mondiaux de sa disparition en raison de la pollution lumineuse sont désormais au centre d'une nouvelle exposition de 4 340 pieds carrés, "Lights Out: Recovering Our Night Sky", présentée au Natural History Museum jusqu'en décembre 2025. Heureusement, comme le montre clairement le spectacle, les solutions pour récupérer notre ciel nocturne sont connues, sont rentables et peuvent souvent être mises en œuvre rapidement, presque comme appuyer sur un interrupteur.

La lumière artificielle a été considérée comme un exemple de progrès dans un monde de plus en plus anthropique. Les lumières nous ont permis de capturer beaucoup plus d'heures pour travailler et jouer. Ils ont stimulé la croissance économique et les liens sociaux. Ils nous ont fait nous sentir en sécurité. Éteindre les lumières semble impensable ; pourtant, un manque de réflexion a produit d'énormes quantités d'éclairage inutile et mal orienté.

Examinez une image satellite de la Terre depuis l'espace et la quantité de lumière nocturne produite par les humains est évidente et étonnante. Des lumières rougeoyantes jaillissent du monde entier, partout où les gens se rassemblent. Les poches sombres où la nuit naturelle est vécue deviennent l'exception, trouvées dans l'extrême nord, l'Antarctique et les intérieurs profonds de l'Amazonie et du Sahara.

Pourtant, sur le terrain, le problème passe souvent inaperçu ; le changement est un phénomène relativement récent.

Les villes ont commencé à adopter l'éclairage électrique dans les années 1870, mais ce n'est qu'au cours des dernières décennies que la prolifération d'éclairages artificiels très bon marché, en particulier les ampoules LED, a véritablement embrasé le ciel. En 2016, des chercheurs ont produit un « Atlas mondial de la luminosité artificielle du ciel nocturne » qui a montré que 80 % de la population mondiale vivait sous la lueur du ciel. En Europe et aux États-Unis, 99 % du public ne peut pas éprouver le plaisir de contempler les étoiles dans des conditions nocturnes naturelles.

Une étude publiée en 2021 a révélé que la pollution lumineuse a augmenté d'au moins la moitié au cours des 25 dernières années seulement. Les zones vivant sous des dômes de skyglow, créés par des lumières artificielles et réfléchies par des nuages ​​et des molécules atmosphériques ou des aérosols, augmentent de 2 % chaque année, à un rythme qui dépasse la croissance démographique, ce qui signifie que nous utilisons également plus de lumière par personne.

John Barentine, astronome chez Dark Sky Consulting, dirigeait auparavant le programme international Dark Sky Places, où il s'est entretenu avec de nombreux citadins qui ont eu la chance d'observer la Voie lactée pour la première fois. L'expérience pour beaucoup d'entre eux a été extrêmement émouvante. "Il était rare que je parle à quelqu'un qui haussait les épaules", dit-il. "Beaucoup l'ont décrit comme une expérience profondément spirituelle, voire [a] religieuse qui, je pense, puise dans quelque chose qui est profondément ancré dans notre cœur en tant qu'êtres humains."

Pour les millions de personnes qui n'ont jamais vécu une telle expérience parce qu'elles vivent dans et à proximité de villes où elles ont été déconnectées du ciel nocturne pendant des générations, Barentine suggère qu'elles ne réalisent peut-être même pas ce qu'elles ont perdu. "Comment amener les gens à se soucier de quelque chose auquel ils n'ont pas accès et auxquels ils n'ont peut-être jamais eu accès?" il demande.

Mais la perte du ciel nocturne va bien au-delà de la jouissance humaine d'un ciel étoilé. La plupart des espèces sont guidées par un rythme circadien, une horloge interne à l'écoute de la lumière et de l'obscurité qui régit les cycles d'activité et de repos.

Les scientifiques s'efforcent de découvrir les nombreuses façons dont la lumière artificielle et le manque d'obscurité peuvent nuire aux êtres vivants de la planète. Les oiseaux, par exemple, paient un lourd tribut. Chaque année, des millions d'oiseaux migrateurs, voyageant dans l'air frais et moins turbulent de la nuit, sont tués lorsque les lumières artificielles des bâtiments urbains les détournent d'une trajectoire dirigée par la lune et les étoiles. Attirés par les lumières, des oiseaux désorientés s'écrasent sur les immeubles ou s'épuisent à chercher leur chemin.

"Nous parlons de milliards d'oiseaux qui meurent", déclare Loring. La solution la plus simple, ajoute-t-il, consiste simplement à éteindre ces lumières. "Ils n'ont pas besoin d'être allumés toute la nuit."

C'est exactement ce que font certaines villes situées sur les voies migratoires ; Philadelphie, Chicago, San Francisco et d'autres régions réduisent périodiquement l'éclairage pendant les périodes de migration clés - et ces initiatives « Lights Out » ont entraîné une chute spectaculaire de la mortalité des oiseaux.

La lumière non naturelle peut également entraver les cycles de reproduction, qui ont évolué pour coïncider avec les changements de lumière saisonniers. Par exemple, les wallabies tammar vivant à proximité des zones urbaines d'Australie-Occidentale se reproduisent un mois plus tard que les autres, et ces types de changements pourraient menacer les espèces lorsque les horaires de naissance ne correspondent plus à l'approvisionnement en nourriture.

Les espèces marines aussi peuvent souffrir d'un ciel lumineux. Des études montrent que la pollution lumineuse perturbe la reproduction des coraux, car les cycles de lumière naturelle du jour et de la nuit ainsi que les phases de la lune sont nécessaires au processus de reproduction synchronisé qui conduit à la libération d'ovules et de sperme.

Alors que nous avons tendance à penser que les plantes aiment la lumière, le besoin biologique d'obscurité est crucial pour leur existence. La lumière artificielle stresse les plantes, y compris les arbres, en entraînant un excès de photosynthèse et en modifiant le moment du bourgeonnement et de la chute des feuilles. Certaines plantes à fleurs ne s'ouvrent que la nuit, lorsqu'elles attirent les pollinisateurs nocturnes comme les chauves-souris et les insectes, si elles ne sont pas attirées par les lumières. Plus de 500 espèces, dont les bananes et les mangues, sont pollinisées par les chauves-souris, et ces plantes critiques sont menacées lorsque la lumière perturbe les mouvements nocturnes de leurs pollinisateurs.

Les insectes sont notoirement attirés par les ampoules, où ils peuvent mourir d'épuisement ou être capturés par des prédateurs. Dans le monde entier, les insectes sont décimés en diversité et en nombre. Cela découle de nombreux facteurs, mais la pollution lumineuse en fait probablement partie, car plus de la moitié de tous les insectes sont nocturnes. Certains insectes, comme la teigne du chou, non seulement vivent la nuit, mais se reproduisent également exclusivement dans l'obscurité. Des études montrent que la lumière artificielle interrompt la capacité de la mite femelle à produire des phéromones qui attirent les partenaires, empêchant ainsi la reproduction unique de l'insecte.

Les humains aussi peuvent souffrir de la prolifération de la lumière artificielle. L'obscurité déclenche la production de l'hormone mélatonine, qui nous aide à dormir, et l'exposition à des lumières artificielles même faibles peut bloquer la production de mélatonine. Cela peut nous coûter un sommeil réparateur, ce qui est déjà assez mauvais, mais des études montrent également que ces perturbations de nos propres rythmes circadiens peuvent être liées à une foule de problèmes de santé, notamment la dépression, l'obésité, les problèmes cardiaques et même le cancer. Les longueurs d'onde de la lumière bleue produites par les ampoules LED omniprésentes d'aujourd'hui, qui sont de plus en plus utilisées dans l'éclairage extérieur, perturbent particulièrement nos rythmes naturels de repos et d'activité.

La lumière artificielle diminue également notre capacité à voir au-delà de notre propre planète dans les vastes possibilités illimitées au-delà. Les astronomes, regardant profondément dans le ciel assombri, ont été parmi les tout premiers à sonner l'alarme que nos propres lumières artificielles commençaient à masquer les vues nocturnes.

L'observatoire du Harvard College, qui fait maintenant partie de Harvard et du Smithsonian's Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts, abritait autrefois le plus grand télescope d'Amérique du Nord. Au fur et à mesure que les lumières se multipliaient dans la ville environnante, l'instrument, comme d'autres observatoires urbains, est devenu obsolète.

Dès 1958, les experts de l'Observatoire Lowell ont été vexés par les lumières locales - et leurs inquiétudes ont incité Flagstaff, en Arizona, à proximité, à promulguer la première ordonnance sur la pollution lumineuse au monde le 15 avril de la même année. L'ordonnance n° 440 interdit l'utilisation de certains projecteurs dans les limites de la ville.

Les observatoires ont depuis été déplacés vers des sites éloignés, sombres et à haute altitude, mais leur capacité à observer la lumière invisible est toujours une préoccupation majeure. "Les astronomes perdent un accès important à notre compréhension de ce qui nous dépasse", déclare Kim Arcand, scientifique en visualisation Chandra et responsable des technologies émergentes au Centre d'astrophysique, qui a co-organisé la nouvelle émission.

"Cette capacité à sortir et à lever les yeux", dit-elle, "signifie que nous pouvons voir une partie d'où nous venons, littéralement le fer dans notre sang et le calcium dans nos os, provient de la génération précédente d'étoiles qui ont explosé il y a longtemps."

"Il y a de très bonnes raisons de protéger le ciel noir pour le bien de l'astronomie", dit Arcand, "mais tout revient aux mêmes questions que les humains se posent depuis des millénaires : d'où venons-nous ? Pourquoi sommes-nous ici ? Et où allons-nous ?"

Il existe encore des endroits calmes et ruraux où le ciel nocturne est sombre - et ces régions sont célébrées. L'International Dark-Sky Association reconnaît plus de 200 lieux de ciel étoilé. S'échapper des zones urbaines pour ces refuges étoilés inspire les gens avec les merveilles du ciel nocturne, mais cela ne résout pas le problème. L'étalement urbain ne cesse de croître et la pollution lumineuse d'une ville lumineuse nuit à la vue sur le ciel, même à plus de 40 miles.

Les experts affirment que le ciel nocturne n'a pas besoin d'être une destination touristique. Des solutions pratiques pour les communautés locales permettent non seulement d'économiser de l'argent, mais elles reconnaissent également que de nombreuses lampes sont tout simplement inutiles. Selon le musée, environ 30% de tout l'éclairage extérieur du pays est gaspillé, gaspillant environ 3,5 milliards de dollars. Les luminaires non ombragés éclairent inutilement le ciel, tandis que d'autres sont gaspillés sur les routes à faible trafic et dans les centres commerciaux et les parcs de bureaux qui n'ont pas besoin d'être éclairés en continu toute la nuit.

Pour des raisons de sécurité et juste pour se déplacer, les plafonniers austères peuvent être efficacement remplacés par des lumières moins brillantes ou des surfaces plus réfléchissantes. Les stores peuvent rediriger la lumière là où elle est nécessaire au sol et réduire la lueur omniprésente vers le ciel.

Les lumières bleues à DEL doivent être remplacées par des lumières de couleur plus chaude, qui sont généralement assez puissantes pour faire le travail. Les minuteries et les lampes à détection de mouvement peuvent limiter le temps pendant lequel les lumières inutiles sont laissées pour s'éteindre et ne rien éclairer du tout.

"Pour moi, il y a quelque chose d'éminemment réparable à propos d'un problème que nous pouvons améliorer si nous dirigeons simplement nos lumières dans le bon sens, si nous éteignons simplement les lumières lorsque nous ne les utilisons pas", déclare Arcand, notant qu'un véritable changement peut se produire au niveau communautaire et même personnel. "Aucune de ces choses n'est difficile ou n'essaie de retirer le plaisir de la vie. Ce sont de si petites choses que l'individu a une certaine capacité à apporter des changements et à résoudre un problème très humain."

Il y a beaucoup de preuves que ces idées fonctionnent. En 2017, le National Park Service des États-Unis a utilisé des caméras pour comparer les lumières de Flagstaff, l'une des principales villes du ciel étoilé, avec Cheyenne, dans le Wyoming, de taille comparable.

Cheyenne, sans réglementation sur le ciel noir, était 14 fois plus brillante. "Flagstaff a choisi cette voie et a dit:" Nous allons sombrer ", donc cela peut être fait", a déclaré Loring. "Et peut-être que ça grandit. Peut-être que les villes et les villages disent : 'La prochaine fois qu'on doit réparer les lumières, faisons ça.'"

"Nous savons quelles politiques fonctionnent, il n'y a pas d'obstacle technique, nous n'essayons pas de trouver une solution, nous savons ce que c'est", souligne Barentine. "Notre seul obstacle à sa mise en œuvre est de convaincre suffisamment de personnes qu'il existe de bonnes raisons de le faire."

Barentine dit que, d'après son expérience, tout le monde n'est pas facilement convaincu d'adopter ces changements. Certaines personnes ne peuvent tout simplement pas imaginer à quel point la lumière, qu'elles apprécient pour des raisons pratiques, esthétiques et de sécurité, peut être une mauvaise chose.

"Il existe une psychologie humaine très profonde qui fait que beaucoup d'entre nous ont simplement peur du noir", dit-il. C'est pourquoi les efforts pour restaurer le stress du ciel nocturne en utilisant un meilleur éclairage, ne vivent pas dans l'obscurité.

Et contrairement aux efforts de lutte contre la pollution de l'air ou de l'eau, qui peuvent prendre de nombreuses années, le nettoyage de la pollution lumineuse peut avoir des résultats immédiats. Cela peut aider à restaurer l'obscurité naturelle à laquelle tant d'espèces sont sensibles et à maintenir le lien entre l'humanité et le ciel nocturne.

"Nous cherchons depuis des millénaires", dit Arcand, "et cela nous a donné une quantité incroyable d'art, d'histoires culturelles et d'idées." Parmi les inspirés figurait Dante, dont Inferno a terminé sa tournée épique de l'enfer lorsque l'auteur et Virgile s'échappent des tortures des enfers pour être accueillis par un spectacle merveilleux.

"Lui d'abord, puis moi - jusqu'à ce que nous arrivions à une ouverture ronde

À travers lequel j'ai vu certaines des belles choses

Cela vient avec le Ciel. Et nous sommes sortis

Pour apercevoir à nouveau les étoiles."

Personne ne suggérerait que la lumière artificielle crée une sorte d'enfer sur Terre. Mais la lueur céleste inutile que nous créons empêche définitivement trop de gens de profiter du ciel au-dessus.

"Lights Out: Recovering Our Night Sky" est à l'affiche jusqu'en décembre 2025 au Smithsonian's National Museum of Natural History.

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Brian Handwerk | EN SAVOIR PLUS

Brian Handwerk est un correspondant scientifique basé à Amherst, New Hampshire.