Caractéristiques de pollution lumineuse, causes, effets, solutions

La contamination lumineuse C'est l'interférence dans la nature des sources de lumière artificielle provoquant des impacts négatifs pour les êtres vivants ou affectant les intérêts humains. Peu d'attention à la pollution lumineuse a été accordée, mais elle génère un impact en modifiant les cycles naturels de la lumière légère.

Pendant longtemps, l'être humain a utilisé la nuit pour ses activités, illuminant artificiellement et donc affectant l'environnement naturel. La conscience de la pollution lumineuse ne survient que dans les 60-70 (20e siècle), lorsque les astronomes en alertent. En effet, la lueur des villes interfère avec les observations et les mesures des observatoires astronomiques.

Contamination légère de la planète Terre. Source: Dominic Alves [CC par 2.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

La lumière artificielle se propage à l'environnement et grâce à ses propriétés de réflexion et de réfraction, il finit par couvrir l'espace environnant. La réflexion détermine que les photons (unités élémentaires de lumière) rebondissent sur les surfaces et les particules sur lesquelles elles ont un impact.

La cause de la pollution lumineuse est la génération de lumière artificielle par l'être humain en excès et sans contrôle. La croissance de la population humaine et sa concentration dans les centres urbains génèrent cette demande croissante de lumière.

De plus, l'inconscience concernant la capacité de la lumière en tant que polluant n'augmente pas le besoin de son contrôle approprié. L'éclairage public gravement dirigé, les publicités lumineuses et le trafic automobile nocturne génèrent un excès de lumière.

La pollution lumineuse varie en fonction du type de lampe qui le génère, étant les plus polluants qui fournissent une lumière blanche bleu. La lumière contamine lorsqu'elle est projetée dans l'environnement, envahir les zones privées et les zones d'éblouissement ou de rideaux.

Selon la source qui l'émet, la pollution lumineuse se produit par l'éclairage public ou privé, les publicités, les phares de véhicules et les réflecteurs montrent.

La pollution lumineuse a des effets négatifs sur l'être humain en modifiant son horloge biologique. Cela affecte la santé en générant des déséquilibres nerveux, insomnie et même hormonaux.

De même, il entrave l'activité des observatoires astronomiques, car la lueur des villes empêche de percevoir le ciel nocturne. Cela prive également les citoyens de cette expérience esthétique.

D'un autre côté, la pollution légère implique un gaspillage d'électricité, qui représente les pertes économiques et les ressources des déchets. De plus, dans le processus de production de cette lumière qui est un gaspillage, d'autres polluants tels que le CO2 ont été générés.

La pollution lumineuse a des effets négatifs sur les écosystèmes naturels et peut affecter les oiseaux migrateurs, ainsi que les insectes et les grenouilles. La lumière modifie la route vers la mer des petites tortues après avoir éclos les œufs sur les plages.

En général, la modification du cycle de jour nocturne génère des changements dans le comportement des êtres vivants. Ces changements affectent leur alimentation, leur reproduction et leur relation de prédateur-prison. Les plantes subissent des modifications de la photopériode (réponse à la durée du jour-nuit), avec des conséquences en floraison.

La plus grande pollution lumineuse du monde est produite dans les pays les plus développés et dans les grandes villes. Les principaux projecteurs de pollution lumineuse se trouvent sur la côte est des États-Unis d'Amérique, d'Europe, du nord de l'Inde, de Taïwan, du Japon et de la Chine.

Les solutions à la pollution lumineuse sont sociales, juridiques et techniques. Socialement, il est nécessaire de sensibiliser à l'existence de ce type de pollution et de ses effets.

Dans les lois strictes légales qui réglementent l'utilisation de l'éclairage. De même, il est nécessaire d'interdire une lumière excessive au-dessus de l'horizon et de garantir la mise en œuvre de mesures techniques appropriées.

Techniquement, il existe des systèmes d'éclairage qui incluent des lampes adéquates (monochromatiques), ainsi que dans l'orientation correcte. Il y a aussi des minuteries qui permettent de réguler le temps d'éclairage.

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Caractéristiques

La pollution lumineuse fait référence à la lumière artificielle lorsqu'elle est émise en excès ou en dehors de la plage dans laquelle il est fonctionnel. Les caractéristiques de la diffusion de la lumière, comme la réflexion, génèrent la lueur lumineuse si appelée des villes.

C'est-à-dire que la lumière émise se reflète sur les surfaces et lorsque vous allez dans l'atmosphère rebondit avec les particules atmosphériques qui la renvoient.

L'échelle de l'obscurité du ciel de Bortle

John E. Bortle a créé en 2001 une échelle (de 1 à 9) pour mesurer à quel point le ciel nocturne est éclairé. Le niveau 1 est le ciel le plus sombre qui peut être vu de la Terre, avec la plus grande quantité d'étoiles. Tandis que le niveau 9 correspond au ciel nocturne vu du centre d'une grande ville, où des étoiles rares sont vues.

Causes

La cause fondamentale de la pollution lumineuse est l'émission de lumière par un éclairage artificiel. Ceci est à son tour déterminé par une série de besoins humains qui incluent:

- Autoriser les activités nocturnes.

- Créer des conditions de sécurité des citoyens.

- Faciliter la sécurité de la circulation des véhicules.

- Prolonger l'activité économique.

- Éclairage publicitaire.

- Éclairage ornemental.

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Cette émission de lumière peut entraîner la contamination par l'action de trois facteurs principaux:

Émission directe

C'est le principal facteur de la pollution lumineuse, car la lumière artificielle est émise dans l'environnement sombre pour l'allumer. C'est une puissante source de contamination due à l'intensité et à ce qui est normalement multidirectionnel.

Une ville moderne est un objectif de lumière, grâce à la combinaison d'innombrables sources qui incluent un éclairage public et privé. Cela comprend les réverbères dans les rues et les avenues, les feux de logement et les bâtiments pour l'activité économique, les étiquettes éclairées, les avis publicitaires et les phares de véhicules.

Cette lumière émise peut exercer directement son effet polluant, lorsqu'il est dirigé vers un habitat des êtres vivants. De même, vous pouvez le faire secondaire par réflexion ou réfraction.

Réflexion sur les surfaces éclairées

La lumière émise se reflète sur les surfaces de la zone urbanisée comme les rues, les bâtiments, les panneaux et tout objet dans son rayon d'action. Les photons en collision avec ces surfaces se reflètent dans différentes directions générant la lueur légère de la ville.

Cependant, ce facteur de contamination secondaire est évidemment plus faible que le premier. En fait, dans les villes où les projecteurs légers sont correctement dirigés, l'effet polluant de la réflexion est significativement faible.

Réflexion dans les particules atmosphériques

Enfin, la lumière et la lumière réfléchie sont dirigées vers l'atmosphère et là, il entre en collision avec les particules en suspension.

Gars

La pollution lumineuse peut être classée de diverses manières, selon le type de lampe qui le produit, ses caractéristiques ou la source qui le génère.

- Selon le type de lampe

La pollution lumineuse variera en fonction du type de lampe qui fournit la lumière. Les lampes monochromatiques telles que le sodium sont moins polluantes que celles de la lumière blanche comme le fluorescent ou certaines LED.

- Selon ses caractéristiques

Dissémination de la lumière projetée

C'est la dispersion de la lumière qui se propage et contribue substantiellement à la lueur que les centres urbains diffusent.

Lumière invasive

C'est lorsque la source de lumière externe pénètre dans les maisons ou les zones où sa fonction d'éclairage ne correspond pas à devenir un agent polluant.

Éblouissement ou lueur

C'est un éclairage excessif ou soudain qui provoque un éclat dans les piétons et les conducteurs de véhicules, pouvant provoquer des accidents. Par exemple, hautes lumières d'un véhicule.

Éclairage hétérogène ou d'épicerie

Ce sont des zones avec un éclairage irrégulier, avec diverses sources de lumière, provoquant une désorientation, une confusion, une distraction et un stress. Par exemple, un grand nombre d'avis lumineux et d'éclairage public.

De même, les zones avec un éclairage artificiel excessive peuvent être présentées pour les tâches qui y sont effectuées.

- Selon la source

l'éclairage des rues

Il s'agit de la plus grande source de pollution lumineuse qui existe, surtout lorsque le système d'éclairage n'est pas correctement conçu. Cette source est responsable de 40 à 60% de la pollution lumineuse, à la fois par diffusion de lumière projetée et invasive.

Avis lumineux

Dans certaines grandes villes comme New York ou Tokyo, cette source de lumière atteint des niveaux d'incidence élevés. C'est une cause directe de pollution de diffusion de lumière projetée et invasive car elle émet au-dessus de l'horizon.

Phares de véhicule

Il s'agit d'une source mobile et variable et dans les villes ayant un haut degré de trafic nocturne, il devient un facteur de pollution lumineuse importante. Selon le type de phare et si les règles pour son utilisation ne sont pas respectées, c'est une cause de pollution d'éblouissement.

Éclairage privé

Les feux de logement, en particulier les bâtiments des grandes villes, génèrent une pollution lumineuse pertinente.

Réflecteurs

Il s'agit généralement d'une source de pollution lumineuse ponctuelle, car ce sont les réflecteurs utilisés dans les émissions publiques. La contamination est produite par diffusion de lumière projetée et invasive.

Effets

Les effets de la pollution lumineuse peuvent être regroupés en trois grandes catégories:

- Effets sur le ciel nocturne

La pollution lumineuse générée par la lueur des villes rend le ciel nocturne invisible. Nous pouvons voir les étoiles grâce au contraste de leur luminosité (propre ou reflétée) dans le contexte de l'obscurité céleste.

Apparence du ciel la nuit avec et sans pollution lumineuse. Source: Jeremy Stanley [CC par 2.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

La lueur légère des villes augmente la clarté du fond céleste au-dessus de la luminosité des étoiles les rendant invisibles.

- Effets sur les humains et leur habitat

Intrusion de la lumière externe

L'éclairage externe dans les villes génère souvent une pollution lumineuse en envahissant la vie privée des ménages. Parfois, cela peut être bénéfique, par exemple en nous permettant de bouger la nuit sans allumer des lumières internes.

Cependant, cela limite ces autres circonstances où vous voulez garder l'obscurité sans faire appel pour fermer les fenêtres.

Impacts sur la santé

Les êtres vivants répondent aux rythmes circadiens, c'est-à-dire des réponses physiologiques en fonction des périodes définies entre 20 et 28 heures. Par conséquent, l'altération des cycles claires et sombres génèrent des changements physiques, mentaux et comportementaux. La pollution lumineuse provoque de graves troubles du sommeil et donc un comportement chez l'homme.

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La mélatonine est une hormone de sécrétion nocturne produite par la glande pinéale qui aide à réguler l'horloge biologique et réduit la production nocturne d'oestrogène.

Il a été prouvé que lorsque le corps humain est soumis à un éclairage artificiel, la production de mélatonine est considérablement réduite. Selon des études (pas encore concluantes), cela pourrait augmenter le risque de certains types de cancer.

Pour sa part, l'Agence nationale pour la sécurité sanitaire de l'environnement et du travail français (ANSE) a souligné d'autres risques de pollution lumineuse. Par exemple, le stress oxydatif a généré dans la rétine l'incidence élevée de certains types d'éclairage (par exemple.: DIRIGÉ).

Impacts économiques

La pollution lumineuse est la conséquence d'un excès de lumière dispersé, donc cela implique un gaspillage de ce. Une augmentation d'au moins 20% qui entraîne des pertes économiques directes a été calculée.

Pour les déchets qui dérivent de la pollution légère, l'ensemble du coût économique impliqué dans sa production (ressources et contamination des autres sources) est ajouté.

De plus, la pollution lumineuse a forcé des observatoires astronomiques dans des endroits très reculés de centres peuplés. Cela a augmenté les coûts de construction et d'exploitation principalement liés au transport des matériaux, des fournitures et du personnel.

Impacts techniques

L'astronomie a été affectée par la pollution légère, en raison des effets déjà commentés sur le ciel nocturne. En fait, les astronomes ont été les premiers à en avertir et ont développé une ampleur pour la mesurer.

Cet indice est appelé la luminance du fonds céleste et mesure l'augmentation de la clarté de la même.

Impacts esthétiques

Tous ceux qui ne sont jamais éloignés des centres urbains n'ont pas pu apprécier un ciel étoilé en entier. Cela implique la perte d'une expérience esthétique et émotionnelle significative, qui ne peut être ressentie que par les villes.

Prenons en compte que la pollution lumineuse générée par les grandes villes s'étend par des dizaines de kilomètres, épissant avec les villes voisines. Par conséquent, la même menace que notre paysage nocturne et certains auteurs parlent de la perte culturelle de "l'expérience nocturne"

- Effets sur les écosystèmes naturels et la biodiversité

Le cycle de jour et de nuit avec leurs niveaux d'éclairage caractéristiques a gouverné l'évolution des espèces. Ceux-ci ont donc adapté leur comportement à ce cycle dans chaque environnement particulier de la planète.

Les animaux

Les animaux sauvages sont encore plus sensibles à l'effet de la pollution lumineuse sur leur horloge biologique et leur éthologie (comportement). Les espèces d'habitudes nocturnes telles que les chauves-souris et certains amphibiens sont gravement affectées leur habitat avec un éclairage nocturne.

Lorsqu'ils sont confrontés à un éclairage inhabituel, les animaux sont soit par rejet, soit par attraction. Dans tous les cas, cela implique des changements dans son alimentation, sa migration, sa reproduction ou dans les relations prédateur-prison.

Par exemple, les tortues de fruits de mer lorsqu'ils vont à la mer après l'éclosion, ils perdent la cap. Les oiseaux de type nuit comme les hiboux nécessitent l'obscurité pour détecter et traquer leur proie.

Les espèces d'insectes et de grenouilles sont attirées par les sources légères et leurs populations de Merman pour cette cause. C'est pourquoi des constructions très éclairées proches des zones naturelles ont un effet négatif sur ces organismes.

Gardons à l'esprit que les espèces actives du cycle nocturne sont une proportion importante du règne animal. On estime qu'environ 30% de tous les vertébrés et plus de 60% des invertébrés sont nocturnes.

Étages

La floraison des plantes est un processus déterminé par l'interaction des facteurs génétiques et environnementaux, notamment la photopériode. C'est-à-dire qu'ils répondent à la durée du jour et de la nuit, et l'altération de ces rythmes affecte la floraison de certaines espèces.

La relation des êtres vivants avec les cycles de la lumière et de l'obscurité est si pertinent qu'il a motivé le développement de deux disciplines de biologie. L'un d'eux est l'écotobiologie qui étudie la relation entre la vie et l'obscurité. L'autre est la chronobiologie qui étudie les rythmes biologiques.

- Effets sur d'autres polluants

Pluie acide

Les effets photochimiques sont fondamentaux pour certains processus générés dans l'atmosphère. Par exemple, les radicaux NOx en présence de lumière génèrent des acides et en l'absence de cela, ils se décomposent.

Par conséquent, un éclairage artificiel continu augmente la production d'acide et donc les pluies acides. On estime que cette augmentation atteint entre 5 et 7%.

Gaz à effet de serre

Comme nous l'avons commenté lors de la référence à l'effet économique, environ 20% de la lumière se transformera en pollution lumineuse. Mais cela a également des implications dans la génération d'autres polluants, en particulier dans la production de CO2.

La plupart de l'électricité se produit dans les usines thermoélectriques et celles-ci émettent du CO2 qui est le principal gaz à effet de serre, provoquant un réchauffement climatique.

Exemples de lieux avec pollution lumineuse

Les cas les plus choquants de pollution lumineuse sont les grandes villes des pays développés. En raison de la concentration élevée de la population et du niveau économique élevé, l'éclairage nocturne en excès devient évident.

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En termes de régions du monde, la plus grande pollution lumineuse se trouve en Amérique du Nord, en Europe et en Asie.

Las Vegas (États-Unis) la nuit. Source: EconomyColdenburger - ALLES übern Den Las Vegas Strip [CC par -sa 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

En Amérique du Nord, les États-Unis (en particulier la côte est) se démarquent, tandis qu'en Europe, la Grèce, Malte et l'Espagne et en Asie du Japon, de Taïwan et de la Chine se démarquent. Au niveau des villes aux États-Unis, Las Vegas et New York se démarquent. Les autres villes notables sont Moscou, Valence, Londres, Rotterdam, Paris, Hong Kong et Tokyo.

Dans ces villes, en raison de leur ampleur et de leur dynamisme socioéconomique, la vie nocturne est intense, favorisant la demande d'éclairage des zones publiques et privées. De la même manière, le trafic automobile nocturne et la promotion commerciale à travers des annonces légères augmentent.

Hong Kong

Une densité de population élevée et une économie florissante font de Hong Kong une ville avec un niveau élevé de pollution lumineuse. Il compte plus d'un millier de gratte-ciel, ce qui fait que certains considèrent la ville avec la plus grande pollution lumineuse au monde.

Tokyo (Japon) illuminé la nuit. Source: Moyan Brenn d'Italie [CC par 2.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 2.0)]

Selon une étude de l'Université de Tokyo, la nuit à Hong Kong est mille fois plus brillante que la limite établie.

Las Vegas (USA)

La plus grande source de revenus dans cette ville est le tourisme lié au jeu, faisant la promotion de la plus forte concentration d'avis légers au monde. D'un autre côté, l'utilisation de réflecteurs à haute puissance pour éclairer directement le ciel est courant.

New York (USA)

C'est l'une des villes avec la plus grande pollution lumineuse au monde, en particulier le quartier commercial de Manhattan. En tant que curieux, environ 90 000 oiseaux meurent chaque année lorsqu'ils sont entrés contre des gratte-ciel désorientés par un éclairage intense.

Valencia Espagne)

Valencia est la ville espagnole avec la plus grande pollution lumineuse et certaines la placent comme la plus grande d'Europe. En 2007, cette ville a dépensé 1,5 million d'euros de plus que Barcelone, malgré la moitié des habitants.

Cependant, aujourd'hui, un programme est promu pour remplacer les réverbères inefficaces pour réduire la pollution lumineuse.

Solutions

Solutions à la pollution lumineuse couvrent les mesures sociales, juridiques et techniques.

- Social

Il est important de sensibiliser à la pollution lumineuse, à ses conséquences et solutions, afin d'atteindre le soutien des citoyens au contrôle. Un soutien est nécessaire aux mesures législatives connexes et à l'utilisation rationnelle de l'éclairage de la maison et de la communauté.

- Juridique

Il existe une diversité d'actifs légaux, même des droits qui doivent être protégés contre la pollution lumineuse. De la droite à la protection de la vision du ciel nocturne dans le cadre du paysage, à la protection des habitats naturels.

Par conséquent, il est essentiel d'avoir des lois qui réglementent l'utilisation de l'éclairage, restreignant la pollution lumineuse. C'est-à-dire établissant des normes d'utilisation de l'éclairage et de la mise en œuvre d'un équipement approprié pour une utilisation rationnelle de la lumière.

L'interdiction des émissions de lumière à l'horizon est particulièrement pertinente, à l'exception des demandes de navigation aérienne.

- Techniques

Équipement

Il y a des lampes avec des minuteries qui permettent à la strictement nécessaire de réguler les périodes d'éclairage. De même, les luminaires doivent se concentrer strictement sur les zones requises.

Cela implique une conception adéquate du système d'éclairage et l'utilisation de l'équipement approprié à chaque cas. Une attention particulière doit être accordée à l'inclinaison, à la direction, aux caractéristiques et au type de luminaires.

Pour que la lumière ne dépasse pas la ligne horizontale, il existe des moulures appropriées qui permettent aux lampes au sol de se concentrer.

Type de lumière

La lumière moins polluante est monochromatique, c'est-à-dire celle qui, contrairement à la lumière blanche, est composée d'une seule longueur d'onde (ou de quelques longueurs). Les idéaux sont les lampes à faible pression de sodium (lumière jaune), en générant moins de pollution lumineuse en provoquant moins d'interférence.

Zonage

Le zonage du territoire est important en fonction de ses besoins d'éclairage réels et de sa vulnérabilité à la pollution lumineuse. Cela permet d'établir à la fois des réglementations et d'autres mesures techniques appropriées à chaque zone.

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