Échelle et étendue des effets écologiques, mesures et unités

La terminologie « pollution lumineuse » se rapporte, dans la plupart des cas, à la dégradation du ciel nocturne pour la vue humaine. Les écologues distinguent « la pollution lumineuse astronomique », à cause de laquelle les corps célestes sont effacés par la lumière qui est dirigée, réfléchie ou diffusée par le ciel, de la « pollution lumineuse écologique », qui, elle, change les niveaux d’intensité normaux de lumière et d'obscurité dans les

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239 _{LONGCORE T. et RICH C., 2004, « Ecological light pollution », Frontiers in Ecology and the Environment, vol. 2, n° 4,}

écosystèmes. Verheijen240 _{a proposé le terme de « photopollution » pour qualifier « la} lumière artificielle ayant des effets nuisibles sur la faune ». Puisque la « photopollution » se rapproche littéralement de la « pollution lumineuse », celle-ci étant associée à la vue humaine, l’emploi du terme « pollution lumineuse écologique », plus descriptif, paraît plus adapté. La pollution lumineuse écologique inclut la lumière directement reçue à un endroit donné, les variations d’illumination et les fluctuations provisoires et inattendues de l'éclairage (balayage des feux d’un véhicule, par exemple). Les sources de pollution lumineuse écologique sont donc nombreuses, incluant la lumière diffusée par le ciel, les bâtiments allumées, l’éclairage des rues, des bateaux de pêche, les lumières sur des véhicules (même sur les navires sous-marins de recherches) qui peuvent perturber, à des degrés variables, les écosystèmes. Le phénomène implique donc des effets potentiels à travers une grande gamme d’échelles spatiales et temporelles.

3.2.1.1 L’étendue de la pollution lumineuse écologique

Les échelles spatiales

L'ampleur de la pollution lumineuse écologique est globale241_{. Le premier atlas de la clarté} artificielle du ciel nocturne, de Cinzano et al.242_{, montre que la pollution lumineuse} écologique s’étend sur chaque continent. Des écosystèmes peuvent être affectés par ces niveaux d'illumination, et même des lumières ne contribuant pas à la pollution lumineuse astronomique peuvent avoir des conséquences écologiques. La pollution lumineuse écologique touche donc une proportion encore plus grande de la Terre. Les flottilles de pêche au lamparo, les plates-formes pétrolières en mer, et les bateaux de croisière apportent l’éclairage artificiel jusque sur les océans.

Les échelles temporelles

Les zones tropicales peuvent être particulièrement sensibles aux altérations du rythme diurne (période de 24 heures) d’alternance jour/nuit, en raison de la régularité, au cours de l’année, des cycles quotidiens243_{. Une nuit raccourcie, ou plus lumineuse, affectera plus les} espèces tropicales, habituées à des cycles diurnes à variations saisonnières minimales, que des espèces extratropicales, adaptées à des variations saisonnières de plus grandes amplitudes. Bien sûr, les espèces dont certaines activités ne se déroulent que sur une partie

240 _{VERHEIJEN F.J., 1985, « Photopollution: artificial light optic spatial control systems fail to cope with. Incidents,}

causations, remedies » , Journal of Experimental Biology, n° 44, p. 1-18.

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de l'année, en zones tempérées et en zones polaires, sont à exclure de cette généralisation. Les espèces en zones tempérées seront également très sensibles à des ruptures de luminosité si le déclenchement de certaines de leurs activités dépend des variations saisonnières de la longueur du jour.

3.2.1.2 Mesure(s) et unités

Le problème d’une mesure trop générale

La mesure de la pollution lumineuse écologique nécessite souvent la détermination de l'illumination à un endroit donné. L'illumination est la quantité de lumière incidente par unité de surface ; ce n’est pas la seule mesure concernant la pollution lumineuse écologique, mais la plus commune. La lumière peut varier en intensité (nombre de photons par unité de surface) et en contenu spectral (exprimé par la longueur d'onde). Idéalement, les écologues devraient mesurer l'illumination en photons par mètre carré et par seconde, avec une mesure spectrale simultanée. Plus souvent, l'illumination est mesurée en lux, qui exprime l'éclat de la lumière comme étant perçu par l'œil humain. Les mesures se font, le plus souvent, dans les longueurs d’onde bien détectées par l’œil humain, mais très peu dans celles qu’il ne perçoit pas. Puisque d'autres organismes perçoivent la lumière différemment, parfois dans des longueurs d’onde non accessibles à l’œil humain, les recherches à venir sur la pollution lumineuse écologique se doivent d’identifier ces perceptions et de mesurer la luminosité en un lieu en fonction d’elles. Par exemple, Gal et al.244 _{ont calculé la courbe de} réponse de la crevette de Mysid à la lumière et ont ajusté l’intensité mesurée en lux à la sensibilité spectrale de l’espèce.

Des unités SI trop restrictives

Les écologues sont confrontés à une difficulté pratique lorsqu’il s’agit d’échanger des informations sur les conditions de lumière : le lux est la norme employée par presque tous les concepteurs d'éclairage, ingénieurs, et indicateurs environnementaux ; la communication avec eux exige des données dans cette unité. Pourtant nous le voyons, l'utilisation du lux occulte une partie importante de l’information biologique qui serait appropriée. Les lumières au sodium à haute pression, par exemple, attireront des mites en raison de la forte émission d’Ultraviolets (UV), alors que ce ne sera plus le cas, à intensité égale, pour les lumières au sodium basse pression ne produisant pas d’UV245_{. Ce champ de} recherches se développant, des mesures du rayonnement et du spectre concernant les différents organismes concernés devraient être employées, même si le lux continue d’être l'unité privilégiée pour la communication scientifique.

244 _G

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245 _{RYDELL J., 1992, « Exploitation of insects around streetlamps by bats in Sweden », Functional Ecology, n° 6, p. 744-}

Les écologues mesurent également certains aspects de l'environnement lumineux, autres que les simples intensités d'illumination. Un changement soudain de luminosité peut s’avérer être disruptif pour certaines espèces246_{, et il peut donc être intéressant pour eux de} calculer des taux de variations de luminosité en un endroit, ou lors du passage d’un endroit à un autre. Des mesures de luminance sont également effectuées sur les sources directement visibles par les organismes, en dehors de toute réflexion, réfraction ou diffusion.