Les lampadaires à LED font disparaître les étoiles

Sous l’effet de la pollution lumineuse croissante, les étoiles se dérobent à notre regard. Un enfant né sous un ciel parsemé de 250 étoiles n’en verra plus qu’une centaine à ses 18 ans. C’est la conclusion d’une étude publiée le 20 janvier dans la revue Science. On y apprend que luminosité diffuse nocturne (« skyglow ») liée aux sources de lumières artificielles augmente de 10 % par an. En cause : le recours massif aux LED pour l’éclairage public. Contre-intuitif ? Plus écolos, elles sont donc davantage utilisées et, finalement, augmentent la lumière au sol.

Cette hausse mesurée à la surface terrestre est bien plus alarmante que celle mesurée par satellite, qui s’élève à environ 2 % par an. Pour arriver à ces résultats, Christopher Kyba, chercheur au Centre GFZ de recherche de géophysique à Potsdam en Allemagne — connu pour ses travaux sur la mesure de la pollution lumineuse — a choisi de croiser deux approches. En complément de la technologie spatiale habituellement utilisée, lui et ses collègues ont eu recours à des observations à l’œil nu grâce au programme de sciences citoyennes Globe at Night.

Entre 2011 et 2022, les chercheurs ont recensé 51 351 observations. Chaque contributeur à la plateforme était invité à regarder le ciel étoilé au-dessus de chez lui et à l’identifier parmi les huit cartes proposées en ligne qui déclinent les étoiles visibles sous des ciels plus ou moins lumineux. Le décalage entre les observations humaines et celles des satellites s’explique d’abord par la différence entre la lumière qui traverse l’atmosphère et celle que nous observons à la surface de la Terre.

« La lumière bleue est la pire »

Deuxième explication : les capteurs satellitaires — qui n’ont pas été conçus pour étudier la pollution lumineuse — ont un défaut de sensibilité pour les longueurs d’onde du bleu. Or, depuis une dizaine d’années, les collectivités ont un recours massif aux diodes LED dans les éclairages publics et en particulier les LED bleues — les plus économes. « La lumière bleue est la pire du point de vue de la pollution lumineuse, elle a un pouvoir de diffusion bien supérieur aux autres longueurs d’onde, seize fois plus que le rouge », explique à Reporterre Matthieu Renaud, du laboratoire Univers et particules de Montpellier.

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Troisième explication : l’effet rebond. Sous prétexte que les LED sont plus économes et qu’elles émettent moins de lumière vers l’espace, elles sont massivement utilisées dans les éclairages publics, expliquent les auteurs de l’étude. Et l’intensité lumineuse utilisée est souvent supérieure aux anciens équipements, puisque, à puissance égale, une LED est environ dix fois plus lumineuse qu’une ampoule à incandescence. « Pour répondre au problème de la pollution lumineuse vers l’atmosphère, les LED sont conçues pour limiter la dispersion de la lumière au-dessus de l’horizontal. Mais par contre, elles tendent à augmenter la luminosité au niveau du sol », explique Samuel Challéat, chargé de recherche au CNRS et coordinateur de l’Observatoire de l’environnement nocturne. 

Les sciences citoyennes, fort utiles à la recherche

La pollution lumineuse à la surface du globe, qui nous empêche d’admirer un ciel étoilé, affecte aussi les animaux. Plusieurs études soulignent les effets de la luminosité nocturne, en particulier de la lumière bleue, sur les cycles biologiques et les interactions entre les espèces, comme l’activité des prédateurs nocturnes ou la désorientation nocturne. « Une majorité des invertébrés sont totalement ou partiellement nocturnes », dit Matthieu Renaud, pour donner l’échelle du problème.

« Cette étude nous rappelle qu’il est important d’atterrir. À l’échelle spatiale, on ne voit que la lumière transférée à l’espace mais on ne voit pas ce qui se passe au niveau du sol ! Ces résultats montrent l’importance des sciences citoyennes et de l’observation pour compléter la modélisation et les technologies satellitaires », commente Samuel Challéat. Cette étude « robuste grâce à un large jeu de données » a néanmoins quelques biais, complète Matthieu Renaud, tels que « la localisation des observateurs majoritairement en Europe et en Amérique du Nord ».