Pollution lumineuse : le ciel étoilé s'efface sous nos yeux
Selon des dizaines de milliers d'observations faites par des volontaires, le ciel nocturne s'éclaircit d'environ 10 % par an. Les étoiles disparaissent, la faune se dérègle, et les astronomes doivent composer avec des milliers de satellites.
Pendant des millénaires, la Voie lactée a fait partie du paysage nocturne de l'humanité. Aujourd'hui, beaucoup de citadins ne l'ont jamais contemplée. En cause, la pollution lumineuse : la lumière artificielle qui s'échappe vers le ciel est diffusée par l'atmosphère et forme un halo, qui noie les étoiles les plus faibles. Ce halo grandit beaucoup plus vite qu'on ne le pensait.
Ce que disent les volontaires
Depuis 2006, le programme de science participative Globe at Night, coordonné par l'observatoire américain NOIRLab, demande à des volontaires du monde entier de comparer leur ciel à des cartes d'étoiles et d'indiquer l'étoile la plus faible qu'ils parviennent à voir. En janvier 2023, Christopher Kyba, du centre allemand de recherche en géosciences de Potsdam, et ses collègues ont publié dans la revue Science l'analyse de plus de 50 000 de ces observations, recueillies entre 2011 et 2022.
Le résultat est spectaculaire. La luminosité du ciel nocturne a augmenté d'environ 9,6 % par an en moyenne, surtout en Europe et en Amérique du Nord. À ce rythme, elle double en moins de huit ans. Selon Christopher Kyba, un enfant né dans un lieu où l'on voit 250 étoiles n'en verrait plus qu'une centaine à 18 ans.
Les satellites qui photographient la Terre la nuit indiquaient pourtant une hausse d'environ 2 % par an seulement. L'écart s'explique en partie par les diodes électroluminescentes (LED) blanches. Elles émettent beaucoup de lumière bleue, à laquelle l'œil humain est sensible la nuit, mais que ces satellites mesurent mal. L'œil des volontaires s'est révélé un meilleur instrument.
Le vivant privé de nuit
La vie sur Terre s'est construite sur l'alternance du jour et de la nuit. Les auteurs de l'étude rappellent que la lumière artificielle brouille cette transition, avec des effets sur la faune comme sur la santé humaine. Beaucoup d'insectes nocturnes sont attirés par les lampadaires, où ils s'épuisent ou sont dévorés, au détriment des animaux qui s'en nourrissent et des plantes qu'ils pollinisent. Des oiseaux qui migrent de nuit peuvent être désorientés par les villes éclairées.
Chez l'humain, la lumière nocturne agit sur l'horloge biologique : elle freine la production de mélatonine, l'hormone qui prépare au sommeil, et cet effet est plus marqué pour la lumière bleue. La nuit noire est aussi un patrimoine culturel : c'est en regardant le ciel que les civilisations ont inventé leurs mythes, leurs calendriers et la navigation.
Et sur Terre ?
Pour protéger ce patrimoine, l'association internationale DarkSky décerne des labels aux territoires qui s'engagent à limiter leur éclairage : parcs, sanctuaires et « réserves internationales de ciel étoilé ». En France, le Pic du Midi, dans les Pyrénées, ou les Cévennes ont obtenu ce statut.
Les solutions sont connues et peu coûteuses : éclairer seulement là où c'est utile, diriger la lumière vers le sol plutôt que vers le ciel, préférer des teintes chaudes, et éteindre aux heures creuses.
Lutter contre la pollution lumineuse profite d'abord aux habitants : un meilleur sommeil, des économies d'énergie, une biodiversité nocturne préservée. C'est un des rares problèmes d'environnement dont l'effet cesse dès qu'on agit : quand l'éclairage baisse, le ciel s'assombrit aussitôt.
Les satellites, nouvelle source de lumière
Une autre menace vient d'en haut. Les constellations de satellites de télécommunication réfléchissent la lumière du Soleil, surtout au crépuscule, et laissent des traînées sur les images des télescopes. En 2020, une étude commandée par l'ESO a simulé dix-huit projets de constellations totalisant plus de 26 000 satellites. Elle estimait qu'environ 1 600 d'entre eux seraient au-dessus de l'horizon à un instant donné aux latitudes moyennes, et une centaine visibles à l'œil nu pendant le crépuscule.
Pour les grands télescopes comme le VLT ou le futur ELT, l'effet resterait modéré : jusqu'à 3 % des longues poses au crépuscule seraient gâchées. Mais pour les relevés à grand champ, qui photographient de vastes portions du ciel, comme l'observatoire américain Vera C. Rubin, l'étude estimait que 30 à 50 % des poses pourraient être sérieusement affectées selon la saison et l'heure. Or c'est précisément ce type de relevé qui sert à repérer les astéroïdes dangereux et à donner l'alerte (voir la marche I-OUT-08).
Partager le ciel
Les astronomes, les fabricants de satellites et les autorités cherchent désormais ensemble des parades : satellites assombris, calcul précis de leurs trajectoires pour fermer l'obturateur au bon moment, observations programmées quand les satellites sont dans l'ombre de la Terre. Reste une question nouvelle : comment partager un ciel qui, jusqu'ici, appartenait à tout le monde sans que personne n'ait à le réclamer ?