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La lumière artificielle a une grande variété d’effets néfastes sur les écosystèmes. Les scientifiques explorent des moyens d’atténuer les dégâts.
Les êtres humains ont toujours cherché la lumière. Nous sommes plus actifs pendant la journée et la plupart d’entre nous comptent beaucoup sur notre vue. Il n’est pas surprenant que, même dans les temps anciens, nous produisions de la lumière artificielle par le feu pour nous rendre plus confortables la nuit. L’avènement de la lumière électrique a bien sûr changé la donne, au point que, maintenant, nos lumières peuvent être vues de l’espace. Mais nous sommes peut-être allés trop loin.
Lorsqu’on nous dit «d’éteindre les lumières pour l’environnement», nous pensons généralement au carbone rejeté dans l’atmosphère pour produire de l’électricité. Ce que beaucoup d’entre nous ne savent pas, c’est que la lumière artificielle elle-même peut être un polluant, menaçant la santé des animaux et des plantes.
Certaines des conséquences de la lumière artificielle sur les animaux sont bien connues. La lumière artificielle attire les insectes et ses effets désorientants amènent les oiseaux à entrer en collision avec des bâtiments ou à fuir les tortues qui éclosent plutôt que vers la mer. Mais la lumière peut avoir un impact sur des écosystèmes entiers . Si deux animaux se nourrissent au même endroit à des luminosités différentes, la lumière artificielle prolongera le temps de recherche de l’un au détriment de l’autre. La lumière supplémentaire peut également aider les prédateurs à attraper leurs proies. Dans les deux cas, la lumière peut déséquilibrer les populations d’espèces différentes, ce qui peut entraîner des dommages supplémentaires à l’écosystème.
La pollution lumineuse peut également nuire à la reproduction animale. Un exemple, mis en évidence par des chercheurs finlandais, est le ver luisant européen ( Lampyris noctiluca). La femelle de cette espèce utilise la lumière qu’elle produit dans son abdomen pour attirer les mâles. Comme leur énergie est limitée (elles ne mangent que pendant leur phase larvaire), les femelles s’abstiennent de faire briller leur lumière jusqu’à ce qu’il fasse nuit, quand il est plus facile pour elles d’être vues par les mâles. Lorsqu’elles sont exposées à la lumière artificielle, les femelles retardent leur éclat ou cessent complètement de briller, diminuant ainsi leurs chances de s’accoupler.
L’impact de la lumière artificielle sur la reproduction peut également être observé chez des espèces beaucoup plus proches de la nôtre, comme le lémurien gris de la souris ( Microcebus murinus ), un petit primate de Madagascar. Ces mammifères nocturnes ne s’accouplent pas pendant l’hiver sec et froid, attendant les meilleures conditions du printemps et de l’été pour élever leur progéniture. Des chercheurs du Muséum National d’Histoire Naturelle, en France, ont montré que le principal signal d’entrée des femelles dans leur phase de reproduction est la durée de la journée. Seulement cinq semaines d’exposition à la lumière pendant la nuit ont suffi à retarder leur comportement reproducteur. Ce changement de comportement peut causer des dommages, car leur progéniture peut naître dans un environnement inadapté.
Il y avait également des changements physiologiques chez ces lémuriens, tels qu’une augmentation de la température corporelle et du 17-β-estradiol urinaire, une hormone sexuelle féminine. Les chercheurs pensent que les effets comportementaux et physiologiques sont médiés par une hormone appelée mélatonine. La production de cette hormone par l’hypophyse est inhibée par la lumière, perturbant les changements saisonniers dans tout l’organisme.
Les modifications du comportement et de la physiologie des animaux peuvent à leur tour avoir des conséquences sur la santé humaine. Un exemple est l’augmentation de la transmission du virus du Nil occidental. Ce virus, qui peut provoquer des symptômes tels que fièvre, maux de tête, éruptions cutanées et, dans les cas plus graves, encéphalite et méningite, a des oiseaux comme hôtes naturels et est transmis entre eux par des moustiques, mais il peut également infecter les humains. Des chercheurs américains ont montré que les moineaux exposés à la lumière la nuit avaient leur réponse immunitaire perturbée et avaient le virus dans leur corps pendant deux jours de plus que ceux qui n’étaient pas exposés. Un modèle mathématique créé par ces scientifiques montre qu’une lumière supplémentaire peut augmenter le potentiel d’épidémie du virus de 41%.
La lumière peut également augmenter la transmission du virus du Nil occidental en augmentant le contact entre l’hôte et les moustiques: ce virus est plus répandu chez les oiseaux urbains. Les chercheurs pensent que la lumière la nuit fragmente leurs habitats, les faisant s’agglutiner, facilitant ainsi la transmission par les moustiques.
Lumières en mer
La pollution lumineuse endommage également les écosystèmes marins. Le zooplancton – des animaux microscopiques qui dérivent dans l’eau – migrent vers les eaux plus profondes pendant la journée et reviennent à la surface la nuit, pour brouter les algues. Bien qu’ils soient très petits, grâce à leur nombre, le mouvement du zooplancton est considéré comme l’une des plus grandes migrations quotidiennes de biomasse sur la planète. En surface, ils broutent les algues, contrôlant leur population. Leurs excréments coulent dans les eaux profondes, absorbant des nutriments importants pour les organismes qui vivent dans les profondeurs. Le zooplancton évite de monter dans les eaux peu profondes lorsqu’il y a de la lumière, même s’il s’agit de lumière artificielle. Les lumières des bateaux, des plates-formes offshore et des villes côtières peuvent perturber le mouvement des nutriments dans l’océan et permettre la prolifération d’algues, affectant des réseaux trophiques entiers.
La Grande Barrière de Corail, le plus grand système de barrière de corail au monde, est également menacée par la lumière artificielle. Les coraux se reproduisent en libérant leurs gamètes dans l’eau. Pour augmenter leurs chances de succès, ils synchronisent cette version. Plus de 130 espèces différentes de coraux dans la Grande Barrière de Corail frayent chaque année dans une fenêtre de temps de 30 à 60 minutes. Pour atteindre ce niveau de synchronisation, les coraux utilisent divers indices, tels que la température de l’eau, les marées, l’heure du lever et du coucher du soleil et l’intensité du clair de lune.
Des chercheurs australiens ont montré que la lumière artificielle pouvait interférer dans ce processus. Leurs recherches indiquent que les coraux ont une protéine similaire à la mélanopsine, qui détecte la lumière dans la rétine d’un mammifère et participe à la régulation de nos rythmes circadiens. Ils ont également découvert que seulement sept jours d’exposition à la lumière la nuit suffisaient à perturber le schéma d’activation des gènes chez les coraux.
Pas seulement la faune, la flore aussi
Non seulement les animaux sont touchés, mais les plantes sont également perturbéespar la lumière artificielle. Ils sont affectés à la fois directement et indirectement, c’est-à-dire par les changements de comportement des animaux qui interagissent avec eux, tels que les herbivores et les pollinisateurs. De nombreuses espèces végétales utilisent la durée de la journée pour savoir à quelle saison elles se trouvent, régulant le moment où elles fleurissent, bourgeonnent ou perdent leurs feuilles. L’exposition à la lumière artificielle peut les amener à agir hors saison, à garder leurs feuilles en hiver ou à bourgeonner plus tôt qu’elles ne le devraient. Cela peut avoir des conséquences désastreuses pour la plante. Ils peuvent subir des blessures dans leurs feuilles en raison de la basse température ou être exposés à des agents pathogènes et des herbivores pendant d’autres saisons.
L’impact sur les plantes peut, à son tour, entraîner des changements dans le paysage. Dans la réserve naturelle Dunas de Maspalomas, sur l’île espagnole de Gran Canaria, les chercheurs ont observé que la lumière des stations locales inhibe la floraison de Traganum moquinii , une plante qui pousse généralement dans le sable côtier. Ces plantes ont un rôle important dans la formation des crêtes de dunes et des nebkhas, petites dunes formées dans les plantes. Étant donné que ces dunes sont une attraction touristique régionale majeure, la lumière peut avoir des conséquences économiques négatives.
La meilleure façon d’éviter les dommages écologiques causés par la lumière serait de maintenir et d’augmenter les zones non éclairées. Lorsque les zones non éclairées ne sont pas possibles, il existe des moyens d’atténuer l’impact d’un excès de lumière . Une grande partie de la pollution lumineuse est causée par la «lumière intrusive», c’est-à-dire la lumière émise dans des directions inutiles. En réduisant l’émission de lumière horizontale et ascendante, il est possible de réduire la pollution lumineuse avec peu d’impact sur la fonctionnalité. Une lumière plus focalisée permet également une réduction de l’intensité, ce qui réduit non seulement la pollution lumineuse, mais également les coûts énergétiques et les émissions de carbone.
Un autre facteur à prendre en compte est la longueur d’onde de la lumière, que nous considérons comme sa couleur. Différents types de lumière ont des longueurs d’onde différentes: les lampes à incandescence sont plus proches du rouge, tandis que les lampes à vapeur de mercure sont plus proches du bleu. La lumière fluorescente et les lumières LED peuvent varier selon le modèle, mais la plupart sont blanches. Les espèces diffèrent également par la longueur d’onde sur laquelle elles sont le plus touchées: les plantes sont généralement plus touchées par les lumières plus rouges, tandis que les animaux souffrent davantage avec les lumières bleues. Ainsi, des lumières plus blanches, qui couvrent un spectre plus large de couleurs, peuvent causer plus de dommages. Le passage à différentes couleurs de lumière – ou l’utilisation de filtres – peut aider à atténuer l’impact.
La pollution lumineuse augmente de plus de 2% par an. L’un des défis pour le contenir est l’ampleur du problème. Dans ce contexte, la science citoyenne, recherche réalisée en totalité ou en partie par des non-professionnels, est un bon outil de collecte et d’analyse des données . Certains de ces projets, tels que Cities at Night , comptent sur les citoyens pour sélectionner des photos utiles pour cartographier la pollution lumineuse parmi des centaines de milliers d’astronautes et de satellites. D’autres, comme Globe at Night , comptent sur les citoyens pour soumettre des données sur la luminosité du ciel nocturne observée depuis le sol. Des projets comme ceux-ci peuvent nous aider à réduire les effets de notre lumière sur le monde qui nous entoure.
