La sombre époque des lumières – Focus sur la pollution lumineuse

L’ampoule électrique rallonge nos journées depuis 150 ans ! Grâce à cette avancée technologique nous veillons plus tard que nos ancêtres, nous déambulons plus sereinement dans nos rues une fois le crépuscule passé, nous sommes en activité 16 à 17 heures par jour en moyenne¹,… au détriment d’un sommeil précieux pour se maintenir en bonne santé. Si Claude François (R.I.P) a largement fait prendre conscience d’un des dangers de cette innovation, nous verrons dans les paragraphes suivants en quoi la pollution lumineuse impacte notre bien-être, notre santé ainsi que la biodiversité.

Traumas Edison – Une brève histoire de la pollution lumineuse

Depuis l’invention de l’ampoule électrique par Thomas Edison, notre propension à vaincre la pénombre à l’aide de sources lumineuses artificielles n’a cessé d’augmenter². Or, ces lumières anthropiques émettent souvent de la lumière en dehors de la direction souhaitée. En résulte une pollution lumineuse, altérant l’éclairement naturel nocturne de notre environnement. Si vous n’êtes pas daltoniens, notre Belgique rubiconde ne devrait pas vous échapper sur la carte ci-dessous :

Plus de 80% de la population mondiale vivent sous un ciel nocturne pollué par la lumière³[3]. En Europe, plus de 60 % des habitants ne voient plus la voie lactée depuis leur lieu de vie.

Cette pollution a de multiples provenances : panneaux d’affichage, lumières urbaines, lampadaires routiers, habitations, bureaux,… Selon sa provenance, cette pollution lumineuse peut nous éblouir directement, s’introduire dans notre habitation et perturber notre sommeil, ou à plus grande échelle constituer un halo lumineux autour des zones habitées…

Depuis 2011, il existe un outil capable de cartographier et mesurer la pollution lumineuse vue du ciel. Cette technologie – « VIIRS »⁴ pour les intimes – repose sur des capteurs (radiomètres) embarqués à bord de satellites météorologiques. Les mesures portent sur toutes les bandes du visible et de l’infrarouge.

Une plateforme capitalise ces mesures pour l’ensemble des pays. Dans le classement européen, la Belgique est sous le feu des projecteurs en occupant la 3^ème place du podium des pays les plus pollués par la lumière artificielle (après Malte et les Pays-Bas).

Selon une vieille rumeur de comptoir, les belges se prennent moins pour des lumières que nos voisins de l’hexagone. Résultat des courses, besoin d’éclairages publics en suffisance pour illuminer notre réseau routier.

Comme le montre le graphique ci-dessous, la Belgique connait actuellement une tendance à la hausse. La pollution lumineuse augmente annuellement de 1,39 % en moyenne.

Lumière et sentiment de sécurité

Comme le rappel très justement l’Union des villes et communes de Wallonie (UVCW), « L’éclairage public contribue à la mission qu’a la commune de veiller à la sûreté et à la commodité de passage sur les voies publiques ».

Pour renforcer ce sentiment de sécurité auprès des citoyens, les communes sont prêtes à y mettre le prix. Aujourd’hui, « l’éclairage public représente en moyenne environ 50 % de la consommation d’électricité à charge des communes et constitue dès lors une dépense importante pour leur budget »⁵. Ce choix illuminé est-il laissé au bon vouloir des communes ? L’UVCW apporte la réponse suivante : « La commune a l’obligation de moyens d’assurer la sécurité des biens et des personnes sur son territoire, notamment en prévenant tout danger caché ou apparent sur les voiries. Cependant, aucune imposition légale particulière ne l’oblige à éclairer une voirie : la commune est libre d’éclairer un lieu ou pas. Par exemple, des dispositifs passifs (tels qu’un marquage routier ou des éléments rétroréfléchissants) ou actifs (tels qu’un balisage à l’aide de LED) peuvent remplir certains rôles de l’éclairage public là où il est réduit ou absent »⁶.

Révolution technologique ou appel à LED ?

Depuis plusieurs années, il est question de progressivement remplacer les systèmes d’éclairages publics européens – actuellement constitué de lampes à vapeur de sodium – par la technologie LED⁷.

En Wallonie, le remplacement progressif de nos anciens réverbères par du LED est donc en cours. Il s’agit même d’une mesure imposée aux gestionnaires de l’éclairage public. Une alternative technologique permettant de focaliser le flux lumineux sur la zone d’intérêt, limitant ainsi la pollution lumineuse diffuse. Ce remplacement est également couplé (normalement) à une atténuation de l’intensité lumineuse dès 22h00⁸.

Mais qu’est-ce que le LED ? Trois lettres pour light-emitting diode ou « Diodes électroluminescentes » (DEL) pour les francophones. Nos anciennes ampoules halogènes – interdites à la vente depuis 2018⁹ – éclairaient grâce à l’incandescence d’un filament de tungstène. Cet élément chimique émet un rayonnement lumineux important lorsqu’il est chauffé par le passage d’un courant électrique. Qui n’a d’ailleurs pas le douloureux souvenir de s’être brulé les doigts en manipulant l’une de ces ampoules à peine éteinte ? Si ce dégagement de chaleur important pouvait endolorir nos doigts distraits, il en résultait également un dégagement de chaleur – comprenez une perte d’énergie – considérable. Les lampes LED produisent quant à elles un rayonnement  ne nécessitant pas une montée en température. Les diodes sont un assemblage de semi-conducteurs (silicium enrichi en phosphore et en bore). Le passage d’un courant électrique dans une diode modifie l’état d’énergie des électrons qui la composent. La perte d’énergie engendre une émission de lumière (sous forme de photons)!  

Depuis que cette technologie d’éclairage LED est capable de couvrir l’ensemble du spectre électromagnétique de la lumière visible, elle a trouvé sa place dans notre quotidien. Phares de voitures, éclairage urbain, écrans, … le LED commence à supplanter les anciennes techniques. Sa petite taille, sa faible consommation énergétique, sa bonne résistance mécanique, sa longue durée de vie¹⁰, … les arguments en faveur de son déploiement furent nombreux !

Néanmoins certains aspects de cette source de lumière sont moins rayonnants. Qu’il s’agisse des nouvelles technologies LED ou des anciens types d’éclairage, la pollution lumineuse entraîne de nombreuses externalités négatives environnementales et sanitaires.

Sur le plan de la Santé, le rapport de l’ANSES souligne plusieurs problèmes¹¹ : 

• Un excès de lumière impacte les cellules photoréceptrices de notre rétine. Sur le long terme, notre vue peut se dégrader. Les LED, généralement plus riches en lumière bleue, augmententl’effet « phototoxique » rétinien ;
• Une fois la nuit tombée, une trop longue exposition à la lumière perturbe le cycle naturel de nos nuits. L’excès de lumière bleue (LED) altère le rythme circadien et le sommeil suite à la perturbation de la synthèse nocturne de mélatonine ;
• Le manque de sommeil engendre de multiples problèmes de santé : cancers, obésité, maladies cardiovasculaires, …

NB : Les risques pour la santé humaine liés à l’exposition à la lumière des LED sont essentiellement dus à la composition spectrale d’une part et à la modulation temporelle de la lumière (variation de la fréquence d’éclairage due au courant alternatif) d’autre part. Néanmoins, aucune réglementation spécifique n’existe à ce jour pour prendre en compte l’impact de ces paramètres sur les rythmes circadiens et l’éblouissement.

Sur le plan environnemental :

• Un éclairage publique mal calibré et/ou surdimensionné contribue au gaspillage énergétique ;
• La meilleure efficacité énergétique des nouvelles technologies d’éclairages (LED) se traduit à termes par un « effet rebond » pervers : moins un éclairage consomme, plus c’est facile de le démultiplier.

Selon les experts du groupe de travail, « le changement des technologies d’éclairage par des LED pourrait augmenter ou diminuer la pollution lumineuse, en fonction des choix retenus pour l’éclairage public, d’intérieur, de mise en valeur architecturale et paysagère, etc. ». Le comité d’expert poursuit, « Le remplacement des lampes de l’éclairage public (sur la voirie) et d’intérieur par des LED pourrait contribuer à réduire la pollution lumineuse, en ciblant davantage les zones à éclairer (et donc en limitant la diffusion) et en modulant la qualité (longueur d’onde) et l’intensité de la lumière émise, ce que permet la technologie LED ; la condition associée est que le nombre de points lumineux à LED ne soit pas augmenté comparativement au nombre de points lumineux remplacés. »

L’ANSES émet une série de recommandations à destination des pouvoir publics afin de protéger la population et l’environnement :

• Limiter l’exposition à des lumières riches en bleu (issues de LED ou d’autres technologies), en privilégiant le recours à des éclairages de couleur chaude (température de couleur inférieure à 3 000 K) avant le coucher et pendant la nuit ;
• Limiter l’effet phototoxique sur la rétine de la lumière bleue associée à l’exposition à certains dispositifs d’éclairage à LED (lampes torches, lampes frontales, jouets, phares automobiles, guirlandes décoratives à lumière bleue) disponibles sur le marché, notamment pour les groupes de populations les plus sensibles comme les enfants ;
• Mettre en œuvre des actions pour limiter les lumières intrusives dans l’habitat et ainsi réduire les risques de perturbations circadiennes ;
• Limiter le nombre d’installations lumineuses en extérieur, réduire les surfaces des zones éclairées au strict nécessaire, améliorer le contrôle de leur directivité et en promouvoir une gestion raisonnée ;
• Effectuer, là où l’éclairage s’impose, une étude d’impact de cet éclairage sur l’écosystème local dans les zones naturelles et périurbaines ;
• Créer des espaces protégés, sans éclairage artificiel ;
• Faire respecter la réglementation¹² sur l’extinction des éclairages intérieurs émis vers l’extérieur et l’illumination des façades de bâtiments et celle sur l’extinction des enseignes publicitaires.

Pollution lumineuse vs. Biodiversité

Il existe peu de données chiffrées qui permettent de quantifier l’impact de cette pollution sur la biodiversité. Néanmoins, la communauté scientifique s’accorde à dire que la reproduction, la migration et l’activité générale de plusieurs espèces¹³ peuvent être perturbées.

La majorité des animaux sont nocturnes. Un fait qui nous échappe, ou qu’on a tendance à oublier. Environ 30% des espèces vertébrées (oiseaux, mammifères, poissons, …) vivent la nuit. Pour les invertébrés (insectes, …), les noctambules passent à 65%.

Que les espèces soient diurnes ou nocturnes, l’impact de la pollution lumineuse est considérable. On pourrait penser que les espèces nocturnes sont plus impactées, mais il n’en est rien. En effet, les espèces diurnes ont tendance à rester en activité tant que la lumière est présente. L’éclairage rallonge donc leur période d’activité, ce qui les épuise. Cette fatigue engendrée peut ensuite entraîner l’apparition de certaines pathologies.

Si une partie du règne animal est attirée par la lumière artificielle, certaines espèces ont également tendance à la fuir. On parle de phototactisme. Dans les deux cas, les populations d’espèces concernées voient leur démographie impactée.

En guise d’exemple, prenons le cas des insectes. Certains sont attirés par la lumière artificielle. On parle alors de « Puits écologique ». Les insectes quittent leur habitat naturel pour migrer vers la source lumineuse. Cette attraction lumineuse vers les lampadaires finit par les tuer d’épuisement… Les équilibres proies-prédateurs sont également impactés par ces points lumineux. Une concentration massive d’insectes sur un lampadaire constitue un excellent garde-manger pour certaines populations d’oiseaux.

Autre fait moins connu mais néanmoins bien présent : la pollution lumineuse impacte la pollinisation¹⁴. Ce phénomène de reproduction naturelle se déroule principalement la nuit. Certains insectes pollinisateurs fuient les habitats pollués par de la lumière artificielle. Une simple règle de trois démontre tristement qu’un déclin de population d’insectes pollinisateurs entraîne un déclin de plantes pollinisées. Pas de pollinisation, pas de graines. Pas de graines, pas de reproduction de population. Le type de lumière influence également le comportement des insectes. Plus une lumière est froide (bleutée), plus son pouvoir d’attraction est fort.

D’autres espèces que les insectes sont également repoussées par la présence de lumière artificielle (rongeurs, chauves-souris, …). Un mécanisme naturel qui leur permet d’éviter d’être vus par leurs prédateurs. Cette fuite vers des habitats plus sombres est donc essentielle à leur survie. Avec l’avènement de la pollution lumineuse, les zones habitables par ces espèces se fragmentent¹⁵ et se raréfient au détriment de leur prospérité¹⁶.

Pour renforcer les réseaux écologiques, les experts mettent souvent en avant l’importance des « trames vertes » et des « trames bleues ». Depuis les dernières études portant sur les impacts écologiques de la pollution lumineuse, on entend de plus en plus parler du concept de « trame noire ». L’application de ce concept sur le terrain permettrait de garantir des zones d’obscurité, bien connectées et en nombre suffisant. Afin d’assurer aux espèces un habitat suffisamment sombre pour la faune et la flore, n’altérant pas  ainsi leur comportement. Il existe même des bureaux d’étude spécialisés dans l’expertise scientifique de la pollution lumineuse et de ses impacts sur les écosystèmes¹⁷.

Sur le plan de la biodiversité, le rapport de l’ANSES (cité précédemment) conclut son chapitre dédié à la biodiversité de manière on ne peut plus alarmante : « Quel que soit l’écosystème étudié, la tendance générale relevée dans la littérature scientifique montre, à long terme, une augmentation de la mortalité et un appauvrissement de la diversité des espèces animales et végétales étudiées dans les milieux éclairés la nuit, y compris par des éclairages à LED. Selon la littérature scientifique, les effets de la lumière la nuit, notamment issue d’éclairages à LED, sur la faune et la flore et les écosystèmes, sont avérés pour toutes les espèces étudiées. »

Enfin, en Wallonie, le Projet SMART Light-Hub (2019 -2021) conjointement mené par Natagora et l’Université de Liège a permis une réflexion commune sur la problématique de la pollution lumineuse et de son impact sur la biodiversité. L’originalité de l’initiative réside dans son approche intégrée de l’éclairage artificiel qui prend en compte à la fois les critères énergétiques et ceux liés à la préservation de la biodiversité.

Eclairer juste ! Il va faire tout noir ?

Fin 2016, le parc d’éclairage de l’ensemble des communes wallonnes comptabilisait 606.275 points lumineux (parmi lesquels 18.193 luminaires décoratifs) dont la consommation annuelle totale s’élève à 238 millions de kWh (dont 11,4 millions de kWh pour l’éclairage décoratif). »¹⁸ Soit l’équivalent de la consommation annuelle moyenne d’environ 10 000 wallons. Sans compter les éclairages autoroutiers…

Ces dernières années, l’Union Européenne a sorti une série de Règlements promouvant des éclairages publics plus performants et éco-conçus. Depuis, plusieurs communes remplacent leurs anciennes lampes à sodium (lumière chaude) par des éclairages LED (lumière froide), réputés moins énergivores. Les collectivités faisant le choix de se conformer à la réglementation européenne sont ainsi subventionnées pour les installations d’ampoules LED dont la « température de couleur » correspond à 4000 Kelvin. Il en va de même pour nos autoroutes au niveau régional avec la mise en place du Plan Lumière 4.0 par la SOFICO et LuWa. Un projet qui devrait aboutir d’ici 2023 au remplacement LED de 110 000 points lumineux avec à la clé 76 % d’économie d’énergie.

Les directives européennes ont malheureusement fait primer la performance énergétique au détriment de la performance environnementale. Il manque donc une démarche écologique globale dans cette stratégie européenne. Certes, le LED réduit la consommation énergétique unitaire de l’éclairage (réduction de 50% environ), mais une attention particulière aurait dû également porter sur l’orientation de l’éclairage, le choix de la température de couleur, … Bref une série de paramètres importants à contrôler pour éviter que ce nouveau réseau d’éclairage impacte davantage la biodiversité et la santé.

Malgré ce manque de vision holistique au niveau européen, les préoccupations autour des impacts de la pollution lumineuse s’intensifient à l’échelle locale. En réponse à cette menace écologique et sanitaire, certaines autorités communales décident d’expérimenter à l’échelle de leur territoire des initiatives pour une meilleure protection de l’obscurité de notre environnement nocturne¹⁹.

A cette occasion, différents acteurs du secteur associatif se mobilisent pour proposer des actions allant dans ce sens. En Wallonie, l’ASCEN²⁰ s’inspire de son homologue français (ANPCEN²¹) pour encourager les collectivités mettant en place des actions limitant la pollution lumineuse.  Le label « Villes et Villages étoilés », initié par l’ANPCEN, a ainsi déjà trouvé sa place dans plusieurs centaines de municipalités françaises.

Le passage à l’action reste timide en territoire wallon. Pour stimuler l’émergence de cette initiative en Province de Luxembourg, l’ASCEN rédigeait en 2019 une charte invitant les signataires à réviser leur pratique d’éclairage²². Parmi ces mesures, extraites de leur cahier de recommandations techniques, on y retrouve notamment :

• Limitation de l’éclairage (public et privé) en intensité et en durée aux stricts besoins de la population et aux impératifs réels de sécurité ;
• Utilisation d’un éclairage « intelligent » (connecté ou dimming)²³, lors du remplacement d’un éclairage obsolète ;
• Equipements des appareils d’éclairage extérieur de capuchons réflecteurs efficaces afin d’éclairer uniquement les zones d’intérêt. Les ampoules ne seront pas apparentes pour ne pas éblouir les usagers et éviter d’attirer les insectes nocturnes ;
• Utilisation de lampes avec le meilleur rendement énergétique ;
• Adaptation des températures de couleur et des puissances lumineuses des lampadaires (particulièrement pour le LED) ;
• Extinction des éclairages des monuments, des enseignes publicitaires, de tout autre édifice ou lieu public, au plus tard à 23 heures sur l’ensemble de la commune ;
•  …

En 2020, plusieurs points lumineux de l’éclairage public communal ont été identifiés et cartographiés par le SPW comme « potentiellement superflus et/ou inutilement gênant pour la biodiversité »²⁴. Une initiative visant avant tout à offrir des perspectives intéressantes d’économies énergétiques (et donc budgétaires) pour les communes dans le cadre de la Politique locale Energie-Climat (POLLEC). Malgré que l’enjeux initial soit énergétique, ce type de recensement pourrait s’avérer utile pour les communes désireuses d’amorcer une révision de leur réseau d’éclairage.

Dans ce travail d’identification, seuls les points lumineux situés à plus de 50 mètres d’un bâtiment ont été considérés. Les éclairages publics situés à moins de 50 mètres sont, par défaut, maintenus.

Ils ont été classés, conformément à leur impact environnemental décroissant :

• Priorité 1 : éclairages publics situés dans le réseau Natura 2000 ou à moins de 50 mètres de celui-ci, et à plus de 50 mètres de tout bâtiment ;
• Priorité 2 : éclairages publics situés en zone non urbanisable au plan de secteur et à plus de 50 mètres de tout bâtiment ;
• Priorité 3 : éclairages publics situés en zone urbanisable au plan de secteur et à plus de 50 mètres de tout bâtiment.

Les éclairages identifiés comme prioritaires ont été communiqués aux communes concernées. Celles-ci décideront de leur éventuelle atténuation ou suppression dans les années à venir. La balle (ou l’ampoule) est maintenant dans les mains des collèges communaux.

A l’heure actuelle, 32.000 points lumineux sont ainsi jugés obsolètes en milieu rural wallon. Ils représentent 6% des éclairages des voiries communales wallonnes. Il s’agit principalement d’une partie du réseau de l’éclairage public déployé dans les années 60’ et 70’²⁵.

Quelques braves communes auraient décidé de prendre les devants en éteignant complètement l’éclairage public après minuit. Amblève, Waimes et Bullange figureraient ainsi parmi les communes où la voie lactée se fait moins timide. Hormis ces quelques exceptions, notre ciel nocturne demeure fort pollué sur l’ensemble du territoire. Les responsables communaux hésitent à plonger dans la nuit noire. La crainte principale : un accroissement du sentiment d’insécurité chez les riverains. Les trois communes précitées ont également dû faire face à cette réalité sociétale. La solution ? Montrer aux riverains les économies engendrées et potentiellement attribuables à d’autres affectations d’utilité publique.

Bref, nous ne verrons pas les étoiles de sitôt. Bien que les initiatives émergentes soient encourageantes, il sera nécessaire de muscler l’index politique posé sur l’interrupteur.

– Il fait nuit ?
– Ça dépend…
– Ça dépend de quoi ?
– De nous  ²⁶

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1. Vaux, S., & Guignard, R. (2019). Le temps de sommeil en France / Sleep Time in France. Bulletin Épidémiologique Hebdomadaire, 8–9, 149–160.
2. Kyba, C. C. M., Kuester, T., de Miguel, A. S., Baugh, K., Jechow, A., Hölker, F., Bennie, J., Elvidge, C. D., Gaston, K. J., & Guanter, L. (2017). Artificially lit surface of Earth at night increasing in radiance and extent. Science Advances, 3(11).
3. Falchi, F., Cinzano, P., Duriscoe, D., Kyba, C. C. M., Elvidge, C. D., Baugh, K., Portnov, B. A., Rybnikova, N. A., & Furgoni, R. (2016). Un nouvel atlas mondial de la luminosité artificielle du ciel nocturne. Science Advances, 10(6), 1600377.
4. Le VIIRS, pour « Visible Infrared Imaging Radiometer Suite », permet d’évaluer la « Radiance » aussi appelée « Luminance énergétique ». Autrement dit, la puissance par unité de surface du rayonnement passant ou étant émis en un point d’une surface.
5. Ibid
6. Ibid
7. RTBF, « Fin des lampes au sodium: on a retrouvé le designer des réverbères d’autoroutes », 14/01/2019
8. Ibid
9. RTBF, « La quasi-totalité des ampoules halogènes interdites dès le 1er septembre en Europe, au profit des LED », 28/08/2018
10. ADEME, « L’éclairage à diodes électroluminescentes (LED) », avril 2017
11. ANSES. (2019). Effets sur la santé humaine et sur l’environnement (faune et flore) des diodes électroluminescentes (LED). – p.47
12. Voir l’Arrêté français du 25 janvier 2013 relatif à l’éclairage nocturne des bâtiments non résidentiels afin de limiter les nuisances lumineuses et les consommations d’énergie)
13. Artificial light on water attracts turtle hatchlings during their near shore transit (2016)
14. Knop, E., Zoller, L., Ryser, R., Gerpe, C., Hörler, M., & Fontaine, C. (2017). Artificial light at night as a new threat to pollination. Nature, 548(7666), 206–209.
15. R. Sordello, S. Vanpeene, C. Azam, C. Kerbiriou, I. Le Viol, et al., « Effet fragmentant de la lumièreartificielle – quels impacts sur la mobilité des espèces et comment peuvent-ils être pris en compte dansles réseaux écologiques? », IRSTEA. 2014, p.31.
16. Ouédraogo, D. Y., Villemey, A., Vanpeene, S., Coulon, A., Azambourg, V., Hulard, M., Guinard, E., Bertheau, Y., Flamerie De Lachapelle, F., Rauel, V., le Mitouard, E., Jeusset, A., Vargac, M., Witté, I., Jactel, H., Touroult, J., Reyjol, Y., & Sordello, R. (2020). Can linear transportation infrastructure verges constitute a habitat and/or a corridor for vertebrates in temperate ecosystems? A systematic review. Environmental Evidence, 9(1).
17. Voir par exemple le Dark Sky Lab qui a contribuer à la mise en place de nombreuses trames noires en France.
18. Ibid
19. Challéat, Samuel. « Le socioécosystème environnement nocturne : un objet de recherche interdisciplinaire », Natures Sciences Sociétés, vol. 26, no. 3, 2018, pp. 257-269.
20. Association pour la Sauvegarde du Ciel et de l’Environnement Nocturne (ASCEN) – Belgique
21. Association Nationale pour la Protection du Ciel et de l’Environnement Nocturne (ANPCEN) – France
22. RTBF, « La Province de Luxembourg aura-t-elle une ardeur d’avance pour lutter contre la pollution lumineuse? », 06/05/2019
23. Un éclairage est qualifié d’ « intelligent » lorsqu’il est capable d’adapter son intensité lumineuse en fonction des conditions climatiques, des conditions de circulation (automobile ou piétonne) et de la lumière naturelle nocturne (ciel étoilé et lune)
24. Géoportail de la Wallonie, Fiche descriptive : Eclairage public communal potentiellement superflu (accès à la carte)
25. Thierry KERVYN, Eclairage public : la Wallonie davantage étoilée (Source : UCVW)
26. Poème d’Eugène Guillevic, extrait de « La nuit en question(s) »