Suite aux travaux de l'expédition scientifique de 1986 en Antarctique, Susan SALOMON puis James ANDERSON démontrent que les teneurs en chlore sont nettement supérieures aux "normales" dans les régions les plus affectées par la disparition de l'ozone.
Paul CRUTZEN, Mario MOLINAS et Frank SHERWOOD établissent ensuite que les responsables sont des molécules chimiques produites par l'homme : les ChloroFluoroCarbones (CFC) et les halons.
Ces composés très stables montent lentement vers la stratosphère où ils catalysent la destruction de l'ozone. En effet, au contact des UV, ces gaz libèrent leur chlore par photolyse. Comme ils persistent longtemps, leur action n'est neutralisée qu'après des dizaines d'années.
Leur concentration ne diminuera que très lentement même lorsqu'ils seront bannis de toute utilisation et production.

Les ChloroFluoroCarbones (CFC) sont des molécules composées de carbone, de fluor et de chlore.
Ces molécules furent utilisées (notamment en remplacement d'hydrocarbures inflammables) car elles restent très stables et ne présentent donc aucune toxicité chimique pour l'homme. Leurs propriétés physico-chimiques très intéressantes expliquent pourquoi on les a utilisées très largement dans un grand nombre de processus industriels et de produits de consommation :

• liquide de refroidissement dans les systèmes frigorifiques (domestiques, industriels et commerciaux) et les conditionnements d'air
• solvant et gaz propulseur dans les aérosols
• solvant pour le nettoyage d'appareils mécaniques et électroniques
• agent gonflant pour la production de mousses plastiques
• Les halons, contenant du brome, ont été utilisés notamment comme produits extincteurs dans la lutte contre les incendies
  A ces deux catégories de composés sont venues s'ajouter d'autres substances, également impliquées dans la dégradation de la couche d'ozone :
• des solvants chlorés : le trichloréthane et le tétrachlorure de carbone
• le bromure de méthyle, un pesticide utilisé en horticulture. Son utilisation à des fins de quarantaine et de traitement avant expédition est encore autorisée en Europe afin de garantir l’absence d’organismes nuisibles dans les cultures commerciales, dans la mesure où des solutions de remplacement pour cette utilisation spécifique tardent à être développées (Commission européenne, 07/2005)
• les HCFC, HydroChloroFluoroCarbones et les HFC, HydroFluoroCarbones développés par l'industrie pour remplacer les CFC dans la plupart de leurs applications. Ils contiennent de l'hydrogène, ce qui provoque leur dégradation plus rapide dans la haute atmosphère. Ils attaquent la couche d'ozone mais moins longtemps que les CFC. Par contre, ils contribuent à accroître "l'effet de serre", un autre problème écologique très préoccupant.

En se décomposant sous l'action de la lumière, ces composés libèrent le chlore qui casse alors les molécules d'ozone.
L'atome de chlore avec une durée de vie pouvant atteindre la centaine d'années, détruira plusieurs milliers de molécules d'ozone avant de disparaître.

Des facteurs naturels sont également à l'origine de l'appauvrissement de la concentration en ozone :

• le cycle des tâches solaires (11 ans) influe de 1 à 2 % entre le maximum et le minimum d'un cycle typique
• les émissions volcaniques d'aérosols de sulfate (Ex. juin 1991, l'éruption du mont Pinatubo aux Philippines)
• la vapeur d'eau contribue également à la destruction de l'ozone stratosphérique via les nuages (A. NICOLAS, 2004)

Cependant, mis à part quelques émissions volcaniques exceptionnelles, les facteurs naturels influent peu sur les changements de la couche d’ozone.

Face à ce phénomène global et d'une extrême gravité, les pays industrialisés adoptent un traité international : le protocole de Montréal le 16 septembre 1987 suite à la Convention de Vienne de mars 1985. Ce premier prévoyait de réduire la production de CFC de moitié pour l'an 2000 et est entré en vigueur en 1989.

Cependant, avec l'urgence du problème, il est décidé en 1990, avec l'amendement de Londres puis celui de Copenhague en 1992, l'arrêt total de la production de CFC pour l'an 2000. Il a également été amendé en 1995 à Vienne, en 1997 à Montréal et en 1999 à Pékin.
Suite au protocole, à ses amendements et à l'arrêt total de la production de CFC depuis 1994, les concentrations de produits appauvrissant l'ozone dans la basse atmosphère (la troposphère) ont atteint leur point culminant en 1995 et sont depuis en baisse dans la troposphère et la stratosphère. A ce titre, les scientifiques estiment que les gaz ont atteint leur pic dans la stratosphère antarctique en 2001.
Les CFC sont remplacés progressivement par d'autres gaz moins nocifs comme les hydrochlorofluorocarbures ou HCFC et hydrofluorocarbures ou HFC. Pour autant, l'abandon de toute substance chlorée et fluorée devra s'échelonner jusqu'en 2030 (IFEN, 2002). L'adoption rapide du protocole de Montréal et la mobilisation unanime des pays producteurs de CFC est sans doute l'exemple le plus encourageant de notre capacité à nous mobiliser contre une atteinte grave à notre support de vie. Cependant, sur cette question, le consensus scientifique était sans équivoque, les conséquences clairement identifiées et les pays impliqués peu nombreux ; ce qui n'est pas le cas du changement climatique.

Il y a peu, les scientifiques considéraient que le trou dans la couche d'ozone devait se résorber totalement dans environ cinquante ans. Cependant, un nouveau rapport d'évaluation scientifique publié en août 2006 par l’Organisation météorologique mondiale et le Programme des Nations Unies pour l’environnement, indique que "la couche d'ozone situé au-dessus des latitudes moyennes, devrait se reconstituer d'ici à 2049, soit cinq ans plus tard que ne le laissait entendre la précédente évaluation (2002). Enfin, au-dessus de l'Antarctique, la reconstitution de la couche d'ozone ne devrait pas intervenir avant 2065, c'est-à-dire 15 ans plus tard que prévu."