De Fast & Furious aux molécules oxydées, tout savoir sur les gaz à effet de serre
Engagé pour une meilleure compréhension des problématiques « énergie-climat », Julien Chevalier met à profit la rubrique Opinion réservée aux adhérents Placéco pour partager cette tribune pédagogique dédiée aux gaz à effet de serre. Julien Chevalier est par ailleurs consultant en excellence opérationnelle & lean management au sein du cabinet Hōrensō.
Paul Walker, Fast and Furious - Universal Pictures
Le dioxyde de carbone ou CO2, est l’un des principaux gaz à effet de serre (ou GES) qui favorise le changement climatique au niveau mondial. Ce GES continue d'augmenter chaque mois. Dans la continuité de mon précédent article sur le Rapport Meadows, je vous propose de découvrir le rôle dangereux qu'il joue ainsi que d'autres gaz. De Fast & Furious aux molécules oxydées, voici tout ce que vous devez savoir !
En piégeant la chaleur du soleil, les GES ont maintenu le climat de la Terre habitable pour les humains et des millions d'autres espèces. Mais l’équilibre subtile de ces gaz dans l’atmosphère est maintenant perturbé et menacent de changer radicalement le climat sur Terre et donc redéfinir la liste des êtres vivants qui pourront survivre sur cette planète - et où.
Les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone - le GES le plus répandu dans l’atmosphère -, sont aux niveaux les plus élevés jamais enregistrés. Les niveaux de gaz à effet de serre sont aujourd’hui élevés car l’activité anthropique les a libérés dans l'air en brûlant des combustibles fossiles (gaz, pétrole et charbon). Les gaz absorbent l'énergie solaire et gardent la chaleur près de la surface de la Terre, plutôt que de la laisser s'échapper dans l'espace. Ce piège de la chaleur est connu sous le nom d'effet de serre.
Source : Météo France
Les racines du concept d'effet de serre remontent au 19ème siècle, lorsque le mathématicien français Joseph Fourier a calculé dès 1824 que la Terre serait beaucoup plus froide si elle n'avait pas d'atmosphère. En 1896, le scientifique suédois Svante Arrhenius a été le premier à associer une augmentation du dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles à un effet de réchauffement. Près d'un siècle plus tard, le climatologue américain James E. Hansen a déclaré au Congrès US que « l'effet de serre a été détecté et est en train de changer notre climat maintenant », une déclaration faite sur la base des travaux de l’équipe Meadows.
Aujourd'hui, le changement climatique est le terme utilisé par les scientifiques pour décrire les changements complexes, entraînés par les concentrations de gaz à effet de serre, qui affectent désormais les systèmes météorologiques et climatiques de notre planète. Le changement climatique englobe non seulement la hausse des températures moyennes que nous appelons le réchauffement climatique, mais aussi les événements météorologiques extrêmes, les populations et les habitats fauniques changeants, la montée des mers et une série d'autres impacts ; particulièrement les « boucles de rétroactions positives » (sujet non traité dans cet article).
Les organisation gouvernementales et inter-gouvernementales, les groupes d'experts sur l'évolution du climat (comme le GIEC) ou bien les Nations Unies, suivent les dernières avancées scientifiques sur le changement climatique, mesurent les niveaux de GES dans l’atmosphère et suivent leurs impacts et mettent en œuvre des solutions.
Quelles sont les principales sources de GES ?
Dioxyde de carbone (CO2) : Le dioxyde de carbone est le principal gaz à effet de serre, responsable d'environ les trois quarts des émissions. Il peut persister dans l'atmosphère pendant des milliers d'années. En 2018, les niveaux de dioxyde de carbone ont atteint 411 ppm à l'observatoire de base atmosphérique de Mauna Loa d'Hawaï, la moyenne mensuelle la plus élevée jamais enregistrée. Les émissions de dioxyde de carbone proviennent principalement de la combustion de matières organiques : charbon, pétrole, gaz, bois ou déchets solides.
Source : Scripps CO2 Program
Méthane (CH4) : Principal composant du gaz naturel, le méthane est rejeté par les décharges, les industries du gaz naturel et du pétrole, et l'agriculture (en particulier par le système digestif des animaux au pâturage). Une molécule de méthane ne reste pas dans l'atmosphère aussi longtemps qu'une molécule de dioxyde de carbone (environ 12 ans) mais elle est 84 fois plus puissante sur deux décennies. Il représente environ 16% de toutes les émissions de gaz à effet de serre.
Protoxyde d’azote (N2O) : Le protoxyde d’azote occupe une part relativement faible des émissions mondiales de gaz à effet de serre (environ 6%), mais il est 264 fois plus puissant que le dioxyde de carbone sur 20 ans, et sa durée de vie dans l'atmosphère dépasse un siècle. L'agriculture et l'élevage, y compris les engrais, le fumier et la combustion de résidus agricoles, la combustion de carburant, ou encore la surconsommation de kits NOS dans la saga Fast & Furious sont les principales sources d'émissions d'oxyde nitreux (l’autre nom du N2O).
Gaz industriels : Les gaz fluorés aux noms exotiques tels que les hydrofluorocarbures, les perfluorocarbures, les chlorofluorocarbures, l'hexafluorure de soufre (SF6) ou encore le trifluorure d'azote (NF3) ont un potentiel de capture de la chaleur des milliers de fois supérieur à celui du CO2 et restent dans l'atmosphère pendant des centaines à des milliers d'années. Représentant environ 2% de toutes les émissions, ils sont utilisés comme réfrigérants, solvants, ou dans les process de production, se produisant parfois comme sous-produits de la combustion d’autres gaz.
Les autres gaz à effet de serre comprennent la vapeur d'eau (H2O) ou encore l'ozone (O3). La vapeur d'eau est en fait le gaz à effet de serre le plus abondant au monde, mais elle n'est pas suivie de la même manière que les autres gaz à effet de serre car elle n'est pas directement émise par l'activité humaine et ses effets ne sont pas bien compris. De même, l'ozone au niveau des sols ou troposphérique (à ne pas confondre avec la couche d'ozone stratosphérique) n'est pas émis directement mais résulte de réactions complexes entre les polluants de l'air.
Quels sont les effets des GES ?
Les gaz à effet de serre ont des effets considérables sur l'environnement et la santé. Ils provoquent des changements climatiques en piégeant la chaleur et contribuent également aux maladies respiratoires dues au smog et à la pollution de l'air. Les conditions météorologiques extrêmes, les perturbations de l'approvisionnement alimentaire et l'augmentation des incendies de forêt sont d'autres effets du changement climatique causés par les gaz à effet de serre. Les conditions météorologiques typiques auxquelles nous nous attendons vont changer ; certaines espèces disparaîtront ; d'autres migreront ou se développeront.
Comment réduire les émissions de GES ?
Tous les secteurs de l'économie, de la fabrication à l'agriculture en passant par les transports et la production d'électricité, contribuent à l'émission de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Ils doivent donc tous s'éloigner des combustibles fossiles si nous voulons éviter les pires effets du changement climatique. Les pays du monde entier ont reconnu cette réalité avec l'Accord de Paris (COP 21, 2015) sur le climat. Les changements seront les plus importants chez les plus gros émetteurs : Vingt pays sont responsables d'au moins les trois quarts des émissions mondiales de gaz à effet de serre, avec la Chine, les États-Unis, et l'Inde en tête.
Les technologies de réduction des émissions de gaz à effet de serre existent déjà, pour la plupart. Il s'agit notamment d'échanger des combustibles fossiles contre des sources moins émettrices, d'améliorer l'efficacité énergétique et de décourager les émissions de carbone en leur donnant un prix.
Techniquement, le monde ne dispose que d'un cinquième de son « budget carbone » - le total est de 2 800 milliards de tonnes métriques - afin d'éviter un réchauffement de la Terre de plus de 1,5°C. Arrêter les tendances en mouvement nécessitera plus que la simple élimination des combustibles fossiles. En fait, les voies pour arrêter l'augmentation de la température mondiale de 1,5°C ou 2°C, les deux objectifs énoncés par le GIEC, reposent en quelque sorte sur l'adoption de méthodes de compensation du CO2 du ciel. Ceux-ci incluent la plantation d'arbres, la conservation des forêts et des prairies existantes et la capture du CO2 des centrales électriques et des usines.
Ces méthodes présentent néanmoins des limites physiques. Peut-être est-il temps aujourd’hui de tout simplement moins consommer pour moins émettre ? et ainsi maîtriser notre propre décroissance de CO2 plutôt que de subir une forme de décroissance économique qui par définition sera brutale... À méditer !