Sciences

Effet de serre et réchauffement climatique

Dossier - L'énergie sous toutes ses formes
DossierClassé sous :énergie , physique , énergie humaine

-

L’énergie baigne notre monde, omniprésente dans notre quotidien et dans le débat public. Sans elle, pas un mouvement, pas de vie. Quelles énergies pour demain ? Quel impact sur le climat ? Quels défis techniques, quels risques ? Voici quelques éléments de réponse.

  
DossiersL'énergie sous toutes ses formes
 

Il existe un lien étroit entre consommation d'énergie et climat. Ce lien est dû à l'effet de serre, dont on entend beaucoup parler. Mais n'oublions pas qu'il existe un effet de serre naturel. La planète est chauffée par le Soleil ; elle atteint un état d'équilibre entre chaleur absorbée et chaleur émise. En l'absence d'atmosphère, la température moyenne de la Terre serait de -18 °C.

Émissions de gaz à effet de serre. © SD-Pictures, Pixabay, DP

Certaines molécules de l'atmosphère (eau, dioxyde de carbone, méthane, etc.) absorbent une partie du rayonnement réémis par la Terre, portant sa température moyenne réelle à 15 °C. La situation est donc comparable à celle d'une serre qui laisse entrer la lumière solaire et qui retient le rayonnement thermique venant de l'intérieur, d'où le nom d'effet de serre.

Les différents secteurs d’activité n’émettent pas les gaz à effet de serre dans les mêmes proportions. © Robert A. Rohde, CC by-sa 3.0

De nos jours, cet effet est amplifié par l'activité humaine à cause de l'émission de gaz à effet de serre supplémentaires dans l'atmosphère. La principale source est le dioxyde de carbone (CO2) même si d'autres gaz jouent aussi un rôle. L'augmentation du taux de CO2 s'explique en partie par la déforestation, mais avant tout par la combustion des carburants fossiles. Des mesures réalisées en Antarctique sur des carottes de glace montrent que la concentration en CO2 est inédite depuis au moins 650.000 ans.

La figure suivante permet d'identifier les réservoirs et les flux annuels de carbone (les quantités de carbone sont exprimées en gigatonnes, soit 1012 kg). On voit que les principaux flux s'équilibrent globalement sur la durée. Un petit flux vient perturber cet équilibre naturel : c'est le CO2 issu de la combustion des carburants fossiles, qui intensifie l'effet de serre.

Réservoirs de carbone (sous forme de rectangles sans échelle, en 1012 kg) et flux de carbone (sous forme de flèches, en 1012 kg/an) impliqués dans le réchauffement climatique. © EDP Sciences

Effet de serre et conséquences climatologiques

Les conséquences ne sont que suppositions... mais l'augmentation spectaculaire du taux de CO2 aura forcément des répercussions. Ce qui se passera vraiment est difficile à prédire. Il y a pourtant un niveau de consensus raisonnable au sein de la communauté scientifique, comme en attestent les résultats du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (Giec). Premièrement, on s'attend à une augmentation des températures moyennes mondiales de deux à quatre degrés (voire plus) au cours du siècle à venir, avec de grandes disparités géographiques. Ces différences pourraient avoir un effet sur la position des différentes zones climatiques. Le niveau des mers pourrait monter, conséquence de la fonte des glaces et de la dilatation de l'eau des océans.

Parmi les remèdes envisagés : réduire les émissions de CO2 en réduisant l'utilisation des carburants fossiles. Mais nous pouvons aussi empêcher le CO2 émis de finir dans l'atmosphère. Planter des arbres est une bonne idée, mais cela ne suffira pas. Des méthodes de séquestration se développent, comme le captage et le stockage du carbone. Une fois capturé, le CO2 gaz peut être comprimé et transporté dans des pipelines. Il faut alors trouver des réservoirs de carbone pour le stocker. Le stockage océanique est la solution la plus attirante, vu la taille du réservoir que constituent les océans. L'inconvénient est que les eaux océaniques deviendraient plus acides, avec des conséquences encore inconnues sur la vie marine.