Le réchauffement climatique


L'effet de serre

L'effet de serre est un processus naturel de réchauffement du climat qui est dû aux gaz à effet de serre (GES) contenus dans l'atmosphère, à savoir principalement la vapeur d'eau (qui contribue le plus à l'effet de serre), le dioxyde de carbone (ou gaz carbonique) CO2 et le méthane CH4.

Cet effet a été nommé ainsi pour rappeler la  construction des serres, espaces fermés dont une ou plusieurs faces sont constituées de verre, laissant passer la chaleur du soleil et la retenant prisonnière à l'intérieur afin de permettre aux plantes de bénéficier d'un bon climat artificiel.

Lorsque la chaleur solaire atteint l'atmosphère terrestre, une partie (environ 30 %) est directement renvoyée vers l'espace par l'air, les blancs et la surface claire de la Terre (les océans et les régions blanches et glacées comme l'Arctique et l'Antarctique). Les rayons qui n'ont pas été renvoyés vers l'espace sont piégés dans l'atmosphère par les gaz à effet de serre (20%)  et absorbés par la surface terrestre (50%)

Cette partie du rayonnement absorbée par la Terre lui apporte de la chaleur (énergie), qu'elle restitue à son tour, la nuit notamment et en hiver, en direction de l'atmosphère sous forme de rayons infrarouges. Ce rayonnement est alors absorbé en partie par les gaz à effet de serre. Puis dans un troisième temps, cette chaleur est renvoyée dans toutes les directions, notamment vers la Terre.

C'est ce rayonnement qui retourne vers la Terre qui crée l'effet de serre, il est à l'origine d'un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait d'abord à -18 °C. Puis, la glace s'étendant sur le globe, la chaleur serait encore plus renvoyée vers l’espace et la température se stabiliserait vraisemblablement à -100°C.
On peut considérer l'atmosphère comme un réservoir d'énergie. Si ce réservoir se remplit - donc si l'énergie emmaganisée par la Terre augmente - c'est que le phénomène de l'effet de serre est plus efficace pour retenir (en fait ralentir la déperdition de) l'énergie.
L'énergie venue de l'espace et l'énergie de la Terre émise vers l'espace sont généralement égales, sinon la température de surface de la Terre évoluerait vers toujours plus froid ou  plus chaud.

Si l'échange moyen d'énergie avec l'espace n'est pas égal, cela entraîne un stockage (accumulation de chaleur) ou un destockage (baisse de chaleur) d'énergie pour la terre. Ce changement peut se traduire par un changement de température de l'atmosphère.


Les gaz à effet de serre

Les principaux gaz à effet de serre

  • La vapeur d'eau (H2O),
  • Le gaz carbonique (CO2).

Il en existe d'autres. Certains sont "naturels", c'est-à-dire qu'ils étaient présents dans l'atmosphère avant l'apparition de l'homme, d'autres sont "artificiels" : il s'agit de gaz industriels qui ne sont présents dans l'atmosphère qu'à cause de l'homme.

Les autres gaz "naturels" à effet de serre

  • Le méthane (CH4), qui n'est rien d'autre que... le gaz naturel de nos cuisinières.
  • Le protoxyde d'azote (N2O), nom savant du gaz hilarant.
  • L'ozone (O3), forme particulière de l'oxygène.

Les principaux gaz industriels à effet de serre

Les halocarbures : il s'agit d'une vaste famille de gaz qui ont deux propriétés importantes pour nous :

  • Leurs molécules absorbent très fortement les infrarouges, beaucoup plus que le gaz carbonique.
  • Elles sont très "solides" : elles restent donc dans l'atmosphère très longtemps.


le sais-tu ?

Le gaz qui fait le plus d'effet de serre est...
la vapeur d'eau !

Les gaz à effet de serre d'origine humaine

Pour 60% par le gaz carbonique.
Il y a bien sûr des émissions naturelles (notre respiration, celle des animaux, une partie de la putréfaction, les incendies naturels...). Le gaz carbonique venant des activités humaines (on parle d'émissions anthropiques, c'est-à-dire provoquées par l'homme) provient :

  • Pour l'essentiel de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz),
  • Un peu de certaines industries (par exemple pour la production de ciment).

Pour 20% par le méthane.
Le méthane est un gaz qui se forme dès qu'un composé organique (un animal, une plante) pourrit, particulièrement si cette putréfaction se passe sans air (en fait sans oxygène), par exemple au fond de l'eau ou sous terre.
Une partie du méthane présent dans l'atmosphère est donc d'origine parfaitement naturelle : ce n'est pas l'homme qui est responsable du pourrissement ! Mais l'homme y rajoute sa part. Le méthane d'origine humaine provient :

  • De l'élevage des ruminants (vaches, moutons, chèvres, yaks...), car leur digestion inclut de la putréfaction.
  • De la culture du riz, car les zones humides en général émettent du méthane (comme nos marécages : les feux follets ne sont rien d'autre que la combustion spontanée du méthane produit au fond des marécages, là où les plantes pourrissent sans air).
  • Des décharges d'ordures ménagères (encore le pourrissement) et du compostage.
  • Des exploitations pétrolières et gazières, à cause des fuites de gaz naturel.

Pour 10% par les halocarbures (pas d'émissions naturelles).

  • Gaz propulseurs (des bombes aérosol d'insecticide ou de déodorants et de désodorisants) qui sont maintenant progressivement interdits par la convention de Montréal car ils sont aussi responsables de la diminution de l'ozone en haute altitude,
  • Gaz réfrigérants (dans les systèmes de climatisation et les chaînes du froid) ; les émissions proviennent désormais essentiellement des fuites et mises à la décharge des systèmes de climatisation,
  • Gaz issus de certains procédés industriels (fabrication de mousses plastiques, mais aussi de composants d'ordinateurs).

Pour 5% par le protoxyde d'azote (N2O).
Pour ce gaz il y a aussi des émissions naturelles qui proviennent essentiellement des zones humides. La part "humaine" (anthropique) provient :

  • De l'utilisation des engrais azotés en agriculture,
  • De certains procédés chimiques.

Pour environ 5% par l'ozone (O3).
C’est une variante de l'oxygène naturellement présent dans l'atmosphère. Selon l'endroit où il se trouve il nous intéresse beaucoup ou il nous est nuisible :

  • Dans la haute atmosphère, où l'on parle d'ozone stratosphérique (la stratosphère est la couche de l'atmosphère située entre 10 et 50 km d'altitude) il arrête les ultraviolets du soleil ; il nous est très utile (sans cette couche d'ozone stratosphérique la vie n'existerait peut-être pas sur Terre).
  • Dans nos villes, c’est un polluant très agressif ; il n’est donc pas souhaitable. C’est l'un des composants de la pollution locale, et provient indirectement de la combustion d'hydrocarbures. (Dérivés du pétrole).


Les conséquences du réchauffement climatique sont nombreuses

La  planète se réchauffe effectivement; la température a augmenté de 0,5°C au cours du dernier siècle. Selon certains scientifiques, le réchauffement de la planète pourrait atteindre 1,4°C à 5,8°C de plus au cours du siècle à venir.

Le réchauffement peut déplacer globalement la carte des climats vers le Nord, accentuer les épisodes violents (sécheresses, cyclones) partout dans le monde ou faire augmenter le niveau des mers.

  • Elévation du niveau des mers par fonte des glaciers et réchauffement des océans entraînant la disparition de certaines régions côtières,
  • Vagues de chaleur plus intenses et longues dans certaines régions de la planète entraînant davantage de risques de disette alimentaire et famine,
  • Augmentation de la fréquence et de la durée des grandes crues et des grandes sécheresses pour d’autres régions,
  • Modification des courants marins, des effets de phénomènes climatiques comme El Niño se font plus violents. El Niño (qui veut dire courant de l’Enfant Jésus, ainsi nommé parce qu’il apparaît peu après Noël) est un phénomène climatique particulier qui diffère du climat habituel. C’est une élévation anormale de la température de l’océan.
     


Remèdes à la pollution

Par les accords internationaux, les pays s’engagent à réduire la production de ces gaz polluants. Différentes méthodes peuvent intervenir, permettant ainsi la régulation de l’air. Par exemple,

  • Retirer la substance dangereuse avant la transformation ;
  • Retirer le polluant une fois qu’il s’est formé ;
  • Modifier le processus de transformation afin que le polluant ne se forme pas du tout ou très peu.

On peut réduire les polluants automobiles en rendant la combustion d’essence aussi complète que possible, en recyclant les vapeurs d’essence ou transformer les gaz brûlés en substances inoffensives.
Le pot catalytique, lui,  permet, certes l’élimination des oxydes d’azote et la transformation des hydrocarbures non brûlés mais rejettent aussi du dioxyde de carbone : gaz à effet de serre ! D’autres pistes doivent donc être trouvées pour obtenir une « vraie voiture propre ».


Le protocole de Kyoto

La Convention Cadre des Nations Unies sur les changements climatiques a été signée en 1992 lors du « Sommet de la Terre » à Rio de Janeiro.
Elle est entrée en vigueur le 21 mars 1994. Elle a été ratifiée (signée) à ce jour par 189 États, parmi lesquels toutes les nations industrialisées sauf les États-Unis et l'Australie.
Les signataires veulent stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère à « un niveau qui empêche toute perturbation humaine dangereuse du climat » : ils doivent limiter ou diminuer les productions non naturelles des gaz à effet de serre.

Les pays développés ont comme objectif de ramener leurs émissions de gaz à effet de serre en 2010 au niveau de 1990.

 
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