Les incertitudes scientifiques : le doute et le risque

Le débat autour du changement climatique a souvent tourné autour de la question des incertitudes : jusqu’à quel point savons-nous que les activités humaines sont à l’origine du réchauffement de la planète ? Jusqu’à quel point sommes-nous sûrs de nos modèles et de leurs prévisions ? Ces deux questions appellent des réponses très différentes. Nous savons de plus en plus de choses… et nous en ignorons encore beaucoup.

Nous connaissons bien l’effet de serre (voir ma FAQ) et nous savons que l’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, toutes choses égales par ailleurs, contribue au réchauffement de la planète. Que signifie « savoir » dans ce contexte ? Que le consensus scientifique sur cette question est extrêmement large : d’après plusieurs études, 97% des scientifiques reconnus qui se sont exprimés sur cette question partagent cet avis. Et pourtant, lorsque l’on interroge des citoyens (notamment aux Etats-Unis où la question du changement climatique est plus politiquement polarisée que dans d’autres pays) peu de gens savent que le consensus est si important.[1]

Pendant longtemps, l’une des difficultés était… que la planète ne se réchauffait pas. En effet aux tendances de long terme (les gaz à effet de serre s’accumulent, l’atmosphère se réchauffe) s’ajoute une variabilité naturelle : chaque année de très nombreux facteurs peuvent jouer, en positif ou en négatif sur la température de la planète. Et, de 1998 à 2012 voire 2013 ou 2014 selon les estimations, ces facteurs ont justement joué, assez fortement, dans le sens d’un refroidissement : tant et si bien qu’ils ont presque compensé la tendance de long terme (au réchauffement), aboutissant à un « plateau » dans les températures.

Les scientifiques ont mis du temps à l’expliquer précisément – ils arrivent à le faire aujourd’hui, à partir de mouvements complexes dans les océans et l’atmosphère – mais ils n’ont jamais douté qu’il s’agissait de variabilité temporaire et que la tendance sous-jacente du réchauffement était toujours là.

Et ils avaient raison : à partir de 2015, cette variabilité naturelle s’est inversée et on a connu successivement les années les plus chaudes de l’histoire. Les records n’en finissent pas de tomber, jusqu’à cet été, et la multiplication des épisodes de canicule, de sécheresse et de feux de forêt a rendu plus facile, il faut le reconnaître, le travail de conviction de ceux qui pensent que le réchauffement climatique est un réel danger.

Aujourd’hui des études ont été réalisées pour montrer que même les variations qu’on a pu observer « naturellement » au cours des siècles précédents n’ont jamais atteint la vitesse, et aussi l’uniformité (car il concerne désormais toute la planète) du réchauffement actuel. La conclusion ? Si on devait réaliser aujourd’hui une étude sur le consensus scientifique on serait probablement plus proche de 99%.[2]

Ça, c’est ce qu’on sait. Mais ce qu’on ne sait pas est encore plus important. Et cela concerne notamment l’avenir : qu’est-ce qui va se passer si nous continuons à émettre des gaz à effet de serre ?

Pour répondre à cette question nous avons des modèles, et ces modèles se caractérisent par leur sensibilité : on dit qu’un modèle est sensible si une augmentation donnée de gaz à effet de serre aboutit à une forte élévation de la température. Pour pouvoir comparer les modèles, on a fixé cette mesure de la sensibilité comme suit : la sensibilité du modèle est l’élévation de température que l’on constate, une fois le système parvenu à l’équilibre (donc potentiellement dans plusieurs décennies voire siècles), à la suite d’un doublement de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère par rapport au niveau de l’ère préindustrielle.

Or cette sensibilité est très variable d’un modèle à l’autre : la fourchette (qui dans les faits existe depuis assez longtemps et se réduit peu) est de 1,5° à 4,5°, soit un facteur de 1 à 3 entre les modèles les moins et les plus sensibles ! Autrement dit : si vous prenez un modèle et que vous programmez une augmentation de 280 parties par million (ppm), le niveau du début de l’ère industrielle, à 560 ppm (un doublement), il pourra prévoir que la température s’élève de 1,5°. Mais un autre modèle aboutira à un tout autre résultat, à 4,5°. Et les modèles les plus récents affichent même, dans quelques cas, des sensibilités encore supérieures… C’est ainsi que les modèles en cours de développement par les Français afin d’alimenter les travaux du GIEC aboutissent à des augmentations de température encore plus élevées que dans les précédentes estimations (+7°C d’ici la fin du siècle pour le scénario avec le plus haut niveau d’émissions).[3]

Comment est-ce possible ? Tout simplement parce que si nous connaissons très bien la physique des gaz à effet de serre (c’est une partie relativement simple de la modélisation) beaucoup de sujets sont beaucoup plus complexes. Deux d’entre eux notamment sont la question des aérosols et celle des nuages.

L’industrialisation de la planète a conduit à émettre de nombreuses particules (des aérosols) dans l’atmosphère et nous savons que ceux-ci ont tendance à réduire la température (car ils bloquent les rayons du soleil). Mais nous ne savons pas exactement de combien et du coup il est plus difficile d’interpréter la période passée, et donc de prévoir l’avenir. Cette question est importante car les aérosols n’ont qu’une durée de vie limitée dans l’atmosphère, et, dans un monde de demain plus « propre » (par exemple avec moins de combustion d’énergies fossiles) il y aura moins d’aérosols donc (de par ce seul facteur) des températures un peu plus élevées…

S’agissant des nuages la question est différente : le changement climatique entraîne de nombreuses évolutions, notamment la présence de plus de vapeur d’eau, qui peuvent avoir des conséquences sur la formation des nuages. Si certains nuages qui avaient tendance à réfléchir les rayons du soleil, disparaissent dans une planète plus chaude, alors cela peut avoir un effet important sur la température (quand le réchauffement entraîne un effet qui accroît le réchauffement on parle de rétroaction positive : positive parce qu’elle contribue à l’effet initial même si pour nous qui redoutons le réchauffement climatique il s’agit plutôt d’un effet « négatif » !)

De surcroît, plus on s’éloigne de la situation actuelle, et moins nous sommes certains de nos prévisions. Un monde à +1,5° ou +2° est assez différent du monde d’aujourd’hui. Mais un monde à +3° ou +4° serait très, très différent. Plus on s’éloigne de la situation actuelle, moins on est sûrs de nos modèles, plus il est vraisemblable que ne nouveaux effets difficilement prévisibles aujourd’hui auront un impact.

Cette incertitude colore en réalité toutes nos prévisions, même si par simplicité on a le plus souvent tendance à l’évacuer en se bornant à considérer la moyenne des projections : par conséquent lorsque l’on dit que dans un scénario donné d’émissions on pourrait aboutir à +3°, il faudrait plutôt dire que le point d’arrivée sera compris entre +2° et +4°, voire davantage…

Et donc, nous savons beaucoup de choses, et nous en ignorons beaucoup d’autres… Comment agir dans ce contexte ? Cela suppose de distinguer entre le doute et le risque.

Le doute est partie intégrante de la démarche scientifique : les scientifiques émettent des hypothèses, les testent, et peuvent toujours les remettre en cause s’ils sont confrontés à des résultats inattendus. Le paradoxe c’est que ce doute est souvent utilisé contre les scientifiques eux-mêmes. Depuis des décennies tous ceux qui veulent éviter des actions trop difficiles pour limiter le changement climatique – ou simplement parce que ce n’est pas leur intérêt – plaident que ce doute est une raison de ne pas prendre de décision précipitée : « Pourquoi agir alors que, sans doute, ce n’est pas si grave ? » « Attendons d’y voir plus clair, il sera alors plus facile de prendre les bonnes décisions. »

Sauf que la bonne manière d’approcher la question est en termes de risque : plus nous avons de doutes, plus nous devons adopter une approche conservatrice (ce qui veut dire être plus prudents, donc agir davantage, pas moins, face à la menace) pour éviter des conséquences catastrophiques.

Que penserions-nous de quelqu’un qui nous dirait : « Montez dans l’avion, nous pensons qu’il peut avoir un problème, mais nous préférons en être sûrs avant de lui interdire de voler ? » Ou d’une autorité de sûreté nucléaire qui indiquerait : « Nous avons une inquiétude mais nous allons laisser fonctionner la centrale tant que nous ne sommes pas sûrs que cette inquiétude est justifiée ? » Vous seriez horrifié… C’est le paradoxe : pour l’aviation ou le nucléaire tout le monde comprend bien que s’il y a doute, il y a risque, donc il faut être prudent. Ce n’est que pour un danger plus diffus comme le changement climatique que la logique est parfois inversée : dans le doute, on sous-estime ou on évacue le risque. Ce qui n’a aucun sens.

Pour la planète, comme dans les autres domaines, il faut bien écouter les scientifiques. Ils savent que nous réchauffons l’atmosphère. Mais ils ne sont pas sûrs de l’effet. Ce n’est pas une raison d’en faire moins pour lutter contre le changement climatique. C’est une très bonne raison d’en faire plus.


[1] « Trump thinks scientists are split on climate change. So do most Americans » The Guardian 22 octobre 2018.

[2] « ‘No doubt left’ about scientific consensus on global warming, say experts »The Guardian 24 juillet 2019.

[3] « Jusqu’à + 7 °C en 2100 : les experts français du climat aggravent leurs projections sur le réchauffement »Le Monde, 17 septembre 2019.

Nos cités sous-marines

La montée des eaux est l’une des conséquences majeures du changement climatique, et l’une de celles qui aura certainement le plus de conséquences sur l’habitat humain.Dans beaucoup de pays du monde, les principaux centres de population sont sur la côte (ou le long des rivières, ce qui les expose également aux inondations).

Ces villes sont menacées non seulement par l’impact mécanique de la montée des eaux – au-delà d’un certain point, les maisons seront littéralement submergées et la vie y deviendra impossible – mais aussi par leur interaction avec les événements climatiques. Les dégâts les plus importants liés aux tempêtes sont souvent l’effet de l’eau, à travers soit les inondations provoquées par des vagues pénétrant dans les terres, soit des pluies torrentielles. Si ces tempêtes deviennent plus puissantes (ce qui peut être l’un des effets du changement climatique), et plus destructrices (parce que les vagues sont plus hautes), alors au-delà d’un certain point, il deviendra absurde de reconstruire continuellement des maisons qui seront immédiatement détruites.

Les phénomènes liés au changement climatique se déroulent sur le long terme (voir ma réflexion sur la question de l’horizon) et c’est particulièrement le cas de la montée du niveau des eaux. Nos actions dans les prochaines années et les prochaines décennies auront des conséquences dans les prochaines décennies et les prochains siècles… Cela peut paraître lointain mais ce n’est pas incertain ou irréel pour autant : nous savons que, en provoquant un certain niveau de réchauffement dans ce siècle, nous rendons inévitable, à terme, une montée des eaux très importante. En 2100 nous pouvons anticiper une montée des eaux de 1 mètre environ (ce qui est déjà considérable) voire jusqu’à 1,50 mètre d’après certains experts. Mais, dans l’hypothèse d’une montée des températures de 3°C d’ici 2100, on pourrait à termeobserver une montée des eaux de 5m à 8m.[1]

Les villes ne seront pas les seules formes d’habitation concernées – dans un pays comme le Bangladesh, c’est une grande partie de la population qui en subira les conséquences, y compris dans les terres agricoles – mais ce sont certainement les plus visibles et les plus emblématiques. En termes de population, les villes asiatiques comme Shanghai et Canton (Guangzhou) en Chine, Bombay (Mumbai) en Inde, sont les plus menacées. On peut ajouter à cette liste Amsterdam, Venise, Miami, La Nouvelle-Orléans, New York, Londres, Tokyo …

Or ces villes emblématiques qui occupent une place si cruciale dans l’histoire de nos civilisations ont-elles-mêmes une durée de vie qui se compte en siècles ou en millénaires, non en années ou en décennies. Nous nous rendons à Venise pour y admirer les palais construits par les doges, à Londres pour nous promener dans le jardin de la Tower of London, fondée par Guillaume le Conquérant. Si nos actes aujourd’hui conduisent à la perte de ces cités, même si c’est seulement dans un siècle ou davantage, nous en porterons une responsabilité historique.

Intéressons-nous à certaines de ces villes. Aux États-Unis, l’État le plus directement concerné par la montée des eaux est la Floride, où se trouvent 22 des 25 villes américaines les plus menacées par les inondations côtières.[2]Miami en particulier concentre 6 millions de personnes dans sa zone métropolitaine et est sans doute la ville du monde avec les plus d’actifs menacés en valeur, à relativement court terme. Miami est déjà régulièrement inondée et paraît condamnée, d’autant que la ville est construite sur une roche poreuse, de sorte que même un mur de protection n’est pas envisageable (l’eau passerait en-dessous). Cela n’empêche d’ailleurs pas les programmes de construction de se poursuivre… On voit là l’effet de deux phénomènes assez répandus mais particulièrement prononcés aux États-Unis. D’une part, le court-termisme des acteurs économiques : il suffit pour que le mouvement se poursuive, que les constructeurs vendent assez rapidement leurs appartements à des promoteurs, qui eux-mêmes se dépêchent de vendre aux clients, dont certains d’ailleurs comptent en profiter quelques années et vendre juste avant que la réalité ne devienne trop évidente. L’autre facteur est l’approche du gouvernement qui garantit, notamment via le National Flood Insurance Program, les maisons détruites par les inondations. Cela fonctionne donc comme une incitation publique à reconstruire indéfiniment dans des zones de plus en plus menacées… un mécanisme politiquement délicat à remettre en cause mais qui devra bien être remis en question tôt ou tard, lorsque la poursuite de la montée du niveau des mers en aura révélé toute l’absurdité.[3]

Shanghai, l’une des plus grandes mégalopoles du monde avec 24 millions d’habitants, est une ville construite sur l’eau (sur la rivière Huangpu, près de l’embouchure du Yangzi Jiang, dans la Mer de Chine Orientale). D’ores et déjà, les voies d’eau ont fait l’objet de constructions monumentales : une barrière de 100 mètres régule les mouvements de la rivière Suzhou qui traverse Shanghai et se jette dans le Huangpu ; d’autres digues et barrières sont envisagées. Mais les possibilités sont limitées par le fait que la ville n’est située en moyenne que 3 mètres au-dessus du niveau de la mer : dans le cas d’un réchauffement de 3°C ou 4°C d’ici la fin du siècle, des zones représentant les trois quarts de la ville se retrouveraient submergées.

Venise est évidemment une ville qui s’est construite avec l’eau et les bâtiments que nous admirons ont souvent été construits par-dessus d’autres, enfouis sous les flots : nous pourrions répéter l’exercice mais cela signifierait abandonner le Palais des Doges ou la Basilique Saint-Marc !Savoir comment sauver Venise dans le contexte de la montée des eaux occupe évidemment les autorités italiennes depuis longtemps et la principale réponse trouvée jusqu’ici est le projet MOSE. Il s’agit de gigantesques vannes mobiles, reposant sur le fond de la lagune et pouvant se relever pour isoler la lagune de la Mer Adriatique en cas de marée haute et de risque d’inondation. Ce projet, confronté à de multiples délais et dépassements budgétaires, montre bien les difficultés que nous pouvons attendre pour protéger de grandes villes. Conçu dans les années 1980 et 1990, lancé en 2002, il pourrait s’achever en 2022 et coûter près de 6 milliards d’euros. Mais son efficacité reste à démontrer, et dépendra de l’amplitude de la montée du niveau des eaux. 

La plupart des grands projets tels que ceux évoqués ici, ont en commun de viser essentiellement à protéger l’existant : construire un mur pour se préserver de la montée des eaux par exemple. Mais cette vision de l’adaptation au changement climatique est limitatrice et, dans certains cas, vaine : l’eau va monter beaucoup et pendant longtemps, et au-delà d’un certain point les murs ne suffiront plus. D’autres communautés, notamment dans des zones historiquement conquises sur la mer comme aux Pays-Bas, recherchent d’autres formes d’adaptation visant à accepter de vivre avec l’eau plutôt que de l’empêcher de rentrer.Cela peut passer par des habitations plus résistantes à l’eau par exemple. Et à terme il sera nécessaire, dans bien des cas, de déplacer les populations plutôt que de construire des ouvrages de plus en plus chers et de moins en moins efficaces, en reconstruisant indéfiniment les habitations détruites.

Les travaux d’adaptation sont nécessaires mais la seule solution rationnelle, dans ce domaine comme dans les autres, est de limiter nos émissions de gaz à effet de serre pour éviter de voir disparaître la plupart de nos villes côtières. A défaut, on peut imaginer que, dans 1000 ans, nos lointains descendants se demanderont comment nous pouvions justifier nos décisions. Sans doute penseront-ils alors que, ayant tué les coraux et une grande partie de la faune marine par le réchauffement et l’acidification des océans, nous avons choisi de submerger nos plus belles cités afin d’offrir de nouveaux spectacles aux plongeurs sous-marins.


[1]Pour cette projection comme, plus bas, pour les scénarios concernant les villes, je me réfère à l’étude Mapping Choices – Carbon, Climate and Rising Seas – Our Global LegacyClimate Central, 2015. 

[2]https://www.nbcnews.com/mach/science/here-s-how-rising-seas-could-swallow-these-coastal-cities-ncna872466

[3]Pour en savoir plus sur les dangers qui guettent Miami, et d’autres grandes villes mondiales, voir The Water Will Come: Rising Seas, Sinking Cities, and the Remaking of the Civilized World, Jeff Goodell, 2017.

Un degré, c’est beaucoup

L’une des difficultés de la communication sur le changement climatique est de faire comprendre que 1°C d’écart de la température moyenne de la Terre a d’énormes conséquences. Ce n’est pas une proposition évidente : si je dois sortir et que je constate qu’il fait 15°C alors qu’hier la température était de 14°C, cela ne change pas grand-chose pour moi. 1°C dans la plupart des situations de la vie quotidienne, ce n’est presque rien. Et pourtant 1°C pour la Terre dans son ensemble, c’est énorme.

C’est l’un des enseignements, en particulier, du dernier rapport spécial du GIEC qui visait à examiner les différences entre un monde à 1,5°C et un monde à 2°C (actuellement la Terre est 1° plus chaude qu’au début de l’ère industrielle). Ce rapport répondait à une commande des gouvernements, à la suite de l’accord de Paris qui précise que les États se donnent comme objectif de maintenir le réchauffement climatique bien en-dessous de 2°C. Il s’agissait donc d’aider les responsables gouvernementaux à mieux définir leur objectif, en connaissance de cause. En pratique, compte tenu des trajectoires actuelles en matière d’émissions, il est à peu près certain que nous dépasserons les 2°C. Mais le rapport est tout de même plein d’enseignements notamment sur cet écart de 0,5°C. C’est ainsi que, d’après le consensus scientifique mondial retracé par le GIEC :

  • à 2° on estime que la proportion d’espèces menacées est environ le double par rapport à 1,5° (20% au lieu de 10% des insectes, 16% au lieu de 8% des plantes, 8% au lieu de 4% des vertébrés)
  • les coraux tropicaux sont menacés à 90% à 1,5° mais disparaissent complètement à 2°
  • il y aura un été sans glace dans l’Arctique tous les 100 ans à 1,5°, tous les 10 ans à 2°
  • 400 millions de personnes en moins seront soumises à des vagues de chaleur extrêmes à 1,5° par rapport à 2°
  • les sécheresses seront beaucoup plus sévères à 2° dans des régions comme la Méditerranée ou l’Afrique
  • 10 millions de personnes en moins seront menacées par la montée des eaux à 1,5° par rapport à 2° (à l’horizon de la fin du siècle : à terme l’impact sera très supérieur) et certaines nations insulaires sont en risque de disparition si on atteint 2° au lieu de 1,5°

Ce que cette liste fait apparaître, et l’observation qui s’impose dans presque tous les domaines lorsque l’on s’intéresse au changement climatique, est que ses effets sont non linéaires : ils sont plus que proportionnels à l’augmentation des températures. Passer de 0,5° à 1°, ou de 1° à 2°, ne double pas les impacts, cela les démultiplie. Il n’y a pas une seule raison à cela car dans chaque cas (les événements climatiques, la biodiversité, la montée des eaux…) les phénomènes en cause sont complexes. Mais il y a un certain nombre d’éléments qu’il est utile d’avoir en tête pour comprendre intuitivement cette non linéarité.

La première est que la température augmente davantage sur terre qu’au-dessus de l’océan (en raison de l’inertie thermique de l’océan, qui met plus de temps à absorber et à relâcher de la chaleur). Cela signifie qu’une augmentation de 1° de la température moyenne peut se traduire par une augmentation de 1,5° ou 2° sur les continents (et dans les villes la hausse est encore plus forte car la densité urbaine empêche la chaleur de se dissiper). 

La seconde, et sans doute la plus cruciale du point de vue des impacts, est qu’une augmentation de la température moyenne se traduit par une augmentation plus forte des extrêmes : on considère en général que l’effet est doublé, autrement dit qu’avec une température qui augmente de 1°, la température extrême atteinte dans l’année augmente de 2° (avec une hausse de 2° la température extrême augmente de 4°, etc.)

Ceci a un effet disproportionné parce que, pour beaucoup d’impacts, ce qui compte n’est pas le niveau moyen de température mais le nombre de jours au-dessus d’un certain seuil, qui représente une menace pour les êtres vivants.

Selon la NASA, il y a 50 ans, seulement 1% de la surface du globe était concernée par des chaleurs extrêmes chaque année : aujourd’hui, ce taux dépasse 10%.[1]La probabilité de retrouver une canicule telle que celle de 2003, qui a provoqué 70 000 morts en Europe, va s’accroître tout au long du 21èmesiècle et un été comme celui de 2003 serait considéré comme un été froid à la fin du siècle, dans les scénarios pessimistes du GIEC(avec la poursuite d’un haut niveau d’émissions).

Il en est de même pour l’agriculture : pour beaucoup de cultures, le rendement baisse brutalement dès lors qu’un seuil est franchi (souvent autour de 30°) et dans ce cas le nombre de jours au-dessus de ce seuil aura un impact significatif sur les récoltes. Les effets peuvent d’ailleurs s’additionner : si la vague de chaleur provoque également une sécheresse cela peut réduire les ressources en eau, la douceur du climat peut être favorable aux insectes parasites de certaines plantes, etc.

L’effet de démultiplication des températures que l’on observe sur terre est encore plus net aux pôles, notamment au pôle nord en raison de l’effet albedo (qui mesure la réflexion du soleil sur le sol) : au fur et à mesure que la glace polaire fond, la glace (qui réfléchit les rayons du soleil) est remplacée par de l’océan (qui les absorbe) ce qui accélère le réchauffement. Le résultat, c’est que l’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète, avec des températures qui atteignent parfois 20° de plus que les normales d’il y a quelques décennies.La surface de la glace en été a diminué de 40%, et sachant que la glace est également plus fine, le volume total de glace s’est quant à lui réduit des trois quarts.

Il existe encore une raison pour laquelle une hausse de température de 1°C a un effet considérable : c’est l’échelle de temps dans laquelle elle se réalise. Par le passé, la Terre a vu sa température se modifier, jusqu’à 4°C en moins, sur des périodes de centaines de milliers d’années (pour des températures non pas inférieures mais supérieures il faut remonter plus loin dans le temps, il y a des millions d’années). Mais ces évolutions ont été progressives ce qui a permis aux écosystèmes, et aux êtres vivants, de s’adapter. Ce qui caractérise l’évolution que nous connaissons est son extraordinaire rapidité puisque nous sommes confrontés à des hausses mesurables sur une échelle de décennies, ce qui est sans précédent dans l’histoire de la planète.Cela empêche l’évolution naturelle et même dans certains cas les déplacements : une solution pour les êtres vivants peut être tout simplement de se déplacer vers le nord (dans l’hémisphère nord) pour maintenir la température de leur habitat mais cela peut susciter d’autres difficultés… et certaines espèces sont dans l’incapacité de se mouvoir assez vite !

Notre intuition est que 1° c’est une petite variation et nous devons donc remettre en question notre intuition, ou notre bon sens. Mais notre bon sens nous permet aussi de comprendre que la Terre est grande… et qu’arriver à réchauffer toute la surface de la Terre d’un degré représente une quantité colossale de chaleur, dont l’impact est forcément majeur. Désormais, nous le constatons tous les jours.


[1]This Is the Way the World Ends: How Droughts and Die-offs, Heat Waves and Hurricanes Are Converging on America, Jeff Nesbit, 2018.