Foire aux questions

Cette page vise à donner les éléments d’information essentiels sur le changement climatique : quelles sont les causes du réchauffement climatique, quelles sont ses conséquences, quelles sont les trajectoires d’évolution possibles.

Qu’est-ce que l’effet de serre ?

La Terre est réchauffée par les rayons du soleil. Cette énergie est absorbée en partie par le sol et les océans. Le reste est réfléchi vers l’espace. Mais l’atmosphère, du fait de certains gaz qui la composent (les gaz à effet de serre), agit comme une couverture en absorbant une partie de cette énergie et en empêchant qu’elle soit rediffusée vers l’extérieur.

L’effet de serre rend la vie sur Terre possible (sans lui, notre planète serait un glaçon) donc c’est une bonne chose ! Mais parce que cet effet dépend directement de la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, plus la concentration de ces gaz augmente, plus la température s’élève. C’est le réchauffement climatique.

Quels sont les gaz à effet de serre ?

Le principal gaz à effet de serre, responsable des trois quarts du réchauffement climatique, est le dioxyde de carbone (CO2). Deux autres gaz jouent également un rôle très important : le méthane (CH4), qui est le gaz naturel que nous utilisons au quotidien, le « gaz de ville », et le protoxyde d’azote (N2O). Les autres gaz à effet de serre significatifs sont les gaz fluorés dont les chlorofluorocarbures (CFC).

L’impact d’un gaz dépend de deux éléments : sa durée de vie dans l’atmosphère, et sa « puissance » en termes d’effet de serre, que l’on mesure par le « potentiel de réchauffement global », c’est-à-dire l’impact sur le réchauffement sur une période d’un siècle, par comparaison avec le dioxyde de carbone (qui est pris comme référence puisqu’il s’agit du principal gaz à effet de serre).

Le dioxyde de carbone peut rester plusieurs siècles dans l’atmosphère, le protoxyde d’azote un siècle environ, le méthane une dizaine d’années. Le potentiel de réchauffement global du méthane est de 25, celui du protoxyde d’azote de 300. Les gaz fluorés ont des potentiels de réchauffement beaucoup plus élevés (mais, heureusement, ils sont diffusés en beaucoup plus petite quantité).

La répartition des gaz à effet de serre dans l’atmosphère (mesurée non pas en quantité mais par rapport à leur impact sur le réchauffement climatique) est la suivante :

Proportion des gaz à effet de serre d’origine humaine dans l’atmosphère

Source : 5e rapport du GIEC, 2014 et Environmental Protection Agency

En résumé : le dioxyde de carbone issu des énergies fossiles et des processus industriels représente les deux tiers des gaz à effet de serre, le dioxyde de carbone total (y compris lié à l’usage des sols, en particulier la déforestation) en représente les trois quarts.

Quelle a été l’évolution des concentrations en gaz à effet de serre et des températures depuis le début de l’ère industrielle ?

En 1958, Charles David Keeling, un scientifique américain qui a inventé le premier appareil de mesure de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, a commencé à effectuer des relevés en haut de l’observatoire de Mauna Loa (Hawaï). Ces mesures sont encore effectuées aujourd’hui et le résultat porte le nom de « courbe de Keeling ». Elle donne la concentration de dioxyde de carbone en parties par million (ppm) dans l’atmosphère, depuis 1958.

Moyenne mensuelle de concentration en dioxyde de carbone
Observatoire de Mauna Loa

Source : Scripps CO2 Program, Primary Mauna Loa CO2 Record

Le côté « zig zag » de la courbe résulte d’un effet saisonnier : chaque année, entre le printemps et l’automne, les arbres et les plantes de l’hémisphère nord se développent et absorbent du dioxyde de carbone (c’est l’inverse dans l’hémisphère sud mais il y a plus de terres émergées dans l’hémisphère nord donc cet effet l’emporte). En hiver au contraire cette couverture arborée décline et le dioxyde de carbone est rejeté dans l’atmosphère.

Mais la tendance de fond est clairement une augmentation rapide, et qui s’accélère. Jusqu’au début de l’ère industrielle, il y a deux siècles, la concentration de dioxyde de carbone s’élevait à 280 ppm. En 1958, au moment où Keeling a commencé à prendre ses mesures, elle était de 315 ppm environ. Aujourd’hui nous avons atteint les 410 ppm soit une augmentation de presque 50% de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

La situation est la même pour les autres gaz à effet de serre : la concentration de méthane et de protoxyde d’azote s’est mise à augmenter, à une vitesse qui s’accélère, depuis le début de l’ère industrielle.

Le résultat est que, du fait de l’effet de serre, la température de la planète s’est élevée rapidement, en ligne avec la hausse de la concentration en dioxyde de carbone (et autres gaz à effet de serre). C’est ce que montre ce graphique, l’autre courbe célèbre de la science climatique (avec celle de Keeling), qui montre l’évolution des températures moyennes (ici depuis 1850 : lorsque l’on prend une durée plus longue on peut obtenir une forme de « crosse de hockey », nom parfois donné à cette courbe).

Température moyenne du globe

Source : Meteo France
Le zéro correspond à la moyenne de l’indicateur sur la période 1961-1990.

Pour la planète dans son ensemble, le réchauffement depuis le début de l’ère industrielle est de l’ordre de 1°C. Depuis les années 1970, il est d’un peu moins de 0,2°C par décennie.

Est-on certain que le réchauffement climatique est dû à l’activité humaine ?

Oui. Le fait que la Terre se réchauffe, et que ce réchauffement est d’origine humaine, fait l’objet d’un consensus scientifique massif parmi les scientifiques travaillant sur le climat, qui a pu être estimé à 97% environ.[1]

Il est vrai que la Terre a vu sa température se modifier significativement par le passé, du fait de processus naturels. Une interrogation fréquente concerne donc ces processus : est-ce que le réchauffement constaté à notre époque ne pourrait pas être dû, au moins en partie, à des causes naturelles ? Ce serait concevable… mais ce n’est pas le cas, ou alors de manière très limitée par rapport à l’activité humaine.

Les processus naturels qui ont un impact sur la température terrestre sont nombreux. On peut citer : l’activité solaire (qui réchauffe la Terre, lorsqu’elle est intense), l’activité volcanique (les volcans ont pour effet de refroidir la planète car ils rejettent des particules dans l’atmosphère, qui bloquent une partie des rayons du solaire), et l’évolution de l’orbite terrestre (qui a un impact sur des durées très longues : c’est cette évolution qui explique l’alternance entre périodes glaciaires et interglaciaires). Globalement, tous ces facteurs n’influent pas sur plus de 0,1° à la hausse ou à la baisse (donc un dixième de l’impact des activités humaines).

Mais il y a d’autres facteurs qui entrent en compte, sur des périodes de plusieurs années voire plus, et l’on observe ainsi une variabilité naturelle qui s’ajoute aux tendances de long terme. Par rapport à la tendance de fond (la hausse des températures) on peut donc observer parfois une accélération ou parfois un ralentissement. Entre 1998 et 2012 on a même constaté un « hiatus » dans la hausse des températures, certains facteurs bien identifiés maintenant (liés à des variations dans les mouvements océaniques du Pacifique et les circulations atmosphériques aux hautes latitudes) ayant tous les deux joué à la baisse et compensé la hausse des températures du fait des gaz à effet de serre. Par la suite ce mouvement c’est inversé et l’on a retrouvé la tendance sous-jacente, de sorte que les années 2015, 2016, 2017 et 2018 sont les plus chaudes jamais enregistrées.

Enfin, il faut souligner que le mécanisme de fonctionnement des gaz à effet de serre est relativement simple et bien compris des scientifiques. Par conséquent, même si on trouvait une autre cause, en particulier naturelle, pour le réchauffement climatique (et pour l’instant il n’y a aucun candidat crédible), cela ne serait pas une explication satisfaisante, car il faudrait encore expliquer pourquoi les gaz à effet de serre que nous rejetons dans l’atmosphère ne la réchauffent pas alors que tous nos modèles nous disent que cela devrait être le cas…

Nous sommes donc certains qu’il y a un réchauffement et que ce réchauffement est lié aux activités humaines. Mais il reste aussi de grandes incertitudes dans nos estimations concernant les évolutions futures. Nous ne connaissons pas précisément ce que l’on appelle la « sensibilité » du climat (la hausse de température liée à une augmentation donnée de concentration en dioxyde de carbone), notamment parce qu’il reste difficile de distinguer le réchauffement lié aux gaz à effet de serre d’autres facteurs comme la variabilité naturelle citée plus haut, ou bien les aérosols (l’industrialisation a conduit nous seulement à l’émission de gaz à effet de serre, mais aussi à celle de particules aériennes, des aérosols, qui ont tendance à refroidir l’atmosphère en bloquant les rayons du soleil) ; et parce que le réchauffement lui-même pourrait entraîner d’autres évolutions (des nuages par exemple) qui pourraient à leur tour influer sur la hausse des températures. Par la suite les estimations données correspondent au scénario central, mais la situation sera sans doute moins grave que prévue… ou au contraire bien pire (ce qui devrait justifier d’être d’autant plus prudent compte tenu des risques potentiels, encore mal estimés).


[1]Pour ce chiffre voir par exemple le site de la NASAou celui de Skeptical Science.


Que se passe-t-il aux pôles ?

Les pôles se réchauffent plus vite que le reste de la Terre, en particulier l’Arctique, pour trois raisons :

  • La principale est que le réchauffement climatique tend à faire fondre la banquise au pôle nord : lorsque cela se produit, la glace, très réfléchissante (90% des rayons du soleil sont renvoyés vers le ciel), est remplacée par de la pleine mer, très absorbante (90% des rayons du soleil sont absorbés par l’océan), ce qui accélère le réchauffement.
  • Ailleurs (dans les tropiques par exemple), une part importante de l’énergie du soleil est consommée par l’évaporation de l’eau, ce qui n’est pas le cas aux pôles où toute l’énergie contribue au réchauffement de l’atmosphère.
  • L’atmosphère est plus fine sur les pôles, il faut donc moins d’énergie pour la réchauffer.

Les pôles contiennent une quantité considérable de glace, dans trois régions du monde :

  • Au pôle nord, dans l’océan Arctique : il n’y a pas de terre ferme donc la glace constitue la banquise, qui fond en partie en été et se reconstitue en hiver.
  • Le Groenland et le continent Antarctique sont des masses terrestres, recouvertes d’une épaisse couche de glace.

Parce que le réchauffement climatique est particulièrement aigu aux pôles, ces immensités de glace sont en train de fondre. L’effet est particulièrement marqué au pôle nord où l’on peut mesurer la glace de la banquise, en été et en hiver. Depuis les années 70, l’étendue de la banquise en été a diminué de 50% environ et, parce que cette glace est également plus fine, le volume total a sans doute diminué de l’ordre de 80%.[1]On estime que l’Arctique pourrait connaître un été sans glace pour la première fois en 2040, ou peu après.


[1]Wikipedia.


Pourquoi le changement climatique entraîne-t-il une montée des eaux ?

La montée du niveau de la mer est l’une des principales conséquences du changement climatique. Elle s’explique par deux facteurs principaux :

  • L’expansion thermique : l’eau plus chaude occupe plus de volume. C’est imperceptible à petite échelle (dans votre bain par exemple) mais l’effet est bien connu des physiciens et il est significatif à l’échelle des océans.
  • La fonte des glaces : fonte des glaciers et des grandes couches de glace (Groenland et Antarctique).

Actuellement le rythme de montée des eaux est de 3 mm par an et il s’accélère. Par le passé le facteur principal était l’expansion thermique mais la fonte des glaces jouera un rôle beaucoup plus important.

La plupart des glaciers du monde sont en retrait, notamment dans les grandes chaînes mondiales que sont l’Himalaya et la Cordillère des Andes (bien sûr les Alpes sont très touchées également).

Il faut souligner que la fonte de la banquise au pôle nord n’a pas pour effet de faire monter le niveau des eaux car la banquise est déjà dans l’eau : lorsqu’elle fond le volume de glace est remplacé par un volume équivalent d’eau.

Au Groenland, le réchauffement climatique a notamment pour effet de faire fondre la glace en surface, créant des rivières dans la glace appelées « bédières », qui ensuite se jettent dans des puits appelés « moulins » alimentant des torrents sous le glacier, et accélérant le dégel. En Antarctique la zone la plus menacée (la partie ouest du continent) l’est notamment du fait de l’action de l’eau sur la partie immergée de la glace, qui accélère la fonte. Dans les deux cas, le phénomène s’accélère avec des effets plus rapides et plus importants que ce qui était prévu il y a quelques décennies ou même quelques années.

A terme, l’effet sera massif : la fonte complète du Groenland provoquerait une montée des eaux de 7 mètres, la fonte de l’Antarctique Ouest ajouterait 3 mètres de plus, la fonte complète de l’Antarctique (qui n’est pas pour demain) relèverait le niveau de la mer de 60 mètres.

A la différence d’autres manifestations du changement climatique, celle-ci se déroule sur des échelles de temps très longues, de l’ordre de siècles. Mais les premiers effets se font déjà sentir et, d’ici 2100, on anticipe une montée des eaux qui pourrait atteindre 1 mètre au maximum (voire 1,50 mètre maximum environ dans les prévisions les plus pessimistes) ce qui aura des conséquences très significatives sur les villes et implantations côtières.

Qu’est-ce que l’acidification des océans ?

Entre le quart et le tiers du dioxyde de carbone émis dans l’atmosphère se dissout dans les océans. Cela conduit à des réactions chimiques qui globalement rendent l’océan plus acide. Le caractère plus ou moins acide d’un liquide se mesure par son pH, et le pH des océans, actuellement autour de 8,1, a diminué de 0,1 depuis le début de l’ère industrielle. Comme le pH est une échelle logarithmique (une variation du pH représente une augmentation plus que proportionnelle du degré d’acidité), cette variation de 0,1 représente en réalité une hausse de 30% de l’acidité des océans.

Cet effet a des conséquences majeures sur la vie dans les océans, au point que ce phénomène est souvent décrit dans la littérature anglo-saxonne comme « global warming’s equally evil twin » (le jumeau également malfaisant du réchauffement climatique). Il a notamment pour effet de rendre beaucoup plus difficile la formation des coquilles de certains animaux marins (moules, palourdes, oursins, étoiles de mer…) mais aussi des micro-organismes qui se trouvent en bas de la chaîne alimentaire, de sorte que la plupart des animaux marins sont concernés directement ou indirectement.

Quels sont les autres impacts du changement climatique ?

Outre la montée des eaux et l’acidification des océans, l’effet de serre a des conséquences de grande envergure sur tous les domaines du climat, et par extension sur tous les aspects de la vie sur terre : c’est la raison pour laquelle on parle de « changement climatique » et pas seulement de « réchauffement climatique ».

Les principales conséquences sont les suivantes :

Vagues de chaleur : La hausse moyenne des températures va accroître considérablement le nombre de vagues de chaleur et de jours de température extrême (on estime généralement qu’une augmentation de 1° de la température moyenne conduit à une hausse de 2° des températures extrêmes constatées dans une zone donnée).

Sécheresses : La hausse des températures va conduire à une aggravation des sécheresses. Cet effet sera d’autant plus marqué là où le changement climatique aboutira également à diminuer les précipitations ou à les rendre plus irrégulières.

Incendies de forêt : La hausse des chaleurs, l’évaporation et l’assèchement des zones de forêt, accroît significativement le risque d’incendies. Dans des zones déjà exposées à cette menace même une augmentation limitée de la température moyenne peut avoir des effets considérables : on estime qu’aux États-Unis chaque degré supplémentaire multiplie par 4 la zone des feux de forêts.

Les incendies de forêt sont par ailleurs l’un des effets amplificateurs du changement climatique : les forêts stockent le carbone donc lorsqu’elles brûlent, ce carbone est relâché dans l’atmosphère, aggravant l’effet de serre.

Pertes de ressources alimentaires sur terre et dans les mers : La perte de rendements agricoles peut avoir plusieurs causes liées au changement climatique : la chaleur, la sécheresse, la diminution de la ressource en eau (du fait de la modification des précipitations ou de la fonte des glaciers), la montée des eaux qui peut rendre inaccessible ou infertile certaines terres cultivées. Dans les mers, le réchauffement et l’acidification des océans réduisent les ressources disponibles (bien sûr d’autres facteurs, comme la surexploitation des océans, peuvent avoir un impact supérieur).

Événements cycloniques, inondations, déluges : L’impact du changement climatique sur les précipitations et les événements de type tempêtes ou cyclones est plus difficile à prévoir que les vagues de chaleur. Pour autant, il semble certain que les événements cycloniques, en particulier, vont devenir plus destructeurs (quoique pas nécessairement plus nombreux) en raison de l’accumulation de plusieurs facteurs : la montée du niveau des eaux (les vagues liées aux cyclones, partant d’un niveau plus élevé, pourront pénétrer plus profondément dans les terres), la plus grande concentration d’eau dans l’air plus chaud qui entraîne plus de précipitations, le réchauffement des océans (la chaleur de l’océan est en quelque sorte la réserve d’énergie du cyclone).

De même, la montée du niveau des eaux et l’accroissement de la fréquence d’événements extrêmes avec de fortes périodes de précipitations (déluges) accroît le risque d’inondation pour des villes au bord des mers ou bien sur des rivières, comme Londres par exemple, qui est une ville fortement exposée au risque de montée des eaux alors même que ce n’est pas une ville côtière.

De manière générale, il est parfois difficile de comprendre comment le même phénomène (l’effet de serre) peut aboutir à des effets aussi opposés en apparence que des hausses de température entraînant des sécheresses et des épisodes de fortes précipitations. Même si les procédés en cause sont complexes, il y a un élément de réponse fondamental qui est que l’air plus chaud peut contenir plus d’humidité : avec un degré de plus, l’air peut contenir 7% de vapeur d’eau supplémentaire. C’est pourquoi on résume parfois l’effet du changement climatique en disant qu’il rend les zones sèches plus sèches et les zones humides plus humides : lorsqu’il n’y a plus d’eau, la hausse des températures conduit à l’évaporation des sols et aggrave la sécheresse ; mais lorsqu’il y a beaucoup d’eau, la température élevée accroît la quantité de vapeur dans l’air ambiant.

Maladies tropicales : Le réchauffement climatique devrait accroître les zones favorables à la diffusion des moustiques et des tiques, entraînant un accroissement de la diffusion de maladies telles que le paludisme, la dengue, le virus du Nile occidental, le chikungunya.

Pollution : La combustion des énergies fossiles est une source importante de pollution de l’air, notamment à travers les particules fines. Mais la hausse de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère a également des effets : dans un contexte de forte chaleur, elle peut conduire à la formation d’ozone et la pollution à l’ozone est très dangereuse pour la santé ; de plus, au-delà d’un certain point, le dioxyde de carbone lui-même devient nocif et on a pu mesurer l’impact de concentrations élevées sur les fonctions cognitives.

Perte de biodiversité : La perte de biodiversité est un phénomène mondial, extrêmement rapide, au point que notre époque peut être caractérisée comme celle d’une « sixième extinction des espèces », comparable aux autres extinctions de masse que notre planète a connues par le passé. Cette évolution a de nombreuses causes, notamment la perte des habitats naturels. Le changement climatique est un facteur parmi d’autres mais son impact est significatif, pour plusieurs raisons. D’abord, il est très rapide (par le passé les évolutions de température se sont faites sur des échelles de temps beaucoup plus longues et les espèces ont pu évoluer). Ensuite, il s’ajoute aux autres menaces sur les écosystèmes : par exemple, les animaux peuvent migrer en réponse au changement climatique pour conserver un habitat qui leur convienne (dans l’hémisphère nord, ils peuvent se déplacer vers le nord pour compenser la montée moyenne des températures), mais ils peuvent se heurter à des limites artificielles (villes, routes…) Et même des zones réservées, épargnées par l’activité humaine, subissent les effets du changement climatique.

Quels sont les pays responsables des émissions de gaz à effet de serre ?

Émissions de dioxyde de carbone issues des énergies fossiles, en milliard de tonnes (GtCO2)

Source : Global Carbon Project – Carbon Budget 2018

Si l’on considère l’Europe comme une seule entité, les quatre principaux émetteurs (Chine, États-Unis, Europe, Inde) représentent donc 60% du total des émissions mondiales. La Chine est, de loin, le premier émetteur mondial. Les émissions françaises représentent 1% du total des émissions mondiales.

Toutefois il est également significatif de considérer les émissions par habitant pour évaluer les choix économiques et technologiques des différents pays.

Émissions de dioxyde de carbone issues des énergies fossiles, en tonnes par habitant (tCO2/habitant)

Source : Global Carbon Project – Carbon Budget 2018

Les États-Unis sont le grand pays dont les émissions par habitant sont les plus élevées, pour différentes raisons : l’importance des émissions liées aux transports (voiture, avion) compte tenu des distances à parcourir et des habitudes de consommation, le poids des énergies fossiles dans la production d’énergie et dans l’industrie. L’Europe et la Chine se situent au même niveau en dépit du niveau de vie supérieur des européens, ce qui montre que la Chine émet plus de dioxyde de carbone pour une quantité donnée de production, notamment en raison de la prédominance du charbon dans son mix énergétique, et de l’importance de sa base industrielle. La France se situe à un niveau de 5,5 tonnes par habitant ce qui est plus bas que la moyenne de l’Union européenne, du fait de son mix électrique très décarboné, grâce à l’énergie nucléaire.

Encore une autre approche intéressante est historique : elle compare les émissions des différents pays (toujours en comptant l’Europe de manière conjointe) depuis le début de l’ère industrielle. Les États-Unis et l’Europe, entrés plus tôt dans l’ère industrielle, sont à l’origine de près de la moitié du dioxyde de carbone actuellement présent dans l’atmosphère.

Émissions cumulatives historiques de dioxyde de carbone

Source : Global Carbon Project – Carbon Budget 2018

Comment ont évolué les émissions de gaz à effet de serre dans la période récente ?

Depuis 1960, la hausse des émissions de gaz à effet de serre a été pratiquement continue :

Émissions de dioxyde de carbone en milliard de tonnes (GtCO2)

Source : Global Carbon Project – Carbon Budget 2018

Au cours des dernières années, les émissions ont atteint un plateau et sont restées pratiquement stables en 2014, 2015 et 2016. Toutefois ce « pic » s’est révélé temporaire et il est explicable par certains éléments conjoncturels (notamment le remplacement du charbon par le gaz aux États-Unis et une moindre utilisation du charbon en Chine). Au cours des deux dernières années la hausse des émissions a repris sa hausse à un rythme soutenu pour atteindre 37,1 milliards de tonnes en 2018 soit une augmentation estimée à 2,7%.

Il faut bien comprendre que la hausse des émissions conduit à accélérer la hausse de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère (et donc la température du globe). La diminution des émissions, qui est un objectif souhaitable, aurait pour effet de ralentir cette hausse, mais la hausse se poursuivrait néanmoins. Pour stabiliser la concentration de dioxyde de température, et donc la température, il ne suffit pas de réduire les émissions, il faut les annuler (ou du moins ne pas émettre plus que ce que la planète peut absorber, c’est ce qu’on appelle la « neutralité carbone »).

Quel est le cadre international des discussions sur le climat et qu’est-ce que l’accord de Paris ?

En 1992, au Sommet de la Terre à Rio de Janeiro, la Convention-cadre des Nations unies sur le changement climatique (CCNUCC) a été adoptée. Elle a donné lieu par la suite à des Conférences des parties (COP) au cours desquelles l’ensemble des États (les « parties » à la convention-cadre) se réunissent pour débattre de la lutte contre le changement climatique.

Le premier accord international significatif est celui de Kyoto, finalisé en 1997 et entré en vigueur en 2005. Presque tous les États ont participé, sauf les États-Unis (qui ne l’ont jamais ratifié) et le Canada (qui en est sorti). L’accord de Kyoto comportait des engagements de réduction des émissions de gaz à effet de serre mais qui n’ont été que très imparfaitement tenus (sauf par les pays de l’ex-URSS qui ont fait beaucoup mieux, mais ce résultat était surtout dû à l’effondrement de leurs économies dans la période).

Le plus important accord sur le climat est celui qui a été signé à Paris en 2015, lors de la COP21 (la 21ème conférence des parties). L’accord de Paris repose sur deux piliers :

  • l’objectif de contenir d’ici à 2100 le réchauffement climatique « bien en dessous de 2 °C par rapport aux niveaux préindustriels » et si possible de viser à « poursuivre les efforts pour limiter la hausse des températures à 1,5 °C » ;
  • des contributions volontaires des États (en anglais les Nationally Determined Contributions ou NDCs) : chaque État a indiqué ses engagements en matière d’émissions.

En un an, 196 pays ont rejoint l’accord, qui peut être considéré, à ce titre comme l’un des plus importants traités diplomatiques existants. On peut penser que ce succès est notamment dû au fait que l’accord respecte la souveraineté des États, ce qui en est aussi la limite : les États ont choisi eux-mêmes le niveau de leurs engagements, et ceux-ci ne sont pas suffisants, globalement, pour respecter l’objectif qu’ils se sont donnés par ailleurs (rester en-dessous de 2° de réchauffement) ; et même ce niveau d’engagement peut être dépassé sans entraîner de sanction ou de conséquence particulière. La COP24, la dernière, s’est tenue en décembre 2017 à Katowice en Pologne. Elle a principalement porté sur l’adoption de règles communes pour évaluer les engagements pris dans le cadre de l’accord de Paris.

Quelles sont les trajectoires possibles d’évolution des émissions de gaz à effet de serre ?

Le graphique suivant permet de visualiser les trajectoires selon différents scénarios d’émissions :

  • émissions compatibles avec un réchauffement de 1,5° d’ici 2100,
  • émissions compatibles avec un réchauffement de 2°,
  • émissions si tous les États respectent leurs engagements au titre de l’accord de Paris : 3° environ,
  • émissions en tenant compte du dépassement constaté par rapport aux engagements pris à Paris : 3,5° environ,
  • émissions si l’on poursuit les tendances actuelles : 4 ou 5°

Trajectoires possibles d’émissions de gaz à effet de serre et résultat en termes de hausse de la température

Source : Our World in Data

Il existe évidemment beaucoup de trajectoires possibles mais pour résumer, si l’on voulait respecter les objectifs officiels de la communauté internationale (1,5° ou 2° de réchauffement), il faudrait engager dès maintenant, et très rapidement, une forte réduction de nos émissions, pour atteindre zéro en 2050 (pour s’en tenir à 1,5°) ou en 2070 (pour s’en tenir à 2°). A l’échelle mondiale, aucun de ces deux scénarios ne paraît réaliste dans le contexte politique actuel. C’est pourquoi, à moins d’un changement radical et rapide dans les politiques conduites dans le monde, il paraît peu probable que nous puissions échapper à un réchauffement d’au moins 2,5° ou 3°, voire davantage, d’ici la fin du siècle.

Qu’est-ce que la géo-ingénierie et est-ce une réponse au problème du changement climatique ?

Dans tout ce qui précède, nous avons supposé que le dioxyde de carbone émis par les activités humaines restait dans l’atmosphère, et contribuait au réchauffement de la planète. On évoque parfois sous le terme de géo-ingénierie les techniques destinées à prévenir cet enchaînement, de deux manières :

  • soit en retirant le dioxyde de carbone de l’atmosphère (capture et séquestration du carbone),
  • soit en prenant des mesures pour réfléchir davantage de radiation solaire, afin de limiter le réchauffement de la planète.

Nous examinerons ces deux techniques tour à tour.

Capture et stockage du carbone

Il existe plusieurs manières de capturer et de stocker le carbone. La plus simple est de planter (ou de replanter) des forêts : en poussant, les arbres capturent le carbone. En fait cela revient à compenser la déforestation des décennies passées qui a eu l’effet inverse, en rejetant le carbone dans l’atmosphère.

Pour aller plus loin il faut pouvoir stocker le carbone massivement sous la terre (séquestration géologique). Pour cela, il est comprimé et injecté dans des espaces de stockage qui peuvent être par exemple d’anciens gisements de gaz ou de pétrole. On peut y voir une certaine ironie : après avoir retiré le carbone des gisements naturels d’hydrocarbure on essaie de l’y remettre, sachant que dans beaucoup de cas il aurait été plus simple et moins coûteux de le laisser en place et de trouver des alternatives à son utilisation… L’injection du dioxyde du carbone dans des gisements presque épuisés peut aussi présenter des avantages économiques, en permettant d’extraire le pétrole ou le gaz restant. Il existe d’autres sites possibles, notamment les aquifères salins (les aquifères sont des roches qui permettent le stockage de liquide : eau, ou dioxyde de carbone en l’occurrence).

Pour obtenir le dioxyde de carbone en vue de son stockage, une première possibilité est d’équiper des centrales thermiques, à charbon ou à gaz, d’un système de capture et de stockage du dioxyde de carbone, et d’un système d’enfouissement : l’énergie ainsi produite peut donc être considérée comme une énergie décarbonée (qui ne s’est pas accompagnée d’émissions de dioxyde de carbone). Mais cela renchérit le coût de l’électricité produite et peu la rendre peu compétitive, notamment par rapport à des sources déjà décarbonées (comme les énergies renouvelables ou le nucléaires) qui n’exigent pas de telles installations.

En combinant le recours à la reforestation, et le stockage du carbone, on peut aussi imaginer de brûler une partie de la biomasse (arbres, plantes) générée par les forêts dans des centrales thermiques ainsi équipées. Avec le temps les forêts repoussent et le processus peut se répéter, permettant de diminuer le carbone de l’atmosphère puisqu’il est absorbé par les arbres, puis stocké sous terre.

Outre le coût, la difficulté des solutions qui font appel à des surfaces importantes de forêt est la concurrence pour l’utilisation des sols : pour avoir un impact, il faudrait que de telles techniques soient utilisées massivement mais cela aurait des conséquences majeures en termes de réduction de surfaces disponibles pour d’autres usages (avec potentiellement un impact sur la préservation de la biodiversité et l’agriculture en particulier). Compte tenu de la pression déjà constatée sur l’usage des sols, et qui va vraisemblablement s’accroître avec l’augmentation de la population, cette perspective paraît complexe à mettre en œuvre.

Le dioxyde de carbone pourrait également être capturé directement dans l’atmosphère et stocké. Cette méthode est à certains égards idéale (elle ne nécessite pas de mobilisation des sols et la capture peut être réalisée à proximité du lieu de stockage), mais elle est extrêmement coûteuse en énergie : même s’il y en a trop (de notre point de vue), le dioxyde de carbone reste très dilué dans l’atmosphère et l’isoler est donc difficile. L’utilisation massive de cette technique paraît donc inaccessible à court ou moyen terme (à très long terme, si nous parvenons à développer une énergie solaire presque gratuite, cela pourrait être une option).

Réflexion solaire

Pour réduire le réchauffement de la Terre par les rayons du soleil, on peut envisager plusieurs méthodes, dont la plus simple serait de diffuser dans l’atmosphère (via des avions par exemple) des aérosols. Ceux-ci réfléchissent le rayonnement du soleil et réduisent d’autant le réchauffement de l’atmosphère. Même s’il existe peu d’expériences à ce jour, en réalité ce phénomène est bien connu puisque nous le constatons lors des éruptions volcaniques, et d’ailleurs on pourrait envisager de le mettre en œuvre avec des particules soufrées similaires à celles émises par les volcans.

D’autres techniques peuvent également être envisagées : favoriser la formation de nuages près de la surface (qui réfléchissent les rayons solaires), dissiper les nuages cirrus de haute altitude (qui au contraire ont un effet refroidissant), rendre certaines surfaces terrestres plus réfléchissantes… Toutefois aucune n’a fait l’objet d’expérimentation poussée et leur impact potentiel reste assez incertain.

Ces méthodes, en particulier la diffusion d’aérosols, pourraient potentiellement coûter beaucoup moins cher que des stratégies d’adaptation de nos émissions, ou de capture du carbone. Ce ne sont toutefois pas des solutions très satisfaisantes au problème du changement climatique, pour plusieurs raisons.

En premier lieu, il est difficile de les expérimenter à une échelle autre que planétaire. Or la diffusion massive d’aérosols pourrait avoir d’autres conséquences (sur l’agriculture, le climat…) Cela supposerait des choix complexes de gouvernance pour savoir comment prendre la décision et qui serait responsable d’éventuelles conséquences néfastes.

Plus fondamentalement, la réflexion solaire ne change pas la concentration de gaz à effet de serre, elle limite simplement l’effet sur les températures. Par conséquent les autres effets de ces gaz, notamment l’acidification des océans, se poursuivraient.

La mise en œuvre de la réflexion solaire devra également être permanente : les aérosols se dissipent au bout de quelques années tout au plus, donc en pratique il faudra entretenir une flotte d’avions pour les diffuser tant que le dioxyde de carbone n’aura pas disparu, donc pendant des siècles ou des millénaires… sauf à retirer le carbone en parallèle. C’est ce qui fait considérer par beaucoup d’observateurs que la réflexion solaire n’a de sens que couplée à la capture et séquestration du carbone, mais cela nous ramène aux difficultés évoquées précédemment.

Enfin, et c’est sans doute le risque le plus grand, le caractère transitoire de cette technique signifie que si un événement conduit à interrompre la diffusion d’aérosols (par exemple en raison d’un désaccord entre pays, voire d’une guerre mondiale) la température pourrait remonter de plusieurs degrés en quelques années : un tel choc serait catastrophique pour les sociétés humaines comme pour la faune et la flore.

Pour toutes ces raisons, et même s’il est probablement utile de développer la recherche dans ce domaine comme dans les autres, on ne peut pas considérer que ces techniques représentent des solutions qui nous dispensent d’efforts de réduction de nos émissions de gaz à effet de serre.

De quelles activités proviennent les gaz à effet de serre ?

On peut répartir comme suit les secteurs responsables des émissions de gaz à effet de serre :

Émissions mondiales de gaz à effet de serre par secteur économique

Source : 5e rapport du GIEC, 2014 et Environmental Protection Agency

Dans cette décomposition on distingue :

  • Électricité et chaleur : la combustion d’énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) pour produire de l’électricité ou de la chaleur.
  • Agriculture, forêts et autres usages des sols : les émissions de l’agriculture, en particulier les autres gaz à effet de serre que le dioxyde de carbone (méthane et protoxyde d’azote), ainsi que les effets de la déforestation (lorsque l’on détruit des forêts cela rejette du dioxyde de carbone dans l’atmosphère).
  • Bâtiments : la combustion d’énergies fossiles pour chauffer les bâtiments, ou pour la cuisine par exemple.
  • Transports : principalement la consommation de pétrole pour le transport routier, marin et aérien.
  • Industrie : les émissions industrielles, liées soit à la combustion d’énergies fossiles dans des installations industrielles, soit à d’autres procédés chimiques ou métallurgiques.
  • Autres énergies : il s’agit d’émissions liées au secteur énergétique (autres que l’effet direct de la production d’énergie et de chaleur), en particulier les émissions liées à l’extraction, au raffinage et au transport.

Parce que les émissions proviennent d’une grande variété d’activités, les mesures à mettre en œuvre pour les réduire sont également d’une grande diversité. On peut citer par exemple : le remplacement d’énergies fossiles (charbon, gaz) par des énergies décarbonées (éolien, solaire, nucléaire) dans la production d’électricité, l’isolation thermique des bâtiments, le chauffage des maisons et appartements par la biomasse ou des pompes à chaleur à électricité plutôt qu’au fioul ou au gaz, le recours aux véhicules électriques plutôt que thermiques, la diminution des émissions industrielles via des quotas ou des normes, la limitation des productions agricoles très émettrices (comme l’élevage bovin), la réduction du gaspillage alimentaire, la reforestation…

Si l’on considère plus particulièrement les émissions de dioxyde de carbone liées à la combustion des énergies fossiles (deux tiers du total des émissions de gaz à effet de serre) on peut également s’intéresser à leur décomposition entre les trois catégories d’énergies fossiles :

Émissions de dioxyde de carbone par énergie fossile

Source : Global Carbon Project 2018 – Carbon Budget 2018

Quelle est la stratégie européenne en matière de changement climatique ?

L’Union européenne a adopté en 2008 un premier « paquet climat-énergie » (paquet 2020) autour d’objectifs « 20-20-20 », en s’engageant sur trois points à l’horizon 2020 :

  • Réduction de 20 % des émissions de gaz à effet de serre (par rapport à 1990).
  • Proportion de 20 % d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique totale.
  • Augmentation de 20 % de l’efficacité énergétique (par rapport à 1990).

Le paquet climat-énergie de 2014 (paquet 2030), révisé fin 2018, fixe de nouveaux objectifs pour 2030 :

  • Réduction d’au moins 40 % des émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990.
  • Proportion d’au moins 32 % d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique totale.
  • Augmentation d’au moins 32,5 % de l’efficacité énergétique.

A plus long terme, l’Union européenne s’engage à réduire ses émissions de 80% à 95% à l’horizon de 2050.

Par ailleurs plusieurs politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre sont gérées au niveau européen.

La principale est le système de quotas ou système ETS (emissions trading scheme) qui concerne l’industrie et la production énergétique et couvre 31 pays. Les principales installations (11 000 sont concernées, représentant 45% des gaz à effet de serre de l’Union européenne) doivent acheter des droits d’émission, qui sont soumises à un quota global pour garantir que la quantité totale d’émissions ne dépasse pas un certain niveau. Ce dispositif permet de réduire progressivement le plafond, tout en s’assurant que les améliorations sont réalisées de la manière la plus efficace possible économiquement.

L’Union européenne arrête également des niveaux maximums d’émissions pour les véhicules, avec un plafond progressivement réduit afin d’obliger les constructeurs à vendre des véhicules thermiques plus efficaces, et des véhicules hybrides ou électriques.

Enfin les bâtiments neufs construits après le 31 décembre 2020 en Europe devront être « à consommation énergétique presque nulle ».

Quelle est la stratégie française en matière de changement climatique ?

La stratégie française pour l’énergie et le climat est définie dans deux documents cadres : la stratégie nationale bas carbone (SNBC) et la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Le Président de la République a présenté cette stratégie en novembre 2018 et les nouvelles versions de la SNBC et de la PPE ont été publiées peu après.

Les principaux objectifs du gouvernement sont :

  • Atteindre la neutralité carbone en 2050.
  • Ne plus vendre aucun véhicule émetteur de gaz à effet de serre après 2040.
  • Fermer les dernières centrales à charbon d’ici 2022 et ne plus accorder d’autorisation pour de nouvelles centrales électriques utilisant des énergies fossiles.
  • Doubler les capacités installées en énergies renouvelables électriques d’ici 2028.
  • Atteindre 50% de part du nucléaire dans le mix électrique à l’horizon 2035.
  • Remplacer un million de chaudières au fioul d’ici 2023.
  • Rénover 500 000 logements par an.
  • Atteindre un objectif de 4L/100 km pour les véhicules thermiques en 2030.

Des initiatives ont également été annoncées notamment pour réduire les émissions du secteur agricole, augmenter le stockage de carbone dans les sols, développer la chaleur renouvelable dans l’industrie, favoriser l’économie circulaire, réduire la quantité de déchets et améliorer leur collecte, mieux gérer les forêts en renforçant les puits de carbone et en développant l’usage du bois. La hausse de la taxe carbone, annoncée initialement, a été finalement abandonnée suite aux protestations des « gilets jaunes ».

Que pouvons-nous faire personnellement ?

Nous avons tous une empreinte carbone, qui mesure les émissions de dioxyde de carbone liées à nos modes de vie (il existe des outils en ligne pour la calculer), et il est possible de la réduire à travers différentes initiatives :

  • Réduire le nombre de ses voyages en avion (un vol Paris-New-York représente autant d’émissions que 5000 kilomètres en voiture).
  • Prendre les transports en commun ou le vélo plutôt que la voiture, ou bien remplacer sa voiture thermique par une voiture électrique.
  • Mieux isoler sa maison.
  • Changer son mode de chauffage en privilégiant une chaudière à bois, ou une pompe à chaleur, ou des panneaux photovoltaïques, plutôt que des chaudières à gaz ou au fioul (ou à défaut remplacer sa chaudière ancienne par une chaudière à gaz moderne par exemple).
  • Consommer moins de viande bovine (même si c’est bon… mais les légumes aussi c’est délicieux !).

Idéalement il faut aussi tenir compte, dans ses décisions individuelles, d’un facteur spécifique qui est l’origine de l’électricité. Si vous vivez en France, débrancher vos appareils électriques, par exemple, ne réduit pas beaucoup les émissions de gaz à effet de serre, puisqu’en France la production d’électricité est largement décarbonée, grâce au nucléaire (bien sûr il est toujours souhaitable de réduire sa consommation lorsque c’est possible, ne serait-ce que pour faire des économies). Mais remplacer votre voiture thermique par une voiture électrique a un impact très important sur votre empreinte carbone.

Si vous habitez en Chine (je dis cela pour mes très nombreux lecteurs chinois) c’est l’inverse. Réduire votre consommation d’électricité est très efficace pour réduire votre empreinte carbone. En revanche acheter une voiture électrique n’est pas très utile : si l’on tient compte de l’électricité nécessaire pour la faire fonctionner, utilisée essentiellement en brûlant du charbon fortement émetteur de dioxyde de carbone, la voiture électrique est en fait plus émettrice qu’une voiture thermique (pour l’instant : peut-être qu’à moyen terme la Chine aura réussi à évoluer vers des énergies décarbonées).

Bien entendu, une grande partie des enjeux du changement climatique dépendent des pouvoirs publics, y compris au plan diplomatique : si nous voulons réduire les émissions de gaz à effet de serre, il faut non seulement agir en France mais aussi plaider auprès de nos partenaires pour un renforcement des engagements des États au niveau mondial.

C’est pourquoi, au-delà des actions que nous pouvons prendre au plan individuel, la lutte contre le changement climatique ne pourra passer que par une mobilisation collective : le plus important pour chacun d’entre nous est de nous faire entendre, notamment lorsque nous en avons le pouvoir, à travers notre vote !

3 réflexions sur « Foire aux questions »

  1. Je n’ai pas trouvé le point que je développe ci après dans les présentations très intéressantes que j’ai pu lire sur ce blog.

    Nos sociétés « productrices et d’acheminement d’électricité » en particulier parlent peut des pertes en ligne par effet joule mais aussi lors de la réduction des voltages au travers des transformateurs. Il est généralement et globalement estimé à 10% la perte du transport d’électricité ce qui équivaudrait à la production de disons 5/7 centrales nucléaire.
    Que faire :
    – produire proche des lieux de consommation,
    – obliger l’installation de panneaux solaire ou d’éoliennes sur toutes nouvelles constructions pour particuliers, communes, toutes les toitures d’entrepôts…..etc
    -promouvoir les véhicules électriques et les rendre obligatoires pour toutes les activités locales (livraisons, poste, administration locale, associations
    -les pompes à chaleurs consommatrices d’électricité à coupler à la mise en place de panneaux solaire avec auto consommation et dans le sud France en particulier (obligatoire)
    -….
    et sans doutes beaucoup plus de solutions

  2. On parle de process de « méthanisation  » procédé assez dangereux qui permet de transformer en gaz (méthane) des résidus « agricole ou autres,
    On l’appelle aussi biogaz, une merveille donc.
    Néanmoins ce gaz est destiné au brulage pour obtenir de la chaleur et pour la planète c’est comme les autres gaz pétrolier.
    Ou est l’objectif final à part le risque industriel et peut être une installation soumise  » sevezo « 

  3. Mr Chriqui bienvenue dans la bande des farfelus qui dès Haroun Tazzief , alertaient sur les dangers de l’augmentation du CO2 dans l’atmophère, c’était il y a 47 ans, mieux vaux tard que jamais.
    Je vous souhaite de faire aussi bien et aussi que concret que le grenelle de l’environnement… Avec néanmoins un peu plus de persévérance, l’écologie est une préoccupation volatile au PR, et ce n’est pas votre champion actuel qui va vous aider.
    J’aurais aimé voir dans votre blog le volet social, grand absent de vos préoccupations, faut il s’en étonner. Ce sont les petits qui vont les premiers en souffrir, et c’est encore eux qui en subiront le plus durement les effets. Rappel, les petits sont très majoritaires.
    Quand vous dites que le charbon est l’ennemi… Retournez un peu votre lorgnette, c’est notre mode de vie actuel l’ennemi! Ne confondez pas la partie avec le tout. Je vous comprend, pour un conservateur, parler de révolution du mode de vie est un peu difficile.
    Enfin, n’oubliez pas derrière votre catalogue très factuel, que nous pays occidentaux les plus riches, sommes les plus fautifs. Même si en France nous devenions vertueux, c’est parce que nous exportons ailleurs les activités les plus sales. Pour arrêter les centrales à charbon chinoises il « suffit » d’arrêter de consommer des fabrications chinoises.
    Penser global et agir local, monsieur le maire… Je vous attend sur le concret concernant votre commune: prenez exemple sur Eric Piolle pour le plus proche et étonnez nous, ce sera rafraîchissant!
    Le reste, c’est du blabla.
    PS, l’effort le plus rentable et le plus rapide, c’est de changer de banque pour un établissement éthique.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *