« Gaz à effet de serre »

Un ouvrier d’une centrale à charbon en Chine. La combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon) provoque des émissions de CO2, le plus important gaz à effet de serre d’origine anthropique. Reuters

Parmi les changements qui affectent l’atmosphère et donc le climat lui-même, l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre (GES) est plus spécifiquement pointée du doigt. La question de la réduction de leurs émissions s’est trouvée au cœur des discussions de la COP21 de Paris dont l’objectif visait à contenir le réchauffement global en deçà de 2 °C. Ces gaz tendent principalement à accroître l’absorption du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre, stockant cette chaleur dans les basses couches de l’atmosphère au lieu de l’évacuer vers l’espace. Ces changements entraînent un « forçage radiatif » du système climatique.

Des valeurs de forçage radiatif positives contribuent aux augmentations de température de surface moyenne à l’échelle du globe, tandis que des valeurs négatives entraînent des diminutions. La contribution de chaque gaz à effet de serre au forçage radiatif au cours d’une période particulière est déterminée par la variation de sa concentration dans l’atmosphère pendant cette période et l’efficacité du gaz à perturber l’équilibre radiatif. Plusieurs des principaux gaz à effet de serre existent naturellement, mais l’augmentation significative de leur concentration atmosphérique ces 250 dernières années est imputable aux activités humaines.

Plus de quarante GES référencés

Le Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC) a recensé plus d’une quarantaine de gaz à effet de serre, parmi lesquels figurent : la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), l’ozone (O3), le protoxyde d’azote (N2O), les halocarbures – tels que les hydrofluorocarbure (HFC), perfluorocarbure (PFC) et hexafluorure de soufre (SF6).

L’effet de serre naturel. climatechallenge.be.

La vapeur d’eau, d’origine essentiellement naturelle, est un puissant gaz à effet de serre qui contribue pour 60 % à 90 % de l’effet de serre naturel, sans lequel notre planète afficherait une température moyenne de – 18 °C. L’ozone (O3) est un gaz à effet de serre important qui est continuellement formé et détruit par des mécanismes chimiques impliquant d’autres espèces (radicaux OH, composés organiques volatils…). Au niveau de la troposphère (la basse couche de l’atmosphère), l’activité humaine a influencé la production d’ozone par l’émission de gaz tels que le monoxyde de carbone, les hydrocarbures ou l’oxyde nitreux qui sont des précurseurs d’ozone. À l’inverse, à plus haute altitude, au niveau de la stratosphère, certains gaz d’origine anthropique comme les CFCs (chlorofluorocarbures) ont participé à sa destruction.

Parmi les GES dont les émissions possèdent une longue durée de vie (jusqu’à plusieurs centaines d’années) – se concentrant donc longtemps dans l’atmosphère – on peut en citer quatre particulièrement actifs et résultant des activités humaines :

  • Le dioxyde de carbone (CO2) : il s’agit du plus important gaz à effet de serre d’origine anthropique, issu de la combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon) et de la biomasse (sols et forêts). Ses émissions annuelles ont progressé ces dernières décennies et représentaient, en 2004, 77 % des émissions totales des GES d’origine non naturelle.

  • Le méthane (CH4) : il absorbe très efficacement les radiations (21 fois plus puissant que CO2), même si sa concentration est bien plus faible que celle de CO2 et sa durée de vie relativement courte (de 10 à 12 ans) en comparaison à d’autres GES. Le méthane est produit par l’agriculture (riz, élevage…), la production et de la distribution de gaz et de pétrole, mais une quantité importante est également issue d’origine naturelle. Sa concentration a augmenté, plus que doublé, entre les années 1990 et 2005.

  • Le protoxyde d’azote (N2O) : c’est le 3e plus important gaz à effet de serre rejeté dans l’atmosphère. Il présente un pouvoir de réchauffement global 310 fois supérieur à celui du CO2. Il provient des activités agricoles, de la combustion de la biomasse et des produits chimiques, comme l’acide nitrique.

  • Les halocarbures : ce sont des composés chimiques produits par l’homme qui contiennent du carbone et des éléments appartenant à la famille des halogènes (brome, chlore et fluor). Bien qu’émis moins abondamment que CO2, ils sont de puissants GES, car leur pouvoir de réchauffement est très élevé (1 300 à 24 000 fois supérieur à celui du CO2 pour les composés fluorés) et présentent une très longue durée de vie. Ces gaz sont utilisés dans les systèmes de réfrigération, les aérosols, les mousses isolantes ou dans l’industrie électrique. Certaines de ces substances, les CFCs, ont été invoquées dans la destruction de l’ozone dans les années 1980. Suite à l’application du Protocole de Montréal (1987), leur émission a été significativement réduite.

Le cinquième Rapport d’évaluation du GIEC sur l’évolution du climat (octobre 2014), conclut que malgré la prise en compte des impacts climatiques et les politiques associées, les émissions mondiales de gaz à effet de serre ont augmenté jusqu’à des niveaux jamais atteints. Ces dernières ont ainsi progressé plus rapidement entre 2000 et 2010 qu’au cours de chacune des trois décennies précédentes.

Certains des scénarios proposés pour maintenir l’augmentation de la température moyenne mondiale de 2 °C, invoquent la nécessité de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre de 40 à 70 % par rapport à 2010 d’ici le milieu du siècle et les éliminer presque totalement d’ici à 2100.