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    Impression du texte

    Effet de serre

    Définition

    Phénomène naturel par lequel les êtres vivants concourent, en rejetant certains gaz dans l'atmosphère, à créer, par un réchauffement de l'atmosphère semblable à celui qui se produit dans une serre, l'environnement dont ils ont besoin pour survivre.


    *******



    Quelques données de base
    «L’atmosphère terrestre est relativement transparente aux rayonnements du Soleil, hormis pour une partie qui est absorbée par les nuages ou réfléchie.

    Une partie du rayonnement solaire que reçoit la Terre est réfléchie à la surface et est confinée dans la basse atmosphère du fait de la présence dans cette couche de composés minoritaires ayant la capacité de piéger les rayonnements infrarouges, d’où résulte l’effet de serre.

    Au nombre de ces composés on compte: la vapeur d’eau, le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), l’oxyde d’azote (NOx), le protoxyde d’azote (N2O), les chlorofluorocarbones (CFC), l’ozone (O3).

    L’effet de serre "naturel" en lui-même n’est pas inquiétant. Il est même bénéfique. En effet, si l’atmosphère terrestre était uniquement composée d’oxygène et d’azote, la température moyenne de la planète serait de – 18 °C. Grâce à l’effet de serre, cette température moyenne est de + 15 °C.

    L’augmentation du volume des gaz participant à son développement est, par contre, inquiétante.

    Cet accroissement serait dû à la présence, en plus grand nombre, de composés liés aux activités humaines qui généreraient des quantités supplémentaires de gaz que les "puits" naturels que constituent les océans et, dans une moindre mesure, les forêts, ne peuvent absorber. Selon la formule employée par le collège scientifique international dit "groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat" ou GIEC réuni par l’ONU, dans son rapport de 1995, en dépit de nombreuses incertitudes, il existe un faisceau d’éléments qui suggère une influence perceptible de l’homme sur l’évolution du climat.

    Depuis le début de l’époque industrielle, depuis 1750 environ, l’énergie nette reçue par la Terre a crû de 1 % par siècle. Entre le milieu du XVIIIe siècle et aujourd’hui, le nombre de Wm2 utilisés pour maintenir la température de la planète est passé de 240 Wm2 à 245 Wm2. Le "forçage radiatif" (c’est-à-dire la perturbation du bilan énergétique du système sol-atmosphère, exprimée en Wm2: cf. rapport précité du GIEC) du climat tend à réchauffer la surface du globe et induit d’autres modifications climatiques.

    L’augmentation serait due pour 60 % au gaz carbonique, pour environ 20 % au méthane et pour 10 % au protoxyde d’azote.

    L’accroissement de la teneur atmosphérique du gaz carbonique serait, sur la période, de 30 % environ, celui du méthane de 145 % et celui du protoxyde d’azote de 15 %.
    Ces gaz ont une durée de vie variable: de quelques années (le méthane) à un, voire plusieurs siècles. Certains influent sur le forçage radiatif sur des échelles de temps longues. Tel est le cas du dioxyde de carbone ou CO2 dont la durée de vie est de l’ordre de un siècle. L’effet "stock" est alors aussi déterminant que l’effet "flux". Dans le cas de ce gaz, un autre élément est à prendre en considération: il se diffuse très rapidement et également dans l’atmosphère. En deux ans environ, le gaz carbonique, émis en un quelconque point du globe, produit ses effets sur l’ensemble de la planète, contrairement à d’autres gaz dont les effets sont plus localisés.

    Ces deux aspects expliquent, pour une large part, l’attention portée au dioxyde de carbone et une très large partie du débat international. Ils justifient, surtout le premier, la position des pays en développement qui estiment que les États industrialisés doivent d’abord agir, en tenant compte du passé, tout autant que du présent et du futur. Ils justifient, de la même manière qu’on se préoccupe des émissions futures, lesquelles, non contrôlées, se cumuleront au stock déjà présent et ce quelle que soit l’origine géographique de la source. Or, toutes les prévisions laissent entendre que la part des pays en développement dans le total de ces émissions devrait croître de manière importante au XXIe siècle.

    Si rien n’est entrepris à leur niveau, sous une forme comme une autre, tous les efforts conjugués des grandes nations industrialisées pour réduire leurs propres émissions auront, à l’échelle planétaire, un résultat quasi nul.


    L’origine et les effets potentiels des émissions anthropiques des gaz à effet de serre
    Les sources sont intersectorielles et touchent des fonctions économiques de base. En manière de synthèse, on citera ici M. Jean-Loup Martin: "(ces sources)… se trouvent dans la combustion des énergies fossiles et de la biomasse, le secteur des transports, la déforestation, les activités où le process dégage du gaz carbonique (chimie, ciment…), les fermentations liées aux pratiques agricoles (marécages, rizières) ou urbaines (déchets, ordures), le bétail (porcins, ruminants)… la plupart des secteurs (agriculture, industrie, services) et la plupart des agents sont impliqués. Des fonctions économiques vitales (nutrition, chauffage, transport…) pourraient être remises en cause " (Chroniques de la société d’études et de documentations économiques, industrielles et sociales, SEDEIS juin 1992).

    Les effets potentiels de l’augmentation des émissions du gaz à effet de serre font l’objet de controverses entre scientifiques. Au-delà de cette communauté, les incertitudes sont, tour à tour, évoquées tant par les tenants d’une application stricte du principe de précaution que par ceux qui estiment que l’absence de certitudes vaut licence de "laisser faire".

    Cependant, les conclusions du GIEC, une fois souligné qu’en l’absence de politiques d’atténuations ou de progrès techniques sensibles permettant de réduire les émissions (ou d’accroître les "puits") on peut s’attendre à une croissance de la concentration des gaz à effet de serre tout au long du XXIe siècle, sont suffisamment préoccupantes pour avoir interpellé le monde politique.

    Étant entendu que les incertitudes portent à la fois sur le rythme, l’ampleur et la répartition régionale du changement climatique, les principaux effets à en attendre concerneraient l’élévation du niveau moyen des océans, consécutivement au réchauffement marin, à la fonte des glaciers et des calottes glacières.

    Selon les modèles, cette élévation pourrait atteindre entre quinze et quatre-vingt quinze centimètres à la fin du XXIe siècle. Le niveau des mers continuerait à s’élever à une allure semblable au-delà de 2100, même si la concentration de gaz à effet de serre était stabilisée, compte tenu du phénomène d’inertie.

    Cette élévation aura des conséquences désastreuses dans les régions côtières le plus souvent très densément peuplées. Elles pourraient être dramatiques dans certaines parties du globe. Ainsi, au Bangladesh, une élévation du niveau des océans aurait pour effet de noyer 17,5 % de la superficie du pays, touchant à la fois une part importante de la population (70 millions) et réduisant de moitié la production de riz du pays. Si seulement 1 % du territoire égyptien pourrait alors disparaître, il s’agit essentiellement d’une partie du delta dont on connaît l’apport en termes économiques et la densité de population. Des États insulaires disparaîtraient tout simplement. En Europe, les Pays-Bas seraient particulièrement affectés (moins 6 % du territoire). Dans notre pays, la Camargue serait sensiblement touchée ainsi qu’une partie des côtes languedociennes, d’Aquitaine et du Cotentin, tout comme l’outre-mer français.

    Au-delà des océans, l’augmentation des températures devrait entraîner le renforcement du cycle hydrologique d’où un risque d’aggravation des sécheresses et/ou des inondations. L’amplitude de ces variations au niveau régional ou local serait très marquée, ce qui aurait pour effet de rendre plus sèches les régions déjà très sèches – les rendements agricoles pourraient chuter de 10 à 30 %, selon les experts – et d’accélérer ainsi le phénomène de désertification. Parallèlement, des régions boréales bénéficieraient d’un climat plus agréable. Dans tous les cas, un tel changement climatique aurait une influence certaine sur la composition du tissu végétal et notamment sur la forêt, dont on sait qu’elle constitue l’un des "puits" de CO2.

    En termes économiques, les conséquences d’un changement climatique dû à l’effet de serre, peuvent s’avérer balancées pour l’agriculture de certains pays. Selon une modélisation citée par le GIEC, à titre d’exemple, un doublement du CO2 de 330 à 660 ppm (partie par million en volume, 10-6) pourrait permettre une augmentation du rendement de certains produits (blé, riz, soja, etc) de un tiers. Cependant, l’impact général, décrit plus haut, serait tel que les superficies cultivables déclineraient fortement, entraînant un accroissement du nombre des populations en situation de pénurie alimentaire.

    Enfin, on ne peut manquer de rappeler les effets du changement climatique sur la santé humaine. A cet égard, les conclusions du GIEC sont des plus inquiétantes.

    Il existe un risque d’accroissement de la mortalité et des affections dues directement à l’élévation des températures. Les risques indirects sont plus importants encore. En effet, on pourrait connaître une recrudescence de maladies infectieuses à transmission par vecteurs - paludisme, fièvre jaune, par exemple. Une modélisation conclut à une recrudescence du paludisme de l’ordre de 50 à 80 millions de cas supplémentaires par an, par rapport à un total mondial estimé, actuellement, à 500 millions de cas.

    Les maladies infectieuses à transmission non vectorielle – le choléra, la salmonellose, notamment – pourraient également connaître une recrudescence de cas.


    Estimation des principales sources d’émissions et des régions émettrices
    Les activités humaines engendrant un surcroît d’émissions de gaz à effet de serre, il reste à en déterminer la part relative. La déforestation et la consommation de grandes quantités de combustibles fossiles sont les deux principales causes du surcroît de gaz carbonique. On ne s’attardera pas ici sur le premier facteur, qui mériterait à lui seul, pourtant, de très amples développements du fait de son caractère mondial. On évoquera plutôt les consommations d’énergies.

    La demande mondiale d’énergie augmente, au-delà des fluctuations, à un rythme annuel moyen de 2 % depuis près de deux siècles. Cependant, les dernières décennies sont marquées par des inflexions témoignant de l’amélioration de l’intensité énergétique et des aléas de la croissance économique. Ainsi la moyenne annuelle de la demande, entre 1960 et l’année du premier choc pétrolier, était très soutenue, + 4,76 %. Elle fut de 1,8 % dans la décennie suivante (1973/1982) puis de 3 % entre 1983 et 1990. Elle se situe pour la décennie actuelle à 1,4 % l’an.

    La demande a été satisfaite pendant longtemps, essentiellement, par le recours à une source privilégiée  d’énergie primaire : le charbon. En quelques décennies, le pétrole a pris une place importante et dépasse aujourd’hui le charbon. Le gaz naturel participe de plus en plus à l’offre et à la consommation d’énergies primaires.

    Le tableau suivant permettra d’apprécier la part relative des différentes sources dans la consommation mondiale en 1998.

    Tableau 1 : Consommation d'énergie primaire commerciale dans le monde
    en 1998 (par source en Mtep)
     
    Pétrole
    Gaz
    naturel
    Charbon
    Nucléaire *
    Hydraulique
    **
    Total
    Amérique du Nord
    1 017
    647
    566
    204
    57
    2491
    Amérique du Sud et
    centrale

    217

    77

    19

    3

    45

    361
    Europe
    760
    385
    351
    243
    50
    1 787
    Ex-URSS
    184
    476
    167
    50
    20
    897
    Moyen-Orient
    204
    155
    7
    -
    1
    367
    Afrique
    112
    44
    96
    4
    7
    262
    Asie- Pacifique
    895
    233
    1 016
    123
    46
    2 313
    dont Chine
    190
    17
    615
    4
    17
    844
    Japon
    255
    63
    88
    84
    9
    499
    Monde Mtep
    3 389
    2 016
    2 219
    627
    226
    8 477
    %
    40
    24
    26,2
    7,4
    3
    100
    * 1 MWh : 0,26 tep.

    ** 1 MWh : 0,086 tep.
    Source : BP Statistical Review/Memento sur l’énergie édition 2000-CEA.


    Lors de la combustion des combustibles fossiles, les émissions de CO2 sont les plus importantes; dans l’ordre décroissant, pour le lignite (102 Kg de CO2/Gj), le charbon (91,3), le fioul lourd (78,5), le fioul domestique (73,3), le gaz naturel (55,9).

    En raison de la disponibilité de la ressource et de "l’ubiquité" de sa localisation, le charbon constitue un élément déterminant. Il devrait continuer de l’être encore pendant longtemps, autant pour les pays ou zones en développement (par exemple, la Chine) que pour les économies hautement développées: par exemple les Etats-Unis ou l’Australie. Le tableau suivant, le démontrera amplement.


    Tableau 2 : Prévision de consommation d'énergie primaire dans le monde par source à l'horizon 2020 par source, selon un scénario de maîtrise de la consommation d’énergie
     
    2000
    2010
    2020
    Mtep
    %
    Mtep
    %
    Mtep
    %
    Charbon
    2 406
    26
    2 756
    25,2
    3 024
    24
    Pétrole
    3 206
    34,6
    3 537
    32,3
    3 823
    30,3
    Gaz
    2 118
    22,9
    2 849
    26
    3 699
    29,3
    Nucléaire *
    628
    6,8
    700
    6,4
    729
    5,8
    Renouvelables
    909
    9,8
    1 113
    10,2
    1 340
    10,6
    Total
    9 266
    100
    10 955
    100
    12 615
    100
    Scénario " Sagesse traditionnelle " - (scénario moyen).

    * 1 MWh : 0,26 tep.
    Source : d’après DG XVII (1996) / Memento de l’énergie 1999 – CEA.


    La demande d’énergie résulte d’un besoin économique et social. Le principal de cette demande va au secteur industriel au sens large du terme. Le rapport du GIEC fournit quelques éléments très illustratifs. Si en 1990 (année de référence internationalement acceptée pour tous les calculs des émissions de gaz à effet de serre), la consommation d’énergie à finalité industrielle se situait, au niveau mondial, entre 98 et 117 Ej (exajoule), elle devrait atteindre entre 140 et 242 Ej en 2025 si aucune mesure correctrice n’était adoptée. Si la consommation peut rester stable, voire diminuer dans les économies hautement industrialisées, il n’en irait pas de même dans les pays en développement auxquels on peut ajouter ceux en transition vers une économie de marché.

    Dans toutes les hypothèses, le domaine du transport tend à voir sa part croître. Selon le GIEC, si la consommation d’énergie dans ce secteur se situait entre 61 et 65 Ej en 1990, elle pourrait atteindre entre 90 et … 140 Ej en 2025. Il est à penser que les avancées techniques ne suffiront pas, dès lors qu’il s’agira de dresser le bilan global, à pallier les effets de l’accroissement du nombre de véhicules. Selon l’OCDE, (Le monde en 2020), le parc mondial d’automobiles pourrait presque avoir doublé entre 1990 et 2020. En Chine, on estime que le nombre de véhicules pourrait progresser de ... 14 % par an et en Indonésie, la croissance du secteur transport devrait, toujours selon l’OCDE, se situer entre 6 et 5 % l’an.

    Par rapport à 1990, la consommation de carburant (et les émissions de gaz carbonique) devrait avoir été multipliée par deux en 2000, par cinq d’ici à 2010 et par neuf d’ici à 2020/25, essentiellement du fait de l’accroissement du parc mondial. En effet, les consommations et les émissions " unitaires " tendent à se stabiliser compte tenu du fait des progrès réalisés sur les moteurs : il s’agit donc d’appréhender un effet "masse".

    Enfin, le vaste secteur résidentiel et commercial n’est pas exempt. Le GIEC estime qu’il consommait, en 1990, 100 Ej d’énergie. Cette consommation devrait atteindre entre 165 et 205 Ej en 2025, en l’absence de mesures correctrices. Il est évident que ces mesures d’économies ou d’utilisation rationnelle dépendent en très large mesure des modes de vie. En effet, les experts estiment que la consommation d’énergie pourrait être réduite d’un quart, sans réduction des services par le recours à des technologies économes. Des progrès techniques pourraient être réalisés dans le domaine du "tertiaire-résidentiel" en réduisant les pertes de chaleur des bâtiments, en accroissant le rendement énergétique des appareils de climatisation et des réseaux de distribution d’eau…

    Le type de mode de vie est particulièrement déterminant. A cet égard, on relèvera, par exemple, qu’une maison chauffée au fioul (3 000 litres par an) " dégage " 2,2 tonnes de CO2, la même chauffée au gaz naturel 1,5 tonne, la même chauffée à l’électricité (4 000 Kwh/an) 0,4 tonne en France, près de 3 tonnes en Grande-Bretagne et plus de 4 tonnes au Danemark. Les différences sont dues, on l’aura aisément compris, pour l’électricité à la "matière première "utilisée pour la "fabriquer".

     Un autre exemple apparaît illustratif : un déplacement de 15 000 kilomètres engendre des émissions de carbone de : 0,6 tonne pour une voiture de petite cylindrée, à la campagne, sans embouteillage ; 2,7 tonnes pour une grosse cylindrée en zone urbaine (avec embouteillage) ; 0,05 tonne en RER ou en train (en France, mais cinq à dix fois plus à l’étranger) ; 0,7 tonne par personne en avion court-moyen courrier et, enfin, 0,45 tonne en long courrier (cf : le jaune et le rouge – revue mensuelle des anciens élèves de Polytechnique n° 555 mai 2000).

    On a évoqué, plus haut, l’importance de l’effet "stock" dans les émissions de gaz à effet de serre. On ne s’étonnera pas, dès lors, que la quasi-totalité des émissions passées incombe aux pays industrialisés comme les trois quarts des émissions actuelles.

    Le graphique suivant, repris de l’avis du Conseil économique et social sur la question est suffisamment évocateur.


    Graphique 1 : Emissions cumulées de dioxyde de carbone par grandes régions du monde (1800-1990) en %  

    Source : d’après Grubler et Nakicenovic : International burden sharing in greenhouse gas reduction Banque mondiale 1991.


    Autant qu’on puisse le conjecturer, tout porte à croire que la part des pays en développement devrait croître au XXIe siècle, ne serait-ce qu’en raison des évolutions démographiques.

    A l’horizon 2020, les travaux prospectifs de la Commission européenne Energie en Europe – selon le scénario médian dit " sagesse traditionnelle " – font apparaître une répartition plus équilibrée qu’actuellement, alors que le volume total des émissions aura presque doublé entre 1980 et cette date.


    Tableau 3 : Emissions de gaz carbonique par zone géopolitique
    en mégatonnes de CO
    2 et en %
     
    2000
    2010
    2020
    Mt
    %
    Mt
    %
    Mt
    %
    OCDE
    11833
    49,2
    12847
    45,0
    13811
    42,8
    dont UE
    3366
    14,0
    3555
    12,5
    3721
    11,5
    Etats-Unis
    5601
    23,3
    6007
    21,1
    6378
    19,8
    Japon
    1324
    5,5
    1405
    4,9
    1453
    4,5
    PECO**
    870
    3,6
    932
    3,3
    984
    3,0
    Ex-URSS
    2827
    11,7
    3239
    11,4
    3614
    11,2
    Amérique latine
    953
    4,0
    1251
    4,4
    1649
    5,1
    Moyen-orient
    804
    3,3
    1079
    3,8
    1337
    4,1
    Afrique
    917
    3,8
    1294
    4,5
    1707
    5,3
    Asie
    5773
    24,0
    7514
    26,3
    9064
    28,1
    dont Chine
    3218
    13,4
    4001
    14,0
    4644
    14,4
    Monde
    24074
    100
    28258
    100
    32283
    100
    Scénario " sagesse traditionnelle ".

    ** Pays d’Europe centrale et orientale.
    Source : d’après DG XVII (1996).


    Les scénarios du GIEC sont tout aussi préoccupants compte tenu du phénomène d’inertie du cycle du carbone. Si les émissions d’origine humaine devaient se maintenir à leur niveau actuel – environ 7 GtC par an – la concentration de CO2 dans l’atmosphère s’élèverait constamment pendant deux siècles et pourrait atteindre 500 ppm à la fin du XXIe siècle (280 ppm avant l’ère industrielle et 380 aujourd’hui). Or, la stabilisation des émissions suppose une action immédiate compte tenu de l’importance de " l’effet stock ". Elle ne pourrait l’être, du reste, que si ces émissions étaient réduites de 50 % à 70 %, sans préjudice de mesures plus importantes encore, par la suite."

    Conseil économique et social (République française), Le suivi de l'effet de serre. Avis 2000-12 (25 octobre 2000). Rapporteurs: Jean Gonnard et Frédérique Rastoll




    *******


    Voir aussi: Qu'est-ce que l'effet de serre? (Mission interministérielle sur l'effet de serre, Fr.)

    Enjeux

    Les arbres et la réduction des gaz
    «Jusqu'à ce jour, on a surtout misé sur la plantation d'arbres comme moyen de réduire l'effet de serre et de ralentir le réchauffement de la planète. Un article paru dans le numéro de Nature du 24 mai 2001, signé William H. Schlesinger et John Lichter, montre cependant qu’on a peut-être exagéré l'efficacité de ce remède . Menée par deux chercheurs américains au North Dakota, cette étude a montré qu’une forêt exposée à une surabondance de gaz carbonique a connu une croissance accélérée pendant deux ans pour ensuite revenir à une croissance normale. Les choses ne seraient pas aussi simples qu’on le croyait. Tout indique que le gaz carbonique ne peut être assimilé qu’en présence d’autres substances qu’il faudra identifier et doser. L’étude a aussi montré qu’une bonne partie du C02 absorbé par les arbres, des pins en l’occurrence, est ensuite rejetée dans l’atmosphère par le sol de la forêt.»

    CAROLE MÉGEVAND et FRANÇOIS FALLOUX, Groupe Éco-Carbone, Paris

    Documentation


    Changement climatique: un défi majeur (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie). On peut télécharger ce document en format PDF
    Les représentations sociales de l'effet de serre (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie). On peut télécharger ce document en format PDF
    Date de création : 2012-04-01 | Date de modification : 2012-04-01
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