PARTIE 1 : EFFET DE SERRE
Un des principal grief que l’on porte à l’utilisation de l’automobile.
Les gaz à effet de serre sont émis par de nombreuses activités humaines et notamment par la combustion des énergies fossiles qui produit du CO2. Les principaux gaz absorbant dans l’infrarouge sont la vapeur d’eau, le gaz carbonique, le méthane, le protoxyde d’azote, les chlorofluorocarbures ainsi que certains gaz rares. Leurs contributions à l’effet de serre sont variables (50% pour le CO2, 15% pour le CH4, 9% pour le N2O) et dépendent de leur concentration.
La vie sur Terre est grandement favorisée par l’existence de l’effet de serre. Sans lui, la température moyenne sur la planète serait inférieure d’environ 30 ° à ce qu’elle est aujourd’hui et s’établirait à environ - 18 °, d’où la nécessité de répéter sans relâche que l’effet de serre n’est ni une calamité, ni un risque naturel, mais un phénomène physique rendant la vie sur Terre plus agréable à l’homme dans les conditions climatiques générales actuelles. Au lieu donc de citer l’effet de serre comme un phénomène négatif, il faut s’interroger sur l’ampleur de l’intensification de celui-ci, appelée aussi effet de serre additionnel, le qualificatif additionnel renvoyant à l’action propre de l’homme dans ce phénomène naturel
Le mécanisme de l’effet de serre.
L’effet de serre est du au gaz contenu dans l’atmosphère qui absorbent une partie du rayonnement incident. Le rayonnement solaire est presque intégralement transmis par l’atmosphère ( 1 et 6), le reste étant réfléchi ( 2). Le rayonnement solaire est absorbé par la terre puis réemet vers l’espace un rayonnement (5, 3) dont une partie est de plus en plus absorbé par les gaz à effet de serre (4).
Depuis le début de l'ère industrielle, c'est-à-dire depuis l'année 1750 environ, ce que nous avons mis dans l'atmosphère a pour effet d'introduire un "forçage radiatif" de l'ordre de 1% du rayonnement reçu.
Dit autrement, à travers ses émissions de gaz à effet de serre l'homme a modifié la situation "comme si" le soleil avait augmenté sa puissance de 1%. Cela peut paraître peu. Pourtant, compte tenu des énergies considérables qui sont en jeu, de la fragilité de certains équilibres naturels, et du fait que ces effets agissent sur de longues périodes, c'est très significatif pour notre avenir, comme on le verra plus loin.
Les gaz ‘‘ naturels’’ et ‘‘industriel’’.
Certains sont "naturels", c'est-à-dire qu'ils étaient présents dans l'atmosphère avant l'apparition de l'homme, d'autres sont "artificiels" : il s'agit de gaz industriels qui ne sont présents dans l'atmosphère qu'à cause de l'homme.
Les gaz "naturels" à effet de serre sont :
- le méthane (NH4), qui n'est rien d'autre que... le gaz naturel de nos cuisinières,
- le protoxyde d'azote (N2O), nom savant du.... gaz
- l'ozone (O3), forme particulière de l'oxygène.
Les principaux gaz industriels à effet de serre sont les halocarbures : il s'agit d'une vaste famille de gaz obtenus en remplaçant, dans une molécule d'hydrocarbure (le propane, le butane, ou encore l'octane, que l'on trouve dans l'essence, sont des hydrocarbures), de l'hydrogène par un gaz halogène (le fluor, le chlore...). Les molécules ainsi obtenues ont deux propriétés importantes pour nous :
- Elles absorbent très fortement les infrarouges, beaucoup plus que le gaz carbonique.
- Elles sont très "solides" : la partie la plus "énergique" du rayonnement solaire (les ultraviolets et les rayons cosmiques) met très longtemps à "casser" ces molécules une fois qu'elles sont dans l'atmosphère ; elles y restent donc (dans l'atmosphère) très longtemps.
Il existe également un autre gaz industriel que l'on mentionne souvent dans les milieux spécialisés, l'hexafluorure de soufre (SF6).
Leur durée de séjour dans l’atmosphère avant d’être recyclé dans des « puits à carbone » (ex : végétation) est très variable.
Les gaz à effet de serre, une fois dans l'atmosphère, n'y restent cependant pas éternellement. Ils peuvent être retirés de l'atmosphère :
- soit par suite d'un phénomène physique. Par exemple la pluie, phénomène physique (condensation), enlève de la vapeur d'eau de l'atmosphère.
- soit par suite d'un phénomène chimique. Par exemple la photosynthèse des plantes enlève du gaz carbonique de l'atmosphère.
- soit par suite d'un phénomène radiatif. Par exemple les rayons cosmiques (qui sont de même nature que les rayons émis par une source radioactive) "cassent" des molécules dans la haute atmosphère. Les halocarbures disparaissent de cette façon (ce sont généralement des molécules trop stables pour disparaître par réaction chimique dans l'atmosphère).
La composition de l’effet de serre.
Répartition des contributions à l'effet de serre des différents gaz présents dans l'atmosphère en 1992. Source : GIEC
Si l'on se limite à l'effet de serre d'origine humaine, que l'on appelle parfois effet de serre "additionnel" (parce qu'il se rajoute à celui d'origine naturelle), ou anthropique, il est causé :
- pour 65% par le gaz carbonique. Il y a bien sûr des émissions naturelles (notre respiration, celle des animaux, une partie de la putréfaction, les incendies naturels...).
Le gaz cabonique venant des activités humaines (on parle d'émissions anthropiques, c'est-à-dire provoquées par l'homme) provient pour l'essentiel de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz), un peu de certaines industries (par exemple pour la production de ciment).
- pour 20% par le méthane. Le méthane est un gaz (c'est le fameux "gaz naturel"
qui se forme dès qu'un composé organique (un animal, une plante) pourrit, particulièrement si cette putréfaction se passe sans air (en fait sans oxygène), par exemple au fond de l'eau ou sous terre. Les réserves de gaz naturel ne se sont pas formées autrement que par la décomposition, il y a très longtemps, de plantes et d'animaux. Une partie du méthane présent dans l'atmosphère est donc d'origine parfaitement naturelle : ce n'est pas l'homme qui est responsable du pourrissement !
Mais l'homme y rajoute sa part. Le méthane d'origine humaine provient :
- de l'élevage des ruminants (vaches, moutons, chèvres, yaks...), car leur digestion inclut de la putréfaction,
- de la culture du riz, car les zones humides en général émettent du méthane (comme nos marécages : les feux follets ne sont rien d'autre que la combustion spontanée du méthane produit au fond des marécages, là où les plantes pourrissent sans air),
- des décharges d'ordures ménagères (encore le pourrissement) et du compostage,
- des exploitations pétrolières et gazières, à cause des fuites de gaz naturel.
- pour 10% par les halocarbures (pas d'émissions naturelles). Ces gaz sont utilisés :
auparavant comme gaz propulseurs (les fameux CFC de nos bombes aérosol d'insecticide ou de "sent-bon"
, maintenant progressivement interdits par la convention de Montréal car ils sont aussi responsables de la diminution de l'ozone en haute altitude, actuellement comme gaz réfrigérants (dans les systèmes de climatisation et les chaînes du froid) ; les émissions proviennent désormais essentiellement des fuites et mise à la décharge des systèmes de climatisation et dans certains procédés industriels (fabrication de mousses plastiques, mais aussi… de composants d'ordinateurs).
- pour 5% par le protoxyde d'azote (N2O). Pour ce gaz il y a aussi des émissions naturelles qui proviennent essentiellement des zones humides (et aussi...des termites !). La part "humaine" (anthropique) provient de l'utilisation des engrais azotés en agriculture et de certains procédés chimiques.
- pour environ 5% par l'ozone (O3) troposphérique. L'ozone est une variante de l'oxygène (une molécule d'ozone comporte 3 atomes d'oxygène au lieu de 2 pour le gaz "oxygène" normal) qui est naturellement présent dans l'atmosphère. Selon l'endroit où il se trouve il nous intéresse beaucoup ou il nous est nuisible :
Dans la haute atmosphère, où l'on parle d'ozone stratosphérique (la stratosphère est la couche de l'atmosphère située entre 10 et 50 km d'altitude) il arrête les ultraviolets du soleil ; il nous y est très utile (sans cette couche d'ozone stratosphérique la vie n'existerait peut-être pas sur Terre),
Comment les comparer ?
La vapeur d'eau qui s'évacue en quelques jours, les autres gaz à effet de serre mettent très longtemps à s'en aller de l'atmosphère. Ce n'est pas facile de savoir avec précision combien de temps est nécessaire, car l'atmosphère est un système très complexe, faisant intervenir tout un ensemble de phénomènes (physiques, chimiques, biologiques...), dont les scientifiques n'ont pas encore perçé tous les mystères, même s'ils en savent assez pour nous mettre en garde.
Cela étant, on a désormais une estimation de la durée de séjour, c'est-à-dire du temps qui est nécessaire à ce que le gaz en surplus disparaisse de l'atmosphère, pour les principaux d'entre eux.
Afin de pouvoir faire des comparaisons, on a la possibilité de calculer, pour chacun des gaz à effet de serre, un "pouvoir de réchauffement global" ou PRG, qui permet de savoir de combien on augmente l'effet de serre lorsque l'on émet un kg du gaz considéré.
Ce PRG tient compte de deux données : les raies d'absorption dans l'infrarouge du gaz considéré (qui donnent la "puissance" instantanée) et sa durée de vie dans l'atmosphère (qui donne la durée sur laquelle il faut intégrer la "puissance" pour obtenir un impact énergétique à terme).
On a aussi coutume de tout ramener au gaz carbonique, et de parler alors de PRG relatif. Par définition le PRG relatif du gaz carbonique vaut 1, et on regarde ce qu'il vaut pour les autres gaz. On obtient le tableau suivant (les Perfluorocarbures et Hydrofluorocarbures sont des halocarbures particuliers).
Ce que signifie le tableau ci-dessus, c'est donc que si on met 1 kg de méthane dans l'atmosphère, on fait 21 fois plus d'effet de serre que si on met 1 kg de gaz carbonique.
Si on met 1 kg d'hexafluorure de soufre dans l'atmosphère, on fait 23.900 fois plus d'effet de serre que si on met un kg de gaz carbonique : pour l'effet de serre un kg de ce gaz "vaut" 23,9 tonnes de CO2, c'est-à-dire plus que l'émision annuelle de 3 Français !.
Repartitions par secteur.
Pas de commentaire.
L’irréversibilité de l’effet de serre.
Si des effets négatifs de l’intensification de l’effet de serre apparaissent et, dans la mesure où cette intensification est largement due à l’homme, pourquoi ne pas modifier la conduite humaine pour revenir à une situation climatique optimale ?
- L’irréversibilité naturelle.
Il a déjà été exposé que la variation de l’ensoleillement de la Terre , cause naturelle importante de l’intensification ou de l’affaiblissement de l’effet de serre, obéit à des cycles qui s’imposent à l’homme. S’imposent également à l’homme les caractéristiques physiques et chimiques des gaz à effet de serre dont les temps de résidence dans l’atmosphère, très variables et parfois très longs constituent des données. De même, les capacités des forêts ou des océans à absorber le dioxyde de carbone ne sont pas modifiables –en dépit de propositions émises à ce sujet comme celle consistant à déverser de la limaille de fer sur l’océan pour augmenter sa capacité d’absorption de gaz carbonique sans connaître l’influence de cette action sur le plancton.
- L’irréversibilité causé par l’homme.
Dans le domaine de l’émission de gaz à effet de serre, il n’est pas évident que l’homme puisse défaire un jour ce qu’il a fait au cours des deux derniers siècles. D’abord parce qu’il n’est pas certain qu’il en ait la volonté. En effet, réduire les émissions de gaz à effet de serre, cela signifie renoncer à continuer de développer les sociétés industrielles selon le modèle qui a fait leur prospérité et, en outre, refuser ce type de développement aux pays qui y aspirent.
De plus, en supposant cette volonté établie, même si l’homme cessait aujourd’hui d’émettre immédiatement tout gaz à effet de serre dans l’atmosphère, il devrait tout de même subir, durant de très nombreuses années encore, les effets des gaz émis depuis 150 années –une molécule de gaz carbonique résidant dans l’atmosphère 120 ans environ après son émission et certains perfluorocarbures (CFC) ayant des durées de vie de plusieurs
milliers d’années. Si les pays développés appliquaient les idées des Verts néerlandais, tandis que la Chine, l’Inde et les pays en voie de développement augmenteraient leurs émissions de carbone sans prendre de mesures particulières, alors dans un tel contexte, la température continuerait à augmenter, son accroissement n’étant réduit que d’environ 15 % par les politiques restrictives menées par les pays développés. Une telle projection montre que le réchauffement climatique est inéluctable et qu’il est indispensable de s’y adapter, tout en cherchant à en limiter l’amplitude et le rythme. Si on persiste à ne rien faire, une véritable prise de conscience pourrait survenir brutalement et conduire à prendre des mesures limitant sévèrement l’exploitation des réserves de combustibles fossiles dont le coût économique pourrait être considérable »
.
Si les gaz à effet de serre ont bien eu pour effet de provoquer un changement climatique se traduisant notamment par un réchauffement, par la montée du niveau des océans, et par l’augmentation des précipitations alors ces conséquences interviendront même si l’homme mène dès aujourd’hui l’action la plus volontariste qui soit.
DOCS:
L'automobile et l'effet de serre
Transport, effet de serre et changements climatiques
L'effet de serre
La Réduction de CO2 selon l'IFP
Message édité par bg45 le 05-04-2005 à 15:59:47