Effet de serre: comment les gaz à effet de serre modifient le climat

Plusieurs valeurs de mesure permettent de constater le réchauffement climatique. La hausse de la température moyenne de la surface de la Terre à l’échelle mondiale est la plus connue d’entre elles. Elle permet en effet de suivre l’évolution à long terme de la température du système climatique. Surtout, elle prouve que la Terre se réchauffe globalement depuis 1900, même si chaque année n’est pas forcément plus chaude que la précédente. Il existe en outre des preuves évidentes d’une aggravation de cette tendance: les onze années les plus chaudes, du point de vue climatique, enregistrées depuis le début des mesures en 1880 se sont toutes produites après le tournant du millénaire.

D’autres valeurs de mesure importantes sont la température de l’air au-dessus des océans et celle mesurée à la surface de l’eau. Tous ces indicateurs montrent une tendance à la hausse! Les données disponibles actuellement ne laissent aucune place au doute.

Le climat terrestre a toujours évolué. Le réchauffement rapide auquel nous assistons depuis 1960 n’entre toutefois pas dans le modèle de la variabilité interne et externe, à savoir les domaines où les variations de température s’expliquent par l’effet de processus naturels. Il peut par exemple s’agir de fluctuations provoquées par les courants marins changeants, les cycles solaires, la trajectoire elliptique de la Terre ou les changements provoqués par des éruptions volcaniques.

Quand on tente, à l’aide de simulations climatiques, de reproduire l’évolution des températures de la dernière décennie, il apparaît que seule la prise en compte des facteurs provoqués par l’être humain, comme la combustion du charbon, du pétrole et du gaz permet de simuler le réchauffement planétaire effectif. La seule conclusion que l’on peut tirer de ce constat est que le réchauffement de la dernière décennie est en grande partie dû aux activités humaines.

Le soleil est, de loin, le facteur extraplanétaire le plus important dans l’influence du système climatique de notre planète. Le soleil ne brille pas toujours avec la même intensité et n’envoie donc pas toujours la même dose d’énergie dans l’espace, en direction de la Terre. Se pourrait-il qu’une activité solaire plus intense soit la cause du réchauffement climatique actuel?

Cette hypothèse ne tient pas la route. Depuis 1978, plusieurs satellites mesurent précisément l’activité du soleil et montrent que son activité a légèrement diminué. Durant la période pertinente, le soleil a donc rayonné moins intensément en direction de notre planète, qui s’est malgré tout fortement réchauffée.

Au premier abord, le constat peut paraître étrange, mais même si toutes les émissions de gaz à effet de serre produites par l’être humain cessent immédiatement, la Terre continuera de se réchauffer et son état se maintiendra encore longtemps. Notre système climatique est inerte et de nombreux gaz à effet de serre restent longtemps actifs dans l’atmosphère. Un arrêt immédiat des émissions n’aura donc pas pour effet de mettre instantanément fin au réchauffement.

Un autre facteur vient s’y ajouter: ces dernières décennies, les forêts, les océans et les sols ont absorbé près de la moitié des gaz à effet de serre que nous avons émis. Cette réserve-tampon s’amenuise d’année en année puisque des océans plus chauds absorbent moins de CO2 qu’avant, par exemple.

En conséquence, nous devons d’une part cesser d’émettre des gaz à effet de serre, et ce le plus vite possible. D’autre part, nous devons nous adapter au climat plus chaud. Les étés caniculaires de 2018 ou 2022 montrent que cette évolution a déjà des effets réels. Nous devons faire en sorte de nous adapter le mieux possible à ces nouvelles conditions.

En raison de l’activité humaine, à l’image de la consommation de combustibles fossiles ou de la déforestation, la concentration de CO2 dans l’atmosphère a augmenté de plus de 50% depuis le début de l’industrialisation. Environ deux tiers du réchauffement planétaire sont imputables au CO2, ce qui en fait le principal coupable de ce phénomène. En Suisse, la consommation de combustibles et de carburants fossiles, à savoir du pétrole et du gaz fossile, est responsable de 80% de l’effet climatique. La majeure partie de ces émissions sont le fait du trafic motorisé, mais aussi des chauffages à mazout et à gaz. Le CO2 se décompose très lentement. On estime qu’après 100 ans, 15% à 40% des molécules émises se trouvent toujours dans l’atmosphère.

Le méthane (CH4) est, après le dioxyde de carbone, le deuxième plus important gaz à effet de serre. A l’échelle mondiale, il participe au réchauffement climatique à hauteur de 18% environ. Les principales causes d’émissions de méthane sont l’élevage toujours plus intensif de bétail, l’irrigation des rizières, la consommation de pétrole, de gaz et de charbon ainsi que les décharges. Depuis le début de l’industrialisation, une augmentation de plus de 500% de la concentration de méthane dans l’atmosphère a été enregistrée, l’essentiel ayant été émis ces 10 dernières années. Le méthane a de plus, à court terme, un effet climatique bien plus important que le dioxyde de carbone: son potentiel nuisible par kilo est près de 28 fois plus élevé que celui du CO2. Avec une durée de vie moyenne de 12,4 ans, il se décompose en revanche bien plus rapidement dans l’atmosphère.

Ce gaz à effet de serre est responsable d’environ 6% du réchauffement climatique mondial et contribue en outre à détruire la couche d’ozone. Le protoxyde d’azote, ou gaz hilarant, est essentiellement produit par la fertilisation intensive des terres agricoles. Il est aussi un sous-produit de la combustion des agents énergétiques fossiles (pétrole, gaz fossile, charbon) et de la combustion de biomasse (défrichements par le feu dans les pays tropicaux). Dans l’atmosphère, le protoxyde d’azote a une durée de vie de 121 ans. Au kilo, il est près de 298 fois plus nocif pour le climat que le CO2.

L' hexafluorure de soufre fait partie des gaz à effet de serre les plus nocifs par kilo et reste plus de 3000 ans dans l’atmosphère. Il est utilisé comme isolant dans la technique à haute tension. La production technique de magnésium et la fabrication de semi-conducteurs produisent de grandes quantités d’hexafluorure de soufre.

Les hydrocarbures perfluorés (PFC) et les hydrofluorocarbures (HFC) sont avant tout utilisés dans les installations de climatisation, pour la production de mousses synthétiques et d’isolateurs électriques, et pour la fabrication de l’aluminium et des semi-conducteurs. Ces deux groupes de gaz à effet de serre synthétiques sont responsables, ensemble, d’une petite part de l’effet de serre. Ils sont surtout problématiques en raison de leur longue durée de vie dans l’atmosphère de plusieurs centaines, voire de milliers d’années.