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Ce billet se base majoritairement sur le livre écrit par Jean Jouzel et Anne Debroise (2014) « Le défi climatique – Objectif : 2 °C ! », Dunod, Quai des sciences. Jean Jouzel est vice-président du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) et Prix Nobel de la paix 2007. Anne Debroise est journaliste scientifique. Les citations seront référencées avec le numéro de page correspondant écrit entre crochets [p. X].


L’objectif de ce billet est de clarifier la phénomène de réchauffement global ou de changement climatique qui, comme nous l’avons dit dans un billet précédent (voir : « La transition que nous subissons »), est pour nous le marqueur le plus visible de l’anthropocène/capitalocène. Ce billet sera composé de trois parties. Dans la première, nous expliquerons ce qu’est l’effet de serre, en insistant sur le fait que ce phénomène est naturel et a permis le développement de la vie sur la Terre. Cependant, suite aux rejets intensifs de dioxyde de carbone (et plus largement de gaz à effet de serre) à partir de la révolution industrielle qui débute au XVIIIe siècle, la planète connaît un réchauffement sans équivoque ; c’est ce que nous verrons dans la deuxième partie. Les origines de ce réchauffement ainsi dégagées, nous essayerons, dans la troisième et dernière partie, de mesurer les conséquences de ce réchauffement à la fois pour la planète et pour l’humanité.

L’effet de serre : un phénomène naturel

Pourquoi notre planète abrite-t-elle une vie florissante et diverse, et pas Mars ou Vénus ? La réponse à cette singularité tient essentiellement à la position de la planète dans le système solaire d’une part, et aux caractéristiques physiques et chimiques de la Terre d’autre part. En effet, la distance qui sépare la Terre du Soleil et l’existence d’une atmosphère dotent la planète d’une température moyenne (14 à 15 °C au lieu de -18 °C [p. 40]) favorisant l’émergence de la vie et son maintient. Le phénomène en cause est appelé effet de serre. Il est dû à un équilibre complexe entre la puissance radiative du Soleil, la conversion en chaleur de celle-ci, et la conservation de cette chaleur dans l’atmosphère. L’effet de serre est rendu possible par l’existence de gaz à effet de serre (que l’on simplifie généralement par l’acronyme GES) qui sont une catégorie de gaz présents dans l’atmosphère et possédant un pouvoir de réchauffement global (PRG). Les plus connus de ces gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère sont la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), l’ozone (O3), le méthane (CH4), et le protoxyde d’azote (N2O) [p. 40]. Pour expliquer simplement le phénomène (naturel, j’insiste !), prenons la figure 1 ci-dessous extraite du rapport de 2013 [1] du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).

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Figure 1. Bilan des radiations reçues et émises par le système Terre sous des conditions actuelles [1]

Les flèches en jaune représentent les radiations du Soleil vers la Terre, et celles en orange représentent les radiations émises par la Terre vers l’espace. Les nombres correspondent à des unités de puissance surfacique de ces radiations. La chaleur est apportée par le Soleil à la Terre (en jaune) ; cette dernière absorbe environ 70% des radiations solaires. Les émissions de radiation de la Terre (en orange), liées à son réchauffement, rendent possible l’existence d’un équilibre thermique, c’est-à-dire d’une température globalement constante en moyenne. Ces radiations terrestres prennent la forme de rayonnements infrarouges. Environ 15% de ces rayonnements sont effectivement émis vers l’espace ; le reste est renvoyé vers le sol par les gaz à effet de serre, et chauffe ainsi les basses couches de l’atmosphère, maintenant sa température moyenne à 14 °C.

Les gaz à effet de serre sont classifiés selon leur pouvoir de réchauffement global. Il s’agit d’un « indice fondé sur les propriétés radiatives d’un mélange homogène de gaz à effet de serre, qui sert à mesurer le forçage radiatif [2] d’une unité de masse d’un tel mélange dans l’atmosphère actuelle, intégré pour un horizon temporel donné par rapport à celui du dioxyde de carbone. Ainsi, il représente l’effet combiné des temps de séjour différents de ces gaz dans l’atmosphère et de leur pouvoir relatif d’absorption du rayonnement infrarouge thermique sortant » [3]. De manière générale, et parce que cela a été défini ainsi dans le Protocole de Kyoto [4], l’horizon temporel retenu est de cent ans ; on parle de pouvoir de réchauffement global à cent ans. De plus, puisque ce pouvoir de réchauffement global est rapporté, pour chaque molécule, à celui du dioxyde de carbone, on l’exprime en kilogramme équivalent de dioxyde de carbone (kg eq. CO2), et par définition, celui du dioxyde de carbone est égal à un. Le tableau ci-dessous présente quelques valeurs de pouvoir de réchauffement global :

Gaz à effet de serre et leur PRG [5]
Molécule PRG 100 [kg eq. CO2]
Dioxyde de carbone : CO2 1
Méthane : CH4 28
Protoxyde d’azote : N2O 265
Tétrafluorure de carbone : CF4 7350

Ainsi, dire que le méthane a un PRG de 28 signifie que l’émission d’une tonne de méthane équivaut à l’émission de vingt-huit tonnes de dioxyde de carbone à cent ans. Plus le PRG d’un gaz est élevé, plus le forçage radiatif de ce même gaz est élevé, et donc plus sa contribution à l’effet de serre est importante. Insistons à nouveau ici sur le caractère naturel du phénomène de l’effet de serre, et abordons dans le prochain chapitre le réchauffement global.

Un réchauffement global d’origine anthropique

L’effet de serre, on l’a vu, est une condition nécessaire (mais pas suffisante) à l’apparition et au maintien de la vie sur la Terre. Or, celle-ci a connu des périodes de glaciations et des périodes plus douces. Les scientifiques ont montré  [p. 44] le lien entre concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et climat : lors de climats doux, la concentration de ces gaz est plus grande. Ces périodes de douceur, appelées périodes interglaciaires, durent généralement 10 000 ans (la dernière, il y a 400 000 ans dura environ 30 000 ans) [p. 48]. Celle qui règne aujourd’hui a commencé il y a 11 000 ans et a permis l’émergence des civilisations humaines.

Le graphique ci-dessous (Figure 2), extrait du rapport de 2013 [6] du GIEC, montre l’évolution des concentrations de trois gaz à effet de serre (dioxyde de carbone (en vert), méthane (en jaune), et protoxyde d’azote (en orange)) depuis l’an 0 jusqu’à nos jours. Constantes jusqu’au XIXe siècle, les trois concentrations augmentent en même temps que l’humanité fait sa révolution industrielle.

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Figure 2. Historique de concentration de dioxyde de carbone, de méthane, et de protoxyde d’azote, depuis l’an 0 dans l’atmosphère [6]

Les émissions anthropiques de gaz à effet de serre proviennent essentiellement de la combustion des énergies fossiles que sont le charbon (coal), le pétrole (oil), et le gaz naturel (gas), et de la production de ciment (cement) (voir Figure 3 (haut)). On peut également ajouter les changements dus à l’utilisation des sols (land use change), principalement la déforestation. Ces gaz émis dans l’atmosphère sont ensuite pour une part dissous dans les océans ou dans les sols (voir Figure 3 (bas)), modifiant ainsi la composition chimique de ces compartiments. La dissolution du dioxyde de carbone dans l’eau provoque notamment une augmentation de l’acidité de l’eau, ce qui perturbe la chaîne alimentaire, des ptéropodes (des mollusques) jusqu’à la baleine, en passant par les saumons [p. 127-128], et provoque la disparation des coraux.

fig6-08
Figure 3. Émissions annuelles de CO2 d’origine anthropique répartis dans les sols, dans l’atmosphère, et dans les océans [7]

En conséquence des ces émissions, comme les gaz à effet sont plus concentrés dans l’atmosphère, l’effet de serre se renforce, et la température globale de la planète augmente. La figure 4 montre l’évolution de la température annuelle moyenne de surface de la planète relativement à la période 1986-2005. La partie grise correspond aux températures mesurées. Les parties colorées sont des simulations issues de modèles informatiques selon quatre scénarios RCP (Representative Concentration Pathway) selon l’augmentation du forçage radiatif par rapport à l’année de référence 1750 [p. 92-93] :

  • Augmentation de 2,6 W.m-2 : scénario sobre baptisé RCP2.6 (« si on agit dès aujourd’hui ») ;
  • Augmentation de 8,5 W.m-2 : scénario émetteur baptisé RCP8.5 (« si rien n’est fait ») ;
  • Augmentation de 4,5 W.m-2 : scénario intermédiaire I baptisé RCP4.5 ;
  • Augmentation de 6,0 W.m-2 : scénario intermédiaire II baptisé RCP6.0.

En comparant les deux scénarios extrêmes, on remarque que la température se stabilise, pour le scénario sobre, dès 2025, tandis que pour le scénario émetteur, cette stabilisation n’apparaît pas avant 2250.

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Figure 4. Évolution historique de la température annuelle moyenne de surface et projections selon quatre scénarios, relativement à la période 1986-2005 [8]

On l’aura compris, l’effet de serre est naturel et permet de maintenir une température favorable à la vie ; mais son renforcement par l’émission de gaz à effet de serre provenant des activités humaines génère une augmentation des températures de surface. Si l’on n’agit pas pour réduire nos émissions, la température moyenne du globe, qui a déjà augmenté de 0,6 °C entre le début de l’ère industrielle et la période de référence, 1986-2005, pourrait atteindre selon le scénario le plus émetteur, +4 °C dans la période 2081-2100 [p. 101]. Avant d’aborder les conséquences de ce réchauffement et les solutions pour contrebalancer la tendance dans le chapitre suivant, prenez quelques secondes pour voir cette animation de l’Administration nationale de l’aéronautique et de l’espace étasunienne (NASA). Elle représente les évolutions des anomalies de températures entre 1880 et 2015. Plus les couleurs sont chaudes, plus les anomalies sont importantes.

Conséquences et solutions pour la planète et les humains

Du point de vue de la biosphère, les scientifiques prévoient des conséquences inquiétantes du réchauffement global de notre planète : disparition des glaciers, montée des eaux océaniques, acidification des mers, inégalité croissante dans la distribution de l’eau, catastrophes climatiques, etc. [p. 119-132]. Mais l’un des phénomènes qui inquiète le plus les scientifiques est la libération du méthane suite au dégel de certains sols du globe, comme en Arctique ou en Sibérie. Le « permafrost » est une poche gelée emprisonnant de la matière organique.  En 2014, un cratère est apparu en Sibérie – révélant des images surprenantes – dont l’air libéré par le permafrost dégelé avait une concentration en méthane jusqu’à 9,6% contre 0,000179% habituellement [9] ! Au regard de ce qui a été dit, dans le premier paragraphe de ce billet, sur le PRG du méthane, vingt-huit à trente fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, le lecteur saisit de suite l’importance du phénomène du point de vue du réchauffement global. Les émissions de méthane ne doivent pas être négligées pour limiter les effets du réchauffement climatique : en effet, « le dégazage de méthane fossile pourrait représenter jusqu’à 30% des émissions totale » selon le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) [10] qui précise que les scénarios du cinquième rapport du GIEC ne prennent pas en compte ces émissions !

Du côté de l’anthroposphère, l’une des conséquences les plus dramatiques concernent les mouvements des populations. Elles sont dues à des changements climatiques localisés et extrêmes, qui durcissent les conditions de vie des humains. Selon un rapport de l’organisation internationale pour les migrations [11], trois facteurs entrent en jeu pour expliquer les migrations : les processus climatiques (hausse du niveau des mers, baisse de fertilité des sols, etc.), les évènements climatiques (crues, tempêtes, inondations, etc.) et les facteurs non climatiques (politiques gouvernementales, démographie, etc.). Plusieurs centaines de millions de personnes pourraient être obligées de migrer d’ici 2050 selon certains modèles prédictifs. Les perturbations climatiques qui ont sévit en Syrie entre 2006 et 2011, causant une sécheresse rare, ont touché plus d’un million et demi d’habitants et sont en partie à l’origine des tensions qui s’exercent aujourd’hui dans cette région du monde [12]. Il est désormais reconnu que les risques de déclenchement de guerres dus aux changements climatiques ne sont plus négligeables, et que les flux migratoires de réfugiés « climatiques » ne cesseront de s’accentuer.

Enfin, si l’on s’intéresse à la technosphère, l’attention doit se porter sur son impact sur les secteurs économiques de la planète, notamment l’agriculture et l’industrie [p. 133-136]. Alors qu’un réchauffement limité (entre 1 °C et 2 °C) serait globalement favorable au développement de l’agriculture mondiale, une augmentation des températures qui s’emballerait aurait un impact négatif sur les rendements agricoles. Ceci conduirait à une inflation des prix des produits agricoles, et déclencherait des famines dans les régions les plus touchées. En ce qui concerne l’industrie, celle-ci est fortement dépendante du secteur de l’énergie. Or, ce dernier connaît des perturbations dont l’origine est climatique. Les centrales nucléaires, par exemple, sont généralement construites à proximité de cours d’eau afin de refroidir les réacteurs ; en 2003, lors de l’épisode caniculaire qui a touché la France, l’augmentation d’environ 5 °C de la température des cours d’eau a obligé plusieurs dizaines de centrales à fonctionner « hors-normes », c’est-à-dire dans des situations qui ne peuvent pas être durables et pour lesquelles les dérogations doivent rester exceptionnelles. L’industrie du tourisme est également à surveiller : certaines régions qui sont aujourd’hui prisées pour leur climat, seraient à l’avenir écartées des destinations estivales à cause de la chaleur qui y sévirait.

Pour limiter les effets du réchauffement climatique, la température moyenne en surface de la planète ne devrait pas excéder 2 °C par rapport à l’ère pré-industrielle. Au-delà, le système climatique s’emballerait et la vie humaine serait difficile. Selon une note d’analyse de l’association The Shift Project [13], pour atteindre cette objectif, notre technosphère devrait réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 5% tous les ans à partir de 2018 (ce qui sera très difficile à atteindre) ! Pour que la technosphère puisse suivre cette trajectoire, deux stratégies semblent s’opposer : celle des solutions technologiques et celle des solutions politiques. La première consiste à penser que la technologie permettra de limiter le réchauffement, notamment au travers de la « géoingénierie » [p. 206-209]. Comme le font remarquer Jean Jouzel et Anne Debroise, « entre 1970 et 2004, la quantité d’énergie nécessaire pour produire la même quantité de richesses a diminué de 40%. […] Si la consommation de chaque appareil ou véhicule pris individuellement a effectivement diminué, leur utilisation connaît une hausse vertigineuse, et ils sont de plus en plus nombreux ! » [p. 180]. Autrement dit, la démographie étant en augmentation et les pays autrefois sous-développés améliorant le niveau de vie de leur population, la demande en technologie augmente, et malgré une réduction individuelle de la consommation énergétique des appareils technologiques, au global, la quantité d’énergie consommée ne cesse d’augmenter. Atteindre donc l’objectif « 2 °C, pas plus ! » est illusoire si l’on compte uniquement sur la technologie. Comme le relève le philosophe Dominique Bourg [14], la réussite de la stratégie technologique relève du miracle !

La deuxième stratégie, celle des solutions politiques, est elle aussi loin d’être un long fleuve tranquille. L’action politique doit être envisagée à plusieurs échelles (international, national, local, et individuel) et selon plusieurs modes (juridique, législatif, coopératif, associatif, etc.). Il serait impossible de tout détailler dans ce billet, et ce travail fera l’objet de billets spécifiques. Néanmoins, soyons conscients que chaque échelle doit agir pour espérer une atteinte de l’objectif 2 °C. Au niveau international, nous voyons bien les difficultés que rencontrent les représentants de chaque pays pour trouver un accord. Les COP (Conférences des Parties) se suivent, et les résultats se font attendre. A l’autre extrémité, au niveau individuel, le découragement des acteurs du changement peut rapidement prendre le dessus quand ceux-ci constatent que l’évolution des mentalités prend du temps. Car le réchauffement global ne nous affecte pas tous directement. Aujourd’hui, les difficultés de la vie sont telles (chômage, paupérisation, santé, …) qu’une augmentation de quelques degrés de la température du globe paraît d’une importance secondaire. Un peu comme la grenouille qui ne s’aperçoit pas que la température de l’eau monte dans la casserole et qui se laisse cuire, l’humain, en tout cas celui des sociétés développées, n’est pas suffisamment affecté par les changements climatiques pour s’en inquiéter et pour que se forme en son esprit les idées adéquates. Le jour où il s’en apercevra, il sera peut-être trop tard pour éviter l’effondrement.

Je vous encourage à regarder cette vidéo spéciale réalisée par Data Gueule, qui reprend de nombreuses données chiffrées de l’évolution de notre climat, les causes et conséquences, et quelques réflexions.


[1] IPCC (2013) « Climate Change 2013: The Physical Science Basis », IPCC Working Group I Contribution to AR5, Figure 2.11 p. 181, http://www.climatechange2013.org/

[2] Quantité d’énergie que notre planète absorbe par unité de surface

[3] IPCC (2013) « Climate Change 2013: The Physical Science Basis », IPCC Working Group I Contribution to AR5, Annexe III « Glossaire », https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_AnnexIII_FINAL.pdf

[4] Le protocole de Kyoto est un accord international signé en 1997 par un ensemble d’États qui s’est engagé à réduire ses émissions de gaz à effet de serre.

[5] IPCC (2013) « Climate Change 2013: The Physical Science Basis », IPCC Working Group I Contribution to AR5, Chapitre 8, Table 8.7, page 714, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf

[6] IPCC (2013) « Climate Change 2013: The Physical Science Basis », IPCC Working Group I Contribution to AR5, Chapitre 6, Figure 6.11, page 493, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf

[7] Ibid., Figure 6.8, page 487

[8] IPCC (2013) « Climate Change 2013: The Physical Science Basis », IPCC Working Group I Contribution to AR5, Chapitre 12, Figure 12.5, page 1054, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter12_FINAL.pdf

[9] Katia Moskvitch (2014) « Mysterious Siberian crater attributed to methane », Nature, http://www.nature.com/news/mysterious-siberian-crater-attributed-to-methane-1.15649

[10] Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (2016) « La croissance des émissions de méthane s’accélère depuis 2007 », http://www.lsce.ipsl.fr/en/Phocea/Vie_des_labos/Fait_marquant/index.php?id_news=3059

[11] Oli Brown (2008) « Migrations et changements climatiques », Organisation internationale pour les migrations, Migration Research Series (31), http://publications.iom.int/fr/books/mrs-ndeg31-migrations-et-changements-climatiques

[12] Agnès Sinaï (2015), « Aux origines climatiques des conflits », Monde Diplomatique (737), août 2015, http://www.monde-diplomatique.fr/2015/08/SINAI/53507

[13] Pierre Lachaize (2016) « Les INDC et le budget carbone. Simulation de trajectoires d’émission compatibles avec le budget carbone +2°C », Note d’analyse, The Shift Project, http://www.theshiftproject.org/fr/cet-article/cop22-emissions-mondiales-5-par-an-maintenant-ou%E2%80%A6-impossible-plus-tard

[14] Aurore Lalucq (2016) « Dominique Bourg : « L’heure est à la croyance au miracle » », AlterEcoPlus, http://www.alterecoplus.fr/dominique-bourg-lheure-a-croyance-miracle/00012649

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