Risques des gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre (GES) sont des gaz naturels présents dans l’atmosphère terrestre ayant la particularité d’avoir plus de trois atomes par molécule ou deux atomes différents par molécule. Cela a pour conséquence qu’ils peuvent absorber les rayonnements infrarouges émis par la Terre. Les GES contribuent ainsi à l’effet de serre, un phénomène avant tout naturel et très important pour l’équilibre de la planète. Cependant, cet équilibre est perturbé depuis le XIX^e siècle par les différentes activités humaines, qui ont pour conséquence l’augmentation de la concentration des GES dans l’atmosphère terrestre.

L’augmentation de la concentration des GES dans l’atmosphère terrestre est un des facteurs du réchauffement climatique et de la dégradation de la couche d’ozone. Cela a et aura de nombreuses conséquences, à court et à long terme, pour l’Homme, les écosystèmes et la planète.

Contexte

Les principaux gaz à effet de serre

Bien qu'ils soient généralement simplifiés au « carbone » ou « dioxyde de carbone (CO₂) », plusieurs gaz sont responsables de l'effet de serre. Ils peuvent avoir été déjà partiellement présents dans l'atmosphère avant l'apparition des humains, comme la vapeur d'eau (H₂O), le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), le protoxyde d'azote (N₂O) ou l'ozone (O₃), ou être entièrement dus aux activités industrielles humaines, comme les halocarbures. Ces gaz peuvent rester dans l'atmosphère et affecter le climat pour des périodes allant de quelques semaines à plusieurs milliers d'années. Leur potentiel de réchauffement global mesure l'impact relatif global sur le réchauffement climatique de ces différents gaz, en tenant compte de leur durée de séjour dans l'atmosphère et de l'amplitude de leur impact sur le forçage radiatif (mais sans tenir compte de la quantité de gaz effectivement présente dans l'atmosphère).

Principaux GES

Nom	Durée de séjour	Potentiel de réchauffement global (PRG)
Vapeur d'eau (H2O)	1 à 2 semaines	négligeable
Dioxyde de carbone (CO2)	100 ans	1
Méthane (CH4)	12 ans	21
Protoxyde d'azote (N2O)	120 ans	310
Halocarbures, CFC (gaz contenant du fluor, du chlore et du brome)	Jusqu'à 50 000 ans	De 150 à 12000 dépendant des molécules

L'effet de serre

Les différentes composantes de l'effet de serre

Terme provenant de la vulgarisation au début des années 1980 à la suite des résultats et des découvertes des recherches climatologique, l’effet de serre est un phénomène naturel et vital pour l’Homme et toutes les espèces vivantes sur Terre. Cependant, et contrairement à ce que son nom indique, l’effet de serre sur Terre n’a pas le même mécanisme qu’une serre que l’on pourrait trouver dans notre jardin. Une serre va provoquer une augmentation de la température avec le principe de la convection thermique. Alors que sur Terre, le phénomène de l’effet de serre va plus agir sur le rayonnement thermique, mais le résultat est le même : une augmentation de la température en son sein. C'est pour cela que les spécialistes ne l’appellent pas effet de serre mais forçage radiatif.

Ce phénomène est donc le résultat de l’influence de l’atmosphère sur le rayonnement infrarouge émis par le Soleil, mais aussi par la Terre. Ce sont les gaz à effet de serre qui s’accumulent dans l’atmosphère terrestre qui vont provoquer ce phénomène. En effet, l’atmosphère, étant constitué majoritairement d’Azote (78 %) et d’Oxygène (21 %), on y trouve aussi des GES comme le CO₂ et la vapeur d’eau, présente en une quantité non négligeable et qui provoquent ce phénomène.

Le Soleil envoie une importante quantité d’énergie à la Terre sous forme de rayonnement, en moyenne, 340 W/m². Les deux-tiers de cette énergie sont réfléchies ou absorbées par l’atmosphère, les nuages ou à la surface de la Terre. Le dernier tiers est donc absorbé par la Terre, qui renvoie ensuite un rayonnement infrarouge absorbé par les gaz à effet de serre et les nuages et renvoyé en grande partie vers le sol. Les GES sont transparents au rayonnement solaire et n’ont aucun impact sur celui-ci, mais ils sont opaques au rayonnement infrarouge émis par la Terre donc ils vont absorber et émettre ces-derniers vers la Terre, ce qui provoque l’effet de serre.

La température de la Terre est ainsi plus importante que sans ce phénomène du fait de la grande quantité d’énergie renvoyée vers le sol par l’atmosphère terrestre. On estime que la température moyenne sur Terre sans ce phénomène serait de -19 °C au lieu des 15 °C actuellement. Et c’est là que se trouve l’importance vitale pour toutes les espèces de ce phénomène. Car, avec une température moyenne sur Terre aussi faible, il serait très difficile de trouver de l’eau à la surface à l’état liquide. Les différentes espèces vivantes auraient donc eu du mal à se développer, et la Terre serait totalement différente.

Mais un autre effet de serre a fait son apparition depuis la fin du XIX^e siècle, un phénomène provoqué par les différentes activités humaines et notamment dû à une concentration de plus en plus importante de GES dans l’atmosphère terrestre. L’équilibre naturel est fragile, et celui-ci est perturbé par les activités humaines. En effet, pour que la température Terre-atmosphère soit stable, il faut retrouver la même quantité d’énergie en dehors de l’atmosphère qu'en dedans. En 2009, le responsable au Centre national pour les recherches atmosphériques de Boulder Kevin Trenberth, après de nombreuses expériences, a estimé que ces deux quantités d’énergies ne sont pas égales. Il estime même que le bilan de ces deux quantités est excédentaire de 0,7 à 1 W/m² avec une plus importante quantité d’énergie en surface de la Terre qu'au sommet de l’atmosphère. Ce surplus d’énergie est ainsi responsable du réchauffement climatique, donc, de la hausse de la température sur Terre. Cet autre effet de serre est plus communément appelé « effet de serre secondaire ».

L'atmosphère terrestre

Cet effet de serre secondaire n’est donc que le terme donné à l’augmentation de la concentration des GES dans l’atmosphère terrestre. Cette augmentation est due aux différentes sources d’émissions d’origine humaines, à l’exploitation croissante des combustibles mais aussi à la déforestation, synonyme de moins d’espace de stockage du CO₂, et à l’agriculture (méthane). Le GES qui augmente le plus et donc a la plus grande part de responsabilité dans le réchauffement climatique, est le CO₂.

Enfin, il ne faut pas confondre l’effet de serre et la dégradation de la couche d’ozone. L’effet de serre agit ainsi sur les rayonnements infrarouges (donc la chaleur) alors que la couche d’ozone agit sur les rayonnements ultraviolets. De plus, les principaux GES comme le CO₂ ou le méthane n’ont aucune incidence sur l’altération de la couche d’ozone.

Les différentes sources d’émissions

Naturelles

L’effet de serre étant, avant tout, un phénomène naturel, il est normal de trouver de nombreuses sources d’émissions de gaz à effet de serre, naturelles. Et contrairement à ce que l’on pourrait penser, les sources naturelles émettent beaucoup plus de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone (CO₂) que les sources liées aux activités humaines. Mais, ces dernières sont tout de même très loin d’être négligeables car elles perturbent un équilibre naturel déjà très fragile.

De nombreux GES sont produits naturellement, il y a notamment la vapeur d’eau, le CO₂, le méthane mais aussi le protoxyde d’azote et d’autres encore produits en quantité très faible.

• La vapeur d’eau est majoritairement émis de source naturelle, il est issu de l’évaporation de l’eau. Ainsi, les régions qui émettent le plus de vapeur d’eau sont donc les océans et les mers.
• Le méthane qui provient de la décomposition des matières organiques et de la digestion des ruminants.
• Le protoxyde d’azote et autres gaz, obtenus dans diverses régions sur Terre ou après certains événements naturels tels qu’une éruption volcanique.
• Le dioxyde de carbone (CO₂) qui possède de nombreuses sources d’émissions naturels :

La source d’émission la plus importante de CO₂ est l’échange océan-atmosphère (43 % des émissions de CO₂ naturelles). En effet, les océans contiennent du CO₂ dissous dans l’eau et qui va être libéré dans l’air, à la surface de la mer. Et réciproquement, les océans vont absorber une partie du CO₂ contenu dans l’atmosphère, d’où ces échanges.

Ensuite, la respiration des êtres vivants est une source d’émission de CO₂ qui représente 29 % des émissions totales. La réaction chimique des êtres vivants afin de produire de l’énergie donne aussi du dioxyde de carbone.

La respiration du sol et la décomposition des matières organiques représente aussi 29 %. La respiration du sol est le regroupement de tous les éléments situés sous la surface du sol et qui émettent du CO₂ (bactéries, plantes, racines, décomposeurs, vers…).

Il y a une dernière source d’émission de CO₂ naturelle, c’est le regroupement de tous les rejets après une combustion ou une éruption volcanique. Cela représente moins de 0,1 % de toutes les émissions naturelles. Par exemple, le volcan de la Solfatare (Italie) émet environ 1500 tonnes de CO₂ par jour.

Humaines

Industrie : source d'émission de gaz à effet de serre

La révolution industrielle, vers la fin du XVIII^e siècle, marque le début des émissions de gaz à effet de serre par les activités humaines. Depuis, nos émissions ne font qu’augmenter du fait du développement des technologies et du secteur industriel. Ainsi, l’accroissement de la quantité de GES présent dans l’atmosphère est dû aux activités humaines. On compte notamment de nombreux rejet de CO₂, mais aussi de gaz plus rare comme les gaz fluorés (HFC) et le protoxyde d’azote (NO2), principalement émis par des sources anthropiques.

On distingue quatre grands domaines d’activités qui émettent des GES :

• Transport ;
• Production d'électricité/de chaleur ;
• Industrie ;
• Agriculture/Exploitation des sols.

La première, et principale source d’émission de GES est la combustion des énergies fossiles, elle représente notamment environ 90 % des émissions de CO₂ dans le monde, donc, le gaz qui contribue le plus au réchauffement climatique. Cette source est présente dans pratiquement tous les secteurs : Transport, domestique (chaleur), électricité et industrie. Ainsi, la combustion des énergies fossiles va libérer de l’énergie, mais aussi du CO₂ principalement et autres gaz toxiques et nocifs pour la santé. Le charbon est la source qui relâche le plus de CO₂ (43 % des émissions dans ce secteur), on estime à environ 820 grammes de CO₂ par kilowattheure. Dans la majorité des cas, la combustion des énergies fossiles est due à notre volonté de produire de l’énergie. Pour ensuite la transformée en électricité (41 % des émissions dans ce secteur), carburant pour nos modes de transports (22 %), chaleur pour les habitations et installations (20 %). Par exemple, une centrale électrique, une voiture, une usine de production d’acier mais aussi un système de chauffage sont des techniques qui utilisent la combustion des énergies fossiles et donc émettent des GES. Ce secteur émet, chaque année, une quantité d’environ 33,2 milliards de tonnes de CO₂ dans l’atmosphère (valeur en 2011).

• Ensuite, une autre source très importante de GES est le secteur agricole et l’exploitation des sols, qui produisent de très grandes quantités de CO₂, de méthane et de protoxyde d’azote. En effet, le méthane est émis en très grandes quantités, avec la digestion des ruminants des animaux d’élevage. L’élevage bovin est celui qui a le plus d’impact avec la « flatulence des bovins ». Sachant que le méthane a un PRG 28 fois supérieur à celui du CO₂, on en déduit que le secteur de l’agriculture a un énorme impact sur les émissions de GES. Ensuite, l’utilisation d’engrais chimique et de synthèse relâchent de grosses quantités de CO₂ et de protoxyde d’azote, ce phénomène est surtout visible dans les pays développés et qui répandent de l’engrais dans les champs. L’utilisation d’engrais représente environ 13 % des émissions de GES liées au secteur agricole, pour un secteur qui pèse pour plus de 20 % des émissions de GES dû à l’Homme. Enfin, les émissions liées au secteur agricole sont en augmentation constante, notamment à cause d’une utilisation d’engrais et autres produits chimiques en hausse dans le monde.
• Nos besoins d’espaces et notre expansion amènent l’homme à utiliser de plus en plus de terre et à la déforestation. La modification de l’utilisation des terres survient lorsque l’environnement naturel est converti en zone à l’usage de l’Homme. C’est donc quand on détruit des forêts ou des terres sauvages pour y construire une ville, des champs… En effet, il y a deux conséquences à la déforestation. La première, c’est que quand une forêt est rasée et que des arbres sont coupés, cela libère du CO₂, d'autant plus si les techniques de déboisement ont recours à la combustion des arbres. La deuxième c'est que les forêts et les sols permettent d'absorber une partie du CO₂ sur la planète. Sachant qu’il y a de moins en moins de forêts, on en déduit qu’il y a de moins en moins de CO₂ absorbés. L’utilisation des terres est responsable d’environ 30 % des émissions totales de CO₂ depuis le XIX^e siècle, ce qui correspond à 396-690 milliards de tonnes de CO₂.
• Les derniers secteurs d’activités sont la réfrigération et la climatisation qui émettent des gaz fluorés comme les chlorofluorocarbures (CFC). Ces rejets sont beaucoup moins importants en termes de quantité que les autres secteurs. Cependant, les gaz fluorés ont un PRG beaucoup plus important que celui du CO₂ (environ 1 800 fois supérieur).

Statistiques d’émissions

Statistiques d’émissions globale

Émissions De CO₂ par périodes

Statistiques d’émissions par molécule

Émissions de GES par type de molécule

Statistiques d’émissions par secteur d’activité

Émissions de GES par secteur d'activité

Prédictions futures

Prévisions des émissions de GES en PPM

Risques pour la nature

Les inquiétudes liées aux gaz à effet de serre sont dues aux problématiques soulevées par le réchauffement climatique. Ce terme désigne le phénomène d'augmentation des températures globales des espaces maritimes ainsi que de l'atmosphère causé par les GES dit anthropique, c'est-à-dire d'origine humaine. Le réchauffement climatique est une conséquence directe de la révolution industrielle, qui a vu l'explosion de la production d'énergies fossiles tel que le pétrole et le charbon. Le constat concernant la situation climatique de la planète est très critique. De nos jours, les températures moyennes sont 0,6 % au-dessus des températures préindustrielles, et ce nombre en constante évolution pourrait attendre 5,8 % si la consommation planétaire ne venait pas à se stabiliser. Ce phénomène possède donc des incidences climatiques considérables, mais pas seulement. Elle possède également des conséquences sociales, humaines et économiques, dont les effets se font déjà ressentir aujourd'hui.

Réchauffement climatique

Parmi les problématiques environnementales, on peut également parler de l'acidification des océans. Cela désigne la diminution du pH des océans observée par les écologistes. En effet, entre 1751 et 2004, le pH a évolué de 8,25 à 8,14, ce qui représente une baisse significative de 0.11 unité. Même si cette diminution peut paraître faible, elle possède déjà des effets négatifs pour les espèces marines. Premièrement, elle perturbe le renouvellement du plancton océanique, en empêchant son développement ainsi que la structuration de son squelette calcaire. Étant à la base de l'écosystème marin, le mauvais développement du plancton pourrait avoir une incidence sur l'oxygénation des océans, et plus largement sur l'oxygène de l'atmosphère. Les barrières de corail sont également dégradés pareillement, et leur disparition pourrait affecter tout un écosystème d'espèces maritimes qui viendrait à s'éteindre à leur tour.

Ces nombreuses modifications causées par le réchauffement climatique tendent à déséquilibrer la répartition des espèces sur terre, et donc à déséquilibrer par le même biais l'écosystème. De nombreuses espèces se doivent de migrer en plus grand nombre dans un espace qui se réduit de plus en plus. Par exemple, 28 000 oies cendrées ont hiverné en France en 2011 contre seulement dix en 1968. On constate également l'expansion des espèces nuisibles qui se dirigent vers des territoires qu'elles n'habitaient pas jusqu'alors. Ces espèces parasites et invasives représentent donc un danger pour la faune et la flore en place dans les dites zones. La chenille processionnaire, dangereuse à la fois pour l'humain ainsi que pour les animaux, s'avance de 4 km/an vers le nord depuis dix ans.

Destruction des écosystèmes

le début de l'extinction de certaines espèces comme l'ours polaire

Le réchauffement climatique possède un effet dévastateur quant à l'équilibre de l'écosystème. En effet, elle est la cause de la modification de l'habitat naturel de plusieurs espèces végétales et animales, qui à défaut de pouvoir s'adapter, disparaissent. On estime entre 20 et 30 % des espèces menacées d'extinctions et à 60 % le nombre d'espèces disparues durant ces quarante dernières années. Même s'il n'est pas pleinement responsable de la disparition de toutes ces espèces, le réchauffement climatique reste l'un des facteurs les plus importants et la situation des ours polaires en Antarctique en sont le parfait exemple. Avec l'hypothétique disparition de la banquise d'ici 2050, cette espèce pourrait perdre son habitat naturel, sans lequel elle ne peut survivre correctement. L'allongement des périodes de haute température affaiblit l'ours polaire dont les réserves de nourritures ne sont plus assez importantes pour hiberner.

Risques pour les humains

Selon les estimations des chercheurs, le réchauffement climatique affecte déjà plus de 300 millions d'humains sur terre. Elle est responsable de 300 000 morts par année, et ce chiffre pourrait atteindre 500 000 d'ici 2030. Ces morts sont premièrement imputables à la sécheresse. Les précipitations se font de plus en plus aléatoires, et l'approvisionnement en eau douce est de plus en plus compromise dans certaines zones du monde. D'ici 2090, le réchauffement climatique va doubler les cas de sécheresses extrêmes en multipliant par six leur durée.

Avec la population grimpant à 11 milliards d'humains d'ici 2100, les ressources se feront de plus en plus rares, et le réchauffement climatique semble accélérer le processus. En effet, le réchauffement risque de faire baisser la production agricole.

De plus, l'augmentation des températures estivales pourrait s'élever au-delà des capacités de l'organisme humain, qui ne pourrait ne plus survivre sans protection. De plus, on assiste à des vagues de chaleur mortelles qui pourraient se faire de plus en plus régulières. La canicule européenne de 2003 en est l'exemple le plus marquant, causant un excès de 15 000 décès en France - c'est-à-dire une surmortalité de +55 %. Au-delà des pertes humaines, le niveau des récoltes baisse de 20 % et elle fut le point d'orgue d'une crise politique. On pourrait également parler de la canicule de 2013 aux États-Unis, dont les répercussions furent minimes, mais les constatations furent les mêmes. Selon une étude, une personne sur trois serait potentiellement exposée à des vagues de chaleur, proportion qui pourrait monter à trois sur quatre d'ici 2100.

Les maladies infectieuses sont également en augmentation à cause du réchauffement climatique. En effet, la hausse des températures hivernales augmentent la période d'activité (et donc par la même occasion la période de reproduction) des insectes vecteurs de virus infectieux. Le moustique tigre par exemple, vecteur du Chikungunya, de la Dengue et du Zika, s'est étendu au-delà des océans, et est désormais l'un des insectes vecteurs les plus invasifs au monde. Pour le cas de la Dengue d'après l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), environ 2,5 milliards de personnes sont exposées à cette maladie, et il y aurait à ce jour 50 millions de cas dont une majorité nécessiterait une hospitalisation. Les insectes vecteurs du paludisme ont également vécu une grande expansion dans les dernières années. Ainsi, au Kenya par exemple, on constate des cas d'épidémies à des altitudes dépassant les 2 000 mètres, à des températures inhabituellement concernées par ce genre de cas.

Gestion des risques

Atténuation du changement climatique

Conférences des Nations unies sur les changements climatiques

Conférence des parties en 2007

Les COP sont des conférences annuelles sur le climat.

1997 (Première COP) : Le Protocole de Kyoto de 1997 est la première conférence où 37 pays ont signé des accords écrits afin de limiter les émissions de GES dans l’atmosphère. L’objectif était de réduire ces émissions de 5,2 % entre 2008 et 2012 par rapport aux émissions dans les années 1990. Depuis 2005, année d’entrée en vigueur de ces accords 193 pays ont ratifié ces derniers.

2001 (COP7) : Accord de Marrakech. Promesse de soutien des pays développés envers les pays pauvres dans l’intérêt du climat.

2005 (COP11) : le Protocole de Kyoto est appliqué. En 1997 les 55 pays ayant ratifié ces accords représentaient plus de 55 % des émissions de CO₂ mondiales.

2007 (COP13) : le Plan d’action de Bali. L’ouverture de nouveaux sujets à aborder comme « l’après 2012 » (post protocole de Kyoto).

2008 (COP14) : Conférence de Poznan. L’UE et les pays membres s’engagent à réduire leur émission de GES de 20 % par rapport à l’année 2008 en 2020.

2009 (COP15) : Accord de Copenhague. Les leaders ayant pris conscience du fléau climatique actuel, l’aide envers les pays pauvres est fixée à 30 milliards de dollars puis 100 milliards de dollars en 2020. En plus de ces mesures, les pays s’engagent à essayer de respecter la limite de réchauffement de 2 °C.

2015 (COP21) : Conférence des parties des Nations unies sur les changements climatiques. Accord historique de Paris, prise de conscience mondiale par rapport au problème climatique et la limite des 2 °C revue à la baisse et fixée à 1,5 °C.

2016 (COP22) : Conférence des parties des Nations unies sur les changements climatiques à Marrakech. Continuité des accords de Paris, obligation des pays développés de prendre des mesures concrètes pour stopper le réchauffement climatique.

2017 (COP 23) : Conférence des parties des Nations unies sur les changements climatiques aux îles Fidji. Clarification des points signés dans les accords de Paris en vue de leur application et engagement de la Grande-Bretagne, du Mexique et du Canada afin d’abandonner le charbon.

Par ailleurs, la France est favorable à la mobilisation de tous les acteurs du domaine privé (entreprises, collectivités, institutions, associations…).

Pour ce qui est des différentes conférences des parties organisées depuis 1997, les points faibles apparents de ces conférences sont que certains pays comme les pays pétroliers qui ont une économie complètement basée sur la rente pétrolière ne respectent pas les accords signés. De plus, la situation critique de l'écologie actuelle nécessite une transition complète et sans retour pas une transition progressive. Il y a aussi un point non négligeable qui est le fait que les pays les plus puissants arrangent les différentes mentions comme le fait de réduire le transport aérien et maritime qui peut atteindre un tiers des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050.

Restrictions des pays dans le domaine civil

Limiter les émissions de CO₂ liées à la sur-utilisation de la voiture

Le transport est l’activité qui contribue le plus aux émissions de gaz à effet de serre (GES) de la France. En 2019, il représente 31 % des émissions françaises de GES. Depuis 1990, les GES des transports ont augmenté de 9 %. 97 % des émissions de GES induites par les transports sont constituées de CO₂ provenant de la combustion de carburants. Les transports routiers contribuent à la quasi-totalité (94 %) des émissions du secteur des transports. Les émissions liées à la circulation routière incombent à hauteur de 54 % aux véhicules particuliers, de 24 % aux poids lourds et de 20 % aux véhicules utilitaires légers. En 2019, les voitures particulières (37,7 millions de véhicules) ont émis 69,5 Mt CO₂ eq. de GES, soit 51 % des GES du secteur des transports et 16 % de l’ensemble des émissions nationales.

Afin de réduire la pollution créée par les véhicules individuels, plusieurs restrictions doivent être mises en place. Il faudrait inciter les citoyens à prendre moins leurs véhicules avec des mesures financières comme à Londres où les automobilistes payent une taxe pour passer en centre-ville avec leur véhicule. Les transports en commun peuvent être développés pour limiter la dépendance à la voiture.

Les véhicules électriques (et à hydrogène) permettent de limiter les émissions de gaz à effet de serre du secteur de transport. Leurs ventes peuvent être incitées par un système de bonus-malus. L'Union Européenne a prévu d'interdire la vente des voitures à pétrole pour 2035.

Le plus difficile avec ces mesures est de convaincre une société où l’usage de la voiture est ancré dans nos habitudes. Habiter loin de son travail et/ou dans des banlieues résidentielles ou en milieu rural pousse à utiliser son véhicule pour faire des taches basiques comme faire les courses.

Produire une électricité moins polluante

En 2018, c'est 64 % de l'électricité qui était produite à partir d'énergie fossile (38% provenant du charbon, 23 % du gaz et 3 % du pétrole) et 36 % de l'électricité est décarbonée (16% provenant de l’hydraulique, 10 % du nucléaire, 5 % d'énergie éolienne, 3 % de la biomasse et des déchets et 2 % du solaire photovoltaïque). La part des énergies fossiles dans la production électrique est passé de 65 % en 2000 à 64 % en 2018. En France, la production électrique ne dépend qu'à 7,2 % des énergies fossiles (5,7 % du gaz, 1,1 % du charbon et 0,4 % du fioul) et 92,8 % est d'origine décarbonée (71,7% d’électricité d’origine nucléaire, 12,5% d'énergie hydraulique, 5,1 % de l'éolien, 1,9 % du solaire et 1,8 % de la biomasse).

Le parc nucléaire et la production hydroélectrique assurent à la France l'un des mix électrique les moins émetteurs de CO₂ d'Europe et du monde.

Pourquoi ça coince : des énergies vertes pas toujours vertes… pas si simple

Le plus grand frein à cela reste notamment le fait que ces sources « propres » de production d’énergie ne sont pas 100 % propres car elles nécessitent l’emploi de matériaux rares. De plus, ces énergies ne sont pas intermittentes, c’est-à-dire que l’on ne peut pas les produire en continu, ce qui nécessite un système de stockage à batteries qui se révèle très polluant et leur gestion n’est pas évidente avec les différents pics de productions. Enfin le nucléaire n’est certes pas polluant en CO₂ mais produit des déchets très difficilement gérables et est une ressource finie donc la transition vers le nucléaire ou des énergies renouvelables n’est pas une fin en soi. Ces mesures doivent être associées à une vraie révolution énergétique passant notamment par la réduction de nos consommations d’énergie.

Réduire les émissions de l’agriculture intensive et fonder une agriculture écologiquement utile

L’agriculture est l’un des gros contributeurs aux émissions de CO₂ (le troisième en France avec environ 15 % des émissions, 25 % pour l’ensemble de la planète). Plusieurs raisons expliquent cela. D’abord, l’agriculture est bien souvent à l’origine de la déforestation : on coupe des forêts pour faire pousser des palmiers à huile, du soja, des céréales ou encore pour élever du bétail. L’agriculture c’est aussi l’un des plus gros émetteurs de méthane (un gaz à effet de serre encore plus polluant que le CO₂) : l’élevage bovin ou encore la culture du riz représenteraient chacun environ 100 millions de tonnes de méthane par an. L’agriculture intensive est aussi responsable de la dégradation de la qualité des sols ce qui limite le CO₂ stocké dans les terres.

Sur ce dernier point il existe cependant des rapports contradictoires. Une hausse de la production végétale pourrait compenser en partie cette incidence négative. De même la technique du non-labour apporte des résultats intéressants.

Comment : une refonte globale du système agricole

Les mesures possibles pour répondre à ces défis sont multiples mais aussi très globales. Les experts internationaux assurent qu’il y a une nécessité de transformer nos pratiques agricoles : sortir de l’agriculture ultra-intensive et de la monoculture pour passer à des modes de production plus extensifs, plus respectueux de l’écosystème (polyculture en rotation, élevage extensif), utiliser moins de pesticides et d’intrants.

Il faudrait aussi limiter la production de produits carnés, notamment le bœuf et l’agneau pour se tourner vers des sources de protéines moins polluantes : volailles, légumineuses, protéines végétales. Toutes ces réformes impliquent que les gouvernements doivent soutenir ce type d’initiatives par des incitations fiscales par exemple : taxer ou réguler l’usage des pesticides, offrir des facilités financières aux exploitations dotées d’une certification écologique, encourager les petites exploitations agricoles et les productions écologiques.

Autre piste fondamentale : limiter le gaspillage alimentaire. En effet, dans le monde, près de 40 % de la nourriture que l’on produit finit à la poubelle. Et ce sont les consommateurs les premiers responsables ! C’est ce qui incite certains experts à proposer de taxer les ordures ménagères afin d’encourager les citoyens à faire plus attention.

Pourquoi ça coince : le système agricole mondial ne se réforme pas facilement

Mais toutes ces réformes peuvent être difficiles à mettre en place car en imposant des réglementations trop contraignantes aux agriculteurs, on met en danger leur viabilité économique dans la mondialisation face aux pays qui n’ont pas les mêmes normes. De plus il faut parvenir à trouver des normes agricoles qui permettent de combiner une productivité suffisante pour nourrir les individus et une réelle prise en compte des enjeux écologiques, et ce n’est pas toujours évident. En effet, l’agriculture biologique ou même la permaculture sont moins productives que l’agriculture intensive à court terme, elles nécessitent aussi plus d’espace et parfois plus de ressources (humaines ou naturelles). Les volontés d’interdire tel ou tel pesticide ou intrant chimique se heurte aussi souvent à des réalités de terrain difficiles à contourner : les producteurs n’ont pas d’alternative, ou alors elles sont trop chères, trop complexes. D’autre part, ce changement veut aussi dire qu’en tant que consommateurs nous devons accepter de payer plus cher pour une nourriture plus écologique et de meilleure qualité, mais plus difficile à produire. Or ce n’est pas évident pour une grande partie de la population.

Restrictions des pays dans le domaine industriel

C'est à l'avènement de l'ère industrielle qu'on doit l'apparition du réchauffement climatique. Le secteur de l'industrie est en effet un des grands responsables des émissions de gaz à effet de serre. Difficile cependant de séparer les industries de la production d'énergie, tant ces deux secteurs sont liés. Les différents rapports tendent ainsi à classer les industries en deux catégories : celles productrices d'énergie et les industries manufacturières. L'Agence Internationale de l'énergie, dans son rapport « CO₂ Émissions from Fuel Combustion », estime ainsi : Si l'on réalloue les émissions [de gaz à effet de serre] en fonction des secteurs consommateurs d'électricité, l'industrie devient l'émetteur le plus important, suivi par les bâtiments (dont la part a augmenté de 8 à 27 % due à une forte dépendance à l'électricité), puis les transports. Les industries lourdes (métallurgie, sidérurgie, pétrochimie), fortes consommatrices de pétrole, de gaz et de charbon, ainsi que les industries pétrolières, qui fournissent les premières, se partagent donc pour l'essentiel la lourde responsabilité des émissions de gaz à effet de serre. En 2017, un rapport de l'ONG Carbon Disclosure Project, en se basant sur des méthodes d'évaluation du GIEC, estimait ainsi que 100 entreprises étaient responsables de 71 % des émissions locales de gaz à effet de serre. Des entreprises aussi bien publiques que privées : on compte en effet parmi les plus gros émetteurs la Chine, l’Arabie Saoudite, l’Iran et la Russie, mais aussi des entreprises privées comme Gazprom, leader d’exportations de gaz dans le monde, Suncor, ExxonMobil, Total ou encore Shell.

À l'échelle de la France, les industries manufacturières (chimie, métallurgie, ciment...) représentaient en 2013 88,5 millions de tonnes de CO₂, contre 56,8 millions de tonnes pour l'industrie de l'énergie. Une évolution qui s'explique par la forte part du nucléaire dans l’Hexagone, qui émet beaucoup moins de CO₂ que les centrales thermiques. Reste que les émissions des industries manufacturières sont en forte diminution depuis quelques années, du fait de la baisse du poids de cette industrie, mais également de la mise en place de techniques moins polluantes au cours des dernières décennies. Une constatation qui peut s'étendre à l'ensemble de l'Union européenne. En novembre 2010, l'Union Européenne a ainsi adopté la "Directive sur les émissions industrielles" afin d'utiliser "les techniques les plus efficaces pour atteindre un niveau général élevé de protection de l’environnement dans son ensemble".

Les émissions de GES de l'industrie ont plus baissé que n'importe quel autre secteur en France entre 1990 et 2013. L'industrie manufacturière représente 20,5 % des émissions de gaz à effet de serre françaises, soit l’équivalent de 98 Mt CO₂ en 2013, du fait d'émissions de chacune des six substances contribuant au PRG (CO₂, CH₄, N₂O, HFC, PFC, SF₆).

Les émissions de gaz à effet de serre de l’industrie ont baissé de 38 % entre 1960 et 2013, soit plus que n’importe quel autre secteur en France. Il est à noter que ces émissions correspondent uniquement aux émissions directes de l’industrie. Ce bilan n’intègre donc ni les émissions indirectes liées à la consommation d’électricité de l’industrie, ni les émissions liées à l’amont (extraction, transformation) des combustibles consommés par l’industrie. Le secteur de l’électricité et la transformation des combustibles (raffineries) correspond au secteur « production, transformation et distribution d’énergie ».

Le CO₂ est le principal gaz à effet de serre de l'industrie (82 % des émissions de GES de l’industrie). Les émissions de l’industrie manufacturière ont diminué de 38 % entre 1960 et 2012 (-50 Mt) et de 28 % entre 1990 et 2012 (-32 Mt). Toutefois, de 1960 à 1974 inclus, les émissions ont connu une hausse de 40 %. La baisse observée par la suite s’explique, d’une part, par les économies d’énergie réalisées à la suite du premier choc pétrolier survenu en 1973 (la consommation de pétrole a fortement chuté au profit de l’électricité et du gaz naturel) et, d’autre part, par les nouvelles réglementations élaborées en 1998 visant à imposer des rendements optimaux aux chaudières industrielles ainsi qu'un contrôle périodique des installations de combustion supérieures à 1 MW. Entre 2008 et 2009, les émissions ont été fortement réduites (-14 %, soit -14 Mt) à la suite de la baisse de la production dans le secteur de la sidérurgie et des minéraux non métalliques pour des raisons économiques. Les émissions ont connu une légère hausse en 2010, du fait de la reprise économique (+7 % entre 2009 et 2010) pour retomber en 2011 et stagner en 2012 au même niveau que celui observé en 2009. Il est à noter que pour certaines activités, les émissions de CO₂ proviennent d’une part des émissions induites par l’utilisation de combustibles et d’autre part des émissions induites par la décarbonatation. La décarbonatation correspond à la transformation du carbone contenu dans des carbonates (par exemple, le calcaire) en CO₂, sous l'effet de la chaleur. Les principaux secteurs d'activité concernés par la décarbonatation sont (dont % CO₂ émis par décarbonatation par rapport aux émissions totales de CO₂ du secteur) : la production de ciment (60 %), la production de verre (18 %) et la sidérurgie (utilisation de castine) (30 %). CH₄ (10 % des émissions de GES de l’industrie).

Dans l'industrie manufacturière, le sous-secteur du traitement des déchets est le principal contributeur (97 % des émissions de ce secteur en 2012) et plus particulièrement le stockage des déchets non dangereux, qui correspond à 83 % des émissions totales du secteur en 2012. Les émissions de N₂O (3 % des émissions de GES de l'industrie) proviennent essentiellement des sous-secteurs du traitement des déchets (41 % des émissions de ce secteur en 2012) ainsi que de la chimie (40 %) particulièrement de la production d’acide nitrique et adipique. Le HFC (4 % des émissions de GES de l’industrie) provient surtout de l'industrie chimique et elle est occasionnée par la synthèse des HFC. PFC (0,4 % des émissions de GES de l’industrie). L'industrie manufacturière est le seul secteur émetteur de PFC en France métropolitaine. Les différentes activités contribuant aux émissions de PFC sont les suivantes : la production d'aluminium de première fusion (PFC générés au cours du procédé), la production de trifluoroacétique ou TFA (production de PFC – sous-produit CF₄), la fabrication de semi-conducteurs et de panneaux photovoltaïques (utilisation de PFC). SF₆ (0,5 % des émissions de GES de l’industrie). Elles sont principalement engendrées par la production de magnésium, la fabrication des disjoncteurs et interrupteurs haute tension et la fabrication de câbles.

Solutions pour limiter nos émissions

Instauration de taxes et sanctions financières à l'encontre des pollueurs

Dans le but de réduire la quantité de gaz à effet de serre dans l’air, l’une des solutions trouvées est de faire payer les personnes polluant l’air propre. Si l’on observe le problème de ce point de vue, il semble évident qu’il serait difficile de réduire activement les émissions de gaz sans punir ceux qui ne s’en soucient pas. Inscrire des lois contre la pollution dans des législations internationales est donc une alternative intéressante, tant les amendes pourraient avoir un effet dissuasif sur la population : Les gens seront donc plus enclins à moins polluer et faire les efforts nécessaires pour sauver l’environnement.

Par exemple au Québec, le secteur du transport causait 42 % des émissions de GES en 2015. On peut imaginer qu’en tarifant les entreprises responsables d’une aussi grosse proportion des émissions, on pourrait baisser significativement les émissions de gaz à effets de serre. Pour rester dans le secteur du transport, il est dit que pour limiter la hausse des températures à 2 °C comme actuellement, il faudrait doubler le prix de l’essence et le stabiliser à 3 dollars.

Il faut souligner cependant l'impopularité en général de ces mesures "punitives" accentuée par les inégalités sociales. L'acceptabilité de ces mesures dépend aussi du degré de perception des risques liés au changement climatique.

Mieux préserver les océans et leurs écosystèmes

Afin de réduire les effets du changement climatique, nous nous devons de protéger l’état de nos espaces marins. Pour ce faire, il faut changer la manière dont nous consommons au quotidien. Par exemple, l’achat de produits respectueux de l'environnement (autant pour le produit que pour sa production) est préconisée, afin de rendre leur déversement dans l’océan moins problématique.

Réduction de la consommation mondiale de viandes

Selon les chercheurs, le secteur de l’élevage est responsable de 14,5 % des émissions mondiales de GES. La viande est l’aliment le plus dispendieux pour la terre. Selon un rapport de 2013 provenant de l’organisation pour l’alimentation et de l’agriculture, cette activité est responsable de 7 milliards de tonnes de CO₂ chaque année, ce qui représente autant que la France et que les États-Unis réunis. Cependant il ne faut pas oublier le rôle écologique du pâturage pour séquestrer du carbone ou façonner les paysages.

Captage du CO₂

Réaction de captage du CO₂: CO₂+H₂O+2-aminoethanol⇒Sel

Une autre solution plus technique pour amoindrir les émissions de GES (et plus particulièrement de dioxyde de carbone) est le captage de CO₂. Cela consiste à capter les molécules de CO₂ avant sa libération dans l’air, pendant, avant ou après le processus de combustion. On connaît actuellement trois techniques pour réaliser ce procédé :

• Captage par postcombustion : extraire le CO₂ dilué après la combustion.
• Captage par oxycombustion : modifier le processus de combustion en utilisant de l’oxygène pur au lieu de l’air.
• Captage par précombustion : capter le CO₂ avant le processus de combustion.

Une meilleure isolation pour diminuer la consommation d'énergie en chauffage

L’abaissement des gaz à effet de serre passe également par la modification de nos habitats ainsi que de nos infrastructures. Par exemple, améliorer l’isolation murale et modifier le choix des fenêtres en utilisant des matériaux plus performants permettront de baisser la consommation d’électricité en diminuant les pertes thermiques. En effet, nous savons que la surproduction d’énergie est la cause première des gaz à effet de serre. Tendre vers une meilleure isolation de nos habitats permettra de baisser la facture d’électricité et de chauffage, et permettra même un confort de vie plus élevé pour l’Homme. Cette solution passe également par une prise de conscience générale, avec notamment une gestion plus méticuleuse du chauffage de nos logements. La simple réduction d’un degré de température peut avoir des répercussions économiques importantes. En surveillant la température du logement, on peut éviter de surchauffer la maison : Il est d’ailleurs recommandé de vivre dans une maison chauffée à 19 degrés plutôt qu’à 21 degrés.

Enfin, l’utilisation de modes de chauffage dits écologiques à la place des modes traditionnels est également à ne pas négliger. Le chauffage au bois, le chauffe-eau solaire ou encore la géothermie sont des exemples de chauffage respectueux de l’environnement. Le chauffage est le poste le plus énergivore dans l’habitat, représentant environ deux tiers des consommations d’énergie domestiques. L’impact de ce poste est variable en fonction du type de chauffage. En France, son impact est assez faible car il est en grande partie alimenté par l’énergie nucléaire assez peu émettrice en termes de GES. Dans le cas du chauffage au gaz ou au fioul, l’impact est bien réel et important car ce sont deux procédés qui émettent directement des GES.

Diversifier les moyens de transport

Depuis peu, de plus en plus de démarches visant à modérer l’utilisation de transports polluants en ville ont été mises en place. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la voiture est le moyen de transport le plus polluant avec 53 % des émissions de GES en 2014 sur le territoire français, c’est-à-dire bien plus que le train ou encore l’avion. Cela s’explique par le fait que trois quarts des trajets se font en voiture, peu importe la distance de ceux-ci. Cette utilisation abusive de la voiture crée de nombreuses problématiques : Pollution atmosphérique et sonore, embouteillages, surexploitation du pétrole, etc. Il est donc important de changer nos habitudes afin de réaliser certains de ses trajets quotidiens dans des modes de transports moins polluants, en fonction de la durée des trajets en question.

Stopper la déforestation

La déforestation est la deuxième cause des émissions de gaz à effet de serre derrière la production énergétique. Elle est donc une cause majeure du changement climatique, mais elle en est également une conséquence. Les étendues de forêts comme en Amazonie par exemple, agissent comme des puits de carbone qui contiennent le CO₂ afin de rafraîchir l’air. Les rayons du soleil font ensuite évaporer l’eau absorbée par la végétation, créant au passage de la vapeur d’eau. C’est par ce processus que les nuages se forment, et que des précipitations sont formées. La déforestation empêche donc le processus de se réaliser. Il est néanmoins possible de limiter le phénomène de déforestation, en modifiant la législation sur l’exploitation des ressources forestières ainsi qu’en mettant en œuvre des politiques de boisement et de reforestation. Cette solution a déjà fait ses preuves en France, ou depuis plusieurs années la superficie de la forêt augmente entre 0,5 et 0,8 % par an.

Passage à l'économie circulaire

Illustration de l'économie circulaire

Un nouveau mode de consommation est en train d’émerger dans la société afin de lutter contre le réchauffement climatique. En effet, l’économie circulaire se base sur le principe des 3 R : Réduire, réutiliser et recycler. L’objectif est donc premièrement de réduire significativement nos déchets en évitant la surproduction de denrées. Il s’agira ensuite de réparer notre mobilier ou nos appareils électroménagers dans la mesure du possible, et de les recycler quand cela n’est plus possible. Selon les experts, près de 62 % des émissions de GES sont imputables à l’extraction et à la transformation des matériaux des produits de consommation.

Notes et références