Le changement climatique pour les nuls

par | Nov 22, 2016 | Articles, Energie et climat | 2 commentaires

Vous avez tous entendu parler de « réchauffement climatique », de « gaz à effet de serre », ou encore de « fonte des glaces ». Mais connaissez-vous vraiment les phénomènes physiques à l’origine du changement climatique ?

Délicate entreprise que celle de définir et d’expliquer ce qu’est le changement climatique, ses origines, ses implications, ses manifestations. Commençons par ce qui est probablement l’une des principales difficultés à surmonter pour un profane, à savoir le lien de causalité entre nos comportements en tant que consommateurs, et un bouleversement de la mécanique climatique si brutal, qu’il en deviendrait une menace pour l’humanité, rien que ça !

Cet effet papillon dévastateur peut paraître absurde, à un point que l’on en viendrait à remettre en cause l’origine humaine du changement climatique, si ce n’est le changement climatique lui-même.

Pour accepter cet état de fait, arrêtons-nous un instant sur une expression bien connue : « la vie ne tient qu’à un fil ». Si cette formule est communément utilisée pour traduire le caractère précaire d’une situation, elle constitue également une vérité scientifique sur la présence de la vie sur Terre, et a fortiori sur la présence de la vie humaine.

Des conditions initiales de l’univers à la présence d’eau, sans oublier l’existence et la composition chimique de l’atmosphère, les caractéristiques physiques de notre planète, sa distance au soleil… C’est une combinaison plus qu’improbable de ces facteurs, et de bien d’autres encore, qui a permis à la vie d’apparaître sur Terre et de s’y développer.

« L’existence de la vie dépend d’un équilibre très précaire et d’un concours de circonstances extraordinaire. Modifiez un tant soit peu les paramètres numériques ou les conditions initiales, et l’univers sera complètement différent et nous n’existerions pas. » – Trinh-Xuan Thuan, astrophysicien américain

Si la vie tient à un fil, perturber un tant soit peu ce fil comme s’efforce de le faire l’Homme depuis l’avènement de ce que l’on peut appeler « l’âge du carbone », n’est pas sans danger. Et ce sont précisément ces dangers que les sciences climatiques ont peu à peu identifié alors que s’améliorait la compréhension de cette grande machine que l’on appelle le climat.

L’équilibre biochimique de la terre

Le climat. Voilà un mot valise dans lequel on range toutes sortes de données telles que la température moyenne de surface, les précipitations, les vents, ou encore les phénomènes météorologiques dits « extrêmes » comme les tornades ou les ouragans.

Ce sont ce que l’on peut appeler les « effets » du système climatique. Ils vous sont parfaitement familiers, puisqu’un bon nombre d’entre nous louent un culte au suivi des prédictions météorologiques.

Mais là où la météorologie fait état d’une situation à un temps « t », pour un lieu déterminé, par exemple la température à 6h du matin le 2 janvier 2017 au Chambon-Feugerolles, le climat suit l’évolution de cette même donnée (la température), en moyenne sur une zone géographique plus étendue, et pour une période pouvant aller d’une décennie à plusieurs millions d’années.

Le climat tel que nous le connaissons, résulte des échanges colossaux d’énergie qui ont lieu à la surface de la Terre, et dans son atmosphère. Ces phénomènes sont en définitive assez simples.

Comme vous pouvez vous en apercevoir tous les jours, le soleil inonde notre Terre de sa lumière qui, en plus d’être une excellente source d’éclairage, véhicule de l’énergie : la chaleur que nous ressentons au contact de la lumière solaire.

Fort heureusement, nous ne recevons qu’un fragment de l’énergie émise par le soleil. L’atmosphère terrestre fait alors office de régulateur : elle reflète vers l’espace environ 30% du rayonnement solaire incident, et en absorbe 23%.

Le reste est donc absorbé par la surface terrestre. Ce « reste » correspond tout de même à un rayonnement d’environ 160  Watts par mètre carré. C’est comme si notre Terre absorbait l’équivalent de 1 400 bombes atomiques comme celle lâchée sur la ville d’Hiroshima, toute les secondes.

De la même manière que le corps humain évacue l’excès de chaleur par la transpiration, notre Terre émet de l’énergie sous différentes formes afin de maintenir son équilibre radiatif, son bilan énergétique.

La Terre émet ainsi une quantité d’énergie trois fois plus importante que le rayonnement solaire absorbé. Seulement, un peu moins de la moitié est effectivement rejetée vers l’espace. Le reste est « piégé » par l’atmosphère terrestre : c’est ce que l’on appelle l’effet de serre.

Bilan radiatif de la Terre

Source : GIEC – 5ème rapport d’évaluation, groupe de travail 1

L’effet de serre qui est rappelons-le, un phénomène naturel,  est causé par la présence de gaz dans l’atmosphère dont les propriétés chimiques les rendent opaques au rayonnement infrarouge émis par la Terre. En d’autres termes ces gaz sont susceptibles de laisser passer le rayonnement solaire mais bloquent le rayonnement terrestre.

Les principaux gaz à effet de serre sont connus de tous. Il s’agit de la vapeur d’eau, des nuages ou encore du dioxyde de carbone, le fameux CO2, dont l’existence est antérieure à l’apparition de l’homme.

À mesure que les scientifiques ont amélioré leur compréhension du système climatique, la relation entre évolution du climat et évolution de l’effet de serre s’est affinée. Les carottes polaires, qui se trouvent être de formidables archives paléoclimatiques, ont ainsi révélé l’existence passée de multiples variations cycliques de la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

En combinant les données issues d’autres analyses géologiques ou océaniques, les scientifiques ont pu démontrer que ces variations de l’effet de serre s’accompagnent de changements climatiques importants : évolutions des températures moyennes de surface, du niveau des eaux, de la pluviométrie, de la cryosphère etc…

Quand l’Homme perturbe cet équilibre

Le changement climatique est donc un processus parfaitement naturel que l’on retrouve à de multiples occurrences sur des centaines de milliers d’années : la concentration de gaz à effet de serre fluctue naturellement, ce qui impacte le climat. Alors pourquoi tout ce vacarme autour d’un phénomène qui n’a finalement rien d’exceptionnel ?

La raison est simple. Si le phénomène n’est pas exceptionnel, l’exemple que nous connaissons actuellement l’est par son ampleur. En 2011 la concentration de gaz à effet de serre dans notre atmosphère était à son plus haut niveau depuis tout de même près de 800 000 ans ! De quoi s’inquiéter.

Ce surplus de gaz à effet de serre est la conséquence directe des évolutions économiques que nous connaissons toutes et tous : transport de biens et de marchandises, mondialisation, agriculture intensive, révolution industrielle ou encore finance internationale.

Tous ces phénomènes économiques ont engendré une hausse significative des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine. Si l’on regarde un peu plus en détail la structure de ces émissions dites « anthropiques », on s’aperçoit qu’elle se divise en trois catégories : le dioxyde de carbone (CO2 – 76%), le méthane (CH4 – 16%) et le protoxyde d’azote (NO2 – 6%).

En adoptant une segmentation cette fois par activité économique, on se rend compte que le principal responsable de l’effet de serre additionnel est la production d’électricité et de chaleur (25% des émissions), devant « le changement d’affectation des terres » (23%), une appellation un peu barbare qui comprend la déforestation, l’agriculture, et d’une manière générale toute transformation d’une surface « verte » susceptible d’absorber du CO2.

On retrouve loin derrière les domaines plus connus comme l’industrie (18%), les transports (14%) ou encore le bâtiment (6%).

Structure des émissions de gaz à effet de serre

Source : GIEC – 5ème rapport d’évaluation, groupe de travail 3

En observant notre environnement proche, nous pouvons constater que ces secteurs carbonés façonnent notre quotidien moderne. Nous voyons des véhicules rejetant du dioxyde de carbone, des bâtiments dont le gaz naturel utilisé pour se chauffer émet du méthane, des commerces proposant des produits manufacturés, et toutes sortes d’outils électroniques qui fonctionnent à l’électricité.

C’est la multiplication de ces comportements énergétiques à l’échelle mondiale qui est à l’origine d’une hausse de 40% de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère entre les années 1750 et 2011.

Aujourd’hui, une énergie additionnelle équivalente à 1,4% du rayonnement solaire reçu par la Terre est retenue par l’effet de serre d’origine humaine. Si l’on reprend notre comparaison précédente, c’est plus d’une vingtaine de « Little Man » relâchées chaque seconde du fait de notre activité carbonée.

Quelles conséquences sur le Climat ?

Les inquiétudes répétées des experts depuis de nombreuses années portent sur les effets, déjà constatés et à venir, d’un bouleversement de l’équilibre climatique de notre planète. Ces effets peuvent être potentiellement dévastateurs pour nos civilisations modernes, et s’étalent sur des milliers d’année compte tenu de l’inertie du système climatique.

La hausse des températures est sans doute le danger le plus important à court terme : l’énergie additionnelle piégée par l’effet de serre anthropique réchauffe la température à la surface de la Terre. Plus la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère est importante, plus la température se réchauffe.

Depuis la fin du 19ème siècle, la température mondiale a déjà connue une hausse de 0,61 degrés Celsius. Compte tenu de la dynamique actuelle des émissions, elle devrait être comprise entre 1,7 C° et 3,7 C° à la fin du siècle.

Comprenez bien que nous parlons ici d’une température mondiale moyenne, ce qui n’a rien à voir avec l’amplitude météorologique que nous connaissons à chaque alternance jour/nuit ou hivers/été (cette fameuse différence entre météo et climat).

A l’échelle du climat mondial, 5 degrés séparent la température terrestre actuelle de celle qui avait cours durant la dernière période glaciaire… Rien que ça ! Puisque de mémoire d’hommes, nul n’a connu un réchauffement climatique tel que celui que nous connaissons actuellement, nous ne pouvons qu’imaginer un monde plus chaud de 2 ou 3 degrés.

Les océans ne sont pas en reste. Parce qu’ils couvrent plus de 70% de la surface de la Terre, ils absorbent environ 90% de l’énergie et 30% du carbone piégé par l’effet de serre anthropique.

Première conséquence, les océans réchauffés par ce surplus d’énergie ont tendance à se dilater, ce qui signifie qu’ils occupent un volume de plus en plus important. Résultat, le niveau des océans à tendance à s’élever, et la fonte des glaces causées par la hausse des températures de surface n’arrange rien.

Enfin le carbone absorbé par les océans contribue à leur acidification, hautement préjudiciable pour la biodiversité marine. A long terme, cela pourrait impacter les activités humaines de la mer, et notamment la pêche, indispensable pour la survie des populations côtières.

D’une manière générale c’est l’ensemble de notre environnement qui est impacté par le changement climatique, et qui le restera à des échelles de temps plus ou moins longues. Les premières manifestations se font déjà ressentir, et les jeunes générations actuelles seront confrontées de leur vivant à de profonds bouleversements.

Pour aller plus loin

Si vous désirez en savoir davantage sur le changement climatique, je vous conseille d’aller à la source en vous tournant vers les publications scientifiques du GIEC. Ses rapports d’évaluation sont de jolis pavés de 1500 pages pour chacun des trois groupes de travail,  le tout écrit en anglais…

Fort heureusement, des rapports techniques comprenant une note de synthèse sont disponibles en français. Vous trouverez également un lien YouTube vers les vidéos sous-titrés de présentation de chaque groupe de travail.

Premier groupe de travail – Les éléments scientifiques

Second groupe de travail – Incidences, adaptation et vulnérabilité

Troisième groupe de travail – L’atténuation du changement climatique

Rapport de synthèse

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L’AUTEUR DE CET ARTICLE

Adrien

Adrien

Auteur sur le Blog de Mon Passeport Rénovation

Co-fondateur de Mon Passeport Rénovation, auteur du livre blanc « Logement durable – Rénovation thermique du parc ancien » et blogueur spécialisé dans le domaine de l’efficacité et de la transition énergétique.

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