L’effet de serre a été découvert dès le XIXe siècle : Joseph Fourier le décrit en 1824. Il s’agit du phénomène par lequel certains gaz atmosphèriques absorbent une partie de l’énergie du rayonnement solaire qui est réfléchi par la Terre et repartirait sans cela dans l’espace. Cette énergie réchauffe la planète. Et plus il y a de gaz, plus ils la réchauffent.
Ce mécanisme est naturel. Grâce à lui, la température moyenne de la Terre est compatible avec la vie. Sans lui, elle chuterait à -18°C puis bien en-deçà. Mais il n’est pas toujours propice au vivant puisque sur Vénus, l’effet de serre est responsable de la température infernale qui règne à sa surface : environ 460°C.
L’augmentation récente, sur Terre, de la concentration des gaz à effet de serre provoque un réchauffement. Le phénomène n’est pas surprenant pour les scientifiques : en 1896 déjà, le chercheur suédois Arrhenius calculait qu’un doublement de la quantité de CO2 dans l’atmosphère augmenterait la température moyenne de 4°C.
Différents gaz à effet de serre
Il existe différent gaz à effet de serre. Le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Evolution du climat (GIEC) en a recensé plus d’une quarantaine. Le plus commun est la vapeur d’eau et le plus connu est le dioxyde de carbone (CO2). Tous deux sont naturellement présents dans l’atmosphère. Il y a aussi le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O), l’ozone (O3), et aussi des gaz créés par l’Homme, tels que les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluocarbures (PFC) et l’hexafluorure de soufre (SF6), par exemple.
Pouvoir de réchauffement
Tous les gaz à effet de serre n’ont pas le même effet sur le climat. Certains sont plusieurs milliers de fois plus puissants que le CO2 (un effet mesuré par un paramètre technique appelé forçage radiatif). D’autres vont exercer leur action pendant des périodes très supérieures à celle du CO2 : si celui-ci a une durée de vie d’un siècle en moyenne dans l’atmosphère, certains ont des durées de vie de plusieurs dizaines de millénaires. C’est pourquoi on utilise un paramètre comparatif, le potentiel de réchauffement global (PRG), avec comme valeur de référence 1 pour le CO2. Sur un siècle, le PRG du méthane est de 25, celui du SF6 d’environ 22800.
Emissions
Depuis le début de l’ère industrielle, vers 1750, la concentration des gaz à effet de serre augmente, la hausse a été de 30 %, pour le dioxyde de carbone (CO2), passant de 280 ppm (partie par million) à 381,2 ppm en 2006 et de 145 % pour le méthane (CH4), passant de 715 ppb (partie par milliard) à 1 782 ppb.
On peut ramener les émissions des différents gaz à une même unité, la tonne l’équivalent CO2, en utilisant le PRG. Ce faisant, on constate que les émissions ont augmenté plus fortement sur les dernières décennies. Entre 1970 et 2004, elles ont augmenté de +80 %, atteignant 30 milliards de tonnes d’équivalent CO2 en 2006.
Puits de carbone
Tous les gaz à effet de serre ne restent pas dans l’atmosphère. Certains sont absorbés. Sur les environ 7 milliards de tonnes de carbone émises chaque années (soit environ 30 milliards de tonnes de CO2), on estime généralement qu’environ 3 milliards est absorbé par les océans et 1 milliards par les forêts et les sols. (Une évaluation précise est difficile). Bien entendu, augmenter cette absorbtion reviendrait à lutter contre le réchauffement. C’est l’enjeu de nombreuses recherches. Inversement, il est possible que cette absorbtion diminue dans certaines conditions, ce qui aggraveraient le phénomène (voir fiche réchauffement).
Si la quantité totale de carbone présente dans l’atmosphère est d’environ 700 Gt (gigatonnes ou milliards de tonnes), les océans en contiendraient près de 40 000 Gt. Sur Terre la biosphère (en particulier les végétaux) stockent environ 550 Gt et les sols 1 500 Gt.
Emissions par secteur d’activité
D’après le groupe intergouvernemental d’experts sur le changement climatique, en 2006, l’industrie représentait 19,4 % des émissions mondiales, suivie par les activités forestières (la déforestation) avec 17,4 %, les transports 13,1 %, l’agriculture 13,5 % et le logement 7,9 %. La part du secteur de l’aviation se situe entre 3 et 5 %, l’Union européenne étant responsable de la moitié environ des émissions de CO2 provenant du transport aérien international des pays développés. Celles-ci ont augmenté de 73 % entre 1990 et 2003.
Répartition par pays
En 2007, l’ensemble des pays développés est à l’origine de 70 % des émissions, dont 22 % pour les Etats-Unis et 15 % pour l’Europe.
Depuis 2007, le premier pays émetteur est la Chine, suivi des Etats-Unis et de l’Indonésie, qui a accédé à la troisième place suite à la destruction de la forêt. Par habitant, les USA restent l’un des plus gros émetteurs, avec un taux cinq fois plus important que la Chine
Pour compenser les émissions de gaz à effet de serre, l’association Goodplanet a créé le programme Action Carbone. Visitez leur site pour calculer vos émissions de GES sur un trajet et pour connaître leurs projets de compensation volontaire.
Liste des principaux gaz à effet de serre
H2O (vapeur d’eau) : 55 % des émissions totales de GES ; d’origine naturelle et anthropique
CO2 (dioxyde de carbone) : 39 % des émissions totales dont près de 70 % d’origine anthropique ; issu de la combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) et de la biomasse
CH4 (méthane) : 2 % des émissions totales et 13 % d’origine anthropique ; issu de l’agriculture (rizières, élevages), de l’extraction des combustibles fossiles, de leur combustion et des décharges N2O (protoxyde d’azote) : 2 % des émissions totales et 16 % d’origine anthropique ; issu de l’agriculture, de la combustion de la biomasse et des produits chimiques comme l’acide nitrique
Les gaz fluorés (HFC: Hyfluocarbures, PFC : Perfluocarbures, SF6 : Hexafluorure de soufre) : 2 % des émissions, d’origine anthropique ; utilisés dans les systèmes de réfrigération, les aérosols, les mousses isolantes, l’industrie des semi-conducteurs… ; pouvoir de réchauffement 1 300 à 24 000 fois supérieur à celui du CO2 ; durée de vie très longue.
O3 (ozone): 2 % des émissions totales et part relative dans l’effet de serre additionnel comprise entre 10 et 20 % (Ce gaz n’est pas pris en compte dans le Protocole de Kyoto).
– Intergovernmental Panel of climate changes
– Ademe
– Ifen, Les indices du réchauffement climatique
– CNRS
– Novosti
7 commentaires
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GUYLAB10
Gaz à effet de serre .
L’émission de GEF est le résultat de la consommation d’énergies fossiles. Partant de ce constat,j’essaie de convaincre les automobilistes d’éteindre le moteur de leur véhicule lorsqu’ils font un arrêt prolongé pour:acheter du pain ou des cigarettes, faire une livraison, téléphoner, attendre à la sortie de l’école, en faisant fonctionner la clim, etc…Comment les persuader sans entrer en conflit ?
REUZE
Gaz à effet de serre
Bonjour
On nous demande de faire des économies d’énergie et je suis tout à fait d’accord. Mais je suis en colère sur des exemples précis:
– illumination de Noël qui démarrent maintenant en novembre et en plus maintenant les particuliers font de la surenchère, c’est à celui qui aura la maison la plus décorée.
– question: la course Paris-Dakar est-ce d’une importance vitale? ne serait-ce pas que pour le plaisir de quelques privilégiés?
– les courses de formule1 me révoltent, surtout lorsque j’ai appris le coût pharaonique du dernier circuit construit dans un pays arabe, ces bolides qui consomment et dont on remplit les réservoirs en quelques secondes.
– …
J’arrête là car rien que le fait d’en parler me fait mal
dominique.denonne@laposte.net
effet de serre
Je me trompe ou l’oxygène et l’azote sont aussi des gaz à effet de serre. Ils s’échauffent accumulent de l’énergie (par vibration des molécules = théorie cinétique des gaz) ?
En quoi le CO2 a-t-il un plus grand effet de serre que l’air le mélange oxygène+azote.
En thermodynamique on apprend que dans un mélange de gaz à une certaine température tous les gaz ont la même énergie cinétique….
Qui peut me répondre ?
Olivier GoodPlanet
réponse à dominique
Chaque gaz absorbe plus ou moins selon les longueurs d’onde. L’oxygène et l’azote absorbent très peu les infrarouges, à la différence de la vapeur d’eau ou du CO2, par exemple. Cela explique qu’ils n’interviennent pas dans l’effet de serre.
Cette différence vient du fait que (parait-il) les molécules contenant 2 atomes identiques comme N2 ou O2 ou celles ne contenant qu’un atome, comme Ar, n’ont pas de changement net du moment de leur dipole quand elles vibrent, et donc ne sont pas affectées par l’infrarouge.
Dominique Denonne
effet de serre
Bonjour Olivier
Merci de votre réponse.
Je n’en demeure pas moins perplexe. L’oxygène et l’azote comme tous les gaz peuvent s’échauffer. D’après la théorie thermodynamique sur la cinétique des gaz, les molécules emmagasinent l’énergie sous forme de vibration. Il y a un certain nombre de degrés de liberté en l’occurrence 5 pour une molécule diatomique et 6 (max) pour une molécule pluriatiomique comme le CO2. Il est vraisemblable que les molécules d’oxygène et d’azote n’absorbent pas les infrarouges sur la même longueur d’onde que le CO2 (5 micron ?) mais certainement sur une autre longueur d’onde. Laquelle je n’en sais rien et c’est un des éléments de ma recherche d’information.
Si vous avez, je suis preneur.
Avec toute ma considération.
Dominique Denonne
Olivier GoodPlanet
absorbance de l’oxygene
Chaque molécule a un profil d’émission ou d’absorption particulier. C’est la base de la spectrophotométrie. Et certaines n’absorbent pas sur des plages importantes de longueur d’onde. Jetez un oeil sur le document en lien (dans lequel l’ozone et l’oxygène sont mélangés, ce qui ne permet pas de répondre à votre question mais vous donnera une idée de la variabilité des spectres d’absorbtion).
http://www.iitap.iastate.edu/gccourse/forcing/images/image7.gif
Jean-Marc Hauth
Gestion globale de la ressource en eau
Dire que les gaz à effet de serres comme le co2 sont responsables du changement de climat permet de donner en pâture un coupable pour amuser les médias et les citoyens pendant que ce qu’on ne veut pas montrer continue de faire des sous sur le dos des générations futures et de la vie plus généralement.
Si le co2 augmente dans l’atmosphère , c’est surtout parce qu’il s’y accumule par réduction de son recyclage dû aux activités humaines qui assèchent les continents pas seulement par les déforestations mais aussi par les modifications du cycle de l’eau qui réduisent les rechargement des eaux souterraines ou qui les surexploitent. Les quelques sites qui s’occupent de la désertification sur internet mettent en avant ce phènomène comme une victime de l’effet de serre et donc des émissions de co2 en jouant sur la différence entre la sècheresse et la désertification pour bien montrer que nous sommes tous des imbéciles et qu’il est inutile d’en discuter car seuls les spécialistes sponsorisés par les lobbies détiennent la vérité.
L’avancée désertique n’est pas seulement présente dans les pays chauds où le besoin en eau pousse à la surexploitation des eaux souterraine. En effet les sols de plus en plus chauds pertube le cycle de l’eau en modifiant les échanges air/ eau des sols. Les nuages sont repoussés vers d’autres zones de condensations plus fraiches et souvent déjà trop humides. Il s’en suit une accélération de la circulation du volume d’eau dans l’atmosphère qui se rétrécie. L’eau va donc de plus en plus vite de l’équateur vers les pôles et les hauts sommets en y transférant aussi plus de chaleur qui fait fondre les neiges et glaces éternelles. Après condensation l’air sec et froid continue son cycle pour revenir chercher de la chaleur sur les déserts. Ces courants d’air froid et sec sont des raisons supplémentaires d’assèchement des terres car ils circulent en ras motte sur les continents sur des continents trop froid pour ydévelopper la végétation qui ne reçoit jamais d’eau.