Zoom sur l’effet de serre

Bonjour et merci d’être fidèle au rendez-vous !

Je vais vous embêter aujourd’hui avec un peu de physique et de chimie, mais il me semble important d’avoir les idées claires au sujet des gaz à effet de serre, dont on parle beaucoup, et de l’effet de serre lui-même, dont on parle moins.

L’effet de serre naturel

Si vous regardez le dessin ci-dessus, vous voyez les rayons ultraviolets du soleil qui traversent l’atmosphère. Lorsqu’ils atteignent la terre, ces rayons sont absorbés par elle à hauteur des deux tiers, ce qui la réchauffe. Sous l’effet de la réverbération, le tiers restant est renvoyé sous forme de rayonnement infrarouge vers l’espace.

Toutefois ce rayonnement infrarouge se heurte à une sorte de « couvercle invisible » constitué par une couche de gaz située dans la basse atmosphère : cette couche de gaz empêche une partie des rayons infrarouges de repartir dans l’espace et contribue à réchauffer la terre davantage.

Cet effet naturel est au départ bénéfique car il permet d’avoir sur terre une température moyenne de 15°C°, au lieu de – 18°C° !

L’effet de serre renforcé

Là où les choses se gâtent, c’est que les activités humaines (utilisation d’énergies fossiles, déforestation, agriculture…) entraînent une augmentation sans cesse croissante de la concentration des gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère. Cette concentration entraîne à son tour une plus grande opacité de l’atmosphère au rayonnement infrarouge : la part de ce rayonnement qui s’échappe vers l’espace se réduit. Il en résulte un effet de serre amplifié, qui a pour résultat une hausse encore plus importante des températures.

Les gaz à effet de serre (GES)

Les principaux GES sont « naturels », c’est-à-dire qu’ils étaient présents dans l’atmosphère avant l’apparition de l’homme. Ce sont en particulier :

• la vapeur d’eau (H2O)
• le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2)
• le méthane (CH4)
• le protoxyde d’azote (N2O)
• l’ozone (O3)

Même si ces gaz ont des sources naturelles, les activités humaines ont augmenté leur concentration dans l’air de manière importante. On parle alors d’émissions anthropiques (d’origine humaine).

Les émissions anthropiques de vapeur d’eau sont dues par exemple aux centrales électriques, à l’irrigation, aux barrages… Elles sont marginales dans le cycle global de l’eau et ne contribuent pas à augmenter l’effet de serre de manière significative.

Les émissions anthropiques de CO2 proviennent pour l’essentiel de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) ; de certaines industries (production de ciment) ; et enfin de la déforestation, notamment en zone tropicale (j’expliquerai pourquoi dans un prochain article). Au total, ces émissions sont responsables d’un peu moins des deux-tiers de l’effet de serre additionnel dû à l’homme.

Les émissions anthropiques de méthane ont pour origine l’élevage bovin et ovin (les rots et flatulences des ruminants dégagent du méthane) ; la culture du riz (de façon générale, les zones humides émettent du méthane) ; la pratique des brûlis de forêts en zone tropicale ; les décharges d’ordures ménagères ; et enfin les fuites de gaz des exploitations pétrolières et gazières et des mines de charbon. Au total, ces émissions sont responsables d’environ 15% de l’effet de serre additionnel dû à l’homme.

Les émissions anthropiques de protoxyde d’azote ont pour origine d’une part l’utilisation des engrais azotés en agriculture et d’autre part certains procédés chimiques. Au total, elles engendrent environ 5% de l’effet de serre anthropique.

Comme mon article menace d’être long et indigeste, je passerai rapidement sur l’ozone, indirectement libéré par la combustion d’hydrocarbures et responsable d’environ 10% de l’effet de serre anthropique.

A eux quatre, le CO2, le méthane, le protoxyde d’azote et l’ozone sont responsables d’un peu plus de 90% de l’effet de serre anthropique. Il existe en outre des GES « artificiels », présents dans l’atmosphère uniquement du fait de l’homme. Ce sont principalement les halocarbures, qui engendrent un peu moins de 10% de l’effet de serre anthropique. Ces gaz sont utilisés dans les réfrigérateurs et climatiseurs, dans les bombes aérosols et dans certains procédés industriels (par exemple, composants d’ordinateurs ou de téléphones portables).

Ouf… me voici arrivée au bout de cet exposé ! J’espère qu’il ne vous a pas semblé trop rébarbatif.

A bientôt pour un nouvel article !

*****

Sources

• Changement climatique : causes, effets et enjeux – Ministère de la Transition écologique et solidaire
• Quels sont les gaz à effet de serre ? Article de Jean-Marc Jancovici
• Image : crédits Meem/Dicom