Généralité sur les émissions des gaz à effet de serre

La Terre a déjà connu dans son histoire des variations importantes de climat, provoquées par des causes naturelles. Aujourd’hui, d’après les scientifiques du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’experts sur les évolutions du climat), c’est l’homme qui est le principal responsable du réchauffement actuel de la planète, par ses activités et ses rejets de gaz à effet de serre. Les scientifiques tirent la sonnette d’alarme depuis plus de 20 ans et affinent leurs recherches. Ils expliquent que la rapidité de ce changement climatique de grande ampleur est inédite et fait peser des menaces lourdes sur tout ce qui dépend des conditions climatiques : la qualité de vie de nombreuses populations, la diversité biologique, les récoltes, les glaciers et banquises, le niveau des mers, la fréquence et l’intensité des catastrophes météorologiques (tempêtes, inondations, etc.) (Base carbone, 2007).

Depuis l’ère industrielle, l’humanité brûle de plus en plus de pétrole, de charbon et de gaz naturel, elle étend ses pratiques agricoles intensives et multiplie ses procédés industriels. Tout cela conduit au rejet massif de CO2 (dioxyde de carbone), de CH4 (méthane), de N2O (protoxyde d’azote) et de gaz fluorés. Ces gaz appelés gaz à effet de serre (GES) s’accumulent dans l’atmosphère et y piègent la chaleur (effet de serre).

Effet de serre et les gaz à effet de serre (GES)

Le phénomène de l’effet de serre rappelle celui de la serre du jardinier : l’atmosphère terrestre laisse passer la lumière du soleil mais emprisonne la chaleur. Il y a deux phénomènes :
– Les rayons ultraviolets du soleil se jettent sur le sol terrestre et la terre en renvoie une partie de cette énergie vers le ciel.
– Or, une couche de vapeur d’eau et de gaz empêche une partie de cette chaleur de repartir dans l’espace, d’où réchauffement de la planète. Parmi les gaz concernés, la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère. Une grande partie de l’effet de serre nous est nécessaire pour garder la terre à une température vivable : si cet effet de serre n’était pas créé, la température moyenne du globe serait de -18 ° C alors qu’elle est aujourd’hui de 15°C (http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/voir).

Les principaux GES sont :
– Le CO2 qui est généré par la combustion des combustibles fossiles (charbon, pétrole et ses dérivés, gaz) par certains procédés industriels, la déforestation. Les secteurs émetteurs sont les transports, les bâtiments et la consommation des ménages, la production d’énergie et l’industrie.
– Le méthane CH4 émis par l’élevage des bovins, les déjections animales et les cultures agricoles (riz), par la mise en décharges des déchets organiques. Son pouvoir sur l’effet de serre est de 21 fois celui du CO2.
– Le protoxyde d’azote N2O est le résultat de pratiques agricoles intensives (engrais, déjections) et peut être émis à l’occasion de procédés industriels, principalement dans les industries chimiques qui fabriquent les engrais. Son pouvoir sur l’effet de serre est de 310 fois celui du CO2.
– Les gaz fluorés (HFC, PFC et SF6) sont utilisés dans la réfrigération et l’air conditionné, dans les mousses isolantes et les aérosols, l’industrie des semiconducteurs et les appareils de transport d’électricité. Leur pouvoir de réchauffement va de 1300 fois à 23 000 fois celui du CO2 (http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/voir).

On parlera de GES anthropiques qui sont les gaz dont l’émission est influencée par les activités humaines. La vapeur d’eau (dont la durée de vie dans l’’atmosphère est très courte) n’est pas directement influencée par les émissions humaines. De plus, l’ozone troposphérique n’est pas émis directement par l’homme, mais est le résultat de la décomposition d’autres gaz dans l’atmosphère. Ces deux GES (H2O et O3) sont exclus du champ de la comptabilité carbone.

Potentiel de réchauffement global

L’effet du relâchement dans l’atmosphère d’un kilo de gaz à effet de serre dépend de la nature du gaz émis. Pour un gaz donné, le pouvoir de réchauffement global d’un gaz se définit comme le ≪ forçage radiatif ≫, c’est à dire la puissance radiative renvoyée au sol et cumulée sur une durée qui est généralement fixée à 100 ans. Chacun des gaz à effet de serre possède un ≪ potentiel de réchauffement global ≫, noté PRG, qui quantifie son impact sur le climat. Le gaz servant de référence est le gaz carbonique (CO2). Son potentiel de réchauffement global, nommé PRG, est fixé à 1. Pour les autres substances, leur PRG exprime leur effet radiatif relatif en comparaison à celui du gaz carbonique. Autrement dit, le PRG désigne l’effet de serre estimé d’un GES. Par exemple, le GIEC considère qu’une tonne de méthane (CH4) a un pouvoir de réchauffement global 28 fois plus élevé en moyenne qu’une tonne de CO2 sur une période de temps de 100 ans. Ainsi, chaque tonne de méthane est Comptabilisée comme 28 tonnes d’équivalent CO2 dans les bilans des émissions de GES. Cela signifie que, si l’on émet 1 tonne de méthane dans l’atmosphère aujourd’hui, on produira le même effet, sur le siècle, que si on émet 28 tonnes de gaz carbonique au même moment. Une des complexités de cet équivalent provient des durées de vie dans l’atmosphère très différentes pour chacun des gaz à effet de serre. Leur PRG doit toujours être apprécié par rapport à une échelle de temps donné : une tonne de méthane a un PRG de 28 sur une échelle de 100 ans mais de 84 sur une échelle de 20 ans, compte tenu de sa plus courte durée de vie estimée dans l’atmosphère par rapport au CO2. Si l’échelle de temps considérée n’est pas précisée dans les bilans d’émissions, elle est fixée par défaut à 100 ans (GIEC 2007).