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Effet de serre

Effet de serre

Un article de Encyclo-ecolo.com.

effet de serre


Sommaire

Comment fonctionne l'effet de serre ?

L’effet de serre est un phénomène indispensable à la vie sur notre planète. Il sert à régler la température en retenant la chaleur mais aussi en la régulant.

L'effet de serre en résumé

  • L'effet de serre

Les rayons solaires fournissent de l’énergie à la Terre, qui se réchauffe et réémet la même quantité d’énergie sous forme de rayonnements infrarouges (IR). Sans gaz à effet de serre (GES), la température terrestre serait de – 19°C. En présence de GES, une partie des IR est réfléchie vers le sol. La température de la Terre s’accroît jusqu’à ce que l’énergie réémise égale l’énergie reçue. Avec les GES, la température terrestre au sol atteint + 14°C.
Sans ce phénomène d’effet de serre nous ne pourrions vivre sur terre dans la mesure où la température serait trop froide la nuit (-18°C en moyenne) et trop chaude la jour (+60°C en moyenne). La couche à effet de serre est constituée de gaz de dioxyde de carbone, de vapeur d’eau, de méthane mais aussi d’autres gaz tels que le dioxyde de souffre.

Le soleil produit un rayonnement lumineux et chaud. Une partie des rayons est absorbée par le sol, une seconde partie est émise et repart vers l’espace, enfin une 3ème partie est absorbée par les nuages et les gaz à effet de serre, ce qui réchauffe l’atmosphère. L’effet de serre ne doit pas trop augmenter car ceci aurait pour effet de trop réchauffer la planète.

La pollution et les gaz émis par nos activités diverses augmentent effectivement cet effet de serre, ce qui entraîne le réchauffement climatique.


L’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère depuis le début de l’ère industrielle est responsable du réchauffement planétaire que l’on observe à l’heure actuelle.


L'atmosphère et les gaz à effet de serre

  • Les GES occupent moins de 0,1 % du volume atmosphérique, auxquels s’ajoute la vapeur d’eau (0,4 – 4 %). Celle-ci est le principal gaz à effet de serre, d’origine naturelle. La température de l’atmosphère a augmenté au cours de l’ère industrielle du fait de l’amplification de l’effet de serre naturel par les activités humaines qui émettent des GES dits anthropiques.

Les gaz à effet de serre anthropiques

Quels sont les gaz à effet de serre ?

La vapeur d'eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), l'oxyde nitreux (N2O), le méthane (CH4) et l'ozone (O3) sont les principaux gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère terrestre. L'atmosphère contient en outre un certain nombre de gaz à effet de serre entièrement anthropiques tels que les hydrocarbures halogénés et autres substances contenant du chlore et du brome, dont traite le Protocole de Montréal. Outre le CO2, le N2O et le CH4, le Protocole de Kyoto traite, quant à lui, d'autres gaz à effet de serre tels que l'hexafluorure de soufre (SF6), les hydrofluorocarbones (HFC) et les hydrocarbures perfluorés (PFC).


Les principaux gaz à effet de serre sont :

>

- La vapeur d’eau (H2O)

- Le dioxyde de carbone (CO2)
  • Le gaz carbonique est surtout dû à la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) et à l'industrie (fabrication de ciment) ;</li> - Le méthane
  • le méthane provient de l'élevage des ruminants, de la culture du riz, des décharges d'ordures, des exploitations pétrolières et gazières ;</li> - Le protoxyde d’azote
  • le protoxyde d'azote vient des engrais azotés et de divers procédés chimiques ;</li> - Les hydrofluorocarbures
  • les hydrocarbures perfluorés sont entre autres émis lors de la fabrication de l'aluminium.</li> - Les perfluorocarbures
  • les gaz fluorés sont des gaz propulseurs dans les bombes aérosols, des gaz réfrigérants (climatiseurs). Ils sont émis aussi par diverses industries (mousses plastiques, composants d'ordinateurs) ;</li> - L’hexafluorure de soufre</p>
  • l'hexafluorure de soufre est un gaz détecteur de fuites, utilisé également pour l'isolation électrique ;</li>

    Les gaz à effet de serre ne sont pas à proprement parler des polluants. Le gaz carbonique n’est aucunement toxique en soi. Il est même essentiel à la croissance des plantes, qui le captent et utilisent son carbone pour constituer leur structure (le carbone représente environ 40 % de la matière sèche des végétaux).

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    D'où viennent les gaz à effet de serre produits par l'homme ? A l’origine du réchauffement climatique, les gaz à effet de serre, avec en tête le gaz carbonique qui représente 70% des émissions. Sa concentration dans l’atmosphère ne cesse d’augmenter depuis le début de l’ère industrielle. Depuis 1750, la concentration en gaz carbonique a augmenté de 31% et celle en méthane de 150%. Une partie de ces gaz reste dans l’atmosphère et le reste est absorbé par les océans et les végétaux.

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    Caractéristiques des gaz à effet de serre

    • Pouvoir de réchauffement global (PRG) : rapport entre l’énergie renvoyée vers le sol en 100 ans par 1 kg de gaz et celle que renverrait 1 kg de CO2. Il dépend des concentrations et des durées de vie des gaz.

    Ex. : 1 kg de CH4 et 25 kg de CO2 auront autant réchauffé l’atmosphère au cours du siècle qui suit leur émission. F

    • Forçage radiatif (en W/m2) : quantification par rapport à une année de référence (ici 1750) des modifications de radiation, c’est-à-dire d’énergie renvoyée vers le sol, dues aux GES. Une valeur positive indique une contribution positive au réchauffement.

    Si le CO2 est le gaz qui a le plus petit pouvoir de réchauffement par molécule, il est celui qui a contribué le plus au réchauffement climatique depuis 1750. Certaines activités humaines, notamment l’émission d’aérosols, contribuent à diminuer le renvoi d’énergie vers le sol provoqué par les GES mais ne le compensent pas. Ce forçage radiatif négatif est estimé à – 1,20 W/m2 depuis 1750, alors que le forçage radiatif positif des six GES anthropiques est de + 2,64 W/m2. </ul>

    Résumé : trop démissions de gaz à effet de serre

    • " L’effet de serre est un phénomène physique naturel. La température moyenne de notre planète résulte de l’équilibre entre le flux de rayonnement qui lui parvient du soleil et le flux de rayonnement infrarouge renvoyé vers l’espace. La répartition de la température au niveau du sol dépend de la quantité de gaz à effet de serre (GES) présents dans l’atmosphère, comme le dioxyde de carbone (CO2), le méthane ou l’oxyde nitreux, qui retiennent une large part du rayonnement solaire. Ils permettent ainsi le maintien sur Terre d’une température moyenne d’environ 15°C. Sans eux, la température moyenne serait de -18°C et la Terre serait inhabitable.

    Les activités humaines, depuis la révolution industrielle du XIXème siècle, ont produit en peu de temps beaucoup de gaz à effet de serre supplémentaires, le plus important étant le dioxyde de carbone (CO2). L’effet de serre « additionnel » résultant de l’augmentation des concentrations des GES se traduit par une élévation très rapide de la température moyenne de la Terre et de son atmosphère. Mais les modifications que l’on constate ne se résument pas à un réchauffement : c’est l’ensemble du climat qui se modifie." (ademe)


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    Comment se manifeste l'effet de serre ?


    Les effets observés de l'effet de serre et les caractéristiques des changements climatiques ?

    Le phénomène actuel dépasse par son ampleur et sa rapidité.

    • Les émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine provoquent l'augmentation de la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, et, par conséquence, le réchauffement de notre planète. Ce constat a été confirmé et affiné par le Groupe Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) dans son quatrième rapport publié cette année[1]. Celui-ci précise notamment que :

    - Le réchauffement est dû à l'activité humaine avec au moins 90% de certitude,

    - Le réchauffement moyen constaté à la surface de la terre au cours du siècle écoulé s'élève à 0,74°C,

    - Le rythme d'accroissement actuel des concentrations de gaz à effet de serre (GES) provoquera un réchauffement moyen de 0,2° par décennie durant les trente prochaines années. Les températures pourraient augmenter, d'ici 2100, de 1,1°C à 6,4 °C, suivant les différents scénarii.

    - Les émissions mondiales de gaz à effet de serre ont augmenté considérablement depuis l'époque préindustrielle. Rien qu'entre 1970 et 2004 elles ont augmenté de 70% .

    %u25BA L'impact du réchauffement climatique se traduira dans au moins cinq domaines :

    - des phénomènes climatiques aggravés : multiplication de certains événements météorologiques extrêmes (tempêtes, inondations, sécheresses),

    - un bouleversement de nombreux écosystèmes, avec l'extinction de 20 à 30% des espèces animales et végétales, et des conséquences importantes également pour les établissements humains ;

    - des crises liées aux ressources alimentaires : dans de nombreuses parties du globe (Asie, Afrique, zones tropicales et sub-tropicales), les productions agricoles chuteront, provoquant de graves crises alimentaires, sources de conflits et de migrations,

    - des dangers sanitaires : le changement climatique aura vraisemblablement des impacts directs sur le fonctionnement des écosystèmes et sur la transmission des maladies animales, susceptibles de présenter des éléments pathogènes potentiellement dangereux pour l'homme,

    - des déplacements de population : l'augmentation du niveau de la mer (18 à 59 cm d'ici 2100) devrait provoquer l'inondation de certaines zones côtières (notamment les deltas en Afrique et en Asie) et causer la disparition de pays entiers (Maldives, Tuvalu), provoquant d'importantes migrations.

    Quelles sont les incidences économiques du changement climatique ?

    Du point de vue économique, le rapport Stern évalue le coût de l'inaction entre 5% et 20% du PIB mondial, et celui de l'action à 1% du PIB mondial. Le GIEC établit le coût de la tonne de carbone évitée pour maintenir la concentration en gaz à effet de serre en dessous de 550 ppm à environ 100$ : ceci correspondrait à une augmentation de 20 centimes d'euro du litre d'essence ou de gazole.

    (le paragraphe ci-dessus est extrait du site effet-de-serre.gouv)


    La France et l'effet de serre

    • Dans le cadre du protocole de Kyoto, les émissions de gaz à effet de serre de la France ont, en 2010, dépassé l'objectif de stabilisation à l’horizon 2008-2012 par rapport à 1990. Elles ont davantage diminué entre 2007 et 2010 qu’entre 1990 et 2007. La hausse des émissions des transports (+ 13 %) et du résidentiel-tertiaire (+ 13 %) a été compensée par la baisse de celles de l’industrie (- 36 %), de la branche énergie (- 11 %) et de l’agriculture (- 9 %). L’objectif à ’horizon 2020 pour l’UE et la France est une réduction de 20 %. Celui à l’horizon 2050 fixé par la loi Grenelle 2 est une division par 4. (source : Ministère écologie)

    L'effet de serre : l'impact de la viande

    • Malgré les différentes crises sanitaires, la viande est de plus en plus présente dans nos assiettes. Sa consommation devrait même augmenter de 50% d’ici 2020… et l’environnement risque d’en pâtir !

    • La production de viande rejette une quantité insoupçonnée de gaz à effet de serre (GES) !


    • Principal gaz identifié : le méthane (CH4) , dont la molécule aurait, selon le GIEC (Groupe Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), un effet de serre 21 fois supérieur à celle du CO2. Or ce gaz est émis par… les ruminants, avec nos amis les bovins et leurs flatulences en haut de l’affiche.

    • 15 à 20% des émissions mondiales de méthane sont ainsi liées à l’élevage des animaux.
    • La production d’un kilo de viande de veau rejette autant de GES qu’un trajet automobile de 220 km. Celle d’un kilo de bœuf équivaut, elle, à un trajet de 70 km…


    • A cette production « intempestive » de méthane s’ajoutent : > le CO2 rejeté lors de la transformation, l’emballage et le transport de la viande, > le protoxyde d’azote (N2O) dégagé par le fumier et connu pour avoir un impact 296 fois supérieur à celui du CO2…


    • Entre deux tranches de pain ou dans notre assiette, le steak haché est LA viande des Français : elle est la plus vendue, 70% des ménages en consomment. Et qui dit consommation, dit production…

    > A titre d'exemple, 170 tonnes de steaks hachés sont produites chaque semaine à partir de 2000 bovins dans le plus important abattoir du groupe Charal, soit 8800 tonnes par an !

    Le thermostat carbonique

    En matière d'effet de serre, le gaz carbonique joue un rôle bien plus déterminant qu'on ne le pensait jusqu'à présent. Andrew Lacis, de l'institut Goddard pour l'étude de l'espace de la Nasa, vient de découvrir qu'au-delà de l'effet de serre qu'il génère par sa seule présence (environ 20 % du total) le CO2 conditionne la présence de la vapeur d'eau et des nuages dans l'atmosphère qui, tous deux, assurent 75 % du réchauffement terrestre. Bref, le gaz carbonique est en quelque sorte une clé de voûte.

    Dans une étude publiée dans la revue Science, Lacis vérifie ses dires en utilisant un modèle mathématique simulant l'effet de serre. Quand il réduit la présence du CO2 à zéro, il observe un refroidissement de l'atmosphère conduisant à une condensation de l'humidité atmosphérique. Du coup, l'effet de serre chute, précipitant la Terre dans une ère hyperglaciaire. Ce qu'il faut comprendre dans tout cela, c'est que le CO2 contrôle entièrement la température terrestre, comme le fait un thermostat. Tandis que la vapeur et les nuages n'assurent qu'un rôle de feedback (source : Le Point)

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