Très brièvement je voudrais vous exposer quelques notions sur les gaz à effet de serre. En effet, comme la plupart d'entre vous le savent, la planète produit aussi ces gaz, et parallèlement en absorbe. Comment ? Combien ? En quoi l'homme modifie-t-il ces cycles et ces équilibres ? Ces déséquilibre sont-ils gérables ?

Les gaz à effet de serre agissent comme une vitre autour du globe : la lumière rentre, la chaleur terrestre ne peut s'échapper. C'est la présence de ces gaz qui permet une température de +15°C sur terre. Sans eux, nous aurions une température de - 18°C. Ils sont donc nécessaires et, pour une bonne part, naturels. Avant l'intervention de l'homme, ils étaient en équilibre : l'émission de ces gaz était compensée par son absoption. L'homme a modifié cela, la terre n'est plus capable d'absorber ces gaz en totalité, ils s'accumulent dans l'atmosphère et augmentent donc l'effet de serre.

Je ne parlerai ici que des gaz à effet de serre majeurs à savoir le CO2, le CH4 et le N2O. Il faut y ajouter les gaz industriels (halocarbures et aérosols). Tous ces gaz n'ont pas le même pouvoir de réchauffement global.

Gaz
Formule
PRG relatif / CO2
(à 100 ans)
 Part de
responsabilité

Gaz carbonique CO2 1  55%
Méthane CH4 23  15%
Protoxyde d'azote N2O 298  5%
Perfluorocarbures CnF2n+2 6500 à 8700  
Hydrofluorocarbures CnHmFp 140 à 11700
Hexafluorure de soufre SF6 23900  

Ce tableau montre qu'un kg de méthane, par exemple, est équivalent, pour l'effet de serre, a 23 kg de gaz carbonique. Les données que je vous présente ici sont bien évidemment des estimations (données de 1994 ou 2001). Les processus mis en oeuvre sont extrêmement complexes.

Le dioxyde de carbone, CO2

Le schéma et le tableau suivant montrent comment les émissions de CO2 sont compensées (ou non).
Cycle du Carbonne
Cliquez pour agrandir - (c) Medef

CO2
Sources
(gigatonnes/an)
Absorption
(gigatonnes/an)
Océan
90
92
Sol + végétaux
60
61,4
Combustion carburants fossiles ,
production de ciment
5,5
/
Changements dans l'utilisation des sols
(Source de CO2 : déboisement dans le Sud,
Piège à CO2 : reboisement dans le Nord)
1,6
0,5
Total
157,1
153,9
+ 3,2 gigatonnes/an
1 gigatonne = 1 milliard de tonnes/an

Comme vous pouvez le constater, sans l'homme ce cycle est en équilibre.  Avec l'homme, 3,2 gigatonnes de CO2 s'accumulent dans l'atmosphère tous les ans. On constate aussi que les processus naturels laissent à l'homme une marge de 3,4 gigatonnes/an. Ce dernier devrait donc limiter ces émissions afin de ne pas dépasser cette valeur. Il devrait donc a priori les réduire de plus de 50%.

La machine s'emballe...

On considère que l'océan a absorbé 120 milliards de tonnes de carbone anthropique depuis 1800 et que 20-25 millions de tonnes de CO2 sont rajoutées chaque jour dans l’océan. L'absorption du CO2 par les océans est trop importante (parce qu'il y en a trop dans l'atmosphère) ce qui entraîne une acidification des couches supérieures de l'océan. Le fait de perturber le pH (en plus des températures et des pollutions diverses) menace gravement la vie marine (en particulier les organismes ayant du carbonate de calcium comme les coraux, les mollusques, les crabitos et le phytoplancton). Mais cela provoque surtout une stratification du pH océanique qui empêche le déplacement et les échanges gazeux entre les différentes couches de l'océan, y compris la capture du CO2 dans les fonds marins.

Dès lors,  la concentration en CO2 de l'eau va d'abord augmenter, puis l'océan absorbera de moins en moins de CO2 atmoshérique... jusqu'à le recracher. Et là le réchauffement climatique s'emballera (les experts sont incapables de prévoir les effets de cette catastrophe). D'autant plus que plus l'eau est chaude moins elle absorbe  le CO2. Par ailleurs le pétrole/mazout déversé ainsi que les retombées d'hydrocarbures non brûlés laissent un film sur l'océan et empêchent certains échanges gazeux. L'ampleur et les effets de ce phénomène sont mal connus et peu étudiés.

Concernant les écosytèmes terrestres, là aussi on craint à terme que les puits de carbone se transforment en source. L'augmentation de la température augmente en effet l'activité microbienne du sol et donc les émissions de CO2 (et de méthane). A cela il faut ajouter les émissions dues à la fonte des glaces et du permafrost (voir ci-dessous à méthane).

Le méthane, CH4

Le méthane se forme quand un composé organique se décompose (fermentation, putréfaction). 60% à 70% des émissions de méthane sont d'origine anthropique (agriculture, en particulier élevage et rizière, gestion des déchets et utilisation des combustibles fossiles, fuites de gaz). Le méthane est détruit dans l'atmosphère grâce au radical OH selon l'équation OH + CH4 -> CH3 + H2O. Cette réaction est très lente, par conséquent la durée de vie du méthane dans l'atmosphère est de 8 à 9 ans.

CH4
Sources
(téragrammes/an)
Absorption
(téragrammes/an)
Zones marécageuses
125
/
Termites
20
/
Océans
15
/
Autres sources naturelles
10
/
Combustible fossile total
110
/
Fermentation entérique ("pets de vache")
115
/
Rizières
100
/
Biomasse brûlée
40
/
Déchets
40
/
Eaux usées
25
/
Sols
/
30
OH troposhérique
/
510
Perte stratosphérique
/
40
Total
600
580
+20 téragrammes/an
1 téragramme = 1 million de tonnes/an

Ce tableau montre qu'il ne devrait pas y avoir de méthane dans l'atmosphère. Il montre aussi que l'homme pourrait en produire envrion 410 téragrammes par an pour que le système reste en équilibre. Quand on sait que l'alimentation d'une bonne part de la population mondiale dépend du riz et que cette population est en augmentation il y a de quoi s'inquiéter. La culture d'1kg de riz produit 120g de CH4.

La machine s'emballe toujours ...

En cas de réchauffement climatique, il existe un risque non négligeable (que l'on commence d'ailleurs à observer) que le méthane piégé dans les glaces et le permafrost se libère, augmentant donc la concentration atmosphérique en CH4. Or 1 molécule de méthane équivaut à 23 fois une molécule de CO2 en terme de réchauffement climatique. On estime que cette source de méthane pourrait représenter 10000 gigatonnes d'équivalent carbone. 

Les oxydes d'azote, NOx

N2O, aussi connu sous le nom de "gaz hilarant" est produit naturellement par les microorganisme du sol. Les rejets anthropiques proviennent de l'utilisation des engrais azotés, des déjections animales et humaines, de la combustion des énergies fossiles et de l'industrie chimique.

N
Sources
(téragrammes/an)
Absorption
(téragrammes/an)
feux naturels et réduction anaérobie
des nitrates du sol par des bactéries
6,7
/
processus bactériens dans les océans
2,6
/
industrie, fertilisants, feux anthropiques
5,1
/
destruction dans la stratosphère
/
8,7
Total
14,4
8,7
+ 5,7 téragrammes /an

La marge de manoeuvre laissée à l'homme par ce processus est de 0,6 téragramme par an.

Quelle est la part des différents secteurs

Répartition
(c) Manicore
Répartition approximative par activité des émissions mondiales de gaz à effet de serre, tous gaz pris en compte, et l'électricité étant imputée aux secteurs qui la consomment. Compilation de Manicore. NB : l'intitulé "production énergie hors électricité et vapeur" concerne pour une large part les raffineries, dont une grosse partie des émissions pourrait être réimputée aux transports et au résidentiel-tertiaire (chauffage)

Mais, et c'est là que je voulais en venir (suite au débat sur la voiture), cette répartition est variable en fonction des pays. Pour les USA par exemple, la part des transports pour l'émission de CO2 seul atteint 31% (derrière le résidentiel). En France, les transports sont les principales sources de CO2 soit 29%. Et si l'on impute aux transports les émissions des raffineries pour produire l'essence (dans le poste "transformation énergie"), celles de l'industrie pour la construction des voitures et des routes, et plus généralement toutes les émissions produites par des activités concourant aux déplacements (assurances, garages, etc) le total serait probablement plus proche de 40%. Or le secteur des transports progresse tous les ans (en France, mais surtout dans les pays du Sud).

Par ailleurs, en fonction des régions, la part des voitures personnelles est variables. Dans des régions très urbanisées comme l'Ile de France, les voitures particulières représentent 56%. Conclusion... ?


Contribution des différentes catégories de véhicules aux émissions de CO2 du transport routier en Ile-de-France
(c) Source Airparis et antivoitures


Sources et informations complémentaires

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