Eclairage signé Christian de Perthuis, professeur d’université

Le blog de Christian de Perthuis, c’est ici : https://christiandeperthuis.fr/blog/

Les émissions de CO₂ sont la cause principale du réchauffement global. Pour bien cerner leurs impacts climatiques, il convient d’analyser leurs interactions avec les autres rejets humains dans l’atmosphère. Le rapport du WG1 (« Working group 1 ») du GIEC apporte une information précieuse en la matière. Les décideurs sauront-ils l’utiliser ?

Des rejets qui réchauffent et d’autres qui refroidissent la planète

Comme l’a rappelé le précédent article, le réchauffement global depuis l’ère préindustrielle est estimé à 1,1°C par le WG1. Si on cumule la contribution de l’ensemble des gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère (en bleu sur le graphique du dessus), on trouve pourtant un réchauffement de 1,5°C. Le GIEC aurait-il fait une erreur de calcul ?

Si c’était le cas, cela se saurait. Les rapports d’évaluation sont scrutés à la loupe par des observateurs pas toujours bien intentionnés. La réalité est que d’autres rejets humains dans l’atmosphère ont contribué à refroidir le climat de 0,4°C. En retranchant ces 0,4 de la contribution de 1,5°C des gaz à effet de serre, on retrouve bien un réchauffement de 1,1°C.

Notre graphique introductif permet de repérer les principales substances dont les rejets dans l’atmosphère affectent le système climatique :

• Parmi les gaz à effet de serre : le CO₂ a contribué à un peu plus de la moitié du réchauffement (53%) et le méthane à son tiers (34%). Le protoxyde d’azote et les gaz fluorés ont ensemble compté pour 13% ;
• Les composants organiques volatiles (COV) et le CO sont des substances toxiques, mais ne sont pas à effet de serre. En plus de leurs effets délétères, ils contribuent à fabriquer de l’ozone qui, lui, est à effet de serre et réchauffe la planète. Ils sont des « précurseurs » de gaz à effet de serre. Leur élimination est souhaitable tant pour réduire les pollutions locales que pour lutter contre le changement climatique ;
• Les NO_x et les aérosols principalement rejetés lors de la combustion d’énergie sont également nocifs. Ils exercent par contre un effet de refroidissement sur la planète. Les NO_x détruisent du méthane. Les aérosols qui sont des particules solides freinent le rayonnement solaire (à l’exception notable des suies ou « black carbone »). Leur élimination, souhaitable sous l’angle sanitaire, pose la question du lien entre l’action climatique et la lutte contre les pollutions locales.

Lutte contre les pollutions locales et action climatique

Dans la majorité de cas, les polluants locaux sont rejetés en même temps que le CO₂ lors de la combustion d’énergie fossile. Par exemple une centrale électrique à charbon ou un moteur diesel rejettent du CO₂, mais aussi du SO₂ (principale source d’aérosols), des NOx et d’autres microparticules qui sont des polluants locaux.

Contrairement au CO₂, ces polluants ne séjournent que quelques jours dans l’atmosphère. Agir sur les émissions de CO₂ en réduisant la combustion d’énergie fossile apporte dès lors un co-bénéfice environnemental immédiat via leur élimination. On est dans une logique gagnant-gagnant.

Simplement, le gain futur sur le réchauffement est affaibli par le moindre refroidissement lorsqu’il s’agit de NOx, de SO₂ ou d’autres aérosols (à l’exception du « black carbon ») qui refroidissent la planète.

Les décideurs politiques cherchent les résultats immédiats (et visibles). C’est pourquoi de nombreuses régulations ont été introduites pour réduire les polluants locaux associés à l’usage des énergies fossiles.

Dans ces cas, on lutte bien contre les pollutions locales, mais on contribue à réchauffer la planète par moindre effet de refroidissement des aérosols ou des NO_x. Si on continue sur cette voie, notamment en Asie où est désormais concentrée la grande majorité des rejets d’aérosols, ou pour la navigation maritime, on risque d’accélérer le réchauffement en réduisant les effets de refroidissement des aérosols et des NO_x sans réduire le CO₂.

Le cas de la biomasse est particulier. Sa combustion rejette du CO₂ biogénique qui a été préalablement stocké dans la plante. Elle est considérée comme neutre si on renouvelle le stock.

La substitution d’une énergie fossile par de la biomasse est donc bénéfique pour le climat. Mais la combustion de la biomasse génère des substances nocives. Dans le monde, elle est la première source de décès par la pollution de l’air du fait de son usage dans les systèmes de cuisson dans les pays moins avancés.

Si on remplace ces systèmes traditionnels par du butane ou du gaz naturel (voie généralement privilégiée) on réduit les dégâts de la pollution locale mais on contribue au réchauffement global.

Pour s’inscrire dans les trajectoires bas carbone décrites dans les scénarios du GIEC, il convient d’assurer une bonne convergence entre action climatique et lutte contre les pollutions locales. Une autre condition est d’agir vite sur les émissions de méthane.

La réduction des rejets de méthane : un enjeu crucial

Le méthane stocké dans l’atmosphère à la suite des rejets humains exerce un effet de réchauffement un peu supérieur à 0,5°C. Cela équivaut à deux-tiers de l’impact du stock de CO₂, ou encore à l’effet de refroidissement de l’ensemble des aérosols. Cela est du à l’augmentation de sa concentration par rapport à l’ère préindustrielle qui n’a rien à envier à celle du CO₂.

Contrairement au CO₂, le méthane rejeté par les activités humaines ne séjourne pas très longtemps dans l’atmosphère : 12 ans en moyenne. Un coup de frein à ses émissions aurait donc un impact rapide sur le stock et pourrait contrebalancer l’effet de réchauffement associé à l’élimination des aérosols. C’est pourquoi la baisse rapide des émissions de méthane est une condition incontournable de réalisation des scénarios bas carbone décrits par le WG1.

L’action sur les autres gaz à effet de serre compte également, mais dans des proportions moindres. Leurs contributions respectives au réchauffement ne sont que de l’ordre de 0,1°C.

• Les rejets de gaz fluorés, principalement utilisés pour la climatisation, sont désormais entièrement encadrés par les règles du protocole de Montréal (1987). Ce protocole a déjà fait le travail pour éliminer les rejets des gaz CFC à pouvoir de réchauffement très élevé. Comme ces gaz restent environ 50 ans dans l’atmosphère, les résultats de cette action réussie ne vont pleinement apparaître que durant les prochaines décennies.
• L’action sur les rejets humains de protoxyde d’azote ne produira pleinement ses effets sur le climat qu’avec des délais encore plus longs. Une fois rejeté dans l’atmosphère, ce gaz y séjourne un peu plus d’un siècle. Comme dans le cas du méthane, la principale source de rejet de protoxyde d’azote est l’agriculture.

Le CO₂ et son absorption par les puits de carbone

Contrairement aux autres gaz à effet de serre, le CO₂ n’a pas une durée de séjour moyenne fixe dans l’atmosphère. La quantité de CO₂ qui quitte l’atmosphère est conditionnée par son absorption par les réservoirs naturels dénommés « puits ». Sur terre, le CO₂ est piégé par les plantes via la photosynthèse. Sur mer, il se dissout en surface et se transforme chimiquement via les algues. Actuellement, l’action combinée du puits de carbone terrestre et des océans absorbe un peu plus de la moitié des rejets anthropiques de CO₂ (31% pour les continents et 23% pour les océans), le reste s’accumulant dans l’atmosphère.

Le WG1 n’a pas détecté de variation claire de cette proportion durant les dernières décennies. Il alerte cependant sur la probable perte d’efficacité des puits de carbone durant les prochaines décennies à la suite du réchauffement. De ce fait, la proportion du CO₂ absorbée par les puits naturels devrait fortement baisser dans les scénarios fortement émissifs (graphique).

Pour limiter la perte d’efficacité future des puits de carbone naturel, la voie la plus sûre est d’accélérer la réduction immédiate des rejets de gaz à effet de serre et de mieux protéger la nature.

Une voie complémentaire consiste à renforcer la capacité d’absorption naturelle de CO₂ par des techniques consistant à éliminer directement le CO₂ de l’atmosphère ou à accroître la capacité des plantes ou de l’océan à l’absorber.

Le WG1 mentionne l’existence de ces techniques qui s’apparentent à la géo-ingénierie, sans se prononcer sur leur potentiel. Ce sera le rôle du WG3 sur l’atténuation du réchauffement d’étudier les conditions de leur déploiement.

Le rôle du WG1 n’est pas de se pencher sur les solutions à mettre en œuvre face au réchauffement, mais à mettre entre les mains des décideurs les bases scientifiques permettant de guider l’action. Sous cet angle, la prise en compte des multiples interactions entre le CO2, les autres gaz à effet de serre et les pollutions locales est un prérequis pour accélérer l’action face au réchauffement.

Un autre apport précieux du WG1 est de faire le point sur les caractéristiques d’un système climatique bousculé par l’accumulation de nos rejets de gaz à effet de serre. Ce sera l’objet du prochain article : « Le climat dans tous ses états« .

Tous les chiffres utilisés dans cet article sont issus du rapport du WG1.Les originaux des graphiques 1 et 4 se trouvent dans le « Résumé pour décideurs » (P.8 et P.27), celui du graphique 2 dans lechapitre VI(P.142) et et celui du graphique 3 dans le « Résumé technique » (P.142).