Tout savoir sur les gaz à effet de serre (GES)

L’urgence climatique a mis en lumière le rôle majeur joué par les émissions de gaz à effet de serre dans le réchauffement de la planète. Ces gaz sont à l’origine naturellement présents dans l’atmosphère. Ils rendent la vie sur Terre possible. Mais depuis la Révolution industrielle, les activités humaines ont provoqué une forte augmentation du niveau de ces gaz à effet de serre. Les conséquences sur l’environnement et le climat sont délétères. Dans son rapport annuel, le GIEC propose des solutions pour réduire ces émissions nocives. La plupart des pays du monde ont signé des accords en ce sens ces dernières années.

Qu’appelle-t-on gaz à effet de serre ?

La plupart des gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux naturellement présents dans l’atmosphère. C’est le cas de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, du méthane ou du protoxyde d’azote. Ils absorbent une partie de la lumière du Soleil qui rayonne sur la Terre. Ils la piègent dans l’atmosphère afin qu’elle ne s’échappe pas dans l’espace. C’est l’effet de serre. Cet effet permet de maintenir une température adaptée à la vie sur Terre.

À ces gaz naturels s’ajoutent des gaz à effet de serre issus des activités humaines, comme les gaz fluorés. Leurs émissions renforcent l’effet de serre en provoquant une concentration de GES dans l’atmosphère. Ce changement modifie le climat. Cela entraîne notamment une augmentation des événements climatiques extrêmes.

Comment fonctionnent les GES ?

Après avoir absorbé la chaleur du soleil, le sol émet des rayons infrarouges. Les gaz à effet de serre absorbent ces rayons dans l’atmosphère (environ 70 %). C’est la définition de l’effet de serre. L’énergie restante (30 %) est renvoyée dans l’espace. Ce processus permet de réguler le climat.

Sans effet de serre, la Terre subirait une température moyenne de -18 °C alors qu’elle est actuellement de +15 °C. Des puits de carbone comme les forêts, les océans, les sols absorbent et emmagasinent les GES. Cela permet de stabiliser leur niveau de concentration dans l’atmosphère.

Quels sont les principaux gaz à effet de serre ?

Il existe deux sortes de gaz à effet de serre : les gaz naturels et les gaz industriels.

Les gaz à effet de serre naturels

On dénombre cinq sortes de GES naturels dans l’atmosphère. Les plus connus sont la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le méthane.

• La vapeur d’eau résulte de l’évaporation de l’eau présente à la surface de la Terre. C’est le gaz le plus présent dans l’atmosphère.
• Le dioxyde de carbone émane de la décomposition naturelle de matières animales ou végétales. C’est le principal gaz responsable du changement climatique du fait de sa longévité dans l’atmosphère. Il sert de référence pour calculer le potentiel de réchauffement global (PRG).
• Le méthane résulte de la décomposition de matières végétales en milieux humides. Le méthane a un potentiel de réchauffement global (PRG) 25 fois supérieur au dioxyde de carbone.
• Le protoxyde d’azote est, à l’origine, un gaz émis par les sols et les océans. Aujourd’hui, la majeure partie des émissions provient des activités humaines. Son PRG est 298 fois supérieur au dioxyde de carbone.
• L’ozone est abondant à l’état naturel en haute altitude. Il protège la Terre des rayonnements UV du Soleil. Mais l’ozone est aussi créé par un ensemble de polluants liés aux activités de l’homme. En basse altitude, il renforce l’effet de serre.

Les gaz à effet de serre industriels

Contrairement aux gaz naturels, les émissions de gaz à effet de serre industriels proviennent uniquement des activités humaines.

• Les gaz fluorés sont utilisés dans les systèmes de refroidissement, pour la production d’aluminium ou comme solvants.
• L’hexafluorure de soufre est produit en petites quantités. Il est notamment utilisé pour le double vitrage. Son potentiel de réchauffement global est 23 900 fois plus important que le dioxyde de carbone.
• Le trifluorure d’azote est un gaz toxique utilisé comme dégraissant. Son PRG est de 17 200. Chaque année, son utilisation industrielle augmente. Ses émissions ont un fort impact sur l’effet de serre et l’environnement.

Le potentiel de réchauffement global (PRG) des gaz

L’impact de chaque gaz sur le changement climatique est mesuré grâce à leur potentiel de réchauffement global (PRG). Comment ? En les comparant au carbone. Le dioxyde de carbone représente deux tiers des émissions mondiales de gaz à effet de serre, induites par les activités humaines. Sa longévité dans l’atmosphère en fait une référence.

Le PRG définit l’effet d’un GES sur le réchauffement climatique par rapport au carbone sur une période de 100 ans. On parle en tonnes d’équivalent CO2, selon un coefficient précis. Le PRG du dioxyde de carbone est égal à 1. Celui du méthane s’élève à 25. C’est-à-dire qu’il est 25 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Le protoxyde d’azote, 298 fois ; le trifluorure d’azote, 17 200 fois et l’hexafluorure de soufre, 23 900 fois plus élevé que le carbone.

Comment les activités humaines contribuent-elles aux émissions des gaz à effet de serre ?

Depuis la Révolution industrielle, les émissions de gaz à effet de serre découlant des activités de l’homme augmentent. Elles causent un « effet de serre additionnel » dans l’atmosphère, néfaste pour l’environnement, accentuant le changement climatique. Ces émissions ont plusieurs causes.

À travers la combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) pour obtenir de l’énergie (électricité, carburant), des tonnes de dioxyde de carbone et de protoxyde d’azote sont rejetées dans l’atmosphère. En parallèle, la déforestation accentue la concentration des gaz à effet de serre en libérant le carbone stocké par les arbres.

Le développement de l’élevage induit la production d’une grande quantité de méthane rejeté par les animaux. L’utilisation d’engrais azoté entraîne des émissions de protoxyde dans l’atmosphère. Enfin, la climatisation ou les réfrigérateurs émettent des gaz fluorés au potentiel de réchauffement global considérable.

Quels sont les impacts du réchauffement climatique causé par les gaz à effet de serre ?

Le changement climatique provoqué par la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère se fait déjà sentir en France et dans le monde. Vagues de chaleur, sécheresses, inondations, tornades localisées, chaque pays subit l’évolution du climat sur Terre.

Les prochaines années, le réchauffement climatique aura des conséquences directes comme :

• l’augmentation de la température moyenne due à l’effet de serre additionnel ;
• la hausse du niveau des océans et mers en raison de la fonte des glaces ;
• des précipitations plus nombreuses et plus fortes (grêle, pluies diluviennes) ;
• des événements climatiques plus violents (cyclones, tornades) ;
• une augmentation des sécheresses et des canicules.

Ces changements climatiques entraîneront, par ailleurs, des conséquences indirectes :

• une augmentation des crises alimentaires ;
• une diminution de la biodiversité sur Terre ;
• un accès à l’eau plus difficile dans certains pays ;
• une augmentation des risques de santé ;
• l’augmentation de la migration pour fuir un environnement devenu hostile ; 
• l’acidification des océans.

Comment pouvons-nous réduire les émissions de gaz à effet de serre ?

Selon le dernier rapport du GIEC, les émissions mondiales de gaz à effet de serre doivent être réduites de 43 % d’ici 2030 par rapport à 2019. Objectif : maintenir la hausse globale de la température à +1,5 °C. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat propose plusieurs pistes.

Le dioxyde de carbone est le gaz à effet de serre principalement responsable du réchauffement climatique. Ses émissions découlent de la combustion d’énergies fossiles. Le GIEC préconise d’accélérer le développement des sources d’énergie renouvelable. Il invite aussi à réduire l’utilisation de l’énergie pour diminuer les émissions.

Le stockage de l’électricité, l’utilisation de l’hydrogène, de la biomasse et des biogaz sont d’autres atouts en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Le GIEC évoque également le développement de technologies de captage de GES dans l’air.

Limiter la déforestation permet de développer des puits de carbone. À leur niveau, les citoyens peuvent aussi réduire leur empreinte carbone. Ils doivent privilégier les transports écologiques, consommer moins d’énergie ou de viande.

Quels sont les accords mondiaux visant à lutter contre les gaz à effet de serre ?

La première conférence mondiale sur le climat a eu lieu en 1979. Le GIEC fut créé à cette occasion. Il produit un rapport chaque année qui évalue les conséquences du changement climatique. Depuis, les pays de la planète ont tenté de s’accorder dans la lutte contre les gaz à effet de serre. En 1992, au Sommet de Rio, l’impératif de diminuer leurs émissions dans l’atmosphère a été gravé dans le marbre. 

Du Protocole de Kyoto à l’Accord de Paris

Le Protocole de Kyoto, en 1997, fut le premier accord mondial contraignant concernant la réduction des émissions. En 2015, 193 pays ont signé l’Accord de Paris, lors de la COP21 organisée en France. Ils se sont engagés à maintenir le réchauffement climatique sous les +2 °C, plafonner les émissions mondiales et atteindre la neutralité carbone avant la fin du siècle.

COP28 : l’abandon des énergies fossiles

Près de 200 pays, réunis à Dubai fin 2023, se sont engagés à sortir progressivement des énergies fossiles. Leur combustion est la principale responsable du réchauffement climatique. En 2021, elle a généré 75 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Entre 1990 et 2021, les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté de 58 % au niveau mondial. De nombreux pays ont pris conscience de l’importance de les réduire afin de léguer une planète habitable aux générations futures. Le changement climatique et l’environnement vous passionnent ? L’ESI Business School propose plusieurs formations en lien avec le développement durable et l’énergie.