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15 septembre 2009 2 15 /09 /septembre /2009 21:15
En début de mois, on a appris que la Chine allait investir 1,7 milliards de dollar au Canada dans l'exploitation des schistes bitumineux au travers de l'entreprise Petrochina, détenue par le gouvernement de Pékin.
Cet investissement marque sans doute le début de grandes manoeuves dans ce domaine, en prévision de la hausse à venir des prix du pétrole liée à sa raréfaction. En effet, si on les convertit en "équivalents barrils de pétrole", les réserves canadiennes de schistes bitumineux représentent environ 175 milliards de barrils, soit un peu plus de 5 ans et demi de consommation au rythme actuel. Elles pourraient faire du Canada le deuxième pays mondial pour ses réserves, derrière l'Arabie Saoudite.

  • Quel rapport entre les schistes bitumineux et des barrils de pétrole ?

Ces schistes sont un mélange de bitume (forme très visqueuse quasi solide de pétroles lourds), de sable, d'argiles et d'eau. Avec un traitement approprié, on peut en extraire du syncrude, une variété de pétrole.

  • L'existence de ces réserves canadiennes constitue donc une bonne nouvelle ?

ça dépend du point de vue.
Effectivement, 5 ans et demi de consommation supplémentaire à l'heure où la ressource se raréfie, ce n'est pas négligeable. Et l'exploitation de ces réserves devient rentable à partir d'un seuil d'environ 70 $ par barril de pétrole.

En revanche d'un point de vue environnemental, la situation vire à la catastrophe. D'une part les réserves canadiennes sont pour une bonne partie d'entre elles situées dans des réserves naturelles ou au moins dans des zones à écosystèmes sensibles, notamment dans l'Alberta. Et 5 ans et demi de consommation de pétrole supplémentaire, c'est 5 ans et demi de plus d'émissions de CO2. Et même encore pire que ça :
La transformation des schistes bitumeux en un pétrole commercialisable est très lourde industriellement. D'abord la majeure partie de ce qui est extrait n'est pas du bitume mais du sable, le bitume ne représentant que 10-15% du minerai, et doit d'abord être séparé. Le Bitume doit ensuite être traité par craquage à 500°C environ, puis subir un ajout d'hydrogène (qui doit lui-même être produit au préalable), avant une dernière étape de purification. Procédés induisant donc une consommation d'énergie importante.
Et pour aboutir à un pétrole de moins bonne qualité :
Globalement, l'utilisation d'une tonne de pétrole conduit à l'émission de 3 tonnes de CO2. A énergie équivalente, l'utilisation d'une tonne équivalent pétrole de schistes bitumeux conduit à l'émission de 4,5 tonnes de CO2, soit 50% de plus. Le taux d'émission à énergie équivalente est même nettement supérieur à celui du charbon ! (voir figure ci-dessous).



Les réserves canadiennes de schistes bitumineux "contiennent" donc autant de CO2 que le pétrole consommé dans le monde en 8 ans et demi...
Pas sûr que leur exploitation soit le meilleur chemin pour contribuer à réduire nos émissions de gaz à effet de serre...



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17 juin 2009 3 17 /06 /juin /2009 20:53
Le chiffre que l'on croise le plus souvent lorsque l'on entend parler d'objectifs nécessaires de réduction des émissions de gaz à effet de serre, c'est celui d'une réduction des émissions mondiales de 50% en 2050 par rapport à celles de 1990 (attention, je parle bien ici des objectifs avancés par les milieux scientifiques ou les sociétés savantes, pas de ceux qui le sont par les états, et notamment les USA), objectifs qui devraient permettre si la tendance est poursuivie de limiter l'ampleur du réchauffement climatique à environ 2°C en 2100.

Malheureusement, "réduction des émissions mondiales de 50% en 2050 par rapport à celles de 1990", on ne peut pas dire que ce soit particulièrement parlant, et je pense que la plupart des gens ont du mal à se représenter l'effort nécessaire.

En 1990, la population mondiale dans son ensemble a émis 33 milliards de tonnes d'équivalents CO2. Réduire de 50%, cela veut donc dire revenir à 16,5 milliards de tonnes d'eqCO2 par an (nous émettons aujourd'hui un peu plus de 41 milliards de tonnes) en 2050.

Selon les projections réalisées par les experts de l'ONU, la population mondiale devrait être voisine de 8,5 milliards d'habitants en 2050 (voir figure de droite) dans le cas le plus probable. L'objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre devrait donc conduite à une limitation à 1,94 tonnes d'eqCO2 par an. Arrondissons à 2 tonnes par an.

2 tonnes par an d'eqCO2 c'est :

  •  20% de plus seulement que ce qu'émet un français moyen pour ses déplacements en voiture (1,6 tonnes), un peu moins que ce qu'il émet pour la totalité de ses déplacements (train, avion, voiture) (2,05 tonnes)
  • moins de 20% de plus seulement que ce qu'émet un français moyen pour son chauffage (1,7 tonnes)
  • l'équivalent de ce qu'émet un français moyen pour sa "consommation courante" (vêtements, équipements, ...)
  • beaucoup moins que ce qu'émet un français moyen pour s'alimenter (3 tonnes)
Globalement, ça correspond à une diminution d'un facteur 5 de nos émissions individuelles (pour les français). Plus que ce que nous pourrons jamais faire avec de simples mesurettes sans faire évoluer nos modes de vie et de consommation. Mêmes nos habitudes alimentaires.



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10 juin 2009 3 10 /06 /juin /2009 16:54
... ou pourquoi notre mode de vie n'est quoi qu'il arrive pas soutenable.




Il y a quelques jours, j'avais parlé des journalistes et de leurs sempiternels "petits gestes du quotidien". Aujourd'hui, j'ai écouté avec effarement mes collègues s'énerver contre la possibilité que le gouvernement puisse éventuellement avoir l'envie d'instituer des "taxes vertes", parce que d'après eux il faut être riche pour pouvoir acheter une voiture qui consomme peu (visiblement l'ADEME n'est pas tout à fait du même avis), avec le sous-entendu qu'il serait évidemment impossible de vivre sans voiture (rappelons que je suis en région parisienne). Du coup j'ai eu envie de raconter une petite histoire, en oubliant pour aujourd'hui effet de serre et réchauffement climatique. Encore que...

Cette histoire commence en 1956. M.K. Hubbert est alors géophysicien dans un laboratoire de la Shell, où il s'intéresse notamment aux réserves de gaz et de pétrole. Suite à ses travaux, il propose une nouvelle théorie selon laquelle la production de pétrole en fonction du temps est décrite par une courbe en cloche, et ce quelle que soit l'échelle, depuis l'exploitation d'un seul champ pétrolifère jusqu'à la production mondiale dans son ensemble. Le maximum de production correspond alors à l'épuisement de la moitié de la réserve totale. Cette même année, il présente une publication à un congrès de l'Institut Américain du Pétrole dans laquelle il prédit que la production américaine de pétrole atteindra son maximum entre la fin des années 1960 et le début des années 1970.

Au départ, cette prédiction est accueillie avec le plus grand scepticisme. Mais en 1971, la production américaine atteint un maximum, puis commence à décroître (figure de droite : courbe = prédiction de Hubbert, points = production réelle). M.K. Hubbert et la courbe de Hubbert deviennent célèbres.

Depuis, la courbe de Hubbert n'a pas été mise en défaut. Il est possible "d'aplatir" la courbe par des politiques de restriction volontaire de la production, telles que les pratiques couramment l'OPEP. Cela permet éventuellement de reculer la date à laquelle le maximum est atteint. Mais pas de s'en affranchir.

Du coup comme nous venons de le voir, la production américaine de pétrole a atteint son maximum en 1971 et n'a pas cessé de décroître depuis lors. Mais ce qui est vrai pour les USA est vrai pour le reste du monde.
La figure de gauche a été publiée en 2004 par le Département Américain à l'Energie. Elle représente la production de pétrole cumulée de tous les pays du monde à l'exception de ceux membres de l'OPEP et des pays de l'ex-URSS. Cette production cumulée représente environ 45% de la production mondiale totale, et inclue des pays producteurs majeurs (les USA, le Mexique, la Chine, le Canada et la Norvège étaient respectivement 3e, 5e, 6e, 7e et 8e producteurs mondiaux en 2004).

Comme on peut le constater sur cette courbe, la production cumulée de tous ces pays a d'ors et déjà atteint son maximum et commencé à décroître.
A l'échelle de la planète dans son ensemble, les prédictions quant à la date du pic pétrolier varient entre "aujourd'hui" pour les plus pessimistes, et 2020 quant aux plus optimistes (aucun des experts consultés par le département américain à l'énergie en 2004 ne donnait de date postérieure à 2020). Même si la crise économique que nous vivons à l'heure actuelle induit sans doute un tassement de la demande (et donc de la production), on peut donc estimer que la production mondiale continuera de croître au mieux durant une dizaine d'année.


Que se passera-t-il ensuite ?

Contrairement à ce que les gens pensent souvent, nous n'allons pas nous retrouver du jour au lendemain sans pétrole. Qui n'a jamais entendu "Il nous reste XX années de réserves de pétrole" ? Cela ne signifie pas du tout que nous allons pouvoir continuer à produite autant de pétrole que nous le souhaitons pendant ces XX années, puis que tous les puits seront vides du jour au lendemain. En effet, on ne vide jamais totalement un puits de pétrole (l'expression "puis de pétrole" tend d'ailleurs à induite les gens en erreur : il n'y a pas de lacs de pétrole souterrains, mais des zones où des roches pétrolifères emprisonnent du pétrole dans leur structure même) : il se passe juste qu'à un certain stade d'épuisement du gisement, il faut plus d'énergie pour extraire 1 litre de pétrole que l'énergie contenue dans ce litre. Il est donc toujours possible d'extraire du pétrole comme matière première pour des plastiques ou des médicaments, par exemple. Mais à condition d'en payer le prix.

Le prix, voilà quel sera le problème : à partir du moment où la demande excède l'offre pour une ressource, les producteurs se retrouvent dans une position avantageuse et les prix s'envolent, du moins tant que des acheteurs sont prêts à les accepter.
Or si, comme nous l'avons vu, nous savons que la production mondiale de pétrole va commencer à décroître d'ici au mieux une bonne dizaine d'années, la consommation mondiale quant à elle croît de manière continue depuis plus de 20 ans, tirée en particulier par la croissance chinoise et indienne (voir figure de droite).
C'est d'ailleurs cette croissance continue de la consommation mondiale qui avait entraîné des prix du baril très élevés au cours du premier semestre 2008.
On peut donc s'attendre sans surprise à une nouvelle hausse importante des prix du pétrole (et donc a fortiori des carburants automobiles), d'ici quelques années.

Fin de la petite histoire...


Pour revenir maintenant à mes collègues, refuser aujourd'hui de s'adapter et de payer une taxe verte modérée de manière à nous habituer dès aujourd'hui à restreindre notre consommation de pétrole, et donc de carburants, c'est ne pas se rendre compte que l'adaptation sera beaucoup, beaucoup plus douloureuse lorsqu'elle sera imposée par l'impossibilité pour les pays producteurs de satisfaire la demande en totalité. Et une éventuelle voiture électrique ou voiture à hydrogène arrivera sans doute un peu trop tard (sans compter le fait qu'il y a peu de chance qu'elle permette des déplacements aussi bon marché qu'à l'heure actuelle).

au passage en en guise de post-scriptum, le pic de Hubbert ne s'applique pas qu'au pétrole, mais à toute ressource non-renouvelable, comme... le gaz ou le charbon (même si les pics pour ces matières premières arriveront plus tard).



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9 mai 2009 6 09 /05 /mai /2009 11:26
Si l'on veut limiter l'amplitude du réchauffement climatique à moins de 2°C d'ici à la fin du siècle (il est sans doute déjà trop tard pour espérer beaucoup mieux), nous devons diminuer de manière considérable nos émissions de gaz à effet de serre, et notamment de CO2, ce dernier étant responsable d'environ deux tiers de l'effet de serre total d'origine humaine.

C'est en grande partie de la responsabilité des états et de nos gouvernants, personne n'étant capable de manière individuelle de diminuer les émissions mondiales de plusieurs milliards de tonnes d'équivalent CO2. Mais c'est également de notre responsabilité à tous : chaque français émet (en moyenne) un peu plus de 10 tonnes d'équivalents CO2, et nos modes de vie et de consommation peuvent influer de manière importante sur ces émissions.

Afin de nous aider chacun à ne pas rester passif devant le problème et à agir pour limiter nos émissions de gaz à effet de serre, depuis quelques années plusieurs sites de "calculs d'émissions" ou de "bilan carbone" ont été créés. Plus ou moins précis (nombres de questions, variété des réponses possibles), ces sites permettent :
  • d'estimer plus au moins précisément nos émissions personnelles de CO2 ou de gaz à effet de serre (certains sites ne tiennent compte que du CO2) et leurs causes principales (logement, transports, loisirs, alimentation, ...)
  • de comparer nos émissions individuelles à celle du français "moyen" et aux objectifs de diminution que nous devons atteindre à moyen terme
  • d'obtenir des conseils pour réduire nos émissions en fonction de leurs causes principales
Parmi ces sites, le précurseur est www.ademe.fr/climact/, créé par l'ADEME (agence de l'environnement et la maîtrise de l'énergie) en 2005, qui ne tient compte que des émissions de CO2. Construit de manière assez ludique, il a le défaut de n'autoriser qu'à choisir des réponses dans des questions à choix multiples, qui ne correspondent pas nécessairement à notre situation réelle (il ne permet pas de donner une consommation électrique réelle, par exemple).
Plus précis, bilancarbonepersonnel.org et leclimatentrenosmains.org tiennent compte des émissions de CO2 mais aussi des autres gaz à effet de serre, et permettent d'observer l'impact de nos consommations d'électricité ou de gaz réelles, ou de nos kilomètres de voitures réellement parcourus. Le premier ne montre que des émissions individuelles, le second y ajoute celles des services collectifs.
D'autres sites existent, basés plus ou moins sur les mêmes systèmes.

Captures écrans des résultats de bilancarbonepersonnel (haut) et leclimatentrenosmains (bas).






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5 mai 2009 2 05 /05 /mai /2009 20:04
Récemment (décembre 2008, présentation à la presse en mars 2009), la commission "Environnement" de l'Union Européenne, sous la direction du commissaire Stavros Dimas, a publié un rapport (résumé en anglais ici) sur les liens entre les sols de l'UE et le changement climatique. Liens dans tous les sens possibles : rôle des sols comme puits de CO2 mais aussi influence des changements climatiques sur les sols.

Concernant le rôle des sols européens comme puits de carbone, l'étude a montré qu'ils "stockent" 75 milliards de tonnes de carbone, soit l'équivalent d'environ 5 ans et demi d'émissions mondiales totales de gaz à effet de serre. Environ 20% de ce carbone (soit un peu plus d'un an d'émissions mondiales de gaz à effet de serre) est piégé dans des tourbières dans les pays du nord de l'Europe.
Le rapport montre également qu'en règle générale, les forêts ou les prairies non cultivées européennes ont tendance à capturer du CO2 alors que les terres cultivées contribuent quant à elles à en émettre.

Le message-clef de ce rapport est donc qu'il faut à tout prix protéger ces espaces sans culture, et tout particulièrement les tourbières. Ce n'est malheureusement pas le chemin qui est pris actuellement, une part importante de ces tourbières étant drainées pour pouvoir être mises en culture. Plus particulièrement, il pointe du doigt les agrocarburants, "la législation promouvant la mise en culture de terres arables pour produire des énergies renouvelables (étant) peut-être la législation la plus à même de conduire à une diminution de la quantité de carbone stockée dans les sols européens".

On peut noter au passage qu'une proposition de la commission visant à protéger ces sols est bloquée par le conseil des ministres des pays de l'Union, blocage mené notamment par... la France.



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21 avril 2009 2 21 /04 /avril /2009 19:17
Il existe 6 gaz à effet de serre ou familles de gaz à effet de serre émis par l'homme qui contribuent principalement au réchauffement climatique, et dont les émissions sont régies par le protocole de Kyoto. Cependant, ces 6 gaz à effet de serre n'ont pas la même influence sur le climat.

Comme les différents gaz à effet de serre n'ont pas la même durée de vie dans l'atmosphère du fait de réactivités chimiques différentes (par exemple la durée de séjour du méthane est de 12 ans et celle de l'oxyde nitreux de 114 ans), et n'interagissent pas de la même manière avec les rayonnements, il faut disposer d'un étalon pour comparer leurs effets, on parle de Pouvoir de Réchauffement Global (PRG) à 100 ans. Le PRG à 100 ans est un nombre qui caractérise l'effet sur le climat d'1 kg d'un gaz, sur une durée de 100 ans, et en prenant comme référence la valeur 1 pour le CO2. Les PRG à 100 ans des principaux gaz à effet de serre sont donnés dans le tableau suivant :


Ainsi sur une durée de 100 ans, l'émission d'une tonne de méthane CH4 aura le même effet que l'émission de 25 tonnes de CO2 (le PRG à 100 ans du méthane est 25 fois plus élevé que celui du CO2).


Du fait des activités humaines, les concentrations de gaz à effet de serre ont fortement augmenté entre la période pré-industrielle et la période actuelle, comme l'illustre la figure de droite pour le dioxyde de carbone, le méthane et l'oxyde nitreux (l'augmentation de la concentration des gaz fluorés de synthèse n'est pas représentée... tout simplement parce qu'ils n'existaient pas dans l'atmosphère avant d'être émis par l'homme au cours de la seconde moitié du 20e siècle !).

(ppm = partie par million, c'est à dire une molécule pour 1 million de molécules. ppb = partie par milliard, c'est à dire une molécule pour un milliard de molécules)


Connaissant le pouvoir de réchauffement global de chacun de ces gaz à effet de serre, et connaissant leurs concentrations dans l'atmosphère, on peut déterminer exactement la part de chacun d'entre eux dans l'effet de serre d'origine humaine et donc dans le réchauffement climatique. Pour quantifier exactement cette part, on parle de Forçage Radiatif entre 1750 et aujourd'hui.
Le forçage radiatif représente la différence entre la chaleur renvoyée par le sol par l'effet de serre aujourd'hui (en tenant donc compte à la fois de l'effet de serre "naturel" et de celui dû à l'homme) et celle qui était renvoyée en 1750 (effet de serre naturel). Une valeur positive signifie que l'effet de serre est augmenté par rapport à 1750, une valeur négative qu'il est plus faible.

La figure ci-dessous représente le forçage radiatif entre 1750 et 2005 dû aux principaux gaz à effet de serre.


On peut lire par exemple sur cette figure que du fait des émissions humaines de CO2, due principalement à l'utilisation des combustibles fossiles, la chaleur renvoyée vers la terre par l'effet de serre a augmenté de 1,66 Watt par mètre carré entre 1750 et 2005. Le CO2 a donc contribué pour environ 63% à l'augmentation de l'effet de serre, le méthane CH4 pour 18%, les gaz fluorés de synthèse pour 13% et l'oxyde nitreux N2O pour 6%.

Il faut donc être conscient que même si lutter contre nos émissions de CO2 est nécessaire pour limiter l'impact du réchauffement climatique, il ne faut pas négliger les autres gaz à effet de serre. Ainsi en 2000, les émissions de méthane CH4 correspondaient à l'équivalent de 5,9 milliards de tonnes de CO2, soit à peu près l'équivalent des émissions de CO2 américaine et environ 12% du total mondial des émissions de gaz à effet de serre.


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20 avril 2009 1 20 /04 /avril /2009 08:35
Dans les médias et pour la plupart des gens, l'effet de serre, et donc le réchauffement climatique, est lié aux émissions de dioxyde de carbone ou CO2. Mais ce dernier n'est pas le seul gaz à effet de serre émis par l'homme, et n'est pas non plus le seul gaz concerné par le protocole de Kyoto.

La figure de droite montre la part de chacun des principaux gaz à effet de serre contenus dans l'atmosphère dans l'effet de serre "global" (rappelons que sans l'effet de serre, la terre serait une boule de glace inhabitable).

Au vu de cette étude, le CO2 ne contribue que pour un quart environ à l'effet de serre sur terre, le principal contributeur étant... la vapeur d'eau ! Si personne n'en parle et si aucun état ne s'engage contre les émissions de vapeur d'eau, c'est tout simplement que les émissions humaines sont complètement négligeables au regard des masses que représente l'évaporation naturelle. Cependant, l'augmentation de la température moyenne de la terre due au réchauffement climatique pourrait entraîner une hausse de la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère (due à l'évaporation) ce qui pourrait avoir un effet boule de neige.

Si l'on s'intéresse maintenant aux gaz à effet de serre émis par l'homme, en excluant donc l'eau, H2O, et l'ozone, O3 (il ne serait pas vraiment dans notre intérêt de détruire la couche d'ozone !), les principaux gaz ou famille de gaz faisant l'objet du protocole de Kyoto sont au nombre de 6 :
  •  dioxyde de carbone CO2, principalement issu de l'utilisation des combustibles fossiles
  •  le méthane CH4, issu pour moitié de l'agriculture, pour un quart de la décomposition des déchets et pour un quart de "pertes" lors de l'extraction du pétrole, du gaz naturel ou du charbon
  •  l'oxyde nitreux N2O, lié en majeur partie à l'agriculture (engrais et stockage du fumier)
  •  les hydrofluorocarbures (HFC), gaz fluorés de synthèse utilisés dans la réfrigération, dans les aérosols ou certaines mousses d'extincteurs
  •  les perfluorocarbures (PFC), gaz fluorés liés principalement à l'industrie des semiconducteurs
  •  l'hexafluorure de soufre (SF6), gaz fluoré utilisé notamment dans l'industrie électrique ou l'industrie des semiconducteurs.
Les trois derniers de la liste (HFC, PFC et SF6) sont souvent regroupés sous le vocable de gaz fluorés de synthèse.

Ces différents gaz à effet de serre n'interagissent pas de la même manière avec les rayonnements solaires et les rayonnements issus de la terre. Du fait de réactivités chimiques différentes, ils n'ont pas non plus la même durée de vie dans l'atmosphère. Enfin, ils ne sont pas émis par l'homme dans les mêmes quantités. Leurs contributions respectives à l'effet de serre et au réchauffement climatique seront donc différentes.


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19 avril 2009 7 19 /04 /avril /2009 11:30
Tout le monde (ou presque) sait que brûler des combustibles fossiles (gaz naturel, charbon ou pétrole/essence) entraîne des émissions d'un gaz à effet de serre, le CO2. Mais je suis un peu moins sûr que tout le monde sache exactement pourquoi.

L'essence, le charbon ou le gaz naturel sont constitués pour une part importante d'atomes de carbone.
  •  suivant sa "qualité", le charbon est constitué d'environ 90% de carbone
  •  le gaz naturel que nous consommons en France est principalement constitué de méthane, de formule chimique CH4 et contient environ 75% de carbone en masse.
  •  l'essence que nous utilisons pour alimenter les moteurs à explosion est un mélange d'hydrocarbures, et contient très majoritairement du carbone et de l'hydrogène.
Lorsque nous utilisons ces combustibles, il se produit une réaction chimique de combustion, c'est à dire une réaction entre l'oxygène de l'air et les molécules constituant le combustible.

Ainsi la combustion du méthane s'effectue suivant la réaction chimique :

                                    CH4  +  3 O2   →  CO2  +  2 H2O

(s'il n'y pas assez d'oxygène, la combustion est incomplète et entraîne la formation de monoxyde de carbone CO, mortel, au lieu de CO2, d'où la nécessité d'un bon entretien des chaudières à gaz)

La combustion d'une molécule de méthane entraîne donc l'émission d'une molécule de CO2.

Le même type de réaction chimique peut être écrit avec les autres combustibles fossiles, et dans des bonnes conditions de combustion, chaque atome de carbone présent dans le combustible brûlé conduit à l'émission d'une molécule de CO2.

Ainsi globalement, selon la nature du combustible fossile utilisé, chaque kilowatt produit par la combustion entraînera l'émission de 200g à 350g de CO2 (voir le pdf, source ADEME, les données sont données en masse de carbone et non de CO2, il faut donc les multiplier par 3,67).


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7 avril 2009 2 07 /04 /avril /2009 21:24
Même s'il n'y a plus aujourd'hui le moindre doute sérieux quant à l'origine humaine du réchauffement climatique, on peut toujours entendre régulièrement des "personnalités" tenter de nier cet état de fait. C'est singulièrement le cas en France avec un groupe rassemblé autour de Claude Allègre, celui-ci n'hésitant pas à truquer des observations pour les faire aller dans son sens, comme cela a été très bien démontré (voir sur le blog de Sylvestre Huet, journaliste scientifique à libération : Claude allègre et Vincent Courtillot sévèrement critiqués dans La Recherche et L'organisation météorologique mondiale dément Claude Allègre).


Si le lien entre réchauffement climatique et émissions de gaz à effet de serre est aujourd'hui une quasi-certitude, c'est que tant les observations que les modèles viennent conforter cette hypothèse.

  •  Observations liant la température moyenne de la terre et les concentrations de gaz à effet de serre :

En étudiant des carottes de glace prélevées au coeur de l'antarctique, il est possible de remonter à l'histoire climatique de la terre. Les bulles d'air piégées dans la glace permettent à la fois de connaître la concentration des différents gaz présents dans l'atmosphère au moment de leur formation (et donc par exemple celle de CO2), et de connaître la température à cette époque. En effet, le rapport des concentrations des isotopes 16 et 18 de l'oxygène est directement lié à la température des océans. On peut ainsi connaître avec précision la température et la concentration des gaz à effet de serre sur plusieurs centaines de milliers d'années. Comme le montre la courbe de droite, issue des travaux du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), il existe une corrélation évidente entre la concentration du CO2 dans l'atmosphère et la température moyenne du globe.

  •  Modèles climatiques

La figure ci-dessous, issue des travaux du GIEC, présente deux modèles d'évolution de la température moyenne du globe au cours du vingtième siècle (pour les terres-émergées, les océans ou les deux), l'un des deux modèles ne tenant compte que des causes naturelles influençant le climat (on peut penser par exemple aux éruptions volcaniques, aux cycles solaires, ...) et l'autre tenant compte de ces facteurs naturels ET des activités humaines (émissions de gaz à effet de serre). Les deux modèles sont confrontés aux températures effectivement mesurées au cours du siècle.



Très clairement, seule la prise en compte à la fois des facteurs naturels et anthropiques permet de simuler de manière satisfaisante l'évolution récente des températures, ce que les seuls facteurs naturels ne permettent pas du tout.

Au vu de ces données, qui font maintenant consensus dans la communauté scientifique, il paraît assez clair que les groupes cherchant à nier les causes humaines du réchauffement climatique le font pour des raisons politiques.


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25 mars 2009 3 25 /03 /mars /2009 20:45
(presque) Tout le monde sait maintenant que le réchauffement climatique est lié aux gaz à effet de serre, dont le plus connu est le CO2. Ce que les gens savent souvent moins, c'est que sans l'effet de serre, la vie serait sans doute impossible sur terre. Tout tient en fait un dosage assez fin, suivant un mécanisme simple.

Le mécanisme de base de l'effet de serre est schématisé dans la figure suivante :




  •  à gauche la situations en l'absence d'effet de serre

Nous recevons du soleil une certaine puissance thermique (ou chaleur) due aux rayonnement du soleil qui arrivent sur terre (la lumière ne se contente pas de nous éclairer, elle nous chauffe). Pour chaque mètre carré de surface terrestre, nous recevons 342 W du soleil.

Sur ces 342 W, une partie est réfléchie par les gaz de l'atmosphère, les nuages, les particules en suspension (...), si bien que ce qui arrive réellement à la surface de la terre est 235 W pour chaque m2.

La terre elle-même renvoie de la chaleur. Elle renvoie même exactement la même quantité de chaleur que ce qu'elle reçoit : si elle renvoyait moins, elle se réchaufferait indéfiniment, si elle renvoyait plus, elle se refroidirait indéfiniment, on dit qu'elle est dans une situation d'équilibre.

Les 235 W par m2 émis par la terre peuvent traverser l'atmosphère et retourner dans l'espace (en l'absence de gaz à effet de serre), parce que les rayonnement émis par la terre n'ont pas la même énergie que ceux reçus du soleil et ne se comportent pas de la même manière avec les gaz de l'atmosphère.

Dans cette situation, la température moyenne de la terre est voisine de -19°C, la terre est sans doute une boule glace où la vie est impossible, ou au moins très difficile.

  • au milieu, ajoutons l'effet de serre

Les gaz à l'origine de l'effet de serre absorbent une partie de la chaleur reçue du soleil, la surface de la terre reçoit donc une quantité plus faible. Mais ils renvoient vers la terre une partie de la chaleur que celle-ci émet !

Dans cette nouvelle situation, la terre commence à renvoyer moins de chaleur qu'elle n'en reçoit du soleil, la température se met à augmenter. Lorsque la température augmente, la chaleur renvoyée par la terre augmente (plus quelque chose est chaud, plus ce quelque chose émet de chaleur), jusqu'à ce qu'elle finisse par être égale à la quantité de chaleur reçue du soleil : la terre atteint un nouvel équilibre.

  • à droite, la situation "normale"

Du fais de la présence des gaz à effet de serre qui absorbent une partie du rayonnement solaire, la terre ne reçoit plus que 168 W par m2 du soleil. Mais comme les gaz à effets de serre renvoient vers la terre une grande partie des rayonnements qu'elle émet, le total reçu (et le total émis, puisque la terre est à l'équilibre) est maintenant de 492 W par m2 de surface terrestre.

La chaleur reçue est plus importante → la température est plus élevée : la température moyenne de la terre est maintenant voisine de +14°C, la vie peu s'épanouir.




Que se passe-t-il si les quantités de gaz à effet de serre augmentent ?


Dans ce cas une part plus importante des rayonnements émis par la terre est renvoyée vers elle.  Et sa température augmente, jusqu'à un nouvel équilibre, ou elle émet autant qu'elle reçoit.

Plus il y a de gaz à effet de serre, plus la température correspondant à cet équilibre est élevée. C'est pour cela que la température de Venus est extrêmement élevé. Malheureusement, la vie n'est sans doute possible (du moins telle que nous la connaissons) que dans une gamme étroite de température.


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