Les gaz à effet de serre

Qu'est-ce que l'effet de serre ?

L'effet de serre est un phénomène naturel, dû à la présence d'une atmosphère contenant certains gaz. Sans effet de serre sur Terre, la température moyenne y serait de -18°C, au lieu des 15°C observés : autant dire que cet effet de serre est nécessaire à la vie sur Terre.

L'atmosphère agit comme un "piège à chaleur" : le rayonnement solaire la traverse (du moins en partie, car une fraction de ce rayonnement est réfléchi par l'atmosphère, comme s'il "rebondissait" sur cette couche de gaz), et réchauffe la surface de la Terre. Cette chaleur emmagasinée par le sol et les océans est renvoyée sous forme de rayonnement infra-rouge. Sans atmosphère, la totalité du rayonnement infra-rouge s'échapperait vers l'espace. La présence d'une atmosphère (et donc l'effet de serre) agit comme une couverture qui empêche une partie de ce rayonnement infrarouge d'être renvoyée : la chaleur est donc en partie conservée par la surface et piégée dans l'atmosphère.

A noter que l'effet de serre est présent sur toutes les planètes qui possèdent une atmosphère. Selon la densité de l'atmosphère et les gaz qui la composent, celui-ci est plus ou moins important : faible sur Mars en raison notamment d'une atmosphère très peu dense (température moyenne de -63°C) et très important sur Vénus (400°C), dont l'atmosphère est très dense.

Quels sont les principaux gaz à effet de serre ?

Les principaux gaz à effet de serre sur Terre sont le CO2 (dioxyde de carbone), CH4 (méthane), N20 (protoxyde d'azote) et H2O (vapeur d'eau). 

• Les émissions de CO2 proviennent essentiellement de la combustion de pétrole, charbon et gaz naturel (énergies fossiles utilisées pour les transports, le chauffage, l'industrie...) ; de la production industrielle de ciment ; de la déforestation ; de la décomposition de la matière organique et de la respiration des êtres vivants ;
• Les émissions de CH4 ont pour origine l'élevage de ruminants (bovins par exemple), les fuites lors de l'extraction ou le transport de gaz naturel (méthane), mais aussi les rizières et la décomposition de la matière organique, notamment celle riche en azote (fumier), mais également d'autres déchets organiques (processus de méthanisation à l'origine de la production des biogaz) ;
• Pour les rejets de N20, c'est l'agriculture la principale responsable (épandage massif d'engrais azotés chimiques sur les parcelles), mais aussi l'industrie chimique.

Ces gaz à effet de serre (GES) n'ont pas tous le même pouvoir "réchauffant" : par exemple, le méthane est 80 fois plus puissant que le CO2 sur une durée de 20 ans. Par ailleurs, leur persistance dans l'atmosphère est variable : le méthane y est décomposé en une dizaine d'années, alors qu'il faut des centaines ou des milliers d'années pour le CO2.

Augmentation des émissions de GES : conséquences et enjeux

Les émissions de gaz à effet de serre augmentent depuis le début de l'ère industrielle, à cause des activités humaines. Il en résulte un effet de serre plus important, et donc un réchauffement climatique.

Les impacts de ce réchauffement du climat (et son dérèglement d'une manière générale) sont nombreux et inquiétants, et le rythme s'accélère...

• Augmentation des températures moyennes, avec des conséquences sur les écosystèmes et la biodiversité (même si les écosystèmes peuvent être résilients, les espèces ne parviennent pas toujours à s'adapter assez vite) et sur la montée du niveau des océans suite à la fonte des calottes glaciaires, laquelle a des impacts sur l'Homme (îles, littoraux et villes possiblement engloutis à moyen terme) ;
• Augmentation de la fréquence et de l'intensité des périodes de sécheresse et de canicule (certaines populations et zones agricoles sont mises en grande difficulté en raison de la pénurie d'eau) ;
• Augmentation des épisodes de pluies intenses (inondations, glissements de terrain), et tempêtes plus fréquentes et plus puissantes...

Et c'est sans compter les conséquences en cascade : si les calottes glaciaires fondent, l'albédo terrestre diminue, car la glace et la neige réfléchissent davantage les rayons du soleil, alors qu'une surface sombre comme un océan capte plus de chaleur. Si la glace fond, la surface terrestre absorbe alors davantage de rayonnement, ce qui induit un réchauffement. Autre exemple, la hausse des températures en été encourage l'utilisation de la climatisation, à l'origine de l'émission de GES...

Il est donc essentiel, pour l'être humain et les autres espèces vivantes, de réduire nos émissions et d'agir pour le climat. La mise en place de techniques de géo-ingénierie pourrait être une piste.