La zone industrielle de Hamilton, en Ontario, avec la silhouette de Toronto à l’arrière-plan

Zone industrielle de Hamilton, en Ontario, avec la ligne d'horizon de Toronto à l'arrière-plan (hstiver, iStockphoto)

Changement climatique et gaz à effet de serre

Sylvie Trottier

Résumé

Ce document d'information explique ce que sont les gaz à effet de serre et comment ils contribuent au changement climatique.

Comment les gaz à effet de serre affectent-ils l’atmosphère de la Terre?

Savais-tu que la Terre est en fait enveloppée dans une couverture? On appelle cette dernière l’atmosphère. Par rapport à la taille de la planète, cette couverture est extrêmement mince. Si la Terre était de la taille d’une pomme, l’atmosphère aurait l’épaisseur de sa pelure.

Quoique mince, l’atmosphère parvient très bien à maintenir la chaleur de la planète. Sans elle, la température moyenne sur la Terre serait inférieure au point de congélation; plus précisément de l’ordre de -18 °C, au lieu de la température moyenne actuelle de 15 °C. Comme tu peux l’imaginer, peu de choses qui vivent confortablement à cette température pourraient survivre à -18 °C.

Le réchauffement planétaire se produit sous l’effet des gaz à effet de serre (GES) présents dans l’atmosphère, lesquels retiennent la chaleur. En frappant la Terre, les rayons du Soleil réchauffent sa surface. La chaleur augmente et rayonne en s’éloignant de la surface.

Quels sont les principaux gaz à effet de serre?

Le protocole de Kyoto, accord international des Nations Unies sur le changement climatique, s’attaque aux émissions de six gaz à effet de serre :

  • le dioxyde de carbone (CO2)
  • le méthane (CH4)
  • l’oxyde nitreux (N2O)
  • les hydrurofluorucarbones (HFC)
  • les hydrocarbures perfluorés (PFC)
  • l’hexafluorure de soufre (SF6).

La vapeur d’eau, même si elle ne figure pas sur la liste des Nations Unies, est techniquement aussi un gaz à effet de serre.

Ces gaz ne retiennent pas tous la chaleur dans la même mesure. Par exemple, le méthane présente une capacité de rétention thermique 25 fois plus élevée que celle du dioxyde de carbone. C’est ce que nous appelons son potentiel de réchauffement planétaire (PRP). Une seule tonne de CH4 retient autant de chaleur que 25 tonnes de CO2. On dit que ces quantités s’équivalent. Pour faciliter la comparaison entre les gaz, nous les convertissons tous en équivalents CO2 (CO2e).

Potentiel de réchauffement planétaire de certains gaz

Dioxyde de carbone PRP = 1
Méthane PRP = 25
Oxyde nitreux PRP = 298
HFC, PFC, SF6 PRP = 12 422 800

 

Dioxyde de carbone

Le brûlage des combustibles fossiles est la principale source de CO2. La combustion de l’essence ou du diesel dans les véhicules, le charbon ou le gaz naturel dans les centrales électriques, et les divers procédés industriels sont des exemples courants d’activités humaines qui émettent du CO2. Les plantes éliminent, ou absorbent, le CO2 présent dans l’atmosphère lors de la photosynthèse.

Méthane

La production et le transport du gaz naturel, du pétrole et du charbon constituent l’une des principales sources de méthane. Le processus digestif du bétail et le fumier en rejettent également. Tout comme les déchets en décomposition dans les sites d’enfouissement.

Oxyde nitreux

La combustion du carburant dans les véhicules est la principale source de N2O. Les activités agricoles contribuent aussi aux émissions d’oxyde nitreux dans l’atmosphère, notamment par l’ajout dans le sol d’engrais synthétiques renfermant de l’azote.

HFC, PFC, SF6

La concentration de ces gaz à effet de serre n’est pas très élevée dans l’atmosphère, mais leur PRP très élevé fait en sorte qu’ils ont un effet de réchauffement important. Ces trois types de gaz sont synthétiques, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas présents à l’état naturel dans l’environnement. Ces gaz sont émis par divers procédés industriels, notamment le transport d’électricité et les appareils de climatisation.

Émissions totales de gaz à effet de serre au Canada (2017)
Émissions totales de gaz à effet de serre au Canada (2017) (© 2019 Parlons sciences à l’aide de données du gouvernement du Canada).

 

Les GES empêchent une partie de la chaleur (rayonnement infrarouge) de s’échapper dans l’espace. C’est ce qu’on appelle l’effet de serre. Aujourd’hui, les activités humaines émettent beaucoup trop de GES dans l’atmosphère. Conséquemment, la couverture devient, en quelque sorte, plus épaisse. Cela réchauffe la planète et rend les conditions météo plus extrêmes. L’effet des activités humaines sur l’atmosphère s’appelle l’effet de serre anthropique. Avant la révolution industrielle, la concentration de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère était de 280 parties par million en volume (ppmv). Elle atteint maintenant 405 ppmv, soit la concentration la plus élevée depuis plus de 800 000 ans, et continue d’augmenter.

Schéma représentant le flux d’énergie entre l’espace, l’atmosphère et la surface de la Terre
Schéma représentant le flux d’énergie entre l’espace, l’atmosphère et la surface de la Terre (Source : adapté par Robert A. Rohde (Dragons flight at English Wikipedia) via Wikimedia Commons. Source des données : Kiehl & Trenberth [1997]).

 

Les scientifiques pensent que cette concentration excessive de GES est la cause du changement climatique. En 2005, la température de la Terre était d’environ 0,75 degré plus chaude qu’en 1906. La différence peut sembler minime, mais les scientifiques s’entendent pour dire que nous ne devons pas dépasser de plus de 2 °C la température moyenne mondiale, sinon le changement climatique pourrait avoir des conséquences désastreuses.

Certains de ces impacts catastrophiques comprennent :

  • une perte de la glace de mer
  • une élévation du niveau de la mer
  • des vagues de chaleur plus intenses et plus longues
  • des phénomènes météorologiques extrêmes plus fréquents, comme les ouragans et les tornades

Chacun de ces impacts a aussi des effets d’entraînement. Par exemple, si l’on observe une augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes, le nombre de décès et de blessures causés par ceux-ci peut également augmenter. La hausse des températures peut entraîner davantage de journées très chaudes. Ceci peut augmenter le risque de déshydratation et de maladies liées à la chaleur.

De plus, si les tendances climatiques changent, la répartition des insectes pourrait également changer. Ce serait un problème pour plusieurs raisons, notamment le fait que les insectes peuvent être porteurs de maladies mortelles.

En savoir plus

Effet de serre (2020) Éditions Larousse

Cette vidéo est un très bref aperçu de l'effet de serre. (0 min 41 s)

Comprendre le réchauffement climatique en 4 minutes Le Monde (2015)

Cette vidéo illustre l'effet de serre anthropique et ses conséquences. (3 min 53 s)

L'atlas climatique du Canada Prairie Climate Centre

Ce site utilise la science du climat, la cartographie et la narration pour essayer de rendre les enjeux liés aux changements climatiques plus accessibles aux Canadiens.

Le discours de Greta Thunberg à l'ONU (2019) Le Monde

Greta Thunberg condamne l'inaction politique contre le changement climatique à l'ONU. Thunberg a lancé le mouvement Vendredi pour l'avenir, qui rassemble des étudiants et des militants pour décarboniser l'économie mondiale. Vidéo (4 min 15 s).

Références

Atlas climatique du Canada. (n.d.). Gaz à effet de serre.

Environnement Canada. (n.d.). Les particules.

Lallannilla, M. (2019). Greenhouse gasses: Causes, sources and environmental effects. Live Science.

U.S. National Climatic Data Center. (n.d.). Global warming.