Je vous propose ici une compilation de mes billets sur le réchauffement climatique, que je pourrais éventuellement mettre à jour en cas de nouveautés.
Vocabulaire
Déjà le mot réchauffement climatique n'est pas forcement le plus adapté. Certes le climat se réchauffe globalement, mais je préfère parler de changement, ou bien de déséquilibre climatique anthropique. Pourquoi ? Tout simplement parce que l'homme modifie le climat, mais le climat varie aussi naturellement. Nous précisons donc, en parlant de déséquilibre anthropique, que nous ne nous intéressons qu'à la partie du changement provoquée par l'homme, je parlerais brièvement des variations naturelles.
Quelles preuves de ce déséquilibre ?
Voilà la partie la plus sujette à débat. Existe il des preuves du changement ? Je vais d'abord commencer par vous parler des changements naturels du climat. En effet celui ci n'est pas constant et à toujours varié au cours des âges. Il existe plusieurs échelles de variation. La première, bien connue, est l'échelle annuelle, due à la position de la Terre autour du soleil, qui entraîne les saisons.
Une autre échelle de variation est celle de l'activité solaire. Le soleil connaît des cycles d'activité de 11 ans, les périodes de forte activité solaire globale sont caractérisées par la présence de taches solaires nombreuses, taches qui paradoxalement sont plus froides que la surface solaire, mais qui indiquent un réchauffement global du soleil. Des variations plus importantes de ce cycle solaire semblent exister, et certains avancent qu'elles seraient à l'origine de la mini ère glaciaire qui à eu lieu à la fin du moyen âge, et plus particulièrement des épisodes du XIX ème. D'autres phénomènes peuvent toucher le climat sur de courtes périodes de temps, comme la chute de certains météores ou les éruptions volcaniques.
Il existe ensuite des variations sur des échelles de temps plus longues, en dizaine de milliers d'années, due aux variations d'orbite de la Terre. Ces variations sont à l'origine de la succession d'épisodes de glaciation/réchauffement, qu'ont connu nos ancêtres préhistoriques. D'après ce modèle, nous serions aux portes d'une ère glaciaire.
Enfin, il existe une échelle naturelle encore plus longue, due à la dérive des continents, et aux variations de gaz à effet de serre. Ce sont ces phénomènes qui expliquent des variations telle que, par exemple, celle qui à entraîné l'apparition des dinosaures au début de Mésozoïque.
La conjonction de tous ces phénomènes entraîne ce que nous pourrions appeler les variations normales du climat, avec des effets d'amplification ou d'annulation de certains phénomènes, plus des variations locales diverses.
Plusieurs indicateurs sont disponibles pour étudier ces variations : le principal est l'étude de carottes polaires. On effectue des prélèvements de glace dans les pôles, à différentes profondeurs, et on récupère les bulles de gaz emprisonnées. Connaissant l'âge de ces bulles, on peut en déduire la composition en gaz, et donc par extension le climat. Les témoignages écrit sont aussi utilisés pour les derniers siècles, et les mesures directe pour les dernières décennies. La géologie est utilisée pour les temps plus anciens, certain types de roches ne se formant que dans certaines conditions de température ou d'humidité. L'étude des climats des autres planètes aide également à la compréhension du climat terrestre.
Ces phénomènes étant complexes, il n'est pas étonnant que de nombreux aspects en soient contestés par diverses personnes. Ce qui est communément accepté est que nous sommes dans une périodes globale plutôt froide par rapport aux temps géologiques (c'est à dire par rapport aux dinosaures), mais dans une période plutôt chaude de cette période froide.
Passons donc aux variations climatiques anthropiques. Le climat varie en fonction du temps, et le taux de CO2 varie en fonction du climat. Plus il fait chaud, plus l'océan libère de CO2, et son taux augmente. En revanche, plus il fait froid, plus l'océan absorbe de CO2, et plus son taux baisse. Nous pouvons donc étudier le taux de CO2 aux cours des derniers milliers d'années pour observer les variations de climat.
Notez bien que l'échelle du taux de CO2 ne commence pas à 0, et que le taux de CO2 n'a augmenté "que" de 100 ppmv (parties par million en volume, c'est à dire millionièmes du volume total atmosphérique). cela semble minime mais correspond à une augmentation de 30%. Cette augmentation est sans aucun doute due à l'homme, principalement aux combustion d'énergies fossiles.
Le taux de CO2 augmente donc, mais est ce la conséquence du réchauffement des températures que nous sommes en train de constater ? En effet je vous ai dit que les variations de CO2 suivaient celle du climat. Le problème est que ces variations suivent de plus d'un siècle celles de la température. En effet, l'océan connaît un phénomène de tapis roulant. L'eau, froide et salée, plonge sous les océans au niveau des pôles, avant de remonter beaucoup plus tard. Au moment où elle remonte, si la solubilité du CO2 à augmenté par rapport au moment où elle à plongé, elle captera plus de gaz, si cette solubilité à diminué, elle libérera du gaz. Le CO2 étant un gaz à effet de serre, il entraîne également une augmentation de la température.
La preuve que l'augmentation des températures est due à l'effet de serre est que l'atmosphère ne se réchauffe pas de manière homogène. Si vous regardez le schéma ci contre vous pouvez voir que l'atmosphère est divisée en plusieurs couches, ces couches ont été classifiées en fonction des conditions de température et de pression. Celle où nous vivons est la troposphère, qui s'étend sur une dizaine de kilomètres de haut, elle est surmontée par la stratosphère. Si le réchauffement climatique est dû à une modification des rayonnement solaires, les deux couches se réchaufferont, car elles recevront toutes deux plus de rayonnements. En revanche si le réchauffement est dû à l'augmentation de l'effet de serre, les températures augmenteront dans la troposphère, car les gaz à effet de serre s'y concentrent, et diminuera dans la stratosphère, car celle ci recevra moins de rayons infra rouges de la surface.
Or, actuellement, c'est le second cas qui est constaté, la température de la stratosphère diminuant. Reste à savoir si cette augmentation de l'effet de serre est due aux activités humaines. Elle est conjointe avec l'augmentation des gaz à effet de serre, et la corrélation ne fait ici aucun doute. Mais est ce que ces gaz sont dus à l'homme ?
La réponse est donnée par la composition isotopique du carbone. Je m'explique, il existe différents atomes de carbone, qui sont caractérisés par le nombre de leur neutrons, tous les atomes de carbone possédant 5 protons. Le carbone 12, le plus courant possède 6 neutrons, le carbone 14 en possède 8 (le numéro atomique est la somme des deux si vous me suivez). Le carbone 14 n'est pas stable, mais se désagrège en quelques milliers d'années, il est produit par des réactions dans la haute atmosphère entre l'azote 14 et des rayonnements solaires, un proton se transformant en neutron. La réaction inverse se produit ensuite au bout d'un temps médian de 5700 ans, c'est un type de radioactivité.
Donc le carbone 14 est produit par les rayons atmosphériques et son taux est stable dans l'atmosphère, où les réactions de créations et de destruction se compensent, mais est quasi nul dans les gisements de pétrole et de charbon, le carbone présent datant de plusieurs millions d'années. La libération en masse de gaz venus des hydrocarbure à modifié le taux de carbone 14 dans l'atmosphère, la création de carbone 14 dépendant du taux d'azote, qui lui varie très peu. Ainsi on arrive a savoir précisément que l'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère n'est pas due par exemple à une baisse de la photosynthèse, mais bien à la combustion des hydrocarbures. Si le réchauffement était dû aux rayonnements solaires, le taux de carbone 14 augmenterais dans l'atmosphère, car le nombre de réactions augmenterais.
Les risques d'amplification
Nous avons donc une variation naturelle du climat, tendant vers un refroidissement dans quelques milliers d'années, et un réchauffement anthropique, à l'échelle du siècle. Très bien me direz vous, tout cela va s'annuler et tout ira bien. Ce n'est malheureusement pas si simple.
En effet, le phénomène de tapis roulant dont je vous ai déjà parlé entre en jeu, et le taux de CO2 risque d'augmenter un peu plus. Mais ce phénomène est difficilement prévisible, car jusqu'ici les cycles se déroulaient avec un taux de carbone stable échangé entre les océans et l'atmosphère, ce qui n'est plus le cas. En revanche un autre gaz à effet de serre pose problème : le méthane.
Le réchauffement risque d'entraîner la disparition du permafrost, sol gelé toute l'année en profondeur présent dans les régions subpolaires. Or ce permafrost est un réservoir de méthane, qui vient de la digestion des déchets organiques par certaines bactéries. Or, le méthane est aussi un gaz à effet de serre, dont le taux dans l'atmosphère augmente aussi à cause des activités humaines.
Bref, nous avons encore beaucoup d'incertitudes sur l'évolution des températures à venir, mais les prévisions ne sont pas rassurantes. Plus nous faisons des progrès dans ce domaine, plus les risques sont visibles et plus les portes de sortie deviennent petites. La seule solution serait de ralentir fortement nos émissions, pour donner aux scientifiques le temps de parfaire leurs études.
Quelles solutions ?
Quelles sont les solutions pour empêcher le dérèglement anthropique ? Il n'y en a que très peu. Le nucléaire semble à première vue une bonne solution, mais à première vue seulement. Il y a des dangers, aujourd'hui stabilisés, mais qui pourraient augmenter si le nucléaire était diffusé dans tous les pays de la planète, ce qui semble être le cas aujourd'hui. De plus, le nucléaire n'est pas viable massivement et sur le long terme, car les ressources sont faibles. Et il reste le problèmes des déchets.
La fusion nucléaire est une solution élégante, mais qui va mettre très longtemps à nous parvenir, son utilisation massive est donc peu probable. Elle constituera uniquement une énergie moins chère pour nos descendants, mais pas une solution contre le réchauffement.
Reste donc les énergies renouvelables. Elles sont chères, mais ce sont les seules qui nous restent. Ici de nombreuses solutions existent, adaptées à différents contextes. L'éolienne est plus adaptée offshore qu'au milieu des habitations. Le solaire est mieux sur les toits que dans des centrales, principalement sous la forme de chauffe-eaux, mais aussi de photovoltaïque. Les tours aérogénératrices sont une solution prometteuse, en cours d'essai. L'impact des hydroliennes sur la vie marine doit être étudié, les barrages hydroélectriques doivent être placés dans des endroits adaptés, pas sur les grands fleuves.
C'est également toute la consommation d'énergie qu'il faut revoir, surtout l'isolation et la climatisation passive, qui sont des solutions qui doivent être généralisées. La consommation d'électricité devra baisser, ce qui doit être une priorité de la recherche en électronique. Les véhicules ne doivent plus utiliser d'énergies fossiles. L'électricité, l'air comprimé doivent être généralisés, l'hydrogène pourrait être une solution dans certains cas, le transport par train doit être favorisé. Pour les pays pauvres, l'utilisation d'énergies propre doit être une priorité, et l'aide au développement doit être axée dans ce sens.
L'extraction du carbone de l'atmosphère doit aussi être envisagé, principalement par voie naturelle, c'est à dire l'agriculture. La plantation massive de forêts, puis l'utilisation du bois pour la construction et dans l'industrie est une bonne solution pour agir, petit à petit dans ce domaine. Des méthodes plus industrielles de stockage, que ce soit mécanique ou via les biotechnologies, ne doivent pas être mises de cotés, bien que peu de solutions viables soient envisageables.
Nous devons lutter contre l'effet de puit thermique des agglomération, où la chaleur augmente très rapidement et provoque des canicules. Pour cela les toits verts seraient une bonne solution, l'augmentation locale de l'albédo est nécessaire, afin d'éviter que les canicules locales s'ajoutent au réchauffement climatique. Les surfaces goudronnées doivent être réduites au maximum (pourquoi pas grâce aux parkings souterrains, et la quantité de verdure dans nos villes doit augmenter.
Ce qu'il faut bien garder à l'esprit est que l'écologie est aussi économique, si on développe des technologies adaptées. Non seulement cela permet de développer de nouvelles activités, mais faire des économies d'énergie permet aussi de répartir des capitaux destinés à la production énergétique ailleurs et d'augmenter le pouvoir d'achat, et donc de développer l'économie. Des politiques éclairés devraient donc développer en priorité absolue l'écologie, et ce très rapidement. L'union européenne doit intervenir rapidement dans ce domaine, et cela doit être un axe de la campagne européenne.
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