Changement climatique

Les changements climatiques

Depuis 1850, les températures mondiales sont enregistrées par des instruments (thermomètres, bouées marines, ballons météo, et plus récemment les observations satellitaires). Avant cette période, les périodes sont indirectement reconstruites par l’intermédiaire d’archives climatiques dont les scientifiques font l’analyse afin de reconstruire les températures passées. Il est donc observé, de manière certaine, une élévation des températures globales de 1.07°C depuis 1850. La rapidité d’évolution de cette température est inédite et engendre des bouleversements climatiques.

La première conséquence de ce réchauffement est l’augmentation du niveau marin, par dilatation thermique de ses eaux et par l’ajout d’eau liquide supplémentaire via la fonte des glaciers. Ce niveau marin atteint déjà une élévation de 20 cm depuis 1900, avec une vitesse d’élévation de 3,7 mm.an-1 depuis 2006.

Ce réchauffement est appelé à se poursuivre – et à s’intensifier, avec la poursuite des émissions de gaz à effets de serre, qui s’accumulent dans l’atmosphère et amplifient le réchauffement et ses conséquences. On s’attend, d’ici la fin de ce siècle, à un réchauffement probable compris entre 1,0°C et 5,7°C selon les différents scénarios d’émission et d’activité économiques. A titre de comparaison, l’élévation globale de la température entre une période glaciaire et une période interglaciaire est de l’ordre de 5°C, dont l’élévation se fait sur… 10 000 ans.

Gaz à effet de serre et changement climatique

L’atmosphère terrestre est transparente au rayonnement visible, c’est-à-dire au rayonnement solaire, mais elle est essentiellement opaque au rayonnement infrarouge, c’est-à-dire au rayonnement émis par la Terre. La surface terrestre va donc se réchauffer selon le rayonnement solaire qu’elle reçoit. Afin de garder son équilibre thermique elle va réémettre de l’énergie vers l’espace dans le rayonnement infrarouge. Sans effet de serre, cette énergie serait intégralement renvoyée vers l’espace, conduisant à un refroidissement de la surface terrestre atteignant -18°C !

Toutefois, l’atmosphère contient naturellement des gaz à effet de serre (GES), c’est-à-dire des gaz capables de capter une partie de l’énergie infrarouge émise par la Terre. Ces GES vont restituer une partie de cette énergie vers la Terre, qui va venir s’ajouter au rayonnement visible reçu par le soleil. Pour maintenir son équilibre face à cet ajout d’énergie, elle va naturellement devoir se réchauffer. Plus les GES sont importants, plus ce réchauffement sera fort afin de maintenir la Terre à un équilibre énergétique. C’est ce processus qui explique le réchauffement progressif de l’atmosphère (et des océans) avec l’élévation des GES.

Ces GES ne représentent que 1% des gaz totaux de l’atmosphère (qui contient essentiellement de l’azote et de l’oxygène) et sont naturellement présents dans l’atmosphère. Leur présence permet le maintien d’une température idéale pour l’évolution de la vie, autour de 15°C. Mais les activités anthropiques vont venir perturber cet équilibre, en puisant notamment des énergies fossiles qui avaient stockées beaucoup de carbone sous la Terre, lequel va être réémis en grande quantité dans l’atmosphère sous forme de GES qui va venir s’ajouter au GES naturel. 

Les GES se présentent sous différentes formes, parmi lesquels :

• l’eau sous forme vapeur, responsable pour près de 60% de l’effet de serre ;
• le dioxyde de carbone (CO₂), principalement émis par la combustion d’énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) ;
• le méthane (CH₄), principalement émis par l’élevage des ruminants, de la culture du riz, des décharges d’ordures, des exploitations pétrolières et gazières ;
• le protoxyde d’azote (N₂O), émis par les engrais azotés et divers procédés chimiques ;
• l’ozone (O₃) des basses couches de l’atmosphère, qui est un polluant secondaire formé à partir de l’interaction entre les gaz émis notamment par les transports routiers et l’énergie solaire ;
• les gaz fluorés (HFC : hydrofluorocarbones), émis par les gaz propulseurs des bombes aérosols, les gaz réfrigérants (climatiseurs) et diverses industries (mousses plastiques, composants d’ordinateurs, etc).

Chacun de ces GES a un forçage radiatif, c’est-à-dire une capacité à apporter une énergie supplémentaire par unité de surface (exprimée en W/m²). Cumulé, le forçage radiatif de chacun de ces GES conduit au réchauffement climatique progressif observé depuis la période préindustrielle.

L’Homme et les changements climatiques

Les modèles numériques permettent de simuler l’évolution des températures planétaires en tenant compte des paramètres environnementaux qui peuvent directement influer le climat terrestre. C’est ce qu’on appelle les forçages climatiques. Typiquement, l’énergie solaire ou les éruptions volcaniques font partie des forçages naturels. Il existe d’autres forçages, tel que le forçage anthropogénique qui, par les activités humaines (combustion d’énergie fossile, utilisation des sols, pollution) va modifier les concentrations de gaz à effet de serre et va donc impacter les températures mondiales.

En faisant deux simulations différentes, l’une qui ne tient compte que des forçages naturels et l’autre qui tient compte des forçages naturels et anthropiques, il est possible de comparer l’évolution de température selon ces deux forçages et voir laquelle des deux se rapproche le plus des températures effectivement observées depuis 1850.

Les résultats montrent qu’il est nécessaire de tenir compte du forçage anthropique pour avoir une bonne corrélation des températures simulées avec les températures réellement observées sur les 150 dernières années. Le forçage naturel ne peut pas, à lui seul, expliquer l’augmentation observée des températures sur cette période.

Cela atteste bien de l’implication directe des activités anthropiques dans le réchauffement climatique observé depuis la révolution industrielle. 

Et la qualité de l’air dans tout ça ?

Gaz à effet de serre et qualité de l’air sont deux entités combinées, elles interagissent l’une avec l’autre. En parallèle des GES, les polluants atmosphériques vont également influer sur la qualité de l’air.

Ces interactions sont souvent directes et globales, et viennent impacter la santé humaine à court terme (asthme, augmentation des risques cardio-vasculaires) et long terme (épidémies, augmentation des maladies chroniques, réduction de l’espérance de vie). L’environnement s’en trouve aussi affecté par une intensification des évènements extrêmes ou par une altération des végétaux (par l’ozone par exemple). Du fait de cette interaction entre gaz à effet de serre et pollution atmosphérique, les leviers d’actions sont possibles afin de réduire l’un et l’autre dans des politiques à la fois globales et locales. Typiquement, en favorisant les mobilités douces ou en modifiant les productions énergétiques en faveur d’énergies renouvelables, cela permet de réduire à la fois les émissions de gaz à effet de serre (CO₂, CH₄), et réduit également les émissions de polluants atmosphériques (NO₂, COV).

Parfois, la réduction des émissions de GES ne s’accompagne pas nécessairement d’une réduction des polluants.

• Typiquement, l’essor des chaufferies au bois (qu’elles soient collectives ou individuelles) est une bonne solution pour se diriger vers une ressource renouvelable et limiter les émissions de CO2. En contrepartie, son utilisation dégrade la qualité de l’air en émettant localement des particules fines.
• L’isolation des logements, nécessaire à une réduction de l’effet « passoire thermique », participe à la réduction de la consommation énergétique et donc une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Toutefois, cette isolation réduit l’efficacité du renouvellement d’air intérieur, pouvant engendrer une dégradation de la qualité de l’air intérieure ; d’où la nécessité d’aérer régulièrement son logement.
• La densification urbaine permet de regrouper géographiquement la population et réduit les émissions de gaz à effet de serre en optimisant la consommation énergétique. Mais en limitant ainsi l’espacement, cela concentre les émissions de polluants en engendrant des effets locaux de pollution de l’air (les rues canyons en sont une illustration), et conduit aux effets d’îlots de chaleur urbain.

La question de l’énergie

Dans ce contexte, la question énergétique est au centre de tous les débats climatiques actuels. En effet, pour subvenir aux besoins d’une population croissante, les besoins quotidiens en énergie nécessitent soit une augmentation de la consommation énergétique, soit une amélioration du rendement énergétique.

Dans un contexte où les ressources fossiles se raréfient et font l’objet de nombreux débats (gaz et pétrole de schiste, pollution de l’air des centrales au charbon, sables bitumineux au Canada, etc.), il devient nécessaire de placer la question de l’approvisionnement énergétique au cœur des politiques de gestion. D’autant plus que la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre sont intimement liés : en France, par exemple, 70% des émissions de GES sont dues à l’utilisation d’énergie (chiffres 2018, Chiffres du climat en France – DATALAB édition 2021).

Pour en savoir plus, consultez :

• le site de l’agence internationale de l’énergie
• le site du Ministère de la Transition écologique
• le site de l'ADEME
• plus localement, le site de la DREAL des Pays de la Loire

Quels leviers d’actions ?

La réduction des consommations d’énergie dans le but de garantir une baisse des émissions de GES passe par des actions individuelles et collectives.

Collectivement, les gouvernements se sont mobilisés afin de réduire les consommations d’énergie et émissions de gaz à effet de serre. La CCNUCC a ainsi été adoptée en 1992 à Rio de Janeiro, inaugurant un ensemble de sommets internationaux dans le but de garantir une réduction des émissions mondiales. C’est dans ce cadre que les pays se réunissent annuellement pour les Conférence des Parties (COP). Parmi elles, la COP21 a fait date, en 2015 à Paris, avec la signature de l’Accord de Paris qui inscrit l’objectif collectif de maintenir le réchauffement climatique à 1,5°C d’ici la fin du siècle.

Cet objectif s’échelonne ensuite du niveau international au niveau local.

C’est ainsi que l’ensemble des acteurs de la société est amené à agir afin de participer à l’effort collectif, quels que soient leur secteur d’activité.

Consultez les liens suivants pour en savoir plus :

• le protocole de Kyoto
• la page de la CCNUCC sur le protocole de Kyoto :
• l’Accord de Paris
• la Loi « Grenelle 1 » : loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l'environnement
• la Loi « Grenelle 2 » : loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement
• des informations et documents sur le projet de loi pour la transition énergétique pour la croissance verte en France
• le SRADDET en Pays de la Loire
• transition énergétique en Pays de la Loire
• Portail SNBC
• Portail de la PPE

L’association Air Pays de la Loire agit à son niveau afin d’accompagner et conseiller les collectivités dans la prise en compte de la qualité de l’air, de l’énergie et du climat dans leur différents plans d’urbanismes.

Tout d’abord, par sa mission de service public de surveillance de la qualité de l’air en permanence à l’échelle de la région, elle permet de sensibiliser le grand public aux enjeux de la préservation de la qualité de l’air, et accompagne les pouvoirs publics en cas de dépassement ponctuels des niveaux réglementaires des polluants. Elle accompagne également les collectivités, les associations de riverains et les industriels lors de campagnes de mesures ponctuelles afin d’évaluer l’influence potentielle des industries du territoire sur l’exposition locale des habitants. Enfin, de par ses activités d’innovations (par exemple AIREAL) elle permet d’impliquer à la fois les acteurs politiques et les riverains dans leurs actions en faveur de la qualité de l’air et du climat.

En parallèle, l’élaboration de l’inventaire du rapport BASEMIS permet de recenser les consommations d’énergie, la production d’énergie renouvelable, les émissions de gaz à effet de serre et polluants atmosphériques de l’échelle communale à l’échelle régionale. Cela permet d’effectuer le diagnostic air-énergie-climat des territoires, et d’accompagner les pouvoirs publics dans le suivi des plans d’actions (PCAET, SRADDET, PLU, …).