I. La construction sociale du problème
1. Le changement climatique
: état des lieux
Nous allons commencer par dresser un état des lieux.
Qu'est-ce que le changement climatique ? A quoi est-il du ? Qu'est-ce qu'un gaz à effet de serre ? Ceci a- t-il quelque chose à voir avec la couche d'ozone ? Peut-on prévoir le climat futur ? Toutes ces questions, et bien d'autres, sont au cœur du problème. L'objet de ce chapitre est de faire un état de la question du changement climatique tel qu'il se présente actuellement dans le consensus des experts. C'est l'état des lieux d'un problème social, d'un problème rencontré par les sociétés humaines dans leur activité et tel qu'il apparaît dans le débat qui a lieu entre les parties prenantes. Il y a un changement climatique qui est posé comme un problème, et il y a un accord minimal autour d'un certain nombre de repères balisant le débat.
Ce chapitre présente l'ensemble de ces repères qui sont considérés comme des faits par les experts. Ensuite, tout n'est que problèmes. Ce chapitre est donc notre point de départ. Tout l'enjeu ensuite sera de dérouler et d'expliquer l'arrière-plan conceptuel sur le fond duquel s'expose cet état des lieux, pour aboutir à quelque chose de plus satisfaisant. Nous serons donc amenés dans les chapitres suivants à analyser et problématiser bon nombre de concepts et objets qui sont ici simplement présentés comme des faits.
1. Le forçage anthropique de l'effet de serre
Il faut tout d'abord distinguer la notion de « climat » de celle du « temps qu'il fait ». Le temps qu'il fait se réfère à l'état climatique perçu d'une manière localisée, anthropocentrée, en un lieu donné : le « beau » ou le « mauvais » temps. Le climat par contre désigne l'ensemble des phénomènes météorologiques qui caractérisent l'état moyen de l'atmosphère. Le climat est donc envisagé non pas pour l'Homme, mais pour lui-même, de manière objective. Le temps qu'il fait est la perception subjective et passagère d'un état du climat en un lieu donné. Il peut donc donner des indications sur l'histoire du climat, mais avec un degré de fiabilité assez faible et très variable. E. Le Roy Ladurie s'est par exemple appuyé sur les dates des vendanges au Moyen-Age, comme indice pour reconstituer le climat autour de l'an mil16. Le climat, lui, met en oeuvre
des facteurs physiques, chimiques et biologiques qui ne dépendent pas de la subjectivité de l'observateur. Il y a ensuite deux utilisations différentes du concept de changement climatique. Pour les climatologues, le concept de changement climatique se réfère à toute évolution du climat, qu'elle soit ou non due à l'activité humaine. Par contre, dans le cadre des négociations internationales ce concept désigne exclusivement la partie de l'évolution climatique dont l'activité humaine porte la responsabilité. Nous utiliserons le concept uniquement dans ce second sens, suivant en cela l'usage le plus commun.
i - Qu'est-ce que l'effet de serre ?
La Terre est une planète qui a la particularité d'être pourvue d’une atmosphère.
Cette atmosphère a une composition homogène, précise et stable dans le temps : 78% d'azote et 21% d’oxygène environ, à quoi s'ajoutent des gaz présents en faible proportion dits gaz traces. Parmi ces gaz traces, on trouve des gaz dont l’une des propriétés est de piéger l'énergie solaire. Agissant comme une sorte de couverture globale, ces gaz induisent un effet de serre naturel par lequel la température terrestre est accrue de 33°, permettant d'arriver à une température moyenne terrestre de +15°C, au lieu de –18°C. Cet effet de serre naturel est l’une des conditions de possibilité de la vie, puisqu'il n'y a pas de vie si l'eau reste 16 E. Le Roy Ladurie, Histoire du climat depuis l'an mil, Paris : Flammarion, Champs, 1983. 2
gelée, au moins pour ce qui est des formes de vie connues. Les gaz à effet de serre sont en proportion suffisante pour que la température terrestre moyenne reste comprise dans les limites connues de tolérance de la vie. Sur Vénus, par exemple, un taux plus important de gaz à effet de serre contribue à maintenir une température moyenne de 250°C, rendant toute forme de vie connue impossible.
Figure 1 : L'effet de serre (Source : UNEP/ La voie verte 200017).
La planète Terre reçoit du soleil une énergie moyenne de 342 watts par mètre carré. Un tiers de cette énergie est ré émis directement dans l'espace, et les deux tiers restants sont absorbés par différents éléments terrestres (eau, sols, nuages, atmosphère) avant d'être ré-émis plus tard dans l'espace sous forme de rayonnement infrarouge. Le décalage temporel entre l'énergie reçue et l'énergie ré-émise correspond à la circulation terrestre de l'énergie solaire, le soleil étant le moteur principal des mouvements de matière et d'énergie dans la biosphère, et donc le moteur principal des écosystèmes. La biosphère est la région de la
planète qui renferme l'ensemble des êtres vivants et dans laquelle la vie est possible en permanence18.
Certains auteurs donnent une définition plus étendue, incluant les zones dans lesquelles la vie n'est pas possible mais dans lesquelles transitent des éléments nécessaires à la vie. Ces éléments sont qualifiés de
biogènes ou de biotiques. C'est par exemple le cas d'une partie de l'atmosphère. Les gaz qui absorbent les
rayonnements infrarouges et provoquent l'effet de serre sont dits gaz à effets de serre.
Les principaux gaz à effet de serre (GES) sont : le dioxyde de carbone CO2, la vapeur d'eau (H2O), le
méthane (CH4), le protoxyde d'azote (NO2) et les gaz artificiels de la famille des composés chlorés (CFC,
HCFC, etc.), qui sont par ailleurs des gaz destructeurs de la couche d'ozone. Ces GES ne contribuent pas tous de la même façon à l'effet de serre. Leur contribution relative peut être indiquée par un indicateur appelé « pouvoir de réchauffement global » (PRG), qui est calculé en fonction des deux paramètres principaux qui entrent en ligne de compte : la quantité d'énergie qu'une molécule d'un gaz déterminé peut intercepter, et la durée de résidence de cette molécule dans l'atmosphère. Le tableau ci-dessous se lit de la manière suivante : 1 kg méthane a un pouvoir de réchauffement de l'atmosphère équivalent à 21 kg de CO2. La durée de résidence est donnée à titre indicatif.
17 Consulté le 25/10/2000. Adresse internet : URL : http://www.ec.gc.ca/climate/primer 18 Cité in F. Ramade, Eléments d'écologie, Paris : Ediscience International, 1994.
Gaz Durée de résidence (années) PRG
Dioxyde de carbone (CO2) 100 à 200 1
Méthane (CH4) 15 21
Protoxyde d'azote (NO2) 120 310
HCFC-22 12 1,300
CF4 50 000 6500
SF6 3 200 23,900
CFC-12 102 6500
Tableau 1 : Le pouvoir de réchauffement global de différents gaz à effet de serre (Source : GIEC 1995).
L'indice PRG, établi sur la durée de résidence et la puissance d'absorption des différents gaz, est un peu arbitraire : les deux grandeurs physiques ne sont pas comparables. De plus, il néglige certains aspects tels que les effets chimiques secondaires, et qu'il repose sur des données incertaines. Cet indicateur approximatif et simplifié n'est sans doute pas très rigoureux au point de vue scientifique, mais il a l'immense avantage de permettre de comparer directement la culpabilité relative de chaque gaz19. Les décideurs disposent ainsi d'un
outil pour établir des priorités sans avoir à se convertir en climatologues.
ii - Qu'est-ce que le système climatique ?
Le climat est l'ensemble des phénomènes météorologiques qui ont lieu dans l'atmosphère, mais les déterminants du climat ne se réduisent pas aux éléments présents dans l'atmosphère. Le soleil, les océans, la biosphère etc. jouent eux aussi un rôle.
Ni l'atmosphère ni la biosphère ne sont des systèmes inertes et stables. Ces éléments sont au contraire composés de régulations cycliques et évolutives. Le système climatique peut être décrit en première approximation comme un système thermodynamique non-linéaire. La non-linéarité signifie qu'à l'évolution progressive d'un facteur le système ne réagit pas forcément par une évolution linéaire. Prenons l'exemple de l'eau s'écoulant par l'orifice d'un robinet. Lorsque le robinet est peu ouvert, le fluide s'écoule d'une manière régulière : c'est le régime laminaire. Quand on ouvre le robinet en grand, alors l'eau s'écoule d'une manière désordonnée : c'est le régime turbulent. Aussi lentement que l'on ferme le robinet, le passage de l'un à l'autre régime est toujours brutal. Le système est dit non-linéaire parce que quelle que soit la vitesse d'évolution de la commande (le robinet), la réponse est toujours brutale : le changement de régime n'est pas ralenti parce que la commande est ralentie. Ce qui importe alors est le seuil au-delà duquel il y a basculement dans un régime ou un autre, chaque état étant stable à sa manière.
De la même façon, l'atmosphère et les courants océaniques sont maintenus en mouvement par des déséquilibres successifs. Ainsi, la rencontre entre un front d'air chaud et un front d'air froid provoque une brutale condensation de la vapeur d'eau, qui est ainsi précipitée au sol sous forme de pluie. De même, le fameux anticyclone20 des Açores n'est pas un anticyclone, mais un flux d'anticyclones en provenance du pôle
Nord21, tous les 3 ou 4 jours.
19 P. Roqueplo, Climats sous surveillance, Paris : Economica, 1993, pp. 196-229. 20 Un anticyclone est une zone de hautes pressions d'air froid.
21 Y. Lenoir, Effet de serre, changements climatiques, Intervention au Collège des Hautes Etudes de l'Environnement – Jeudi 11 Janvier 2001.
Figure 2 : La circulation océanique globale (Source : UNEP/GRID, 2000).
La plupart des déterminants du système climatique sont régis par des processus dont la loi n'est pas linéaire. La vie par exemple est un facteur essentiel au maintien de la composition chimique de l'atmosphère, et donc au maintien de ses propriétés. Ce sont les cycles biogéochimiques22 qui maintiennent l'équilibre de la
composition de l'atmosphère terrestre en pompant les éléments d'un compartiment de la biosphère à l'autre. La vie participe donc à la transformation de l'environnement, et ce à des échelles colossales, très supérieures à celles auxquelles le pouvoir humain a actuellement accès. J. Lovelock23 montre par exemple que la couche
d'ozone stratosphérique24, qui forme une pellicule empêchant le rayonnement solaire ultraviolet nocif pour la
vie d'atteindre le sol, a été créée par l'activité continue des bactéries océaniques lors du premier milliard d'années d'existence de la vie. L'eau les protégeait du rayonnement, et les organismes n'ont pu coloniser les terres émergées que lorsque ces terres ont été protégées par la couche d'ozone. L'oxygène dégagé par les bactéries, et qui continue d'être dégagé par la vie en général, maintient la composition de l'atmosphère à 21% d'oxygène et 78% d'azote, à quoi s'ajoutent les gaz traces tels que les gaz à effet de serre.
Les échanges physico-chimiques entre les différents compartiments de la biosphère sont continus et massifs. Tout en étant sans cesse en mouvement, les gaz à effet de serre peuvent être considérés comme répartis de manière régulière dans l'atmosphère tout autour de la planète. Si hétérogénéité il y a, elle est soit très temporaire (éruption volcanique par exemple), soit radiale (selon l'altitude). Les processus naturels impliquent que le lieu de production des GES importe peu en termes de conséquences sur le climat. Ceci a une conséquence politique importante, car seule la quantité globale (agrégée) d'émissions importe pour prévenir le risque de changement climatique. Il existe donc une interdépendance écologique entre les Etats : 22 Concept inventé par Lamarck et développé par Vernadsky. cf. J. Grinevald, L’effet de serre de la
biosphère - De la révolution thermo-industrielle à l'écologie globale, in SEBES,1990.
23 J. Lovelock, Les âges de Gaïa, Paris : Odile Jacob, 1997, Ed. orig. 1988. 24 La stratosphère est la partie de l'atmosphère comprise entre 12 et 40 km du sol.
ce que l'un fait sur son territoire ne reste pas sans conséquences sur ce qui se produit sur le territoire d'un autre. La question de la responsabilité dans la production des émissions sera donc au cœur des négociations sur le changement climatique.
Figure 3 : Le cycle de l'eau (Source : UNEP/ La voie verte 200025).
La biosphère est traversée et animée de cycles interdépendants. En regard du climat, trois cycles importent tout particulièrement26 :
- le cycle du carbone (Figure 4),
- le cycle de l'eau (Figure 3) : évaporation, vapeur d'eau sous forme de nuages, pluie et ruissellement sur les surfaces émergées pour retourner dans la mer. Le cycle peut durer quelques jours comme quelques millénaires, dans le cas d'un stockage de l'eau dans les neiges dites éternelles ou des glaciers par exemple.
- le cycle de l'azote : l'azote atmosphérique est fixé par les plantes, éventuellement mangées par les animaux, puis il retourne dans le sol via les excréments ou la décomposition, où des bactéries le libèrent et il retourne dans l'atmosphère.
Il existe un grand nombre d'autres cycles moins importants en regard de leur rôle direct sur le climat : cycles de l'oxygène, du phosphore, du soufre et du potassium. Tous les milieux et tous les vivants sont en permanence traversés par ces cycles : le corps humain a besoin d'oxygène (respiration), de carbone (molécules de construction), de phosphore (élément indispensable à la réplication de l'ADN) et bien sûr d'eau. Lorsque nous buvons et nous mangeons, nous maintenons un cycle qui nous permet de rester en vie et en bonne santé. La variabilité culturelle des modes d'alimentation cache donc une certaine régularité dans les processus naturels, de manière à ce que la vie perdure.
25 Consulté le 25/10/2000. Adresse internet : URL : http://www.ec.gc.ca/climate/primer/
26 Voir Ramade, Eléments d'écologie, Paris : Ediscience International, 1994, pp338-359. Voir aussi R. Socolow et al., Industrial Ecology and Global Change, Cambridge : Cambridge University Press, 1994, pp. 121-157.
Le carbone suit principalement trois types de chemins dans la biosphère27, avec des échelles de temps
très différentes :
- le cycle court, qui consiste en la fixation du carbone atmosphérique par les plantes (photosynthèse) puis son relâchement dans l'atmosphère à la mort des plantes, lors de la décomposition. Ce cycle est de l'ordre du siècle.
- le cycle moyen, par lequel le carbone des plantes est transformé en matières fossiles telles que le charbon et le pétrole. Ce cycle durait depuis plusieurs dizaines de millions d'années avant d'être modifié par l'être humain.
- le cycle long, qui concerne davantage les océans : le phytoplancton et le plancton, ainsi que différentes plantes et animaux marins, absorbent et fixent le carbone. A leur mort, ils tombent au fond de l'océan et accumulent ainsi une couche carbonée qui peut remonter dans l'atmosphère via les éruptions volcaniques. Ce cycle est plutôt de l'ordre de la centaine de millions d'années, voire du milliard d'années.
On estime que la biosphère peut recycler 3 GtC28 par an29, essentiellement grâce à l'activité de pompage
de la biosphère terrestre et de la vie océanique (phytoplancton). Le CO2 n'est donc pas un gaz à éliminer. Il
ne devient un problème que lorsque les activités humaines en injectent plus que ce que la biosphère ne peut recycler, et que l'excédent commence à s'accumuler dans l'atmosphère. On voit donc apparaître un autre aspect du problème qui sera très important dans les négociations : diminuer ou augmenter cette capacité de recyclage. Par exemple, diminuer ou augmenter la couverture végétale terrestre (déforestation ou plantations) est un moyen d'agir sur le cycle du carbone pour accroître ou réduire le pompage du carbone dans l'atmosphère.
Le climat et son évolution mettent donc en jeu des échelles de temps et d'espace très différentes. La NASA par exemple distingue 5 échelles de temps30 : le milliard d'années (tectonique des plaques, variation
du champ magnétique terrestre etc.), la centaine de millier d'années (âges glaciaires, évolution des espèces etc.), le siècle (cycles biogéochimiques, courants marins, etc.), l'année (saisons, vents etc.) et le jour (alternance jour/nuit). Du côté des échelles d'espace, on peut distinguer 3 échelles : l'échelle globale (circulation océanique, circulation atmosphérique, tectonique des plaques etc.), l'échelle régionale (types de climat tels que climat continental, types de vents tels le sirocco ou l'harmattan, quantité de végétation, latitude et longitude etc.), et l'échelle locale (où l'on prend en compte l'influence des petits éléments tels que les lacs, les vallées, le type de végétation ou les collines). On pourrait aussi ajouter ce qu'on appelle les
microclimats, qui sont des conditions climatiques particulières sur des zones de l'ordre de quelques
décamètres carrés.
27 GIEC, Introduction aux Modèles Climatiques Simples - Document Technique, 1997.
28 Tous les calculs sont donnés dans l'unité "tonne-équivalent-carbone" (tC). 109 tC = 1GtC. On
obtient la masse de CO2 en multipliant le nombre de GtC par 3,67.
29 GIEC, Changement de climat 1995 – Résumé à l'intention des décideurs, 1995.
30 Cité in Académie Nationale des Sciences, Une planète, un avenir, Paris : Sang de la Terre, 1992, p. 17.
Figure 4 : Le cycle du carbone (Source : UNEP/ La voie verte 200031,32).
iii - La corrélation température-CO2 conduit-elle à une relation de causalité ?
Le rôle des gaz à effet de serre est assez bien identifié. Mais ils ne sont pas les seuls responsables de la température moyenne terrestre. L'activité solaire et bon nombre d'autres facteurs entrent eux aussi dans la détermination du climat. Alors comment arrive-t-on à faire des gaz à effet de serre les principaux responsables d'un risque global ?
D'une part, on a pu montrer que le taux de CO2 dans l’atmosphère a augmenté continûment depuis 1958 :
la courbe de Mauna Loa, du nom de l’observatoire hawaïen à partir duquel ont eu lieu les mesures (cf. Fig. 5), en témoigne. D'autre part, on a pu montrer que la température terrestre avait elle-même augmenté de quelques dixièmes de degrés au cours du siècle, et que cette augmentation est particulièrement rapide (Figure 6). Enfin, des carottages effectués dans les calottes polaires ont montré une corrélation entre les courbes des températures moyennes terrestres et celle des taux de CO2 (Figure 7). Ces courbes montrent que
le taux de CO2 est resté compris entre 180 et 280 ppmv33 au cours des 160 000 dernières années, et n'a
jamais dépassé 280 ppmv depuis 400 000 ans. En outre, le taux est stable depuis environ 10 000 ans34. Or,
comme l'a montré la figure plus haut, nous sommes aujourd'hui à plus de 360 ppmv, soit une brutale augmentation de 30% en un peu plus d'un siècle. Or, au cours de ce siècle, la seule chose qui ait réellement changé au point de vue climatique, en l'état des connaissances actuelles, est le dégagement massif de gaz à effet de serre par l'activité humaine. Le CO2 n'est pas le seul gaz à effet de serre à avoir vu sa concentration
augmenter au cours de ces 100 ou 200 dernières années : c'est aussi le cas pour le méthane (+145%), le
31 Consulté le 25/10/2000. Adresse internet : URL : http://www.ec.gc.ca/climate/primer/ffig11.htm 32 Sur ce schéma il manque le cycle "long".
33 ppmv : parties par million en volume.
protoxyde d'azote (+12%), comme on peut le constater sur la figure 8, et diverses variétés de gaz chlorés, fluorés et soufrés (CFC, HCFC, SF6, CF4 etc.) qui n'existent pas à l'état naturel. Certains modèles prennent
en compte plus de 30 gaz à effet de serre artificiels.
Figure 5 : La courbe de Mauna Loa (Source : UNEP/GRID, 2000).
Le rapport du GIEC35 affirme la chose suivante : « Cette évolution n'est vraisemblablement pas d'origine
strictement naturelle. Les faits observés - les variations de la température moyenne mondiale de l'air à la surface et du profil spatial, saisonnier et vertical des températures de l'atmosphère en particulier - concordent pour indiquer une influence perceptible de l'homme sur le climat. »36. Et il dit ailleurs : « un
faisceau d'éléments suggère qu'il y a une influence perceptible de l'Homme sur le climat global »37. Le CO 2
étant massivement injecté dans l'atmosphère par les activités humaines, c'est ainsi qu'a commencé le
changement climatique, induit par le forçage anthropique de l'effet de serre. Le GIEC estime aujourd'hui ce
forçage radiatif à environ +3 W.m-2, soit environ 1% du flux solaire reçu par la planète.
Le GIEC prend donc clairement position, mais le débat existe encore dans la communauté scientifique. L'origine humaine de l'augmentation du taux de GES et l'accroissement de la température moyenne sont bien