CHAPITRE 2 : CONCEPT DE CHANGEMENT CLIMATIQUE, CADRE THEORIQUE
2.1. CONCEPT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE ET DE GAZ A EFFET DE SERRE
2.1.2. Concept de gaz à effet de serre
socioéconomiques seront directement concernés par de telle variation climatique à l‘instar du transport, de l‘agriculture et de ceux liés à l‘usage de l‘eau.
Figure 2.1 : Impacts directs et indirects des changements climatiques Source : Adaptée d‘Ouranos (2007)
Il importe également de clarifier le concept de gaz à effet de serre qui est à l‘origine de la modification du climat.
2.1.2. Concept de gaz à effet de serre.
Pour mieux connaître et maîtriser la pollution de l‘air, il est nécessaire de savoir quelles sont les sources de pollution, de les identifier et les quantifier. Cette connaissance permet ensuite de prendre des mesures de réduction des émissions à la source. Deux principaux facteurs à savoir les facteurs naturels (éruptions volcaniques, les chutes de météorites, etc.) et anthropiques (activités industrielles, le transport, l‘agriculture, la déforestation, l‘exploitation minière, etc.) expliquent les bouleversements climatiques constatés au cours des temps. Les
25 inventaires d‘émissions (confère le glossaire des polluants en annexe 3) sont également une donnée de base nécessaire pour réaliser des évaluations de qualité de l‘air, de l‘eau et estimer les impacts de cette pollution sur les écosystèmes.
Signée en 1979, la convention de Genève sur la pollution atmosphérique à longue distance a été l‘élément déclencheur des réflexions et tentatives pour organiser et structurer les données relatives aux rejets de polluants sous la forme d‘inventaires d‘émissions de polluant. Sept polluants sont actuellement réglementés et font l‘objet de mesures continues dans l‘air réalisées par les associations de surveillance de la qualité de l‘air (Laaidi et al., 2002) à savoir : le dioxyde de soufre (SO2), le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde d‘azote (NO2), l‘ozone (O3), les particules (PM10), le benzène (C6H6), le plomb (Pb).
Les pollutions de l‘air et les gaz à effet de serre ne doivent pas a priori être confondus, mais ce sont parfois les mêmes et le dérèglement climatique pourrait avoir des conséquences (souvent aggravantes et synergiques) sur la plupart des pollutions de l'air.
L‘effet de serre est un phénomène avant tout naturel de piégeage par l‘atmosphère du rayonnement de chaleur émis par la terre sous l‘effet des rayons solaires. Les rayons du soleil traversent les vitres d‘une serre et réchauffent l‘air à l‘intérieur de la serre, mais le verre empêche que la chaleur ne s‘échappe. Ainsi les plantes qui ont besoin de climat chaud peuvent être cultivées sous serre, en climat froid. L‘effet de serre qui existe sur Terre grâce à l‘atmosphère qui, jouant le rôle du verre des vitres d‘une serre, emprisonne la chaleur des rayons du soleil, a été décrit pour la première fois en 1824 par le scientifique français Jean-Baptiste Fourier. Les nuages, la vapeur d‘eau, et les gaz à effet de serre que sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane, l‘oxyde d‘azote, et l‘ozone permettent à la radiation solaire de passer au travers de l‘atmosphère mais servent de barrière naturelle à la réfraction de la chaleur (Chan et Perkins, 1989). Ceci crée un effet de serre, sans lequel la vie n‘aurait pas pu apparaître sur Terre. En effet, sans effet de serre, la température à la surface de la Terre serait en moyenne de -18°C, au lieu d‘être, de nos jours, d‘environ 15°C en moyenne.
Il permet une température sur Terre bien supérieure à celle qui régnerait en son absence (+ 33°C environ). Le groupe de gaz responsables de ce phénomène est présent dans l‘atmosphère à l‘état de traces il s‘agit, pour l‘essentiel , du dioxyde de carbone (CO2), du méthane (CH4), de la vapeur d‘eau (H2O), de l‘ozone (O3), du protoxyde d‘azote (N2O), de l‘hexafluorure de soufre (SF6) et les halocarbures (dont les CFC). C‘est parce que les teneurs atmosphériques de ces gaz sont naturellement très faibles que les émissions dues aux activités humaines sont en
26 mesure de les modifier sensiblement, entraînant, a priori, un renforcement de l‘effet de serre, et par suite, des modifications possibles du climat (Bessagnet et al., 2009). L‘augmentation de l‘effet de serre est très probablement responsable du réchauffement climatique en cours. L‘origine anthropique de celui-ci ne fait aujourd‘hui pratiquement plus aucun doute chez les experts.
La possibilité d‘un effet de serre produit par l‘homme (confère annexe 4) a été introduite il y a environ un siècle par le scientifique suédois Svante Arrhenius. Il émit alors l‘hypothèse que la combustion du charbon entrainerait une concentration accrue de dioxyde de carbone dans l‘atmosphère, ce qui aurait pour conséquence le réchauffement de la Terre. Depuis l‘époque d‘Arrhenius, les émissions de gaz à effet de serre ont considérablement augmenté.
Bien que la vapeur d‘eau constitue le plus important gaz à effet de serre, les activités humaines n‘influent pas de façon sensible sur sa concentration atmosphérique, qui est naturellement très variable. En revanche, des études (Laaidi et al., 2002 ; McNeill, 2010 ; Chan et Perkins, 1989 ; Bessagnet, 2009 ; Kucera, 1986) ont montré que les concentrations en CO2, CH4, et N2O ont augmenté fortement par rapport à leurs niveaux de l‘ère préindustrielle. L‘homme, par ailleurs, a introduit de nouveaux gaz à effet de serre très puissants dans l‘atmosphère : les chlorofluorocarbones (CFC) également responsables de la destruction de la couche d‘ozone. Enfin, on sait désormais que l‘ozone troposphérique, formé à partir des émissions d‘oxydes d‘azote (NOx) et de Composés Organiques Volatils (COV) joue également un rôle important.
Pour permettre de comparer entre eux les effets des différents gaz, les experts utilise le "Potentiel de Réchauffement Global" (PRG) qui est le rapport du forçage radiatif d‘un gaz à celui du CO2. Par construction, le PRG du CO2 est donc 1. Le PRG du CH4 est évalué à 21, celui du N2O à 320, ceux de certains gaz du groupe des CFC dépassent 5 000 etc. Bien que le CO2 soit le moins puissant des gaz à effet de serre, sa contribution se révèle toutefois la plus forte, du fait de l‘ampleur des émissions. En effectuant la somme des émissions de gaz à effet de serre, pondérée par leur PRG, on obtient une évaluation de l‘impact global des activités humaines sur l‘effet de serre, exprimé en unité CO2-equivalent (CO2-eq). Le forçage radiatif est l‘unité permettant d‘estimer l‘ampleur du mécanisme susceptible de conduire à un changement climatique. Il représente la perturbation du bilan énergétique du système sol-atmosphère.