Les gaz à effet de serre

L’ESSENTIEL

Comme nous l’avons vu précédemment, les gaz à effet de serre captent une partie du rayonnement solaire traversant l’atmosphère, qui de ce fait se réchauffe. Avant d’aborder la question de la concentration des GES (en ppm), il faut lister les différents gaz, qui n’ont pas les mêmes durées de vie et les mêmes impacts.

– le dioxyde de carbone (CO2),
– le protoxyde d’azote (N2O),
– le méthane (CH4),
– Hydrofluorocarbure (HFC),
– Hydrocarbure perfluorés (PFC),
– Hexafluorure de souffre (SF6)

Se rajoute le Trifluorure d’azote (NF3), depuis l’accord de Durban (2011)

La vapeur d’eau

La vapeur d’eau a également un pouvoir « réchauffant ». Il s’agit même du principal gaz à effet de serre, puisque la vapeur contribue pour 60% à l’effet de serre planétaire, contribution qui monte jusqu’à 90% si l’on considère aussi les nuages. Elle est souvent évoquée par les climato-sceptiques. Cependant, seule une partie très infime de la vapeur d’eau atmosphérique est due aux activités humaines.

L’essentiel de la vapeur d’eau est donc responsable de l’effet de serre naturel. Enfin la vapeur d’eau reste très peu de temps dans l’atmosphère (quelques jours) alors que le Co2 y demeure un siècle environ.

Le dioxyde de carbone (Co2)

Actuellement, le monde émet presque 40  Gigatonnes de Co2 par année (2018). C’était 2 gigatonnes en 1900. C’est le principal gaz à effet de serre (en quantité) produit par l’activité humaine : 74 % du total (tous modes d’émissions réunis).

La stagnation des émissions en 2015-2016 n’est pas un miracle de la COP 21 et de l’Accord de Paris. A cette époque, l’Europe, qui connaît une croissance molle, améliore son efficacité énergétique et augmente la part des énergies renouvelables. Les États-Unis développent le gaz de schiste (carboné mais moins émetteur que le charbon), et la Chine ferme ses vieilles centrales à charbon les plus émettrices (avant d’en ouvrir de nouvelles).

Le protoxyde d’azote (N2O)

Les émissions de protoxyde d’azote (N2O) sont liée aux phénomènes de nitrification/dénitrification dans les sols cultivés en lien avec l’utilisation d’engrais azotés minéraux et la gestion des déjections animales ainsi qu’à des productions industrielles.
Il est 25 fois plus « réchauffant » que le méthane et 300 fois plus le C02. Il est aussi dangereux pour la couche d’ozone.
Il contribue environ à 6 % au forçage radiatif direct induit par les gaz à effet de serre. Les émissions anthropiques de N2O ont augmenté de 30 % à l’échelle globale de 1980 à 2016 pour atteindre 17 TgN/an (téragrammes d’azote par an) en 2016.

Le méthane (CH4)

Il serait responsable de 17 % du réchauffement climatique du fait de son potentiel de réchauffement global élevé égal à 34 fois celui du CO2 à cent ans.
La production d’énergies fossiles et l’élevage intensif sont la première cause de l’augmentation des concentrations de méthane dans l’atmosphère.

Ensembles ces deux sources sont responsables de 60% des émissions humaines de méthane. D’autres sources incluent les décharges et les déchets (16%), la combustion de la biomasse (11%), la riziculture (9%) et les biocarburants (4%).

Les Hydrofluorocarbure (HFC)

Ce sont des gaz principalement utilisés comme réfrigérants dans les climatiseurs et les réfrigérateurs, ou encore comme agents de propulsion dans les aérosols N’attaquant pas directement la couche d’ozone, ils ont été présentés comme une alternative aux CFC.

Mais leur contribution au réchauffement climatique est néanmoins importante car leur pouvoir de réchauffement global (PRG) sur cent ans peut être jusqu’à 11 700 fois supérieur à celui du CO2 (2800 fois en moyenne).

Certains HFC ont des valeurs élevées de potentiel de réchauffement global en raison de leur grande durée de vie dans l’atmosphère (ex. : 264 ans pour le HFC-23, mais cette caractéristique est très variable).

Les hydrocarbures perfluorés (PFC)

Ce sont de puissants gaz à effet de serre qui ont été adoptés comme « solution de remplacement » aux substances appauvrissant la couche d’ozone. Ils remplacent les CFC dans la fabrication de semi-conducteurs. Ils sont également utilisés comme solvants dans l’industrie de l’électronique et comme réfrigérants dans certains systèmes de réfrigération spécialisés…

Ils contribueraient à sont en moyenne 7 600 fois plus réchauffant que le CO2. Leur durée de vie dans l’atmosphère peut atteindre … 50 000 ans. Il pourraient aussi être des perturbateurs endocriniens.

L’exafluorure de souffre (SF6)

Il est utilisé comme diélectrique dans les équipements électriques (commutateurs et transformateurs haute et moyenne tension). Il est également utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs. L’emploi du SF6 dans la production de magnésium génère également des émissions atmosphériques.

Les SF6 sont 24 000 fois plus réchauffant que le CO2 et sa durée de vie moyenne est de 3200 ans.

Le Trifluorure d’azote (NF3)

Il est utilisé dans le secteur de l’électronique et des semi-conducteurs (graveur). Choisi comme substitut plus protecteur pour l’environnement, les émissions de cette molécule deviennent significatives au début des années 90 tandis que la vitesse d’augmentation s’accroit à partir des années 2000.

Cette substance a un potentiel de GES de 16 600 fois supérieur à celui du CO2 (sur 100 ans). Sa durée de séjour dans l’atmosphère est estimée à 740 ans.
Les quantités sont néanmoins extrêmement faibles.

La notion d’équivalent CO2

Etant donné qu’il existe plusieurs GES, il est utile d’avoir recours à une équivalence.
C’est le CO2, le principal gaz, qui est pris en « référence ». On parle d’EqCO2.

L’équivalent CO2 (abréviations : eqCO2, éq. CO2, CO2e ou CO2-eq) est donc, pour un gaz à effet de serre, la quantité de dioxyde de carbone (CO2) qui provoquerait le même forçage radiatif que ce gaz, c’est-à-dire qui aurait la même capacité à retenir le rayonnement solaire.

Les émissions de GES liée saux activités humaines (incluant l’UTCATF) représentent l’équivalent de 55,3 milliards de tonnes de CO2 (Gt CO2 éq) en 2018. Le CO2 lui-même représente les trois quarts de ces émissions, contre un quart pour les autres GES.