Domestiquer l'effet de serre - 2e éd.

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L'utilisation intensive des combustibles fossiles depuis 150 ans place aujourd'hui l'homme devant un double défi : l'augmentation de l'effet de serre aux conséquences climatiques catastrophiques, et l'épuisement prévisible de ces sources d'énergie du sous-sol. Destiné à un large public, cet ouvrage invite à envisager les questions de l'énergie et de l'effet de serre de façon globale et sans esprit partisan. Il expose les différentes méthodes de lutte contre l'augmentation de l'effet de serre, décrit les principales sources d'énergie alternatives aux énergies fossiles, et montre que, pour préoccupant qu'il soit, l'avenir n'est pas aussi sombre qu'il y paraît : des solutions techniques existent en effet, qui permettront à la fois de répondre aux besoins énergétiques croissants de l'humanité et d'enrayer la dérive climatique.
Dans cette seconde édition entièrement actualisée, les évolutions climatiques ont été mises à jour avec le 4e rapport du GIEC 2007 et un bilan à l'horizon 2030 a été ajouté.

Publié le : mercredi 20 août 2008
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EAN13 : 9782100538010
Nombre de pages : 168
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Chapitre1
Le réchauffement planétaire et les prévisions
Lamplitude du réchauffement planétaire est, pour le moment, très fai ble, puisquil est de lordre de 0,74 °C. Néanmoins, la source dinquié tude réside moins dans lobservation actuelle que dans les prévisions de lévolution à venir. En effet, ce réchauffement planétaire est majori tairement dû à la consommation de combustibles fossiles et aux aug mentations des concentrations atmosphériques des principaux gaz à effet de serre (GES) que sont le dioxyde de carbone CO2, le méthane CH4et le peroxyde dazote N2O (figure 1.1). La figure 1.1 fait clairement apparaître les croissances des concen trations (échelles de gauche) en dioxyde de carbone (CO2), méthane e (CH4) et peroxyde dazote (N2O) depuis le début duXIXsiècle et e laccélération de cette croissance auXXsiècle. Sur léchelle de droite de la figure 1.1, apparaissent les contributions auforçage radiatifde ces émissions. Ce forçage radiatif (annexe I) est une mesure de la contribution de lespèce chimique considérée à leffet de serre, et donc au réchauffement planétaire. En 2007, le forçage radiatif total était 2 2 estimé par le GIEC à 1,6 W/m , celui du dioxyde de carbone à 1,66 W/m , 2 et celui du méthane de 0,48 W/m . La somme des forçages du CO2et du méthane est supérieure au forçage total car il existe des forçages © DrunaoddiaLtaifpshotnocéogpiaetniofnsauctoorismée emsteunleslit.aérosols. Nous verrons plus loin que les
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1 Le réchauffement planétaire et les prévisions
prédictions prévoient une augmentation conséquente de ces concen trations, et donc du forçage radiatif associé. Le dioxyde de carbone représentant la principale contribution au forçage radiatif, il est normal que la lutte contre ses émissions soit prioritaire. Néanmoins, compte tenu de la part importante du méthane, nous insisterons plus loin sur le soin particulier à attacher au traitement des déchets agricoles et urbains qui en constituent la principale source démissions.
350
(ppm) 2 300
Dioxyde de carbone 250 2 000
1 500
(ppb) 4 1 000 MétChHane
500 Concentration atmosphérique 330
300
O (ppb) 2 N 270 Peroxyde d’azote
CO
10 000 5 000 Année (avant 2005)
0
1
0
0,4
0,2
0
0,1
0
) 2
Forçage radiatif (W/m
Figure 1.1 Évolution des concentrations atmosphériques en dioxyde de carbone(CO ), méthane (CH ) 2 4 et peroxyde dazote (N O) et forçage radiatif associé. 2 ppm : parties par million ; ppb : parties par milliard (billion). Daprès le GIEC [1].
1.1Le cycle du carbone
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Toutes les anticipations prévoient un accroissement de la consom mation de combustibles fossiles et donc une augmentation du stock de carbone dans latmosphère. Nous commencerons donc par un rappel sur le cycle du carbone en régime permanent, ainsi que sur les bilans de carbone en régime transitoire (dabord durant la période géologique de stockage, puis sur la période actuelle de déstockage).
1.1
LE CYCLE DU CARBONE
1.1.1 Le cycle du carbone en régime stationnaire Les plantes vertes produisent des sucres (CH2O)npar photosynthèse à partir de dioxyde de carbone et deau et grâce au rayonnement solaire. Ces sucres sont ensuite transformés en différentes molécules qui constituent les végétaux. Cette masse de carbone fixée dans les plantes peut soit contribuer à augmenter le stock de carbone dans la végéta tion, soit être consommée par les êtres vivants herbivores, soit se décomposer et retourner partiellement dans latmosphère (générale ment sous forme de méthane). En régime stationnaire, les différents flux sont constants. Ainsi le carbone absorbé par photosynthèse par une plante est égal au carbone restitué à latmosphère à la fin de sa vie. Avec un tel cycle en régime permanent, il ny a pas accumulation de carbone, que ce soit dans la végétation, dans le sol, dans latmosphère, ou encore dans les océans.
1.1.2 Le cycle du carbone en régime transitoire La situation décrite précédemment où les flux absorbés et émis séqui librent est une situation assez exceptionnelle qui résulte dune très longue évolution. Lhistoire de notre planète a connu deux régimes transitoires : le régime transitoire de laccumulation de carbone dans le sol, la végétation et les fonds marins correspondant aux temps géo logiques, et la période, qui commence seulement, de déstockage des combustibles fossiles.
a) Le régime transitoire de laccumulation du carbone Selon Bernard Saugier [2], avant lapparition de la vie sur la terre, latmosphère était quinze à vingt fois plus riche en dioxyde de carbone © DqunuodauLjaopuhortdocohpiueinoentanuteoricoenestteunnailtit.que très peu doxygène. Avec lapparition
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1 Le réchauffement planétaire et les prévisions
de la photosynthèse, il y a eu capture du carbone de latmosphère et transfert dans des sédiments, dont laccumulation a donné naissance aux combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel). Par ailleurs le développement de la végétation a provoqué la libération par les racines des ions de calcium des roches, qui ont été entraînés vers les océans par les rivières. Ces ions de calcium se sont combinés avec le dioxyde de carbone dissous dans leau pour former des précipités qui se sont accumulés, contribuant à augmenter encore le stock de carbone dans les fonds marins. Ce régime transitoire sest donc traduit par un déstockage du carbone de latmosphère (et donc une diminution de la concentration en CO2), et par des stockages dans la végétation, dans les gisements de combustible fossile et dans les fonds marins. Durant cette période daccumulation, la capture du carbone était très supérieure à sa réémis sion car la teneur en CO2dans latmosphère était élevée (figure 1.2).
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de l’1a0tmosphère, 2
8
6 relative à l’actuelle
4 Concentration en CO 2
0 600
500 400 300 200 100 Millions d’années avant le présent
0
Figure 1.2concentration de dioxyde de carbone La atmosphérique au cours des temps géologiques. Source : Saugier [2], daprès Berner,American journal of science, n° 294, 1994.
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