Effet de serre exposé _Laurianne Recoules,Lucie Mazel,Paula Finet ...
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  • cours - matière potentielle : développement
L'EFFET DE SERRE 1. Le fonctionnement de l'effet de serre : Le phénomène agit comme le verre d'une serre, c'est à dire que les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur produite par le soleil. Le soleil émet de l'énergie. La plus grande partie de cette énergie traverse directement l'atmosphère (couche d'air qui entoure la terre) pour réchauffer la surface de la terre. La terre en absorbe environ la moitié et réfléchit le reste sous forme d'infrarouges vers l'espace.
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L’EFFET DE SERRE
1.Le fonctionnement de l'effet de serre :
Le phénomène agit comme le verre d'une serre, c'est à dire que les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur produite par le soleil. Le soleil émet de l’énergie. La plus grande partie de cette énergie traverse directement l'atmosphère (couche d'air qui entoure la terre) pour réchauffer la surface de la terre. La terre en absorbe environ la moitié et réfléchit le reste sous forme d'infrarouges vers l'espace. Puis cette énergie est en grande partie absorbée par les gaz à effet de serre (naturellement présents dans l'atmosphère). Les gaz à effet de serre permettent de conserver une partie de la chaleur et empêche que toute la chaleur ne retourne dans l'espace. Sans ces gaz à effet de serre, notre planète serait froide et morte (la température moyenne de la terre serait de -18°C au lieu de 15°C). Mais si la concentration des gaz à effet de serre est trop élevée, ce fonctionnement est perturbé, la chaleur ne peut plus du tout retourner dans l'espace, reste entièrement sur terre et la planète se réchauffe.
2. Les principaux gaz à effet de serre :
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Les vapeurs d'eau (H2O) proviennent de la respiration, la transpiration et l'évaporation. Elle ne reste que quelques jours dans l'atmosphère. Le dioxyde de carbone (CO2) est également un produit de la respiration des animaux, de celle des plantes et aussi de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole . . . ). Le CO2 a une durée de vie de 100 ans dans l'atmosphère. Le méthane (CH4) provient des marécages, des rizières, de la digestion des animaux, de la décomposition des ordures, ou est produit par les thermites. Il est 21 fois plus efficace que le CO2 pour capter la chaleur. Le volume de ce gaz a augmenté de 11 % depuis1978. Il a une durée de vie d’environ 14 ans. les chlorofluorocarbures (CFC) proviennent des agents réfrigérants et des bombes aérosol. Ces gaz détruisent la couche d'ozone et contribuent beaucoup à l'effet de serre. Leur durée de vie et d'environ 1000 ans. Ils sont 10 000 fois plus efficaces que le CO2 pour capter la chaleur ! La concentration des chlorofluorocarbures a été réduite grâce au protocole de Montréal signé en 1987 : Partout où leur utilisation n'était pas indispensable il a fallu les remplacer par d'autres gaz. Mais, d'après une étude récente, les nouveaux gaz utilisés ne détruiraient plus la couche d'ozone mais contribueraient encore plus à l'effet de serre ! ! ! Le dioxyde d'azote (N2O) (encore appelé oxyde nitreux ou protoxyde d’azote) est en grande partie le résultat de l'agriculture utilisant les engrais azotés. Sa durée de vie est de 120 ans et il est 310 fois plus efficace que le CO2 pour capter la chaleur. Les HFC (hydro fluorocarbures) sont produits par la climatisation. Ils polluent 1300 fois plus vite que le CO2.
Les principaux gaz à effet de serre.
3. D'où viennent ces gaz à effet de serre ?
Une partie des gaz à effet de serre est naturellement présente dans l'atmosphère (la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, l'ozone, le méthane et le dioxyde d’azote) c'est grâce à cela qu'il peut y avoir de la vie sur terre. Mais les hommes produisent ces gaz en trop grande quantité : Les cheminées des usines, les pots d'échappement des voitures, la climatisation (qui fonctionne grâce au HFC (hydro fluorocarbure) et qui pollue 1300 fois plus vite que le CO2). La déforestation, la combustion du pétrole et du charbon, l'élevage intensif et bien d'autres choses contribuent au réchauffement de la planète. On estime à plus de 3 milliards de tonnes de CO2 les rejets annuels dans l'atmosphère !
4. L'effet de serre et la politique :
En 1992 les représentants d'une centaine de pays se réunissent au sommet de Rio de Janeiro, au Brésil. Les états s'engagent à aider les pays pauvres, à lutter contre la déforestation, à protéger les espèces et bien sûr à lutter contre le réchauffement climatique. En 1997, 160 pays se réunissent à Kyoto, au Japon, pour chercher des solutions contre le réchauffement de la planète. Le protocole de Kyoto prévoit une réduction de 6 gaz à effet de serre. Depuis l'élection du président Bush en 2001, les États Unis refusent de le signer sous prétexte que ce texte est opposé à leurs intérêts économiques. L'Australie n'a pas signé non plus, pourtant ces 2 pays représentent à eux seuls plus d’un tiers des gaz à effet de serre produits dans le monde. Ce protocole est entré en vigueur le 16 Février 2005 grâce à la signature de la Russie (55 pays signataires étaient nécessaires pour que le protocole puisse entrer en vigueur). Il prévoit que la quantité d’électricité produite grâce aux énergies renouvelables atteigne 12% d'ici 2010, et une diminution de 5,2% des gaz à effet de serre en moyenne d’ici 2012 par rapport au niveau de 1990. Le respect des règles de ce protocole n’aurait cependant qu’un petit impact, cela ne suffit pas et il est nécessaire de continuer les négociations pour aller plus loin.
5. Et la nature dans tout ça ? :
Heureusement que la nature est là ! A eux seuls les océans stockent 400 gigatonnes de carbone par an qu'ils ne rejettent que très lentement. De leur côté les plantes absorbent à peu près la moitié de CO2 produit par les usines et autres constructions humaines grâce à la photosynthèse (les plantes absorbent une partie du dioxyde de carbone grâce à la
lumière du soleil et produisent du dioxygène). La nature parvient à limiter les dégâts mais les hommes produisant de plus en plus de gaz à effet de serre, elle risque d'être débordée.
6. Quelles conséquences pour les années à venir ?
Sur la température :
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La température a déjà augmenté de 0.5 ° C en un siècle ce qui peut paraître peu mais on se rend déjà compte des dégâts que cela cause. Si on ne fait rien la température va continuer à augmenter (d’ici un siècle on estime qu'elle va augmenter de 5 ° C).
Sur l'environnement :
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Par la faute de la hausse de la température, la nature va être bouleversée ; là où il pleut beaucoup les précipitations seront encore plus fortes et inversement pour les zones à faibles précipitations. On estime que le niveau de la mer remontera de 1 mètre ce qui provoquera l'inondation du littoral de tous les continents, là où vit l'immense majorité (74 % environ soit 4 440 000 personnes) de la population humaine ! De nombreuses îles disparaîtront. La fonte des glaces sera de plus en plus rapide ce qui entraînera la disparitions des espèces vivant dans ces milieux (phoques, ours, lion de mer etc.). D'ici moins d'un siècle les ours auront disparu si l'on ne fait rien. Des tempêtes et autres catastrophes climatiques. Le pôle nord se réchauffe 2 à 3 fois plus vite que le reste de la planète (dans 100 ans il n'y aura probablement plus de glace en été). Les scientifiques disent que ce qui se passe au pôle nord annonce ce qui va se passer sur tout le reste de la planète. Il faut réagir ! La température des océans change. Les courants océaniques vont changer. Il y aura de plus en plus de catastrophes naturelles (cyclone, tempêtes, raz-de-marée…)
Dans les régions proches de l'arctique, le sol, en dégelant, va bouger et obliger à refaire toutes les routes et presque tous les bâtiments ce qui coûtera cher. De même après les inondations toutes les constructions seront à refaire ce qui représentera un budget élevé.
Graphique présentant une des conséquence de l’effet de serre pour l’avenir :
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Sur l'économie :
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Sur la population :
Les habitants du littoral (74 % de la population mondiale) devront se déplacer vers l'intérieur des terres pour ne pas être submergé par la montée des eaux. Les habitants des villes submergées par les océans perdront tous leurs biens et certains mourront. A cause des sécheresses et des inondations, les habitants des régions sinistrées souffriront de famine. Les Inuits verront leur période de chasse diminuer et certains de leurs gibiers (par exemple, l'ours est menacé de disparition d'ici un siècle) disparaître.
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Le recul de la banquise va permettre aux bateaux de passer au Nord de l'Amérique et de l'Asie. Ils pourront ainsi gagner du temps dans le transport des marchandises et du pétrole. Avec le réchauffement de l'arctique il sera plus facile de creuser des puits de pétrole et on pourra même faire des forages en mer.
7. Comment empêcher ce réchauffement ?
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Pour empêcher ce réchauffement les pays riches doivent :
réduire leur consommation de pétrole inventer des voitures moins polluantes et développer les transports en commun utiliser plus d'énergies renouvelables (le vent, le soleil, l'eau sont des moyens naturels de produire de l'énergie sans produire de gaz à effet de serre. On utilise encore peu ces énergies car les installations nécessaires coûtent très cher) aider les pays en cours de développement à avoir des énergies propres éviter la climatisation limiter la déforestation
Toutes ces mesures sont coûteuses mais il faut agir vite car dans 20 ou 30 ans il sera sans doute trop tard !
8. Nous aussi, nous pouvons agir pour éviter le réchauffement !
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Chaque individu doit aussi faire un geste :
Se déplacer à pied ou en vélo sur les courtes distances Préférer les transports en commun à la voiture car, par exemple, un trajet Paris Marseille en voiture équivaut à 178 kg de CO2 rejeté dans l'atmosphère contre 97 kg par personne en avion et 3kg par personne en train. Favoriser le covoiturage Ne pas abuser de la climatisation Prendre des douches au lieu de bains Préférer les produits qui ne sont pas encombrés d'emballages inutiles Privilégier les énergies renouvelables Éteindre les appareils électriques plutôt que de les laisser en veille Ne pas utiliser de produits jetables (comme les mouchoirs en papier) Ne pas surchauffer son habitation Isoler son habitation
La plupart de ces gestes ne coûtent rien, et réalisés au quotidien par chaque individu il peuvent avoir un impact assez important sur le réchauffement de la planète.
9. Quelques chiffres plutôt effrayants :
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Un habitant de pays développé rejette 5 tonnes de CO2 par an. Un habitant de pays en développement rejette 400 kg de CO2 par an. 74 % de la population humaine (soit 4 milliards 440 millions de personnes) pourrait être engloutie par les océans si on ne réagit pas assez vite ! La température a déjà augmenté de 0.5 °C en un siècle. En 150 ans la quantité de CO2 à augmenté de 50 % dans l'atmosphère. On estime à plus de 3 milliards de tonnes de CO2 les rejets annuels dans l'atmosphère. Les États-Unis déversent par an 10 fois plus de gaz à effet de serre que l'Afrique.
10. Prévisions :
74 % de la population humaine (soit 4 milliards 440 millions de personnes) pourrait être engloutie par les océans si on ne réagit pas assez vite ! Si on ne fait rien la température augmentera de 5°C d'ici un siècle. Dans 100 ans il n'y aura plus de glace au pôle nord. On estime à plus de 3 milliards de tonnes de CO2 les rejets annuels dans l'atmosphère. Les États-Unis déversent par an 10 fois plus de gaz à effet de serre que l'Afrique mais refuse tout de même de signer le protocole de Kyoto. Une montée d'un mètre seulement du niveau des océans risquerait d'inonder un demi million de kilomètres de côtes dans le monde entier.
Les principales sources des gaz à effet de serre :
La vapeur d’eau représente 70% des ém issions de GES et la quasi totalité de ses ém issions sont d’origi ne naturelle (cycle de l’eau). Sa faible durée de vie dans l’atm osphère (pas plus d’une dizaine de jours) lui confère des effets loca ux de courte durée (form ation de brouillards ou de nuages bas). Le problèm e est tout autre concernant le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O), les halocarbures (HFC, CFC, PFC…) ou l’ozone (O3), des gaz longs à disparaître (entre 20 et 50 000 ans) et dont la m ajorité des ém issions est d’origine hum aine.
Le dioxyde de carbone (CO2)
Avec une durée de vie dans l’atm osphère de plus de 100 ans, il est à lui seul responsable de 60 % des ém issions anthropiques de GES. Les travaux du GIECC m ontrent que • 70 à 90 % des ém issions de CO2bustion des énergies fossilesproviennent de la com • 10 à 30 % sont issues de la déforestation. Ces proportions m ontrent la forte variabilité dans le tem ps du niveau et de la structure des ém issions .
Le m éthane (CH4)
Il est responsable de 20 % de l’intensification de l’effet de serre et a une durée de vie d’environ 14 ans. Ses concentrations ont été m ultipliées par 2,5 depu is 1750. Les ém issions de m éthane sont • d’origine naturelle (zone hum ide naturelle, ferm e ntation entérique) • d’origine hum aine lorsqu’elles proviennent de l’a griculture (rizières inondées), de l’extraction du gaz naturel ou des prairies. Plus de la m oitié des ém issions sont liées à l’acti vité hum aine. Certains experts estim ent que le réchauffem ent clim atique risque d’entraîner un dégagem ent im portant d e m éthane piégé sous form e d’hydrates dans les sédim ents sous-m arins et les pergélisols.
Le protoxyde d’azote (N2O)
Ce gaz est responsable de 6 % de l’effet de serre a dditionnel. Les principales sources hum aines d’ém ission sont • l’agriculture (engrais azotés), • la com bustion de biom asse , • les activités industrielles. Les m arges d’erreur dans la quantification des ém is sions de N2O sont élevées car de nom breux phénom ène s restent inexpliqués (exem ple : influence du clim at ou de l’acidité des sols sur l’oxydation de l’azote).
Les halocarbures
Ils participent à 14 % de l’effet de serre addition nel et sont en quasi totalité issus des activités h um aines. Cette fam ille de gaz est utilisée com m e • propulseur dans les bom bes aérosols, • liquide réfrigérant dans les systèm es de clim atis ation, • agent de fabrication des m ousses isolantes pour b âtim ent • solvant pour l’électronique. Les halocarbures contenant du chlore ou du brom e so nt à l’origine du trou dans la couche d’ozone et so nt contrôlés par le protocole de Montréal. Ironie du sort, les substituts introduits sur le m a rché (HFC, PCF et hexafluorure de soufre) sont de p uissants gaz à effet de serre.
L’ozone (O )3
Contrairem ent aux autres GES, l’ozone est un gaz in direct à effet de serre. En effet, il estgénéré par un processus photochim iquequi fait intervenir des gaz précurseurs (m éthane, com posés organiques volatiles...). L’ozone a des effets différents selon qu’il se situ e dans la stratosphère (haute atm osphère) ou dans l a troposphère (basse atm osphère). Alors que dans la stratosphère il absorbe les rayon s UV–B particulièrem ent nocifs pour les êtres vivant s et participe au refroidissem ent de l’atm osphère, dans la troposphèr e, il contribue au réchauffem ent clim atique.
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