IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

Où en sommes nous de notre compréhension du système

climatique?

L’effet de serre (source : MEDTL 2012)

Flux d’énergie en W/m2 sans et avec gaz à effet de serre (GES)

342

1 0 7

235 2 3 5

– 19°C

342

107

67

168

235

+ 14°C

Source : d’après G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

MEDTL : figure adaptée ou reproduite récupérée sur le site du Ministère de l’Environnement, du Développement Durable, des Transports et du Logement http://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/fileadmin/documents/Produits_editoriaux/Publications/Reperes/2012/Climat_ed_2012

Efficacité des principaux GES (source : MEDTL 2012)

Composition de l’atmosphère sèche (% du v olume hors H 2O )

Part des principaux gaz dans la réflexion des rayonnements v ers la Terre (en W /m 2)

CH4 et N 2 O

6 %

A u tr e s 1,0 %

Oxygène ( O 2 )

20,9 %

Azote ( N 2 )

78,1 %

O3

8 % CO2

26 %

H2O 60 %

Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2001. N.B. : proportions en l’absence de nuages. Source : Kie h l & Tr e n b e r th 1996.

H2O ~0,4% à 4% en volume NO = NOx

Concentrations atmosphériques de GES de l’an 0 à 2005 (source : MEDTL 2012)

CO

2 (p

pm),

N2O

(pp

b)

CH

4 (p

pb)

{CH4 1 774 p p b

+ 148 %} Dioxyde de carbone (CO2) {CO2 379 ppm Méthane (CH4)

2 000

1 800 1 600

350 Oxyde d'azote (N2O)

300

+ 35 % } {N2O 270 p p b

+ 18 % }

Début de l'ère industrielle

1 400 1 200 1 000 800

250

500 1000 1500 2000 Année

600

Les chiffres entre crochets correspondent à la concentration a tm o sp h é r iq u e du gaz en 2005 et à son taux de cr o issa n ce entre 1750 et 2005.

Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007. Depuis le début de l’ère industrielle la quantité d’énergie disponible pour « chauffer » les basses couches de l’atmosphère a augmenté de 2,5 W/m2 (de 240 à 242,5) dont 60% pour le gaz carbonique et 20% pour le méthane.Très longue durée de vie pour le CO2 et forte inertie du système « Terre » : ce que nous faisons aujourd’hui aura encore des conséquences dans plus d’un siècle!

C O 2

C H4

N2 O

HFC

PFC

SF6

C o n c e n tr a tio n 2 0 0 5

379 p p m

1 774 p p b

319 p p b

60,6 p p t

76,9 p p t

5,6 p p t

Durée de s é j o u r 2 à plusieurs

m i l l ie r s d 'a n n é e s

12 a n s

114 a n s

entre 1 e t 260 a n s

e n v ir o n 10 0 0 0

a n s

3 200 a n s

Pouv oir d e r é c h a u ffe m e n t g lo b a l (100 a n s )

1

2 5

2 9 8

[124 ;

14 8 0 0 ]

[7 300 ; 12 2 0 0 ]

22 8 0 0

Origine des é m is s io n s a n th r o p iq u e s

combustion d'énergie fossile et

déforestation tropicale

décharges, agriculture, élevage et procédés industriels

agriculture, procédés

industriels, utilisation d'engrais

sprays, réfrigération, fonte d’aluminium

A u g m e n ta tio n d u fo r ç a g e radiatif depuis 1750 due aux émissions a n th r o p iq u e s (W /m 2 )

+ 1,66

+ 0,48

+ 0,16

+0,337

GES anthropiques 2005 (source : MEDTL 2012)

Source : GIEC, 1er groupe de travail, 2007. N.B : ozone et eau non-inclusForçage aérosols anthropiques : - 1,20 W/m² depuis 1750

Cycle simplifié du CO2 années 1990 en GteqCO2 /an (source : MEDTL 2012)

Volcanisme

C o m b u s t i o n

d 'én e r g i e s fo ss i l e s e t p r o d u ction de cim e n t

C h an g e m e n t d 'u sa g e d es sols

Photosynthèse

Atmosphère [2 189 + 6 0 5 ]

< 0,4 2 3 ,5

3,7 1,5

1,5 8,1

B io sp h è r e [8 433 - 1 4 3 ]

O cé a n [139 333 + 4 3 3 ]

Sous-sol [13 567 - 8 9 5 ]

Sédimentation 0,7

Ce graphique p r é se n te : ( i) sous forme de flè ch e s, les flux de carbone entre les r é se r vo ir s sur la période 1990-1999 en milliards de tonnes d’équivalent CO2 par an ; ( ii) entre crochets, la taille des r é se r vo ir s en m illia r d s de tonnes d’équivalent CO2 et leur va r ia tio n sur la période 1750-1994. Ré se r vo ir s et flux p r é - in d u str ie ls sont en noir. Ceux qui sont liés au développement des a ctivité s a n th r o p iq u e s à partir de 1750 sont en rouge.

Source : d’après G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

Stocks de carbone en GteCO2

• L’océan est le stock dominant, il a absorbé environ 42% des extractions du sol et de la biosphère réalisées depuis 1750

• L’atmosphère a stocké le complément ~58% ce qui a fortement modifié sa composition (augmentation de 28% du stock carbone atmosphérique).

en 1750 Variation Variation % années 90 Fraction %Océans 139333 433 0,31% 139766 85,5%Sous-sol 13567 -895 -6,60% 12672 7,7%Biosphère terrestre 8433 -143 -1,70% 8290 5,1%Atmosphère 2189 605 27,64% 2794 1,7%sommes = 163522 0 163522

Flux de CO2 annuel en Gt/an (source figure : MEDTL 2012)

CO

2 (G

t C

O2/

an)

30

25

20

15

10

Réservoirs

5 terrestres – 9,5

0

Réservoir océanique

– 8,1

Réservoir

atmosphérique – 15,0

Incertitudes

Combustion Changement

-5

-10

d'énergies fossiles et production de ciment

26,4

dans l’usage des terres

5,9

-15

-20

Les données concernant les émissions dues à la combustion fossile et à la production de ciment, le réservoir o cé a n iq u e ainsi que l’a ccr o is se m e n t a tm o sp h é r iq u e résultant sont pour la période 2000-2005. Les flux te r r e str e s sont pour les années 1990-1999.

Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

Chaque année les réservoirs terrestres(forêts principalement)absorbent 29% du C02anthropique, les océans25 %. Le reste environ15 Gt ou 46% est stocképar l’atmosphère.Attention, l’océan aussis’enrichit progressive-ment!

Figure extraite de « Changer le Monde – Tout un programme » de J-M Jancovici –Ed. Calmann-Levy (2011)

Accumulation du CO2 dans l’atmosphère.

Masse de l’atmosphère : 4*p*Rt2*patm/g

=5300 Tt, 180 Emol de gaz. Rejet annuel 29 Gt CO2 (2007) dont 1/3 à

1/2 est absorbé par la biosphère (océans, sols, végétaux)

Rémanent ~15 Gt, soit 340 Tmol, soit +1,9 ppmv.

En 2007 il y avait 383 ppmv de CO dans l’atmosphère, en 2010 390 ppmv (à comparer aux 280 ppmv en 1751)

Corrélation entre température et concentration en CO2 au cours des

400 000 dernières années (source : MEDTL 2012)

Éca

rt à

la t

empé

ratu

re

actu

elle

(°C

)

Con

cent

ratio

n de

CO

2 (p

pm)

4

2

0

- 2

- 4

- 6

- 8 - 1 0

- 1 2

- 1 4 - 1 6

- 1 8

400 000

350 000

300 000

250 000

200 000

150 000

100 000

50 000

4 5 0

4 0 0

3 5 0

3 0 0

2 5 0

2 0 0

1 5 0

Aujourd’hui

Années p a s s é e s

Ces r é su lta ts ont été obtenus à partir de l’a n a lyse de carottes de glace à Vostok (Antarctique).

Source : World Data Center for Pa le o clim a to lo g y , Boulder & NOAA Pa le o clim a to lo g y Program.

Accélération des 150 dernières années (source : MEDTL 2012)

(°C

)

14,6

14,4

14,2

14,0

13,8

13,6

13,4

13,2

Température globale moyenne estimée (°C)

Moyenne Annuelle Période Années

Accroissement en °C sur 10 ans

Courbe de te n d a n ce

In te r va lle de confiance à 5 % sur dix ans Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

Aimablement communiquéepar Jean Jouzel CEA-IPSL-LMD

Les premières années du XXIème siècles sont exceptionnelles (source : MEDTL 2012)

Ecar

t de

tem

péra

ture

par

rap

port

à la

moy

enne

197

1-20

00 (

°C)

19

00

19

10

19

20

19

30

19

40

19

50

19

60

19

70

19

80

19

90

20

00

20

10

Ecar

t de

tem

péra

ture

pa

r ra

ppor

t à

la m

oyen

ne 1

961-

1990

(°C

)

19

00

19

10

19

20

19

30

19

40

19

50

19

60

19

70

19

80

19

90

20

00

20

10

Év olution des températures moyennes en France métropolitaine et dans le monde de 1900 à 2009 par rapport à une période de r é fé r e n c e

France M o n d e 1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-2

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-2

écart de température m o y e n n e décennale

Source : M é té o - F r a n ce , 2011.

Température mondiale depuis 1880 (annuelle, mensuelle, saisonnière) :http://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v3/GLB.Ts+dSST.txt

Toutes les observations confirment le réchauffement

Diminution de la couverture neigeuse, Fonte des glaciers, Fonte des calottes polaires, Fonte des pergélisols, Montée du niveau des mers, Déplacement vers les hautes latitudes des

frontières de zones climatiques, Décalages des périodes de végétation, Migration d’espèces éventuellement

pathogènes…

Conséquences pour l’humanité

Disparition de territoires habités (îles, delta, zones côtières, territoires gelées…)

Menaces sur les ressources en eau potables,

Sécheresse, inondations, Insécurité alimentaire, Disparitions de nombreuses espèces, Risque sanitaire, canicules, événements météorologiques

extrêmes,

Répartition mondiale des émissions de G E S

par gaz en 20041

N2 O 7,9 %

Gaz fluorés

PFC + HFC + SF6 1,1 %

CH4

14,3 %

CO2 76,7 %

Source : G IEC, 3e groupe de tr a va il, 2007.

Emission des différents GES (source : MEDTL 2012)

Les émissions des six gaz à effet de serre2 couverts par le protocole de Kyoto ont augmenté de 70 % depuis 1970 et de 24 % depuis 1990 pour atteindre 49 Gt CO2éq. en 2004.

Figure extraite de « Changer le Monde – Tout un programme » de J-M Jancovici –Ed. Calmann-Levy (2011)

Depuis 2000, lecharbon repart àla hausse avec ledéveloppement rapide de l’Asie.Le pic de produc-tion pétrolier estproche ou passéet la consomma-tion par habitanttend à baisser.Attention les gazet pétroles nonconventionnelsrisquent d’impa-cter à la baisse lescours des fossiles.

Évolution 1990 - 2004 des émissions mondiales par secteurs (GtéqCO2)

GtG

Ct COO2

e 2-qé.q

.

14 Gaz fluorés

N2O 12 CH4

CO2

10

8

6

4

2

0

1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2004 1990 2 0 0 4

É n e r g ie (25,9 % )

T r a n s p o r t (13,1 % )

B â tim e n t (7,9 % )

In d u s tr ie (19,4 % )

A g r ic u l tu r e (13,5 % )

U T C F (17,4 % )

D é c h e ts (2,8 % )

Le p o u r ce n ta g e indiqué pour chaque secteur correspond à sa part dans les é m issio n s m o n d ia le s de G ES en 2004.

Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

D’après : MEDTL 2012

Évolution relative des émissions de CO2 dues à la combustion

d’énergie (source : MEDTL 2012) In

dice

bas

e 10

0 en

199

0

350

300

C h in e

250

A fr iq u e

200

M o n d e

150

É ta ts - U n is

100

UE à 1 5 50

0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2009

F r a n c e

Emissions par usages - extrait de « Changer le Monde – Tout un programme » de J-M Jancovici –Ed. Calmann-Levy

(2011)Dans le Monde l’électricité est produite surtout avec des énergies fossiles : du charbon, du gaz, un peu de pétrole. La production électrique est responsable de plus d’un quart des émissions. Le deuxième contributeur est l’industrie (hors production électrique) pour moins de 1/5 des GES produits, suivent le transport pour environ 1/7 des émissions, l’agriculture (CH4, N2O surtout) 1/7 et la déforestation 1/8.

Répartition par secteur des émissions au sein de l’UE à 27

Mt

CO

2éq.

6 0 0 0

5 0 0 0

4 0 0 0

3 0 0 0

2 0 0 0

1 0 0 0

0

-1 0 0 0

1990 2 0 0 9

É n e r g ie

1990 2 0 0 9

P r o c é d é s in d u s tr ie ls

1990 2 0 0 9

Usage d e solvants e t

d'autres p r o d u i ts

1990 2 0 0 9

A g r ic u l tu r e

1990 2 0 0 9

D é c h e ts

1990 2 0 0 9

Total h o r s U T C F 1

1990 2 0 0 9

U T C F 1

1990 2 0 0 9

To ta l

CO2 CH4 N2O Gaz flu o r é s

1. Utilisa tio n des terres, leur ch a n g e m e n t et la forêt (UTCF). Source : Agence e u r o p é e n n e pour l’e n vir o n n e m e n t, 2011.

Données : Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 8.0. (Washington, DC: World Resources Institute, 2011)

t CO

2éq

./h

ab

itan

t

Etat

s-U

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C

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a 19

,4 %

JA

NZ

5,2

%

EET

Anne

xe I

9,7

%

Euro

pe

Anne

xe I

11,4

%

35

Population Annexe I

30 19,7 %

25

20

15

Autres non-Annexe I 2,0 %

10 Moyen-Orient 3,8 %

5 Amérique

Population non-Annexe I

80,3 %

Moyenne Annexe I : 16,1 t CO2 éq./hab.

Moyenne non-Annexe I :

4,2 t CO2 éq./hab.

L a t i n e Non-Annexe I

0 1 0 , 3 % Asie de l'Est 17,3 % Afrique 7,8 % Asie du Sud 13,1 %

0 1 2 3 4 5 6 7

Po p u la tio n cu m u lé e ( e n m illia r d s) Le p o u r ce n ta g e indiqué correspond à la part des régions dans les é m issio n s m o n d ia le s de GES. EET : Eco n o m ie s en tr a n sitio n , JANZ : Japon, Au str a lie , Nouvelle-Zélande.

Source : G IEC, 1er groupe de tr a va il, 2007.

Répartition régionale des émissions de GES

Une élévation de température en 2100 entre 1,6 et 6,3°C

(Copenhague 2°C)Scenarii

Un réchauffement non uniforme

Quelle augmentation en 2100?

+ 3,5°C dans le sud de l’Europe + 2,5°C en Asie du Sud Est + 4,9°C en Arctique (pôle Nord) + 3,2°C en Amérique Centrale + 2,6°C au sud de l’Australie + 3,3°C en Afrique de l’Ouest Augmentation mondiale de + 2,8°C

par rapport à la période 1980-1999 Résultats basés sur l’ensemble des modèles dans le scénario

A1B du GIEC.

Des objectifs louablesConvention-cadre sur les changements climatiques, Article 2« L'objectif ultime de la présente Convention et de tous instruments juridiques connexes que la Conférence des Parties pourrait adopter est de stabiliser, conformément aux dispositions pertinentes de la Convention, les concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique. Il conviendra d'atteindre ce niveau dans un délai suffisant pour que les écosystèmes puissent s'adapter naturellement aux changements climatiques, que la production alimentaire ne soit pas menacée et que le développement économique puisse se poursuivre d'une manière durable. »Accord Copenhague 2009 :Nous nous accordons à penser qu’une forte diminution des émissions mondiales s’avère indispensable selon les données scientifiques (…) en vue de réduire ces émissions pour que la hausse de la température de la planète reste inférieure à 2 °C, et entendons prendre, pour atteindre cet objectif, des mesures cadrant avec les données scientifiques et fondées sur l’équité. Nous devrions coopérer pour parvenir dans les meilleurs délais au plafonnement des émissions mondiales et nationales, en reconnaissant qu’il faudra plus de temps aux pays en développement pour atteindre le pic des émissions et en se rappelant que le développement social et économique et l’élimination de la pauvreté sont les priorités premières et essentielles de ces pays et qu’une stratégie de développement à faible taux d’émission est indispensable pour conférer à celui-ci un caractère durable. http://unfccc.int/resource/docs/2009/cop15/fre/11a01f.pdf#page=4

Les propositions françaises liées à la COP1 15

http://www.franceonu.org/spip.php?article422 0 :« La France est totalement engagée dans la réussite du processus qui doit nous conduire à un accord global et ambitieux à Copenhague pour lutter contre le changement climatique. Pour la France, l’accord de Copenhague est l’occasion de définir, pour tous les pays, à partir d’un partage équitable des efforts et de nouvelles formes d’organisation internationale, les règles d’un développement économique et social véritablement durable, intégrant les contraintes environnementales (émissions de gaz à effet de serre, épuisement des ressources...).L’engagement de la France pour un succès à Copenhague est indissociable de celui de l’Union Européenne, qui négocie d’une seule voix dans le cadre de la Convention Climat (CCNUCC) et élabore ses positions dans le cadre lors du Conseil Européen. L’UE a fait la preuve avec le paquet " énergie climat " de sa capacité à mettre en place des politiques et mesures permettant d’atteindre les objectifs ambitieux qu’elle s’est fixés en matière de changement climatique (-20% d’émissions en 2020 par rapport à 1990 pouvant aller jusqu’à -30% en cas d’accord satisfaisant).Pour la France dans l’UE, l’accord de Copenhague doit, en premier lieu, viser l’objectif global de limiter le réchauffement à moins de 2 »1 : Conference of the parties (conférences des états partis à l’accord de Kyoto)

Mécanismes proposés pour maîtriser les émissions de GES : Emissions peaking by 2020 will

require>A CO2price of $50 per ton for power generation & industry in OECD+>Investment needs in non-OECD countries of $200 billion in 2020, supported by OECD+ through carbon markets & co-financing (F. Birol) Bourse des permis d’émission et des

« certificats verts »

La crise est plus efficace que les politiques!

Les émissions européennes de GES ont baissé de 17 % hors UTCF sur la période 1990-2009.

Chute de près de 6% entre 2008 et 2009, en grande partie en raison de la crise économique.

Réductions d’émissions par secteurs : 15 % énergie, 31 % industrie, 22 % l’agriculture et 32 % traitement des déchets.

Le stockage net de carbone agro-forestier (UTCF) s’accroît sur la même période de 25 %.

En résumé L’utilisation des combustibles fossiles

pour les transports, la production électrique, le chauffage des bâtiment et l’industrie augmentent l’effet de serre.

Le réchauffement de la Terre est démontré.

La corrélation avec l’activité économique est indiscutable.

Tout reste à faire pour maîtriser l’élévation de température et limiter les conséquences catastrophiques.

Pour aller plus loin : la pollution locale.

Pour rester dans un volume horaire limité, il n’a été question ici que de l’impact global sur le climat de l’émission de GES, cependant il existe des impacts sanitaires et environnementaux liés aux combustions par exemple :

http://www.elements.nb.ca/theme/fuels/orimulsion/cleger.htm

Concernant cette page, il convient de noter que l’orimulsion® ne contient plus de tensio-actifs à base phénolique : http://en.wikipedia.org/wiki/Orimulsion