Effet de serre : comment ça marche et quels sont les impacts ? 

Qu’est-ce que l’effet de serre ?

Ce que l’on appelle communément « effet de serre », c’est en fait l’augmentation de l’effet de serre de notre époque, ce qui provoque le réchauffement climatique.

L’effet de serre est un phénomène naturel permettant à la planète de retenir la chaleur solaire dans l’atmosphère et de maintenir une température acceptable pour entretenir la vie.

D’après les calculs scientifiques, on estime que sans cet effet de serre de l’atmosphère, la température moyenne à la surface de la terre serait au maximum de – 19°C au lieu des +15°C que nous connaissons actuellement à cause de l’effet de serre.

À l’origine, les gaz à effet de serre étaient censés gazéifier la terre entière, c’est grâce à l’atmosphère (l’enveloppe gazeuse qui entoure la Terre), que ce phénomène ne s’est pas produit.

Comment fonctionne l’effet de serre ?

Ce phénomène a été baptisé « effet de serre » en référence à la serre du jardinier, car son fonctionnement est équivalent à ce qui se passe dans une serre en verre, que l’on utilise pour faciliter la culture de certaines plantes. 

Les parois en verre d’une serre sont transparentes et laissent passer les rayons du soleil, et ces mêmes parois ralentissent la sortie de la chaleur, ce qui fait augmenter la température à l’intérieur de la serre.

Lorsque les rayons du soleil atteignent la Terre, au moins deux tiers de l’énergie en provenance du soleil sont absorbés par l’atmosphère, les sols et l’océan, dans le but de les réchauffer.

Le tiers restant est immédiatement réfléchi vers l’espace par les aérosols (fines particules en suspension dans l’air), par les surfaces blanches ou claires de la Terre (les nuages, les glaciers, les déserts de sable…) Ainsi que par l’atmosphère.

 En retour, l’atmosphère et la surface terrestre émettent un rayonnement infrarouge que les nuages et les gaz à effet de serre absorbent et réémettent majoritairement vers le sol.

Les gaz à effet de serre ont la particularité d’être quasiment transparents lorsqu’ils sont exposés au rayonnement solaire, et opaques au rayonnement infrarouge que produit la terre. 

Pourquoi l’activité humaine impacte-t-elle l’effet de serre ? 

L‘effet de serre additionnel est le résultat des activités humaines qui provoquent l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère. Le dioxyde de carbone (CO2), est le principal responsable de cet effet de serre additionnel, et donc du réchauffement climatique.

Au début de l’ère industrielle, la concentration de CO2 dans l’atmosphère ne dépassait pas 280 parties par million (ppm), et n’a cessé d’augmenter pour atteindre plus de 414 ppm en 2020.

Cette augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère est à l’origine d’environ deux tiers de l’effet de serre additionnel accumulé depuis 1750.

Les principaux responsables de l’effet de serre additionnel dû aux émissions de méthane et de protoxyde d’azote sont l’agriculture intensive et l’élevage, sans oublier la production d’autres gaz artificiels comme les halocarbures (hydrocarbures halogénés), qui n’existent pas à l’état naturel et que l’on peut retrouver par exemple dans les systèmes de climatisation ou dans les bombes aérosols.

Quels sont les principales sources de gaz à effet de serre ? 

Il existe un grand nombre de gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère mais dont la concentration varie du fait des activités humaines, on appelle ce phénomène l’effet de serre additionnel. 

Voici les 3 principaux types gaz responsables de cet effet de serre : 

La vapeur d’eau

Malgré que la vapeur d’eau ne soit pas un gaz particulièrement efficace dans l’effet de serre, c’est un gaz tellement abondant qu’il est le premier responsable de la grande majorité de l’effet de serre sur Terre, en tout cas de l’effet de serre naturel. 

Grâce à la vapeur d’eau et à l’effet de serre, la température moyenne sur Terre est d’environ 15 °C, alors qu’elle serait bien inférieure à 0 °C sans cela

La vapeur d’eau a également un effet de rétroaction important sur le changement climatique, car lorsque la température augmente, l’évaporation augmente également et la quantité de vapeur d’eau relâchée dans l’atmosphère aussi, ce qui accélère encore le réchauffement.

Le dioxyde de carbone

Le dioxyde de carbone, que l’on appelle aussi gaz carbonique ou CO2, est un gaz relativement rare dans l’atmosphère, mais qui est est beaucoup plus efficace que la vapeur d’eau, car il est le deuxième gaz le plus important de l’effet de serre.

La concentration du dioxyde de carbone peut augmenter du fait de processus naturels : les éruptions volcaniques, les feux de forêts ou les feux de brousse en sont les causes principales.

Le souci, c’est que l’industrie produit beaucoup de dioxyde de carbone : en polluant l’atmosphère, l’homme est donc en train d’accroitre l’effet de serre naturel avec l’utilisation de carbone fossile tels que le pétrole, le gaz naturel et le charbon, principalement pour l’industrie, le chauffage et les transports mais aussi la fabrication du ciment et les changements d’occupation des sols, qui sont également coupables de l’accroissement de sa concentration depuis 1750.

Le méthane

Le méthane, que l’on appelle aussi gaz naturel, est produit naturellement, notamment dans les marais. 

Malgré que le méthane soit un gaz relativement rare et moins concentré que le dioxyde de carbone, il reste un gaz important dans l’effet de serre bien plus puissant que le CO2, et son importance s’accroit avec l’augmentation de la température.

Le problème vient du fait que l’homme augmente le taux de méthane dans l’atmosphère par son activité, car la production excessive de ce gaz est souvent liée aux processus de fermentation des marécages, des décharges, etc…

 L’agriculture intensive est donc l’un des principaux responsables de l’augmentation des concentrations de méthane dans l’atmosphère au cours de ces derniers siècles.

La riziculture intensive est le parfait exemple pour illustrer l’impact de l’agriculture sur l’augmentation du méthane dans l’atmosphère :  L’homme cultive du riz dans les rizières, qui sont en quelque sorte des marécages aménagés pour l’agriculture, et qui produisent beaucoup de méthane. Le riz étant l’une des céréales les plus cultivées sur Terre, les conséquences sur l’effet de serre sont donc importantes.

Le réchauffement climatique impacte également la production démesurée de méthane, en faisant fondre les toundras.

Les toundras s’apparentent à des marécages gelés, situés au niveau du cercle polaire. 

Quand la température de la Terre augmente, les toundras se mettent à fondre, et se remettent à produire du méthane, d’une certaine façon, cela provoque un cercle vicieux.

L’océan contient également une grande quantité de méthane, dissout. Lorsque la température augmente, le méthane s’échappe, et participe à l’effet de serre ainsi qu’à l’augmentation de la température.