Date de publication : 22 décembre 2023
Contributrices : Amanda McGrath, Alexandra Jonker
La libération de certains gaz dans l’atmosphère terrestre peut créer un « effet de serre », dans lequel la chaleur est piégée et fait augmenter les températures mondiales. Bien que les émissions puissent provenir de causes naturelles, elles sont principalement le résultat des activités humaines, en particulier de la combustion de combustibles fossiles pour l’énergie et les transports.
Lorsque les rayons du soleil frappent la Terre, ils génèrent de la chaleur. Considérez la différence de température entre une journée ensoleillée et une journée nuageuse. Cependant, lorsque des gaz à effet de serre (GES) sont libérés dans l’atmosphère terrestre, ils peuvent créer une couche d’isolation qui empêche la chaleur de s’échapper dans l’espace. De la même manière qu’une serre favorise un environnement plus chaud pour les plantes qu’elle abrite, ces gaz à effet de serre piègent la chaleur dans notre atmosphère.
Cet effet de serre est essentiel. Sans lui, la planète serait trop froide pour accueillir la vie. Mais depuis la révolution industrielle, les activités humaines ont considérablement augmenté la quantité d’émissions de gaz à effet de serre dans notre atmosphère. Ces émissions, produites pendant des années, voire des siècles, amplifient l’effet de serre et provoquent une hausse des températures mondiales, ce qui fait des émissions de gaz à effet de serre l’une des principales causes du changement climatique mondial.
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Les experts considèrent que le dioxyde de carbone (CO2) est le principal responsable de l’effet de serre, mais il n’est pas le seul. L’impact des autres gaz à effet de serre, dont le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O) et les gaz fluorés, tels que les chlorofluorocarbures, sont mesurés en termes d’équivalents dioxyde de carbone (CO2e). Les mesures de CO2e permettent de montrer l’impact global de tous les gaz à effet de serre, pas seulement le CO2.
L’impact de chaque type de gaz à effet de serre est collectivement mesuré en termes de potentiel de réchauffement global (PRG). Cet indicateur compare la capacité de rétention de chaleur d’un gaz à celle du CO2 sur une période donnée, par exemple sur 20, 100 ou 500 ans. Par exemple, le PRG sur 100 ans du CH4 est environ 28 à 36 fois supérieur à celui du CO2.
Les émissions de CO2, le plus abondant des GES, représentent les trois quarts de toutes les émissions de GES d’origine humaine. La principale source d’émissions de CO2 est la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel pour la production d’énergie et les transports. Le CO2 est également libéré par la déforestation et d’autres changements d’utilisation des sols. Avant la révolution industrielle, la concentration mondiale de CO2 était d’environ 280 parties par million (ppm). En mai 2023, selon le laboratoire de surveillance mondiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration, elle a atteint un niveau record de 424 ppm.1
Le CH4, un composant clé du gaz naturel, est moins abondant que le CO2, mais plus de 25 fois plus efficace pour piéger la chaleur dans l’atmosphère. Cela s’explique en grande partie par les pratiques agricoles et les émissions de l’élevage (une vache émet 220 livres de CH4 chaque année2). Mais les animaux ne sont pas la seule source : les émissions de CH4 sont également produites par la décomposition des déchets organiques dans les décharges et par les pratiques de récolte du riz, les habitats des zones humides et la production et le transport de combustibles fossiles.
Le N2O provient des activités agricoles, des processus industriels et de la combustion de combustibles fossiles. Il est moins répandu que le CO2 et le CH4, mais reste un important contributeur au réchauffement climatique. Les pratiques agricoles, en particulier l’utilisation d’engrais synthétiques, sont la principale source d’émissions de N2O.
Les gaz synthétiques d’origine humaine, notamment les hydrofluorocarbures, les perfluorocarbures, les chlorofluorocarbures, l’hexafluorure de soufre et le trifluorure d’azote, sont utilisés dans des processus tels que la réfrigération, la climatisation et la fabrication de produits électroniques. Bien que moins courants que le CO2, le CH4 et le N2O, les gaz fluorés sont parmi les plus efficaces pour piéger la chaleur et peuvent potentiellement persister dans l’atmosphère pendant des milliers d’années.
Les émissions totales de gaz à effet de serre proviennent de plusieurs sources. Certains résultent de processus naturels (par exemple, les éruptions volcaniques et les feux de forêt) libèrent du CO2 et d’autres gaz dans l’atmosphère, tandis que la décomposition des plantes et des animaux libère du CH4. Mais la plupart des émissions mondiales de gaz à effet de serre proviennent de sources anthropogéniques, c’est-à-dire qu’elles résultent de l’activité humaine :
Les trois quarts des émissions de GES d’origine humaine résultent de la combustion de combustibles fossiles, notamment le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Lorsqu’ils sont brûlés pour produire de l’énergie ou pour alimenter les transports, ils libèrent de grandes quantités de CO2 dans l’atmosphère. Par exemple, les voitures et autres véhicules alimentés à l’essence ou au diesel émettent du CO2, car ces carburants sont brûlés dans le moteur. Les avions y contribuent largement : la combustion du kérosène émet du CO2 et d’autres GES à haute altitude, où ils ont un plus grand impact sur l’atmosphère. De nombreuses centrales électriques utilisent le charbon, le pétrole ou le gaz naturel pour produire de l’électricité, tout comme les systèmes de chauffage et de refroidissement des habitations et des bâtiments.
Le bétail, en particulier les vaches, produit du CH4 pendant la digestion, qui est ensuite libéré dans l’atmosphère. Lorsque de grands troupeaux sont élevés pour la production de viande, les émissions collectives de CH4 peuvent être importantes. Les rizières émettent également du CH4 pendant la culture. Les inondations des rizières créent des conditions anaérobies permettant aux bactéries de se nourrir de matières naturelles en décomposition et de libérer du CH4 au cours du processus.
Les forêts sont d’importants puits de carbone, ce qui signifie qu’elles extraient du CO2 de l’atmosphère. Lorsqu’elles sont abattues ou brûlées, les arbres libèrent à nouveau le carbone qu’elles ont stocké. La demande de produits agricoles est souvent à l’origine de la déforestation, qui conduit au défrichage des terres pour les cultures commerciales et l’élevage du bétail.
Certains procédés de fabrication émettent des GES. Lorsque les matières premières sont chauffées à des températures élevées, elles peuvent générer du CO2. Par exemple, le CO2 est un sous-produit des réactions chimiques qui transforment le calcaire en clinker lors de la production de ciment. Dans l’industrie chimique, la production de produits chimiques synthétiques, de plastiques et d’autres produits peut créer du CH4, du N2O et du CO2.
Les gaz à effet de serre sont nécessaires pour maintenir une température vivable sur Terre. Mais à mesure que les concentrations de gaz à effet de serre augmentent, elles emprisonnent davantage de chaleur dans l’atmosphère et les conséquences sur le climat et l’environnement mondiaux s’aggravent. Voici les conséquences :
Les émissions de GES sont l’un des principaux contributeurs au réchauffement climatique. Elles augmentent l’effet de serre, entraînant une hausse des températures mondiales. Les dernières années ont été parmi les plus chaudes jamais enregistrées. Selon le rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur le changement climatique des Nations Unies, chacune des quatre dernières décennies a été successivement plus chaude que toutes les décennies qui l’ont précédée depuis 1850.3 Cette augmentation de la chaleur peut entraîner des phénomènes météorologiques plus fréquents et plus violents comme les ouragans, les inondations, les vagues de chaleur et les sécheresses.
Le réchauffement des températures contribue à accélérer la fonte des glaces polaires et des glaciers. Cela contribue à l’élévation du niveau de la mer, ce qui constitue une menace importante pour les communautés côtières et les régions de basse altitude.
Une plus grande quantité de CO2 dans l’atmosphère entraîne des niveaux de CO2 plus élevés dans les océans, ce qui entraîne leur acidification, qui peut nuire à la vie marine, y compris aux récifs coralliens et aux coquillages.
Le changement climatique peut entraîner une perte de biodiversité, car les espèces ont du mal à s’adapter aux changements ou sont menacées d’extinction. La hausse des températures peut affecter les habitudes de migration des oiseaux ou entraîner un afflux d’espèces envahissantes. Ces changements peuvent faire des ravages sur les chaînes alimentaires complexes qui alimentent un écosystème, ce qui a un impact à tous les niveaux.
Certains GES contribuent à une mauvaise qualité de l’air, ce qui peut entraîner des problèmes respiratoires et d’autres problèmes de santé chez les humains. Les conditions météorologiques liées au changement climatique, telles que les sécheresses et les feux de forêt, peuvent entraîner une augmentation de l’ozone, de la poussière, de la fumée et d’autres polluants troposphériques. Cela peut également entraîner une propagation ou une augmentation du niveau d’allergènes dans l’air.
Les perturbations de l’environnement peuvent nuire à un large éventail de secteurs et d’entreprises, car elles ont un impact sur les chaînes d’approvisionnement et l’accès aux ressources. Le changement climatique peut avoir un impact dévastateur sur le secteur agricole, car les conditions météorologiques extrêmes, les changements de température et d’accès à l’eau, ainsi que la mauvaise qualité de l’air, perturbent la croissance et la récolte des cultures. Le tourisme et d’autres secteurs qui dépendent des conditions météorologiques sont menacés (par exemple, les stations de ski pourraient fermer en raison du réchauffement des températures qui réduit les niveaux de neige).
En raison de leur immense contribution au réchauffement climatique, la réduction des émissions de gaz à effet de serre est essentielle pour atténuer le changement climatique. Pour y parvenir, les individus, les entreprises et les institutions gouvernementales unissent leurs efforts pour réduire les émissions, en visant l’objectif ultime de zéro émission nette, c’est-à-dire le point où la quantité de gaz à effet de serre émise est égale à la quantité absorbée de l’atmosphère, ce qui rapproche le plus possible les émissions d’origine humaine.
Voici quelques exemples de stratégies qui pourraient contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre :
L’un des moyens les plus efficaces de réduire les émissions de CO2 est de passer des combustibles fossiles aux sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne et l’énergie hydraulique. Cette transition vers des sources renouvelables réduit la dépendance à l’égard des combustibles fossiles à fortes émissions et diminue donc les émissions liées à la production d’électricité et au transport.
L’amélioration de l’efficacité énergétique des habitations, des bâtiments et des espaces industriels réduit la consommation d’énergie et, par conséquent, les émissions de GES. Ce changement dans la consommation d’énergie peut être réalisé grâce à l’isolation des bâtiments, à l’utilisation d’appareils écoénergétiques et au recours à des pratiques de conception durables. Au niveau de l’entreprise et du secteur, les nouvelles technologies qui permettent une meilleure gestion de l’énergie peuvent aider les entreprises à réduire leur encombrement carbone.
Pour réduire les émissions du secteur des transports, il est nécessaire de passer aux véhicules électriques, d’augmenter le transport en commun et d’encourager le covoiturage, le vélo et la marche.
La mise en œuvre de pratiques durables, telles que la réduction de l’utilisation d’engrais et une gestion responsable des terres, peut réduire les émissions de N2O et favoriser la santé des sols. La restauration et la plantation d’arbres peuvent aider à extraire le CO2 de l’atmosphère.
La numérisation, l’intelligence artificielle (IA), la saisie et l’analyse avancées des données et d’autres innovations technologiques peuvent contribuer aux efforts de réduction. Par exemple, l’utilisation de drones et de capteurs peut aider à rendre les processus agricoles et industriels plus précis, garantissant ainsi l’utilisation la plus efficace des ressources. Les systèmes de tri alimentés par l’IA peuvent également séparer les matériaux recyclables avec plus de précision que le tri manuel, ce qui facilite les pratiques de gestion des déchets.
À plus petite échelle, les particuliers prennent des mesures pour réduire leur encombrement personnel. Il s’agit notamment du recyclage, du passage à des sources d’énergie et à des modes de transport durables, ainsi que des changements alimentaires et autres changements de mode de vie. Les gens peuvent utiliser des outils comme le calculateur d’encombrement des ménages de l’Agence américaine de protection de l’environnement4 ou le calculateur de mode de vie5 de la Convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatique pour évaluer leur impact.
Les pays du monde entier agissent conformément à l’Accord de Paris, un traité international historique négocié lors de la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques de 2015 afin de limiter l’impact des émissions de gaz à effet de serre.6 Les efforts comprennent le soutien du gouvernement aux énergies renouvelables par le biais de subventions et d’autres incitations, des normes d’efficacité énergétique pour les véhicules et les opérations industrielles et des investissements dans les transports publics. Les gouvernements mettent également en place des réglementations et des normes environnementales pour limiter les émissions. Grâce à la tarification du carbone, les gouvernements peuvent imposer des taxes sur le carbone ou établir des systèmes de plafonnement et d’échange pour encourager les entreprises et les particuliers à réduire leurs émissions.
Pour atteindre l’objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre, les entreprises mesurent leurs émissions de carbone et identifient les opportunités d’atténuation de leurs émissions de gaz à effet de serre. Les entreprises ciblent leurs émissions de scope 1, qui sont produites par leurs propres sources et leurs émissions de scope 2, qui sont générées par l’énergie et les autres ressources qu’elles utilisent. Elles s’attaquent également aux émissions de scope 3, également appelées émissions de la chaîne d’approvisionnement, qui résultent de sources indirectes telles que le transport, la chaîne d’approvisionnement, ainsi que l’utilisation et l’élimination des produits. Voici certaines de leurs options de réduction des émissions grâce à la décarbonation :
Le suivi des émissions grâce à la comptabilité carbone permet aux entreprises de faire preuve de transparence et d’engagement en matière de responsabilité environnementale lorsqu’elles fixent des objectifs et mesurent les progrès réalisés.
La technologie CCS capture les émissions de CO2 provenant de centrales électriques et de processus industriels, puis les stocke sous terre, les empêchant d’entrer dans l’atmosphère.
La réduction du gaspillage d’énergie et l’augmentation de l’efficacité énergétique peuvent se traduire par une meilleure utilisation de l’énergie. La transition vers des sources d’énergie renouvelables contribue aux efforts de décarbonation et peut également réduire les coûts d’exploitation. Les logiciels environnementaux, sociaux et de gouvernance peuvent aider les entreprises à identifier les opportunités d’efficacité ou de réduction des déchets et à mesurer et gérer leurs émissions.
Pour aider à réduire les émissions de scope 3, de nombreuses entreprises travaillent avec leurs fournisseurs pour réduire l’encombrement global des produits et des matériaux.
Notes de bas de page
Tous les liens sont externes au site ibm.com
1 Broken record : Atmospheric carbon dioxide levels rise again, National Oceanic and Atmospheric Administration, juin 2023.
2 Cows and climate change, Université de Californie, Davis, juin 2019.
3 Climate Change 2021: The Physical Science Based, Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), août 2021.
4 Calculateur de l’encombrement des ménages, Agence de protection de l’environnement (EPA.gov), juin 2023.
5 Lifestyle Calculator, Convention-cadre des Nations Unies sur le changement climatique, septembre 2021.
6 L’Accord de Paris, Nations Unies, non daté.