Effet de serre – gaz à effet de serre

L’effet de serre est un phénomène naturel, qui a toujours existé, et qui permet à la surface de la Terre d’avoir une température d’environ 15°C (contre -18°C en l’absence d’effet de serre).

En revanche, du fait de l’augmentation soudaine des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, due à l’activité humaines, la température moyenne à la surface de la Terre augmente de manière brusque et dangereuse.

Cette page permet d’expliquer la notion d’effet de serre, de comprendre le phénomène au niveau de la Terre et de présenter les différents gaz à effet de serre et leur impact. Il reprend et synthétise les parties « GES et cycle du carbone » et « qu’est ce que l’effet de serre » du site de Mr Jean-Marc Jancovici, qui est une véritable mine d’or sur le sujet énergie-climat, et que vous retrouverez ici.

Pourquoi parle-t-on d’effet de serre ?

Une serre est une structure vitrée qui laisse passer les rayons du soleil de l’extérieur vers l’intérieur, mais qui ne laisse que très peu s’échapper la chaleur formée à l’intérieur.

Lorsque les rayons solaires pénètrent dans la serre, l’intérieur se réchauffe et émet des infrarouges. Or ces infrarouges sont bloqués par les vitres (le verre est opaque aux infrarouges) et réchauffent encore plus l’intérieur. C’est l’effet de serre.

Au niveau de la Terre, on peut assimiler la surface vitrée de la serre à l’atmosphère. Plus précisément, ce sont les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère qui jouent ce rôle : ces gaz laissent passer les rayons du soleil jusqu’à la surface de la Terre, mais ils empêchent le rayonnement infrarouge émis par le sol de repartir vers l’espace. Ils piègent donc l’énergie solaire à proximité du sol, ce qui réchauffe la température.

Effetdeserre2.jpg

Schéma d’Ecobase21

Quels sont les « gaz à effet de serre »

Un gaz à effet de serre est donc un gaz qui bloque le rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre. Mais qui laisse passer le rayonnement solaire vers la surface de la Terre (à l’exception de l’Ozone qui est opaque aux ultraviolets reçus du soleil).

Les deux principaux gaz « naturels » à effet de serre sont la vapeur d’eau (H2O) et le gaz carbonique (CO2). Il existe également le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O), l’ozone (O3) et bien d’autres.

Ces gaz sont de sources naturels, mais l’Homme a une incidence sur leurs émissions et leurs concentrations dans l’atmosphère.

Il existe également des gaz « industriels » à effet de serre, qui ont été artificiellement fabriqués. Ils sont présents dans l’atmosphère uniquement à cause de l’Homme. On pourra citer les halocarbures ou l’hexafluorure.

Quel est l’impact des différents gaz dans l’effet de serre

L’effet de serre naturel (sans l’activité humaine) est produit par la vapeur d’eau (55%), les nuages (17%) et les autres gaz (28% essentiellement du gaz carbonique (CO2)).

L’effet de serre « additionnel », causé par les activités humaines, résulte :

  • Du gaz carbonique d’origine humaine (55% de l’effet de serre additionnel) à travers la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) pour l’essentiel mais aussi de certaines industries comme celle du ciment, et la déforestation.
  • Du méthane d’origine humaine (environ 15%) à travers la combustion de matière organique comme le bois, de l’élevage des ruminants (à cause des aliments qu’ils ingèrent), de la culture du riz, des décharges d’ordures ménagères, des exploitation pétrolières et gazières, des mines de charbon.
  • Les halocarbures (environ 10%) issus de gaz réfrigérants (climatisation, chaines de froid), de gaz propulseurs dans les bombes aérosols, et dans certains procédés industriels (composant d’ordinateurs, de téléphones, mousse plastique).
  • Le protoxyde d’azote (N2O, environ 5%) qui provient de l’utilisation d’engrais et de certains procédés chimiques.
  • L’ozone (O3) troposphérique (environ 10%) issu de la pollution locale (combustion fossile). La troposphère est la couche la plus basse de l’atmosphère, celle qui touche le sol.

Ces gaz à effet de serre ont une durée de vie plus ou moins longue dans l’atmosphère, et un pouvoir de réchauffement de l’atmosphère plus ou moins important par rapport au CO2 :

  • Gaz carbonique (CO2) : 100 ans dans l’atmosphère.
  • Méthane (CH4) : 12 ans dans l’atmosphère, réchauffe 25 fois plus que le CO2.
  • Protoxyde d’azote (N2O) : 120 ans dans l’atmosphère, réchauffe environ 300 fois plus que le CO2.
  • Halocarbures (CnHalp) : jusqu’à 50 000 ans dans l’atmosphère, réchauffe jusqu’à 23 000 fois plus que le CO2.

L’ensemble de ces gaz à effet de serre émis par l’Homme depuis 1750 dans l’atmosphère, correspond à environ 1% de la puissance que nous envoie le soleil. Ce qui peut paraître peu mais qui est très significatif pour notre avenir (voir les conséquences ici).

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