Gaz à effet de serre qui absorbent une partie des rayons solaires

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  • • Que sont les gaz à effet de serre ?

    • Les températures moyennes de la planète Terre.

    • Définition des gaz à effet de serre.

    • La présence du gaz NF3.

    • Les types de gaz émis par les activités humaines.

    • Schéma des émissions de CO2 par habitant.

    • Les différents types de gaz à effet de serre.

    • Les émissions de CO2 par type d'énergie.

    • La règlementation thermique.

    globe_terrestre_ombre.jpg

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    • Les conséquences des gaz à effet de serre.

    • Comprendre nos « mauvaises habitudes ».

    • Le comparateur Eco-Déplacement.

    • Le bilan carbone personnel.

    • « Coach Carbone.org »

    Simulateur climatique.

     Que sont les gaz à effet de serre ?

    Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre. Ces différents gaz à effet de serre contribuent à l'effet de serre. L'augmentation de leur concentration dans l'atmosphère terrestre est l'un des facteurs complexes du réchauffement climatique.

    Pour comprendre l'effet de serre, la terre reçoit la majeure partie de son énergie du soleil principalement sous forme de lumière visible. Une partie de cette énergie gigantesque est directement réfléchie, une autre absorbée et une dernière rayonnée sous forme d'infrarouges par notre planète. Ce rayonnement infrarouge émis par la Terre est en partie intercepté par les gaz à effet de serre de l'atmosphère terrestre, le reste du rayonnement est diffusé vers l'espace.

    La vapeur d'eau, le méthane, le dioxyde de carbone et le protoxyde d'azote sont les principaux gaz à effet de serre (GES) qui contribuent à piéger l'énergie renvoyée, augmentant la température moyenne de la Terre. Les gaz à structure polyatomique (au moins 3 atomes) retiennent le rayonnement infrarouge au contraire des molécules diatomiques (99 % de l'atmosphère) qui possèdent une structure simple.

    Les nuages agissent principalement comme un parasol qui renvoie vers l’espace une grande partie des rayons du Soleil et contribuent à l'effet de serre. Le pouvoir réfléchissant, ou albédo, des nuages épais à basse altitude, est très élevé, de l’ordre de 80 %. D'autres nuages les cirrus qui sont des nuages d'altitude constitués de cristaux de glace, ont un effet parasol faible du fait de leur transparence, mais participent également à l'effet de serre.

     

    Mécanisme de l'effet de serre

    Le bilan radiatif et sa perturbation anthropique : estimation de l’impact de l’effet de serre et de l’effet parasol sur le bilan énergétique de la planète Terre. (Ci-dessus : le mécanisme de l'effet de serre. Schéma Picbleu ®).

     

     Les rayons provenant du soleil atteignent la Terre et réchauffent sa surface.
    (La température d'équilibre est de 15°, une augmentation de plus de 2° provoquerait un dérèglement climatique incontrôlable).
     Le rayonnement est absorbé à hauteur des deux tiers. (effet parasol)
     Le tiers restant est réverbéré vers l'espace (rayonnement infrarouge).
    Ce rayonnement se trouve en partie piégé par une couche de gaz située dans la basse atmosphère : celle-ci renvoie la chaleur vers la Terre et contribue à la réchauffer davantage.
     Une autre partie du rayonnement est réfléchi. Ce thermostat naturel, appelé « effet de serre » est normal.
    La température moyenne de l’air à la surface de la Terre est d’environ + 15°C. Ce mécanisme empêche la Terre de se refroidir librement en absorbant puis en réémettant (vers le bas et vers le haut) une partie du rayonnement émit par la surface. Sans ce phénomène prévu par la nature, la température moyenne inférieure d’environ 33°C par rapport celle actuelle serait de – 18°C. Toute vie serait impossible sur la planète Terre.
     Cet effet de serre résulte pour les deux tiers de l'absorption de chaleur par la vapeur d'eau et les nuages.
    (Cette  vapeur d'eau et les nuages évoluent à 12 kms d'altitude).
     Pour le troisième tiers de l'interaction de gaz « à effet de serre » (ou GES) qui se situent environ à 15 kms d’altitude.
    Si l'origine de la majeure partie de ces gaz est d'origine naturelle, une trop grande proportion de gaz à effet de serre due à l'activité humaine accentue ce phénomène de gaz à effet de serre et contribue au réchauffement climatique. Nous avons pris conscience il y a très peu de temps de ce mécanisme très complexe dont nous mesurons les conséquences.
    Source CNES 042006
     

    L'effet de serre Les températures moyennes de la terre.

    Les températures moyennes du globe (mesurées à 2 m au-dessus du sol sous abri) sont de : +15,1 °C en moyenne (régions polaires : -20°C, tempérées +11°C, équatoriales : +26°C). CNES.

    Les concentrations en gaz à effet de serre sur Terre ont permis l'apparition des formes de vie que nous connaissons et qui sont sensibles et dépendantes des températures.

     

    L'effet de serre Définition des gaz à effet de serre (GES).

    L'effet de serre est dû aux gaz qui absorbent une partie des rayons solaires en les redistribuant sous la forme de radiations qui rencontrent d’autres molécules de gaz, répétant ainsi le processus et créant l'effet de serre, d'où augmentation de la chaleur. Plus d’une quarantaine de gaz à effet de serre ont été recensés par le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Évolution du Climat (GIEC) parmi lesquels figurent : la Vapeur d'eau (H2O), le Dioxyde de carbone (CO2), le Méthane (CH4), l'Ozone (O3), le Protoxyde d'azote (N2O), l'Hydrofluorocarbures (HFC), le Perfluorocarbures (PFC) et l'Hexafluorure de soufre (SF6).
    Le dioxyde de carbone représente près de 70 % des émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique. Il est principalement issu de la combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon) et de la biomasse.
    Le protoxyde d’azote (N2O) représente 16 % des émissions. Il provient des activités agricoles, de la combustion de la biomasse et des produits chimiques comme l’acide nitrique.
    Le méthane (CH4) représente 13 % des émissions. Il est essentiellement généré par l’agriculture (rizières, élevages). Une partie des émissions provient de la production et de la distribution de gaz et de pétrole, de l’extraction du charbon, de leur combustion et des décharges.

    Les gaz fluorés (HFC, PFC, SF6) représentent 2 % des émissions. Ces gaz sont utilisés dans les systèmes de réfrigération et employés dans les aérosols et les mousses isolantes. Les PFC et le SF6 sont utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs. Les gaz fluorés ont un pouvoir de réchauffement 1 300 à 24 000 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone et une très longue durée de vie. C’est pourquoi ils représentent un réel danger malgré la modeste part qu’ils représentent dans les émissions totales de GES.

     
    vache_paissant_sur_pre.jpg
    Les ruminants seraient responsables de la production de méthane. Photo Picbleu ®)
     

    D'après les experts scientifiques, les vaches sont responsables de la production de méthane, mais le transport terrestre et le transport aérien qui n'a pas été intégré dans le protocole de Kyoto, sont un énorme pourvoyeur de gaz à effet de serre.  

    L'effet de serre La présence du gaz NF3.
    La présence dans l'atmosphère du gaz NF3 ayant un très puissant effet de serre est quatre fois plus importante qu'on ne le pensait jusqu'à présent, selon de nouveaux relevés communiqués jeudi par les scientifiques. Le trifluorure d'azote agit 17.000 fois plus pour réchauffer l'atmosphère terrestre que la masse équivalente de dioxyde de carbone (CO2). Voir également article sur le trou de la couche d'ozone.

    Les techniques anciennes ne permettaient pas de mesurer avec exactitude la quantité de ce gaz dans l'atmosphère, les dernières évaluations, remontant à 2006, estimaient à moins de 1.200 tonnes présentes dans l'atmosphère. Les progrès des techniques d'analyse ont permis de mesurer que 5.400 tonnes de trifluorure d'azote (NF3) se trouvaient dans l'atmosphère et que ce volume augmentait de 11 % par an. Source : Ray Weiss, de l'Institut d'océanographie de La Jolla. Californie.

    trifluorure.jpg
     Un gaz à effet de serre redoutable : le triflorure d'azote
     

    L'effet de serre Les types de gaz à effet de serre émis par les activités humaines :

     
     
    L'effet de serre Schéma des émissions en tonne de CO2 par habitant dans le monde 

    emissions_ges_differents_pays.jpg

    (Source division statistique des Nations unies 2003).
     
    L'effet de serre Les différents types de gaz à effet de serre. 
    Plus d’une quarantaine de gaz à effet de serre ont été recensés par le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Evolution du Climat (GIEC)Ci-dessous, 7 gaz à effet de serre :

     

    Type de gaz
    à effet de serre
    Formule
    Pouvoir de Réchauffement relatif
    (CO2 à 100 ans)
    Pourcentage
    Equivalent carbone par kg de gaz émis
    Vapeur d’eau
    H2O
    -
    55%
    -
    Gaz carbonique
    CO2
    1
    39%
    0.273
    Méthane
    CH4
    23
    2%
    6.82
    Protoxyde d'azote
    N2O
    296
    1%
    81.3
    Perfluorocarbures
    (PFC) CF4
    7 400 à 12 200
    faible
    2.015 à 3.330
    Hydrofluorocarbures
    (HFC) CnHmFp
    12 à 14 800
    faible
    34 à 4.040
    Hexafluorure de soufre
    SF6
    22 800
    faible
    6.220

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     
    Les gaz à effet de serre sont mesurés en équivalent carbone. 1 kg de CO2 vaut 0,2727 kg d'équivalent carbone, c'est-à-dire le poids du carbone seul dans le composé « gaz carbonique ». (Sources CITEPA).
     

    L'effet de serre Les émissions de CO2 par type d'énergie.

    Les chiffres ci-dessous sont une péréquation des données dont les sources sont l’ADEME, EDF, PNUC, GIEC, MIES.

     

     Emissions-co2-énergies

     

    (Ci-dessus schéma « l'évolution des sources d'énergie » tiré du diaporama ACQUALYS « Les ressources planétaires »).  NB : voir le tableau des gaz à effet de serre en ACV (Analyse de Cycle de Vie). Schéma Picbleu ®
     
    L'effet de serre La règlementation thermique RT 2012.

     

     Etiquette énergie DPE

    Les logements doivent être économes en énergie : la RT 2012 fixe des règles contraignantes.(Voir article RT 2012)

     

    L'effet de serre Les conséquences des gaz à effet de serre :

    Les conséquences actuelles :
     
    Changements climatiques observés sur l’ensemble de la planète
    Espèces végétales et animales
    Déplacement des espèces vers les pôles et en altitude des plantes, insectes, oiseaux et poissons. Migrations très rapprochées et plus précoces. Apparition de moustiques en altitude.
    Récifs coralliens et coraux.
    Disparition, fragilisation et blanchiment des récifs.
    Gel des fleuves et des lacs
    Diminution d'environ 2 semaines de la durée du gel aux latitudes moyennes et supérieures de l'hémisphère nord
    Glace marine arctique
    Depuis le 20ème siècle, diminution de 40 % de l'épaisseur de la glace, depuis la fin de l'été jusqu’au début de l'automne, et diminution de la superficie de 10 à 15 %, au printemps et en été. Niveau des mers supérieur + 10 à 20 centimètres.
    Glaciers montagneux
    Diminution de la taille et de l’épaisseur sur tous les endroits du globe.
    Couverture neigeuse
    Diminution de l’étendue supérieure à 10 %.
    Phénomènes de vents très violents.
    Plus fréquents, plus longs et plus intenses au cours des 20 à 30 dernières années par rapport aux 100 dernières années
    Les conséquences futures :
    Effets probables d’ici 2050
    Changements
     
    Conséquences
     
    Pour la nature :
    Augmentation des températures maximales, du nombre de jours chauds, canicules extrêmes et sécheresse.
    • Disparition de tous les glaciers.
       
    • Disparition de la couverture neigeuse en montagne.
       
    • Disparition des glaces arctiques.
       
    • Élévation du niveau de la mer de 6 mètres.
       
    • Érosion des sols.
       
    • Apparition de bouleversements climatiques (ouragans, etc.)
       
    • Fréquence accrue d’incendies de forêt.
       
    • Disparition de certains écosystèmes.
       
    • Diminution et disparition de l’eau dans certaines régions.
       
    • Développement et apparition de nouveaux parasites.
       
    • Retour du paludisme
       
    • Disparition d’espèces d’animaux (ours blancs, etc.)
     
    Pour la santé humaine :
    Abaissement des températures minimales, augmentation des jours de gel en Europe et de vagues de froid sibérien.
    • Teneur en ozone et autres polluants photochimiques.
       
    • Augmentation des épidémies, notamment dans les pays les plus pauvres.
       
    • Augmentation des décès et des maladies graves chez les personnes âgées ou fragiles.
       
    • Croissance des parasitoses, retour du paludisme.
       
    • Prévalence de maladies cardio-vasculaires.
     
                          Pour les activités économiques :
    Désertification et sécheresses estivales
    Précipitations intenses et soudaines avec aléas climatiques (1 mètre d’eau au mètre carré en quelques minutes, vents très violents, grêle, etc.).
    • Calamités sur les récoltes et cultures.
       
    • Perte des rendements agricoles.
       
    • Augmentation du stress thermique des animaux d'élevage.
       
    • Modification des destinations touristiques.
       
    • Augmentation des primes d’assurance dus aux inondations, vents violents, tempêtes, coulées de boues.
       
    • Sollicitations accrues auprès des assurances, pour des désordres liés aux terrains ou fondations des bâtiments.
       
    • Diminution du potentiel en énergie hydroélectrique dans les régions sujettes aux sécheresses.
       
    • Diminution des besoins énergétiques pour le chauffage et augmentation de ces besoins pour la climatisation.
     

    L'effet de serre Comprendre nos « mauvaises » habitudes et agir en conséquence pour notre planète.

    L'ADEME met à la disposition de tous un espace « citoyen-climat » sur son site Internet. Un moyen judicieux pour chacun d'entre nous de s'informer, comprendre et agir sur nos « mauvaises » habitudes contre le dérèglement et le réchauffement climatique.
    Le 11 décembre 1997, la plupart des pays industrialisés signaient le protocole de Kyoto les engageant à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (CES). L'objectif : baisser en moyenne de 5 % par an l’émission de gaz à effet de serre sur la période de 2008 à 2012 par rapport à 1990 pour ces pays. Il est possible et indispensable d’agir en ce sens. Pour vous permettre d'apprécier votre consommation énergétique en évaluant la quantité de gaz à effet de serre que vous rejetez quotidiennement, l'ADEME (l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) a créé un espace « citoyen-climat » sur son site Internet www.ademe.fr. dans lequel vous pouvez accéder entre autres, à trois outils d'auto-évaluation de votre impact carbone sur l'environnement.

    L'effet de serre Le comparateur Eco-Déplacement.

    Il permet d'évaluer la quantité de gaz à effet de serre que nous émettons durant nos déplacements ainsi que les dépenses générées. Il fonctionne pour tous les types de déplacements et pour tous modes de transport. Site ADEME : 

    http://www2.ademe.fr/eco-deplacements
     
    L'effet de serre Le bilan carbone personnel.

    Pour répondre aux objectifs fixés du Grenelle de l'environnement, Jean Louis Borloo, ministre de l'Écologie Développement et de l'Aménagement durable, a souhaité que le bilan impact carbone personnel soit étendu à l'ensemble de la population. L'ADEME propose donc en ligne cette évaluation de l'espace « citoyen-climat ». Il permet partir d'une recherche de données individuelles, d'évaluer l'ensemble émissions directes et indirectes chacun. Ce bilan est une estimation de la quantité de gaz à effet de se émise en moyenne chaque année dans l'atmosphère pour une personne dans quatre catégories : logement, déplacements, alimentation et automobile (consommations, loisirs, etc.). 

    Ci-dessus : lien vers le calculateur du site ADEME 
     
    L'effet de serre « Coach Carbone.org »

    Cet outil proposé sur le site Internet de l'ADEME permet de tester votre empreinte climatique, il vous suffit de répondre aux 24 questions posées sur vos habitudes quotidiennes. À la fin du questionnaire, des solutions vous seront proposées pour améliorer votre impact carbone et pour vous aider à modifier certains de vos comportements.

    ADEME : Coach Carbone
     
    L'effet de serre Simulateur climatique.

    Fera t-il chaud dans votre région en 2072 ? La revue Science et Vie a mis en ligne un simulateur climatique très intéressant dans le cadre de son numéro hors série Climat. Il génère des projections à partir de modèles climatiques et utilise deux scénarios du GIEC (A2 et B2) simulant parfaitement la prospective actuelle sur les futures émissions de gaz à effet de serre (GES).

     

    Cliquer ci-dessus pour y accéder.

     
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