Surveillance de la qualité de l'air
Franche-Comté

Gaz à effet de serre

 

Un phénomène naturel plein de rebondissements…

Qu’est-ce qu’une serre ? Chacun sait qu’il s’agit d’un bâtiment couvert de vitres, qui laisse bien passer la lumière du soleil, mais empêche que la chaleur qui se forme à l’intérieur ne se dissipe trop vite vers l’extérieur. Le même phénomène existe à l’échelle planétaire. Lorsque le rayonnement solaire (rayons UV) atteint l'atmosphère terrestre, une partie est directement réfléchie vers l’espace tandis que l’autre partie traverse l’atmosphère et atteint le sol, à la manière d’un parasol qui nous couvre d’une partie des rayons du soleil. En réponse, la surface terrestre renvoie une partie de cette énergie sous forme de chaleur rayonnante infrarouge en direction de l’atmosphère. Celui-ci est absorbé par les « gaz à effet de serre », présents en petite quantité dans l’atmosphère, qui le réémettent ensuite dans toutes les directions, à la manière du verre de la serre horticole. Une partie de cette chaleur s’échappe vers l’espace tandis que l’autre est renvoyée vers la surface terrestre. L’emprisonnement de cette énergie thermique s’oppose ainsi au refroidissement de la planète.
L’effet de serre, phénomène naturel lié à la présence de l’atmosphère, paraît être une condition indispensable au développement et au maintien de la vie sur Terre. Grâce à lui, la température moyenne au niveau du sol est d’environ 15°C. Sans ce phénomène, la Terre aurait une température moyenne de -18°C. L'effet de serre naturel est donc un phénomène bénéfique.

 

 

…influencé par les activités humaines

Grâce aux infrarouges absorbés par les gaz à effet de serre puis renvoyés vers le sol, la surface de la Terre est chauffée... Or la pollution semble renforcer ce phénomène : si les gaz à effet de serre sont naturellement peu abondants dans l’atmosphère, leur concentration s’est sensiblement accrue depuis le début de l’ère industrielle (1750).
En effet, bien que le climat de la Terre ait toujours varié (périodes glaciaires et interglaciaires), les activités humaines ont induit une perturbation de son équilibre. La croissance des concentrations atmosphériques en CO2 (+40%) et en CH4 (plus de 150%), en lien avec la déforestation, la poussée démographique, la combustion des énergies fossiles ou encore l’intensification de l’agriculture et de l’élevage… plus l’introduction de nouveaux gaz à effet de serre (tels les CFC), permettent de retenir dans l’atmosphère davantage de rayons infrarouges, et sont de fait responsables d’un effet de serre dit « additionnel », dont les conséquences les plus connues sont l’augmentation des températures moyennes et l’élévation du niveau des océans.

 

 

D’où viennent les principaux gaz à effet de serre ?

Les deux gaz à effet de serre les plus importants, la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone, sont d’abord naturels dans notre atmosphère. La présence d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère est en partie liée aux activités humaines :

 

  • Vapeur d’eau (H2O)

La vapeur d'eau est générée naturellement par l'évaporation des océans et des eaux de surface, ainsi qu’au cours du phénomène d’ « évapotranspiration ». Au cours de ce processus, la vapeur d'eau est libérée via les feuilles des plantes, la respiration des animaux et des hommes ainsi que l'évaporation des eaux souterraines. En savoir plus...

 

  • Dioxyde de carbone (CO2)

Le dioxyde de carbone est émis naturellement par la respiration des êtres vivants, la décomposition de la matière organique, les feux de forêts et les éruptions volcaniques. Il est aussi induit principalement par la combustion des combustibles d'origine fossile ou biomasse, dans les secteurs résidentiel et tertiaire, transports et industriel. Une partie des émissions est absorbée par des réservoirs naturels ou artificiels appelés « puits », constitués principalement des océans, des forêts et des sols. En savoir plus...

 

  • Méthane (CH4)

D’énormes quantités de méthane sont enfouies dans le sous-sol, plus précisément dans les combustibles fossiles : charbon, pétrole, gaz naturel…. L’exploitation minière, la distribution et la manipulation de ces combustibles constitue la majeure partie des émissions. Ce gaz se dégage également des zones humides peu oxygénées comme les marais, les rizières, ou encore certains sols longuement inondés. La fermentation des déchets, en absence d’oxygène, conduit à la formation de méthane. Enfin, celui-ci se forme aussi dans l'estomac (par « fermentation gastro-entérique ») et le tube digestif de nombreux animaux, et est retrouvé dans leurs déjections. En savoir plus...

 

  • Protoxyde d’azote ou oxyde nitreux (N2O)

L'agriculture est la principale source d'émission de protoxyde d’azote, en particulier du fait de l'épandage des fertilisants minéraux et d'origine animale (engrais, fumier, lisier, résidus de récolte). Une petite partie des émissions est attribuée au trafic routier (en particulier aux véhicules équipés de pots catalytiques) et à quelques procédés industriels (fabrication de certains acides, du nylon). Les microorganismes des sols et des océans produisent naturellement du protoxyde d’azote. En savoir plus...

 

  • Gaz fluorés (HFC, CFC, PFC, SF6,…)

A l’exception du chlorure de méthyle tous les gaz fluorés sont d’origine synthétique. Ils sont utilisés dans les systèmes de réfrigération et de climatisation, et employés comme agents de propulsion dans les aérosols (produits d’entretien, insecticides, extincteurs…) ou agents d’expansion des mousses isolantes. Certains d’entre eux sont utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs, en tant qu’isolants électriques dans les transformateurs ou dans les procédés de certaines fonderies. En savoir plus...

 

 

 

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FOCUS sur le Pouvoir de Réchauffement Global (PRG)

La contribution à l’effet de serre de chaque gaz se mesure à l’aide d’un indicateur nommé « Pouvoir de Réchauffement Global » ou « Potentiel de Réchauffement Global » (PRG). Le PRG d’un gaz se mesure par rapport à celui du gaz carbonique : par définition, l'effet de serre attribué au CO2 est fixé à 1 et sert de référence. Celui des autres substances est alors déterminé relativement au CO2 : combien de fois plus, ou combien de fois moins, un gaz « fait » d’effet de serre sur 100 ans, par rapport à la même quantité de CO2 émise au même moment. En savoir plus...