• INTRODUCTION
  
• REPRÉSENTATION DE L'EFFET DE SERRE
  
• RÔLE DE L'EFFET DE SERRE NATUREL
  
• INFLUENCE DE L'HOMME SUR LE RÉCHAUFFEMENT
  
• GAZ À EFFET DE SERRE : Quantités et %
  
• GAZ CARBONIQUE (CO2). Faits (CO₂)
  
• PRÉDICTIONS
  
• CONSÉQUENCES PLAUSIBLES
  
• CHLOROFLUOROCARBONES (CFC) Leur provenance / Leur propriété / À quoi servent-ils? /  Protocole de Montréal
  
• OXYDE DE SOUFRE (SO₂) Qu'advient-il de ce gaz?
  
• MÉTHANE (CH₄)
  
• CONCLUSION
  
• BIBLIOGRAPHIE ET LIENS INTÉRESSANTS
  
  
  
  
  
  

L'effet de serre a joué un grand rôle dans notre histoire. À votre avis, comment sommes-nous sortis de l'âge glacière? Les explications les plus plausibles sont des phénomènes astronomiques et que CO₂ et méthane sont des accélérateurs. L'analyse des bulles d'air des calottes glacières nous montre le rapport entre la quantité de CO₂ et de méthane et les températures d'il y a 160 000 ans. Ce même rapport à des périodes plus chaudes est de même équivalence mais aussi excessivement plus élevé. C'est la courbe "vostock".

REPRÉSENTATION DE L'EFFET DE SERRE

Rappelez-vous la température à l'intérieur d'une automobile lors d'une journée d'été très chaude, c'est un exemple d'effet de serre assez courant. Les rayonnements du soleil passent au travers les vitres et sont transformés en énergie ou chaleur. Cette chaleur est alors emprisonnée dans la voiture et s'accumulera jusqu'à ce que quelqu'un ouvre la porte, ou que la température à l'exterieur de l'auto soit inférieure que celle à l'intérieur.

DEUXIÈME DESSIN

Le même phénomène est retrouvé sur terre. L'atmosphère qui englobe la terre est composée de plusieurs couches qui ont des centaines de kilomètres d'épaisseur. Ces couches sont formées à partir de vapeur d'eau et de gaz à effet de serre (GES). Le sol renvoit les faisceaux de chaleur en rayons infrarouges que certains gaz (GES) interceptent et retournent au sol ces même rayons augmentant ainsi la température environnant la terre.

La surface de la terre n'est pas continuellement exposée aux rayons du soleil puisque nous ne recevons aucune lumière du soleil durant la nuit. C'est ce qui empêche le surchauffement naturel de la terre.

RÔLE DE L'EFFET DE SERRE NATUREL

Sans l'effet de serre naturel, la terre aurait une température trop froide pour le maintien de la vie. Sans ce phénomène naturel la température moyenne du globe serait de 35 degrés plus basse : c'est à dire -20 au lieu de notre comfortable 15 degrés actuel. Le rôle de l'atmosphère est comparable à un bol de verre au dessus d'un jardin, elle retient la chaleur à l'intérieur du bol. Depuis un siècle, l'augmentation de ces gaz, dûe à l'activité de l'homme, menace cet équilibre et les scientifiques prévoient une augmentation de la température de la planète tout au long du siècle prochain.

INFLUENCE DE L'HOMME SUR LE RÉCHAUFFEMENT

Le vingtième siècle a connu les décennies les plus chaudes, un réchauffement de 0.3 degré celcius à 0.6 degré celcius et plus particulièrement depuis 1950 (0.2 à 0.3 degré celcius), tout ça depuis seulement mille ans.

Les concentrations de ces gaz (GES) sont minimes : 0.035% en volume pour le plus abondant, le CO₂, environ 600 fois moins que l'oxygène. Cela explique pourquoi les activités humaines peuvent changer ces concentrations.

Ce ne sont pas que des fluctuations naturelles du climat qui ont contribué au réchauffement de la terre, l'humain a quelque chose à y voir. De multiples activités humaines contribuent à la formation d'une quantité exhorbitante de gaz carbonique et autres gaz à effet de serre. L'homme a aussi créé les chlorofluorocarbones (CFC), c'est le GES qui a la plus grande capacité d'absorbtion de chaleur. En fait, c'est une grande menace envers l'effet de serre. Nous retrouvons ce gaz un peu partout. C'est un agent de réfrigération très utilisé de nos jours dans la réfrigération et les aérosols, il est aussi très dangereux car il contribue au réchauffement de la planète et ses émissions causent la destruction de la couche d'ozone stratrosphérique, nous en sommes entièrement responsable.

La combustion de ces ressources naturelles libère de l'énergie mais aussi renvoit une masse énorme de GES, surtout le CO₂ dans l'atmosphère. Si la progression reste la même, nous aurons d'ici l'an 2050 doublé la quantité de dioxyde de carbone dans l'air. Ce surplus de GES est d'origine humaine et déséquilibre l'écosystème de la terre. Ces GES gardent trop de chaleur et engendre le réchauffement planétaire. Un signal nous indiquant le démarrage du réchauffement global serait la réduction des températures (jour-nuit) terrestres.

GAZ À EFFET DE SERRE

Sur la planète Mars les GES sont absents, au sol il y a une température de l'ordre de -80 degrés C. Venus est le cas contraire car il y a une grande abondance de CO₂ et de méthane, la température y est de 300 degrés C. Notez bien que la différence de rayonnement solaire reçu n'est responsable que pour pas plus d'une dizaine de degrés.

Aujourd'hui nous savons pour sûr que depuis quelques dizaines d'années, le volume des GES augmente au même rythme que le développement des activités humaines. En premier lieu c'est la vapeur d'eau qui est le gaz en plus grande quantité dans l'atmosphère, puis le CO₂ est de 50% à 60% du total; les chlorofluorocarbones (CFC), gaz d'origine humaine, 15% à 20% du total; le méthane (CH₄), 15% à 20% du total également; puis finalement l'oxyde nitreux (N₂O) et le dioxyde d'azote SO2 pour une partie infime.

Quantités et % Troisième dessin

Voici un résumé mondial de nos projections d'émissions de GES du secteur de l'énergie (plus la faible contribution des procédés industriels aux émissions de gaz carbonique) sur une base d'équivalence de CO₂. Les émissions annuelles de ces gaz passent de 47 mégatonnes en 1990 à 530 mégatonnes en 2000 ensuite à 739 mégatonnes en 2020, soit un taux de croissance globale de 1,5% par année. Le CO₂ occupe la part la plus importante, à peu près 95% pour toutes les anées. Le métane et l'oxyde nitreux se répartissent environ la moitié restante.

GAZ CARBONIQUE (CO₂)

La terre garde un équilibre relatif avec une concentration naturelle et déjà présente de CO₂ dans l'atmosphère, ce par plusieurs processus naturels. Entre autre les plantes et les animaux laissent s'échapper du CO₂ par leur respiration. L'émission de CO₂ nuance d'année en année par rapport à l'activité biologique naturelle, mais aussi les rejets dûs aux activités de l'homme. 80% de cette augmentation proviennent du secteur énergétique, le reste est causé par la déforestation, l'accroissement des surfaces agricoles, les carburants fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) et la décomposition de la biomasse. Si une fertilisation accrue par le CO₂ a lieu, elle pourrait aider en matière alimentaire ou énergétique. Il en reste tout de même que le puit biologique de CO₂ s'accroisse beaucoup. Une augmentation de la température provoque la respiration des plantes et du sol, par le fait même hausse le rejet de CO_2.

Faits (CO₂)

Au cours des 100 dernières années c'est le pétrole qui est en plus grande partie responsable de l'accroissement des concentrations de CO₂. Le charbon le suit de près à 42%, le gaz naturel lui à 16%.

La concentration de CO₂ est passée de 280 ppmv (parties par million en volume) au début de l'ère industrielle à 356 ppmv en 1993, et augmente de 1.5 ppmv par an. Depuis la moitié du 19 siècle la concentration de CO₂ a évolué de 50%. Ils estiment qu'en 2025 l'apport du charbon augmentera pour passer à 50%. Le gaz naturel pourrait aussi devenir important par rapport à sa contribution. Ces chiffres ne représentent que des moyennes mondiales et les écarts entre nations peuvent être considérables: en Chine, le charbon constitue 80% des émissions de CO₂, alors que sa part en France est inférieur à 20%.

L'approvisionnement énergétique mondiale est à 80% occupé par les énergies fossiles. 81% des GES produit par le Canada est le CO₂. Envrionnement Canada a déduit qu'en 1990, les émissions de CO₂ du Canada étaient de 460 mégatonnes; en 1994 ils ont monté jusqu'à 482 mégatonnes. Cela indique une profusion de 4,7% en seulement 5 ans. C'est l'Alberta qui produit les taux de CO₂ les plus élevés. Leurs émissions ont passé de 126 à 145 mégatonnes en 5 ans.

Comment prouvent-ils que les GES ont réellement augmenté depuis 160 000 ans. En analysant les bulles d'air contenues dans les glaces de l'antarctique, on peut connaître les teneurs en CO2. La variation d'aujourd'hui à cette époque est près de 80%. Le dernier âge glacière, il y a environ 180 000 ans, avait une valeur minimale de 200ppm alors qu'à la révolution industrielle la valeur n'a jamais été au dessus de 280ppm. Actuellement la valeur est de 345ppm comprenez que c'est épouvantable de subir une telle augmentation, de plus certains modèles prévoient 600ppm pour la fin du siècle (énoncé en 1990). Les minima du CO₂ correspondent à des variations de température de -6 à -7 degrés celcius lors des périodes glacières. Le maxima est relié aux périodes les plus chaudes. Il y a alors bel et bien une relation réciproque entre l'augmentation de CO₂ et la variation de température. Il reste que nous ne savons pas d'avantage lequel des deux aspects influence l'autre.

PRÉDICTIONS -

La température moyenne du globe a monté d'un demi degré depuis les 120 dernières années versus 1 à 2 degrés depuis les 2 derniers millénaires. Si rien ne change au point de vue des politiques de développements la terre pourrait hausser de 3 degrés C d'ici la moitié du 21e siècle. - Méthane secteur d'énergie 1140kt en 1990 0.7% par an 1290kt en 2000 (cette tendance reflète surtout 1400kt en 2020 l'augmentation de la production de gaz naturel) - Oxyde nitreux 47kt en 1990 consommation essence secteur énergie 76kt en 2020 moteur carburant dièsel une augmentation de 29kt en 30 ans ou un rapport de 3.2% par an.

- De 1990 à 2100 l'augmentation de la température globale varie entre 0.8 & 3.5 degrés C en cas de croissance globale des émissions soufrées. La variation sera entre 0.8 & 4.5 degrés C si elle reste au niveau actuel.

Les "meilleurs estimations" du GIECC-1995 sont 2 degrés C et de 2,4 degrés C respectivement. Cette croissance aura lieu à un rythme compris entre 0,12 degré C et 0,26 degré C par décénnie, un rythme plus rapide que tout ce qu'on a pu observer depuis 10 000 ans. Avec les "meilleurs estimations", la température moyenne du globe en 2100 serait plus élevée que tout ce qu'il a connu depuis 125 000 ans.

Le niveau des mers s'éleverait ainsi de 20cm à 80cm (avec croissance des aérosols), ou de 30cm à 100cm (avec leur stabilisation). Des dizaines de millions de personnes devraient alors être évacuées des îles et deltas plats (Bangladesh, Egypte), avec les conséquences alimentaires, sanitaires et géopolitiques que l'on imagine.

- La hausse de température pourrait provoquer certaines modifications des circulations océaniques. Les impacts climatiques peuvent inciter de violentes tempêtes ou d'autres catastrophes écologiques

CONSÉQUENCES PLAUSIBLES -

Dilatation de l'eau de mer en fonction de l'élévation de la température enngendre l'élévation du niveau de la mer. - le déplacement des zones climatiques propre à tel ou tel type de culture, d'élevage ou de fôret. - Extention des zones - secteur d'épidémie (anophèle, un protozoaire qui provoque la malaria).(Insecte qui transporte et injecte le plasmodium) - Des températures plus haute que la normale accroît l'évaporation davantage de vapeur d'eau, un GES déjà en trop grande quantité. - Si on mélangeais dans l'atmosphère des aérosols et de la vapeur d'eau nous obtiendrons la condensation de fines gouttelettes, elles formeront des nuages et ainsi plus de précipitation. - Diminution du pouvoir réfléchissant de la surface du globe et accroît l'absorbtion de chaleur par les sols les mers; tout ça par la fonte de neige et de glace. - La fonte du perma frost de arctique peut provoquer de fortes émissions de méthane. - la hausse de température rend le CO2 moins soluble dans les océans superficiels. - réchauffement plus important sur les continents que sur les océans. - réchauffement maximale aux hautes lattitudes. - Précipitation augmente surtout aux hautes et moyennes lattitudes. - Augmentation de l'évaporation et de l'humidité au-dessus des mers tropicales. - Extention de la zone des moussons. - Les zones subtropicales sèches le deviendraient encore plus. - Tout étendu de terrains plats (plaines) deviendraient sèches et désertiques. - Réduction de variation diurne - température jours-nuits - Niveau pourrait s'élever - fonte des calottes glacière. - Déséquilibre du système écologique. - Innondation du littoral actuel des continents. - Submersion des petites îles. - Difficulté d'adaptation de certaines espèces animales et végétales. - Disparition de certaines espèces après plusieurs années. - Approivisionnement en eau qui provoqueraient des répercutions sur les agriculteurs et leurs récoltes. - Fusion des glaces nord et sud, causeraient les marées océaniques - innondation de villes côtière entières. Il ne faudrait qu'une hausse de 5% de la température globale pour provoquer la fusion total de l'arctique. - Petit changement de température terrestre affecte les écosystèmes vivant sur la terre et leurs supports abiotiques. - Réchauffement planètaire est à l'origine de désastre climatique. -tornades -ouragans -sècheresse -inondations - Favorise et encourage l'invasion d'insectes. - aggrave la survie de certaines espèces.

CHLOROFLUOROCARBONES (CFC)

Les scientifiques ont crée un gaz parfait pour l'être humain voir ses caractéristiques surprenantes et nocif envers l'atmosphère et la couche d'ozone. Son nom chlorofluorocarbones mais simplifions-nous la vie appelons-le comme tout le monde CFC. En général, s'il vous est arrivé d'en entendre parler, c'est surement des dommages qu'ils infligent à la couche d'ozone. dessin p.22 (une molecule de CFC-12) Avec une meilleure espérance de vie, la population mondiale augmente à vue d'oeil depuis le dernier siècle. Ce phénomène est engendré en partie par la meilleure conservation de nourriture, par les réfrigérateurs d'où provient la nécessité d'agent de réfrigération comme mentionné ci-haut (CFC). Notre mode de vie moderne fait en sorte que nous battons des records en consommation d'énergie. Quasi inévitablement cette tendance grimpe à une vitesse alarmante. Nous consommons d'énorme quantité de carburant fossile tel le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Nous les utilisons sous forme de carburant pour nos automobiles, dans la production d'électricité et de produits manufacturés. Les CFC ont une longue durée de vie, soit 58 ans pour le CFC 11 a 520 ans pour le CFC 115. Ils peuvent atteindre la stratosphère sans être décomposés. En plus d'être un GES très puissant il cause en partie la destruction de la couche d'ozone car après s'être au niveau de la stratosphère, il est alors décomposé par les rayonnements solaires, puis il détruit l'ozone selon le shéma de destruction catalytique propre au composé chlores. Leur provenance Ils ont été développés autour des années 30 par le Général Motors et aussi par DuPont de Neymours, la production s'accélère beaucoup après la guerre. En 1985 la production mondiale est évaluée à 1 150 000 tonnes. Les États-Unis étaient à l'avant avec 35% des parts du marché mondiale, elles sont maintenant en baisse régulière depuis 1974. L'Europe de l'Ouest est également à 35% de la production mondiale. La France a qu'un unique groupe qui a une capacité de 170 000 tonnes. Le Royaume-Uni produit 150 000 tonnes et l'Allemagne fédérale 128 000 tonnes. En 6 ans la part du Japon a doublé pour être à 12% en 1985. La Chine déclare en 1984 une production de 18 000 tonnes.

Leur propriété Et bien pour un produit toxic qui n'existait pas il y a environ 67 ans nous lui avons léguer une énorme place dans notre monde. Les industries utilisatrices de CFC sont réparties partout autour du globe, du moins dans les pays industsrialisés. On utilise les CFC dans de multliple domaines tel que la réfrigération et la climatisation, les mousses plastiques, les solvants, l'extinction incendie, les aérosols car leurs propriétés physico-chimique sont remarquables et leurs prix peu élevés. Incolores, inodores, inflammables, non toxiques, les CFC possèdent une grande inertie chimique et de bonnes propriétés thermodynamiques.

À quoi servent-ils? Jusqu'à la fin des années 70 les CFC 11 et 12 se sont débouchés comme gaz propulseurs et les aérosols (produits d'entretien, insecticides, peinture, pharmacie, parfumerie, soins corporels). Ce sont surtout les CFC 11,22 et 12 qui sont utilisés dans la réfrigération et la climatisation. L'emploi de la climatisation est entre autre utilisé aux États-Unis dans l'industrie de l'automobile. Agent gonflant des mousses expansées souples ou rigides, les CFC 11,12 parfois même 114, sont régulièrement utilisés par les industries de l'ameublement (literie, sièges), de l'automobile (climatiseurs de voiture, sièges, unités de transport réfrigérés), de l'emballage, y compris celui des denrées alimentaires et dans le secteur du batiment. L'usage du CFC 113 comme solvant dans des activités telles que le dégraissage (tannerie et mégisserie) ou le nettoyage à sec mais bien d'avantage encore dans l'électronique, se fonde surtout sur ses qualités d'ininflammabilité et d'innocuité pour les personnels. Finalement ils trouvents aussi des débouchés dans des équipements médicaux (stérilisation). Protocole de Montréal Un calendrier a été mis en place pour la suppression des CFC dans ces produits en Juin 1990. Ce calendrier comporte un nombre limité de produits soit; les réfrigérateurs, les climatisations, les solvants utilisés dans l'industrie, les mousses plastiques utilisés pour l'isolation, les aérosols et les extincteurs. Mais, compte-tenu de la stabilité des CFC et des quantités qui ont été émises, leur effet pourrait continuer jusqu'au milieu du sciècle prochain.

Le Canada et les autres pays signataires se sont engagés à faire diminuer graduellement (par rapport au protocole de Montréal de 1985) leur production des CFC d'ici l'an 2000, le Canada a même fixé l'échéance à 1997. Une molécule de CFC-11 est 12 000 fois plus active dans l'effet de serre qu'une molécule de CO2. Ces taux supplémentaires des gaz à effet de serre gardent de plus en plus de chaleur, et la plupart des scientifiques pensent que notre planète se réchauffera davantage en conséquence.

Leurs potentiels d'effet de serre sont plus ou moins au même niveau que les CFC classiques. Les meilleurs substituts sont en fait le HCFC-123, le HFC-41 et le HFC-152a. Mise à part les pays non-industrialisés et les trafics clandestins de CFC, la production des CFC a été stoppé en 1996 suite au protocole de Montréal sur la protection de la couche d'ozone. OXYDE DE SOUFRE (SO2) La combustion du charbon et du fioul émet du SO2, ces molécules une fois dans l'atmosphère se transforme en fines particules de sulfates (aérosols). Les aérosols poluent l'air et provoquent les pluies acides. Ses particules s'oppose au réchauffement de la terre car elles réfléchissent les rayons du soleil. L'émission de poussière dûe aux travaux publics, de mauvaises pratiques agricoles et sylvicoles et les éruptions volcaniques ont les même effets. Ce refroidissement ne montent pas plus haut que le dixième du réchauffement global. Ces poussières et aérosols retombent très vite au sol alors leurs effets refroidissant ne correspond qu'aux régions ou ils sont émis. Le vent les trasporte d'une distance de mille kilomètres au maximum.

Qu'advient-il de ce gaz?

Les moteurs diesels produisent du SO2 mais à 90% se sont les industries les principaux producteurs.

En Europe, entre 1890 et le milieu de 1990, la concentration atmosphérique en SO2 a augmenté et a très peu diminué depuis (la concentration d'oxyde de soufre a augmenté de 0,25% par année depuis les 40 dernières années). Ils sont moins stricts que les États-Unis par rapport au contrôle des rejets industriels.

Le N₂O compte pour 5% des GES produit par le Canada.

MÉTHANE (CH₄)

Les principales sources d'émissions du méthane sont le gaz naturel, la fermentation intestinale du bétail, le pétrole, les lieux d'ensevelissement municipaux, fermentation des marécages, les rizières, les extractions minières du charbon et les fertilisants. La contribution du méthane en 1990 est à 17% responsable du total de l'effet de serre.

Une molécule de CO₂ est 21 fois moins active dans l'effet de serre qu'une molécule de méthane. La concentration de méthane a augmenté de 145% en un siècle. 35% de ses concentrations proviennent des activités humaines, les activités agricoles comptes pour 50% et le reste, 15% vient de la fermentation des déchets.

Quatrième dessin

CONCLUSION

L'effet de serre nous touche tous après tout nous en subirons les rétro-actions un jour ou l'autre. Il y a un énorme enjeux économique par rapport aux industries productrices de CFC et ses substituts et nos moyens de réfrigérations dont on ne peut dorénavant plus se passer. Une multitudes de gestes simples que chacun de nous pouvons exécuter à chaque jour aideraient à réduire les émissions de GES et de diminuer l'augmentation d'effet de serre.