Que se passerait-il si on arrêtait nos émissions de CO2 ? Bonjour à tous et bienvenue dans cette vidéo où on va parler du changement climatique. On entend souvent dire que le réchauffement des prochaines décennies serait une conséquence des émissions passées et qu’on ne pourrait rien y faire.
Mais qu’en est-il vraiment ? Dans cette vidéo, je vais essayer de répondre à des questions que je reçois sur le sujet de l’inertie climatique; du décalage temporel entre les émissions qui affectent le climat et les effets observés. Les gaz à effet de serre jouent un rôle majeur dans le réchauffement climatique observé et à venir.
Concentrons-nous d’abord sur le plus important de ces gaz à effet de serre: le CO2, le dioxyde de carbone. Ce qui compte pour le climat, c’est la concentration atmosphérique du CO2. Sur cette figure, vous voyez son évolution depuis 1750.
Attention, l’axe des ordonnées ne commence pas à zéro. On observe une augmentation de la concentration en CO2 d’environ 50% depuis 1750 et la majorité de cette augmentation a eu lieu au cours des soixante dernières années. Cette augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 est la conséquence de l’accumulation des émissions de CO2 dues aux activités humaines.
On peut séparer les émissions humaines en deux catégories: le changement d’affectation des sols qui prend notamment en compte les émissions liées à la déforestation et la combustion de ressources fossiles: charbon, pétrole et gaz fossile. Oui, je préfère dire gaz fossile, une appellation qui induit moins en erreur que le traditionnel “gaz naturel”. Ces émissions représentent la quantité de CO2 ajoutée à l’atmosphère en une année.
Vous voyez que ce qu’on ajoute chaque année dans l’atmosphère a fortement augmenté en 70 ans. Ici on met le doigt sur quelque chose d’important et grave. Le problème n’est pas seulement que nous ajoutons chaque année du CO2 dans l’atmosphère mais que la quantité qu’on y ajoute a augmenté au fil des décennies.
Si l’atmosphère est une baignoire et que le CO2 est de l’eau. Le problème n’est pas seulement que le robinet continue de couler mais qu’il coule de plus en plus fort. Si on continue d’émettre du CO2 au rythme actuel, sa concentration atmosphérique et la température globale vont continuer d’augmenter.
Sur ce point, le sixième rapport du GIEC présente la mise à jour d’une figure particulièrement parlante. On y a tracé l’augmentation observée de la température globale en fonction des émissions cumulées de CO2 depuis 1850. Il faut bien comprendre que l’axe des abscisses ne montre pas des années mais la somme des émissions de CO2 par les sociétés humaines.
Si je prends ce point sur la courbe qui correspond à l’année 2010, on peut lire que des émissions cumulées d’un peu plus de 2000 milliards de tonnes correspondent à une augmentation de la température globale d’environ 1°C par rapport à la période 1850-1900. On voit bien la relation pratiquement linéaire entre la température globale et le cumul des émissions de CO2. Cette figure présente également les résultats de modèles climatiques montrant les trajectoires jusqu’en 2050 suivant différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre.
Pour la plage d’émissions présentée ici, on voit que la quasi linéarité entre émissions cumulées de CO2 et température globale reste vraie pour les émissions à venir. Pour avoir une idée du fonctionnement du système climatique, on peut faire quelques exercices de pensée. Demandons-nous d’abord ce qu’il se passerait si on stabilisait nos émissions de CO2.
Imaginons qu’on émette chaque année autant de CO2 qu’en 2019. Avec ce qu’on a vu juste avant, vous comprenez que la concentration atmosphérique de CO2 continuerait d’augmenter et le climat se réchaufferait quasiment linéairement dans les prochaines décennies. Certes, vu l’augmentation tendancielle des émissions de CO2 mondiales, une stabilisation des émissions serait déjà un premier pas… Mais, vous voyez que c’est loin d’être suffisant.
Limiter le réchauffement futur implique de réduire nos émissions de CO2. Et vous le savez déjà très probablement. Mais qu’est-ce qu’il se passerait si les émissions nettes de CO2 par les sociétés humaines tombaient à zéro.
D’abord, qu’est-ce que j’entends par des émissions nettes de zéro ? Et bien soit pas du tout d’émissions de CO2, soit des émissions annuelles de CO2 entièrement compensées par des absorptions induites par des activités humaines. Du point de vue de l’atmosphère, ça revient au même: les activités humaines n’ajoutent plus de CO2 dans l’atmosphère.
Si on arrive à une situation où les émissions nettes sont de zéro au niveau mondial, on peut parler de neutralité carbone au niveau mondial. Alors, on est d’accord qu’on en est actuellement très loin et que les trajectoires pour y parvenir sont incertaines, longues et difficiles. Mais, ça n’empêche pas de se poser des questions.
D’abord, qu’est-ce que des émissions nettes de zéro impliqueraient pour la concentration atmosphérique en CO2 ? Pour le comprendre… un petit rappel. Dans la seconde vidéo sur le cycle du carbone, on avait vu un cas hypothétique où on ajoutait une grande quantité de CO2 dans l’atmosphère avant d’arrêter toutes émissions et d’observer la décroissance de ce surplus.
On avait vu qu’une partie du CO2 resterait dans l’atmosphère pour une très longue période de temps et qu’il faudrait de l’ordre de la centaine de milliers d’années pour revenir, éventuellement, à l’équilibre. Mais, on avait également vu qu’environ 60% de ce surplus de CO2 était retiré de l’atmosphère en un siècle par divers phénomènes, notamment par dissolution dans les océans et dans une moindre mesure par la végétation. Ces phénomènes qui contrebalancent une partie de nos émissions sont des réactions aux déséquilibres que créent nos émissions.
C’est pour ça que leurs effets se réduisent au fur et à mesure que ce surplus se réduit. Je vous renvoie aux deux vidéos sur le cycle du carbone pour plus de détails sur ce que je viens de raconter. Ce qu’on peut en déduire pour le sujet qui nous intéresse ici, c’est que si on arrive dans une situation où les émissions nettes de CO2 par les sociétés humaines sont de zéro… on observerait une diminution de la concentration en CO2 atmosphérique… d’abord rapide puis de plus en plus lente.
Avant de voir ce que cette diminution impliquerait sur la température, faisons un exercice de pensée où on fixe, à ce qu’elle est aujourd’hui, la concentration atmosphérique en CO2. Avec ce que je viens d’expliquer, vous comprenez que ce n’est pas un scénario où les émissions de CO2 sont nulles mais elles seraient tout de même fortement réduites par rapport à la situation actuelle. C’est intéressant de voir le cas d’une stabilisation de la concentration parce que la confusion entre stabilisation de la concentration et émission nette nulle explique peut-être certaines idées reçues sur l’inertie climatique.
Dans le cas d’une concentration constante de CO2 atmosphérique, les modèles montrent qu’on devrait s’attendre à un réchauffement additionnel de quelques dixièmes de degrés au cours des prochains siècles. L’atmosphère n’atteint pas l’équilibre thermique dès qu’on fixe la concentration en CO2. On peut donc dire qu’il y a une inertie à concentration constante de CO2.
Cette inertie vient notamment du fait qu’il faut beaucoup de temps pour que l’océan se réchauffe et atteigne l’équilibre. Dernier exercice de pensée pour cette partie. Plutôt que de maintenir la concentration en CO2 constante, imaginons maintenant que les émissions nettes de CO2 par les sociétés humaines tombent à zéro.
On l’a dit ça se traduirait par une réduction de la concentration en CO2 atmosphérique. Mais, comment réagirait la température globale à un arrêt complet des émissions de CO2 par les sociétés humaines ? Et bien ça dépend des modèles, et ça va d’une hausse de la température de quelques dixièmes de degrés en un siècle à une baisse de la même amplitude.
Ce que montrent les modèles, en moyenne, c’est une stabilisation rapide de la température globale. Cette stabilité dans une situations d’arrêt des émissions de CO2 n’est pas évidente à expliquer. Pour aller vite, le réchauffement qu’on voyait dans la situation à concentration constante, due à l’inertie des océans, est compensée par l’effet refroidissant de la baisse de concentration du CO2.
Je vous laisse des sources en description pour ceux qui veulent mieux comprendre cet aspect. Si on s’intéresse à la seule question de l’augmentation des températures, il ne semble donc pas vraiment y avoir d’inertie ici. Si on prend un modèle climatique et qu’on met aujourd’hui les émissions nettes de CO2 à zéro, la température globale se stabilise rapidement.
Mais, il n’y a pas que nos émissions de CO2 qui affectent le climat, et ça, ça complique un peu notre histoire. Vous le savez sans doute, il y d’autres gaz à effet de serre comme le méthane ou le protoxyde d’azote. Les émissions de méthane sont dues aux décharges, à l’agriculture et à l'élevage mais aussi à l’extraction et aux transports de ressources fossiles pour près d’un tiers des émissions.
Certaines activités humaines émettent également des aérosols, des petites particules en suspension dans l’atmosphère qui refroidissent le climat en renvoyant vers l’espace une partie du rayonnement solaire. Ces aérosols sont produits, pour une large part, par la combustion de ressources fossiles. Pour réduire les émissions de CO2, il faut réduire la consommation de ressources fossiles et ça aura nécessairement des effets sur les émissions de méthane et d’aérosols.
Or, ce que je vous ai montré précédemment était des variations des émissions de CO2 sans toucher aux émissions d’aérosols ou des autres gaz à effet de serre… Pour donner une vision plus réaliste de ce qu’il se passerait, il faut inclure aérosols et autres gaz à effet de serre dans notre discussion. Pour comprendre les effets de réduction de ces autres émissions, reprenons nos petits exercices de pensée. Si, en plus d’arrêter le CO2, on arrête les aérosols, on voit qu’on a un réchauffement rapide et non négligeable.
C’est parce que les aérosols ont une faible durée de vie dans l’atmosphère. Un arrêt des émissions d’aérosols est donc rapidement suivi d’une réduction de leur concentration et donc une perte de leur action de refroidissement pour le climat. On voit apparaître rapidement un réchauffement qui était masqué jusque là par l’effet des aérosols.
Regardons maintenant ce qu’il se passerait avec les autres gaz à effet de serre. On remet les aérosols, on émet zéro CO2 et on réduit également à zéro les émissions de tous les autres gaz à effet de serre. Les modèles climatiques montrent alors une décroissance de la température.
C’est en grande partie parce que le méthane a une durée de vie moyenne d’une douzaine d’années. Après un arrêt des émissions de méthane, le surplus de méthane que les activités humaines ont placé dans l’atmosphère va donc rapidement se réduire et l’effet sur les températures est visible dès les premières années. Le méthane et le dioxyde de carbone présentent des différences physiques importantes qui ont des implications sur la manière de penser ces gaz à effet de serre, notamment s' il faut faire des choix entre réduire l’un ou l’autre.
Il faudra que je parle de ce sujet un jour parce qu’il y a de plus en plus d’incompréhensions autour. Ici, retenez qu’une réduction des émissions de méthane est rapidement suivie d’une décroissance de sa concentration dans l’atmosphère et donc une disparition de ses effets. Mais, on observe une décroissance des températures parce qu’on fait l’hypothèse d’émissions de CO2 nulles, ce qui est très éloignée de la situation actuelle.
Si on mettait le méthane à zéro en continuant d’émettre autant de CO2 que ces dernières années… Il est très peu probable qu’on observe un refroidissement, on observerait plutôt un moindre réchauffement qu’en gardant les émissions de méthane. Dernier exercice de pensée. Maintenant, combinons tout ça.
On arrête complètement les émissions de CO2, des autres gaz à effet de serre et des aérosols. Ici on se rapproche d’une situation où on ferait disparaître d’un claquement de doigt nos sociétés industrielles. On voit alors une légère augmentation des températures due à la disparition rapide des aérosols suivie d’une baisse due à la disparition du méthane et une stabilisation des températures à un peu moins de 1°C au-dessus des températures préindustrielles.
Après, une stabilité des températures, ce n’est pas non plus un retour à la situation préindustrielle. Les émissions de CO2 passées sont responsables de l’état climatique qu’on connaît aujourd’hui et nous empêchent de revenir en arrière. Cette figure permet de comprendre certaines inerties physiques à l'œuvre dans le système climatique.
Ce sont bien les émissions en cours et à venir qui définissent de quoi sera fait le climat des prochaines décennies. Puisque si on arrête toutes émissions de gaz à effet de serre et d’aérosols du jour au lendemain, la température globale augmente légèrement avant de se réduire et de se stabiliser, en dessous de la température actuelle, vers la fin du siècle. C’est parce qu’on continue d’émettre des gaz à effet de serre, et notamment du CO2, que ça continue de se réchauffer.
On ne peut pas mettre sur le dos des émissions passées, le réchauffement à venir. Et c’est plutôt une bonne nouvelle ! Puisque ça implique que le l’évolution future du climat dépend de nos actions.
Et là, vous me répondrez probablement qu’on part quand même d’une situation de grande dépendance aux ressources fossiles qui ne nous simplifie pas la tâche. Et vous avez raison. Ce que j’ai raconté jusque-là est, évidemment, complètement irréaliste.
Il est impossible que les émissions nettes de CO2 tombent d’un coup à zéro. Ne jetez pas pour autant la première moitié de ma vidéo à la poubelle. Ces expériences irréalistes ne sont pas inutiles.
Elles permettent de mieux comprendre comment fonctionne la machine climatique et notamment de différencier ce qui relève de l’inertie physique du climat qu’on a vu jusque-là de ce qui relève de l’inertie des sociétés qu’on va voir maintenant. Ces connaissances sont indispensables pour décider des objectifs climatiques à atteindre et des stratégies d’atténuation à mettre en place. Les sociétés humaines, en particulier les pays développés, reposent sur une énorme consommation de ressources fossiles.
En France, grâce au nucléaire, c’est moins vrai qu’ailleurs pour la production électrique, mais pour les transports, l’industrie ou la production de chaleur nous utilisons de grandes quantités de ressources fossiles comme les autres pays développés. L’empreinte carbone moyenne d’un français est supérieure à l’empreinte moyenne mondiale. Si on supprimait ces ressources fossiles d’un claquement de doigts, ça aurait des conséquences dramatiques puisqu’une large part de la population mondiale dépend aujourd’hui des ressources fossiles pour leur survie.
On ne peut pas passer instantanément de la situation actuelle de grandes dépendances aux fossiles à une situation où on s’en passerait entièrement. L’évolution des sociétés humaines induit donc une inertie importante qu’on pourrait qualifier d’inertie sociétale. Pour comprendre ce point, on va se servir des scénarios utilisés par le GIEC.
Mais d’abord qu’est-ce qu’un scénario ? Un scénario n’est pas une prédiction ou une projection. C’est une trajectoire possible établie à partir de modèles qui incluent des considérations économiques, démographiques, technologiques et politiques.
On produit ces trajectoires pour analyser ce qu’il peut se passer pour divers sujets comme le climat, les ressources ou la biodiversité en fonction de la trajectoire suivie; en fonction de décisions que l’on pourrait prendre. Étudier des scénarios permet de se faire une idée sur ce qui pourrait advenir. Je n’ai pas le temps de détailler la manière dont ces scénarios sont produits.
Mais il est important que je précise certaines choses pour que cette vidéo n’induise pas trop de mécompréhensions. On a représenté ici le forçage radiatif dû au gaz à effet de serre dans différents scénarios. Pour ceux qui ne sont pas familiers avec le concept de forçage radiatif.
Disons que si le réchauffement de la planète était le réchauffement d’une pièce dont vous allumez les radiateurs, le forçage radiatif serait la puissance de ces radiateurs. Le premier élément important, et qui devrait vous sauter aux yeux, c’est que la différence entre ces scénarios tient pour une large part au CO2. Ce n’est pas pour rien que la priorité pour lutter contre le changement climatique a toujours été la lutte contre les émissions de CO2 et notamment contre la combustion de ressources fossiles.
Pour avoir un point de repère, les trajectoires des politiques climatiques en cours nous placent sur des scénarios un peu en dessous de SSP2-4. 5. Les scénarios que je vous montre ici prennent en compte les émissions de CO2 mais également des autres gaz à effet de serre.
Même si ce n’est pas représenté sur cette figure, ces scénarios prennent aussi en compte les aérosols. Pour revenir à la question de l’inertie, le plus simple est sans doute de regarder une F. A.
Q du sixième rapport du GIEC qui montre ce qu’il se passe entre ces deux scénarios: SSP1-2. 6 et SSP3-7. 0.
Vous voyez ici, l’évolution dans le temps des émissions de CO2 entre deux scénarios que je vais nommer rouge et bleu par simplicité. Cette figure a été publiée à l’été 2021 mais vous voyez que la représentation commence en 2015. Ce n’est pas très important pour nous puisque ce qui va nous intéresser c’est le décalage entre des actions sur les émissions et les effets sur la température.
La courbe bleue montre une décroissance des émissions qui tombe en dessous de zéro vers la fin du siècle. On est dans un cas de fortes actions de réductions des émissions au niveau mondial, un scénario qui a de grandes chances de respecter l’objectif d’un réchauffement climatique de moins de 2°C en 2100. Alors que la courbe rouge montre une forte augmentation de ces émissions de CO2 qui mène à près de 4°C en 2100.
On regarde maintenant l’évolution de la concentration en CO2 qui en résulte. Vous voyez que la différence est nette entre ces deux scénarios. La réduction des émissions qu’on a vue précédemment dans le scénario bleu permet de stabiliser la concentration autour de 450 ppm alors que les émissions toujours plus importantes de CO2 dans le scénario rouge font plus que doubler la concentration atmosphérique d’ici la fin du siècle.
La divergence de scénarios se faisait à partir de 2015 en émissions mais vous voyez qu’on commence à observer une différence dans la concentration de CO2 qu’au début des années 2020. On a donc un décalage de plusieurs années entre les premières actions sur les émissions et un effet observable sur la concentration en CO2 atmosphérique. Si on va jusqu’au température, on observe là encore une différence importante entre nos deux scénarios qui arrive à un état de la planète radicalement différent à la fin du siècle.
Un peu plus de deux degrés de différence de température globale c’est loin d’être un détail. On voit également que le scénario bleu de fortes réductions des émissions de CO2 présente une température globale qui reste relativement stable à l’échelle du siècle. .
Mais, la divergence entre ces scénarios ne se voit qu’environ 25 ans après que les trajectoires d’émissions aient commencé à diverger. C’est avant tout en raison de la variabilité naturelle. Comme il y a une variabilité de la température globale d’une année sur l’autre, il faut une différence significative entre ces deux trajectoires pour que cette différence puisse être détectée malgré les variations naturelles.
Ça ne veut pas dire qu’il n’y a aucune différence sur cette période de 25 ans. On voit bien ici que la moyenne des simulations en rouge est rapidement au-dessus de la moyenne des simulations en bleu. Mais, il se passe du temps avant que cette différence soit discernable.
Évidemment, cette inertie n’est pas une constante. Si on avait choisi des trajectoires d’émissions plus divergentes, l’effet sur les températures serait discernable plus tôt. À l’inverse, avec des trajectoires d’émissions moins divergentes, l’effet sur les températures serait discernable plus tard.
Ce décalage entre l’évolution des émissions et les effets observés n’est pas négligeable mais ce n’est pas une inertie physique. C’est une inertie sociétale. Elle existe parce que nous ne pouvons pas passer du jour au lendemain de sociétés très dépendantes aux énergies fossiles à des sociétés qui pourraient entièrement s’en passer.
Bon, on a longuement parlé de la température globale et ça se justifie parce que beaucoup des conséquences du changement climatique y sont liées. Mais, pour ne pas vous donner une vision faussée de cette question, il faut que je vous donne quelques exemples de conséquences avec des inerties bien plus longues. Premier exemple: les masses de glace.
Même si on arrive à stabiliser la température globale, les glaciers et les calottes polaires continueront à fondre, au moins partiellement. Et cette fonte pourrait s’étendre sur des siècles. En France, même dans les scénarios les plus bas en émissions, la plupart des glaciers sont condamnés à disparaître au cours de ce siècle.
Ils ne doivent leur sursis que parce que leur fonte est longue. La calotte polaire qui recouvre le Groenland continuera de fondre au cours du siècle, ainsi que, probablement, la calotte polaire qui recouvre l’Antarctique. Mais la portion de fonte déjà engagée est incertaine et l’ampleur de la fonte dépendra surtout du réchauffement à venir et donc des émissions de CO2 par les sociétés humaines dans les prochaines décennies.
Deuxième exemple: les océans Les océans captent la majorité de l’énergie qui s’ajoute au système Terre. Mais, vu qu’il faut beaucoup d’énergie pour les faire monter en température, ils se réchauffent moins rapidement que l’atmosphère. Ce qu’on peut directement observer avec la température globale si on la différencie entre la surface des océans et la surface des terres.
En supposant qu’on stabilise les températures de l’atmosphère il faudrait des siècles à des millénaires pour que les océans atteignent l’équilibre thermique. La surface des océans se réchaufferait assez rapidement mais il faudrait du temps pour que cette chaleur se propage jusqu’aux couches les plus profondes. Troisième exemple: l’élévation du niveau des mers Vu que l’élévation du niveau des mers est le résultat de la fonte des glaciers et de la montée en température des océans qui entraîne leur dilatation… Vous vous doutez que c’est aussi un phénomène avec une inertie importante.
Une figure extraite du sixième rapport du GIEC permet d’illustrer ça à merveille. Vous voyez l’estimation minimale et maximale de l’élévation du niveau des mers, dans 2 000 ans et dans 10 000 ans, suivant différents scénarios d’élévation des températures. Le fait qu’il y ait une différence entre ces deux horizons temporels montrent bien que ce phénomène s’étend sur des millénaires.
Il y a, ici, une énorme inertie physique. Des centaines de générations humaines devront s’adapter aux conséquences des émissions actuelles de gaz à effet de serre. J’aurais pu parler de nombreuses autres conséquences du changement climatique.
Ce n’est pas une liste exhaustive mais juste des exemples qui montrent une grande inertie. À chaque fois qu’on achète des objets, qu’on prend la voiture, qu’on se chauffe ou qu’on prend une douche, on affecte, dans des proportions variables, des centaines de générations humaines. Dans cette vidéo, on a vu qu’il y a des conséquences du changement climatique avec des inerties différentes.
Selon ce qu’on observe, l’inertie peut être de quelques jours ou s’étendre sur des durées dépassant le millénaire. Je trouve ça à la fois dérangeant et difficile à imaginer qu’une partie des effets de nos émissions actuelles ne s'expriment que dans plusieurs millénaires. On a vu que, contrairement à ce qu’on peut entendre, la température globale ne présente pas une grande inertie physique.
Si les sociétés humaines parviennent à la neutralité carbone, la température globale devrait se stabiliser rapidement. Ce qui est plutôt une bonne nouvelle parce que beaucoup des conséquences préoccupantes du changement climatique sont liées à la température globale. Enfin, on a parlé d’inertie sociétale.
Il y a de nombreuses manières d’atteindre la neutralité carbone et des choix de société à faire. Mais, dans tous les cas, la route vers la neutralité carbone sera longue et difficile. On ne peut pas réduire de 100% les émissions de CO2 en quelques années.
Il y a donc une inertie sociétale qui découle de l’état de dépendance de nos sociétés aux énergies fossiles et de la difficulté de transformer rapidement l’infrastructure physique dont nous dépendons. Voilà j’espère que vous avez apprécié cette vidéo et qu’elle vous aidera à vous y retrouver dans les discussions sur l’inertie climatique. Comme toujours je vous laisse des sources en description pour aller plus loin et notamment un article très complet par Loïc Giaccone qui m’a bien aidé pour ce script.
Son article se penche sur la manière dont l'évolution des connaissances sur l’inertie climatique ont influencé les choix et la nature des objectifs visés par la gouvernance climatique. Cette vidéo a été montée par Maxime de la chaîne Philoxime dont je vous recommande fortement le travail. Si je parviens à travailler vite et bien sur des sujets que je connais un peu comme celui-ci et que j’arrive à déléguer, je pourrais peut-être augmenter mon rythme de parution.
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