Chapitre 2 — Météorologie et climatologie · Topic 3 : Changements climatiques et conséquences · Leçon 3.2
En 2023, la concentration de CO₂ dans l’atmosphère a atteint 422 ppm (parties par million). C’est le niveau le plus élevé depuis au moins 3 millions d’années. Depuis l’ère préindustrielle (1750), la concentration de CO₂ a augmenté de 50 %. Ce n’est pas une coïncidence : c’est la conséquence directe de la combustion des énergies fossiles et de la déforestation. Cette leçon explique comment et pourquoi cela réchauffe la planète.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Expliquer le principe de l’effet de serre naturel et renforcé.
- Nommer les principaux gaz à effet de serre et leurs sources.
- Présenter les preuves scientifiques du réchauffement climatique.
- Distinguer les causes naturelles et humaines du changement climatique actuel.
- Citer les principales conséquences physiques du réchauffement.
🧭 Plan de la leçon
- L’effet de serre naturel : indispensable à la vie
- L’effet de serre renforcé : la cause du réchauffement actuel
- Les preuves du réchauffement climatique
- Les conséquences physiques observées et prévues
1. L’effet de serre naturel : indispensable à la vie
L’effet de serre est un phénomène naturel et indispensable à la vie sur Terre. Sans lui, la température moyenne de la Terre serait d’environ −18°C (au lieu de +15°C actuels). Il fonctionne ainsi :
- Le Soleil émet un rayonnement à courte longueur d’onde (visible, UV) qui traverse facilement l’atmosphère et réchauffe la surface terrestre.
- La Terre émet à son tour un rayonnement à grande longueur d’onde (infrarouge, chaleur).
- Les gaz à effet de serre (GES) présents dans l’atmosphère absorbent ce rayonnement infrarouge et en renvoient une partie vers la surface, la réchauffant davantage.
Les principaux GES naturels sont :
- Vapeur d’eau (H₂O) : le plus puissant GES naturel (~50 % de l’effet de serre)
- Dioxyde de carbone (CO₂) : ~20 % de l’effet naturel
- Méthane (CH₄), protoxyde d’azote (N₂O), ozone (O₃) : le reste
2. L’effet de serre renforcé : la cause du réchauffement actuel
Le problème actuel n’est pas l’effet de serre en lui-même, mais son renforcement par les activités humaines, qui augmentent la concentration des GES dans l’atmosphère :
| GES | Sources humaines principales | Évolution depuis 1750 | Pouvoir de réchauffement |
|---|---|---|---|
| CO₂ | Combustion d’énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz), déforestation, ciment | +50 % (280 → 422 ppm) | Référence (1) |
| CH₄ (méthane) | Élevage (digestion des ruminants, lisiers), rizières, décharges, exploitation du gaz naturel | +160 % (700 → 1 900 ppb) | 28× le CO₂ sur 100 ans |
| N₂O (protoxyde d’azote) | Agriculture (engrais azotés), élevage, certains procédés industriels | +23 % (270 → 334 ppb) | 265× le CO₂ sur 100 ans |
| HFC / SF₆ | Climatiseurs, réfrigérateurs, production d’aluminium | Apparaissent après 1950 (absents dans la nature) | Jusqu’à 23 000× le CO₂ |
Le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat), dans son 6ᵉ rapport d’évaluation (2021), affirme avec certitude que le réchauffement climatique actuel est « sans ambiguïté d’origine humaine ». Cette conclusion repose sur : la corrélation entre les émissions et la hausse des températures, la signature isotopique du CO₂ atmosphérique (qui prouve qu’il vient des combustibles fossiles), et les modèles climatiques qui ne peuvent reproduire le réchauffement observé qu’en incluant les émissions humaines.
3. Les preuves du réchauffement climatique
Les données scientifiques concordantes provenant de nombreuses sources indépendantes montrent que la planète se réchauffe :
| Indicateur | Observation |
|---|---|
| Températures globales | +1,1°C en moyenne mondiale depuis l’ère préindustrielle (1850-1900). 2023 a été l’année la plus chaude jamais enregistrée (+1,48°C). |
| Niveau des mers | +20 cm depuis 1900, avec une accélération récente. Causes : fonte des glaciers et dilatation thermique de l’eau. |
| Fonte des glaces | La banquise arctique d’été a perdu ~40 % de sa superficie depuis 1980. Les glaciers continentaux reculent sur tous les continents. |
| Phénomènes extrêmes | Augmentation en fréquence et intensité des canicules, sécheresses, tempêtes tropicales intenses, précipitations extrêmes. |
| Indicateurs biologiques | Floraison plus précoce, migration des espèces vers le nord ou l’altitude, déphasage phénologique (ex. : les chenilles émergent avant les oiseaux qui en dépendent). |
4. Les conséquences physiques observées et prévues
Le GIEC prévoit, selon les scénarios d’émissions :
- Réchauffement de +1,5°C à +4,4°C d’ici 2100 selon les émissions futures.
- Montée des mers de 0,3 à 1 m d’ici 2100 (avec des risques de dépassement).
- Intensification des extrêmes : vagues de chaleur, sécheresses, inondations.
- Acidification des océans : menace pour les coraux et les coquillages.
- Modification des zones climatiques → déplacements des zones agricoles.
En 2015, les pays du monde ont signé l’Accord de Paris, s’engageant à limiter le réchauffement à 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels, ou à 2°C au maximum. En 2023, pour la première fois, la température mondiale a franchi +1,5°C sur une année complète. Pour rester sous cette limite, les émissions mondiales de CO₂ devraient atteindre zéro avant 2050. Le GIEC estime qu’à l’heure actuelle, avec les politiques en place, on se dirige vers un réchauffement de +2,5 à +3°C d’ici 2100.
🧠 À retenir absolument
- Effet de serre naturel : les GES (CO₂, H₂O, CH₄…) absorbent le rayonnement infrarouge terrestre et réchauffent l’atmosphère → sans lui, la Terre serait à −18°C.
- Effet de serre renforcé : l’augmentation des GES par les activités humaines amplifie l’effet de serre → réchauffement.
- Principaux GES humains : CO₂ (combustibles fossiles) · CH₄ (élevage, rizières) · N₂O (engrais).
- Preuves : +1,1°C depuis 1850, montée des mers (+20 cm), fonte des glaces, multiplication des extrêmes.
- GIEC : organisme scientifique international qui synthétise les recherches sur le climat. Son 6ᵉ rapport (2021) certifie l’origine humaine du réchauffement.
❓ Questions fréquentes
Le CO₂ représente moins de 0,05 % de l’atmosphère. Comment peut-il autant influencer le climat ?
La concentration est faible, mais l’effet est disproportionné. Le CO₂ est une molécule triatomique (3 atomes) capable d’absorber des longueurs d’onde infrarouges très spécifiques que les molécules diatomiques (N₂, O₂ — 99 % de l’air) ne peuvent pas absorber. Une analogie : une vitre de 1 mm d’épaisseur bloque efficacement la pluie, même si elle est mince par rapport à toute la hauteur de l’atmosphère. De plus, la physique du CO₂ est connue depuis 1859 (Eunice Newton Foote, John Tyndall) : chaque doublement de la concentration de CO₂ réchauffé d’environ 3°C.
Les plantes et les arbres n’absorbent-ils pas tout le CO₂ qu’on émet ?
Les forêts et les océans absorbent actuellement environ 50 % du CO₂ émis par les activités humaines. C’est considérable, mais cela signifie que les 50 % restants s’accumulent dans l’atmosphère. De plus, cette capacité d’absorption diminue avec le réchauffement : des océans plus chauds absorbent moins de CO₂, et des forêts soumises à des sécheresses ou des incendies croissants (eux-mêmes liés au réchauffement) peuvent se transformer de « puits de carbone » en « sources de carbone ». C’est une rétroaction positive qui risque d’accélérer le changement climatique.
Qu’est-ce que le GIEC et en qui est-il composé ?
Le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) est un organisme de l’ONU créé en 1988. Il ne mène pas lui-même des recherches : il synthétise les résultats publiés par des milliers de chercheurs du monde entier et rédige des rapports d’évaluation tous les 6-7 ans. Le 6ᵉ rapport (AR6, 2021-2022) a impliqué plus de 700 auteurs de 90 pays, et s’appuie sur plus de 14 000 études scientifiques. Les gouvernements du monde entier participent à l’approbation du résumé à l’intention des décideurs — ce qui lui donne une légitimité politique en plus de sa rigueur scientifique.
Peut-on retirer le CO₂ de l’atmosphère (capture de carbone) ?
Oui, des technologies existent. La plantation d’arbres (reforestation) est la plus naturelle mais nécessite des surfaces énormes. Des technologies industrielles de capture et séquestration du carbone (CCS) pompent le CO₂ des cheminées d’usine et le stockent sous terre dans des roches poreuses. Des systèmes encore plus ambitieux de capture directe dans l’air (DAC, Direct Air Capture) existent mais consomment beaucoup d’énergie et sont très coûteux (150-300 € par tonne de CO₂ capturé aujourd’hui). La plupart des scénarios du GIEC pour rester sous 1,5°C nécessitent une combinaison de réductions massives des émissions ET d’une certaine quantité de capture de carbone.
Pourquoi dit-on que l’élevage est un facteur important de changement climatique ?
L’élevage est responsable d’environ 14,5 % des émissions mondiales de GES (FAO, 2013). Plusieurs mécanismes : les ruminants (vaches, moutons, chèvres) produisent du méthane pendant leur digestion (fermentation entérique) — un gaz 28 fois plus puissant que le CO₂ sur 100 ans. Les déjections animales émettent du méthane et du protoxyde d’azote (265× le CO₂). La déforestation pour créer des pâturages (surtout en Amazonie) libère le carbone stocké dans les arbres. L’alimentation en soja (souvent cultivé sur des terres déforestées) amplifie cet impact. Réduire la consommation de viande, notamment de viande rouge, est l’un des leviers individuels les plus efficaces pour réduire son empreinte carbone.
🚀 Pour aller plus loin
Tu comprends les causes du réchauffement. La dernière leçon de ce chapitre explore ses conséquences sur le vivant :
- Leçon 3.3 — Conséquences du changement climatique sur la biodiversité
- Chapitre 3 — Ressources naturelles et action humaine
- Leçon 2.2 Ch.3 — Impacts de l’être humain sur la biodiversité
Sources : Programme SVT cycle 4, BO spécial n°11 du 26 novembre 2015 · GIEC — 6ᵉ rapport d’évaluation, Groupe de travail I (2021) · Copernicus Climate Change Service (C3S) — données températures 2023 · NOAA — Global Monitoring Laboratory, concentrations CO₂ · FAO, Tackling climate change through livestock, 2013.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.