Météo-France
L’effet de serre, un phénomène vital devenu dangereux
25/02/2025L'effet de serre joue un rôle fondamental dans le climat mondial. Il s’agit d’un phénomène naturel ayant permis la vie sur Terre en élevant la température de son atmosphère. Depuis l’ère industrielle, les activités humaines, en rejetant des gaz dans l’atmosphère, provoquent un effet de serre additionnel et perturbent l’équilibre existant. Il en découle une augmentation de la température jamais observée depuis 12 000 ans et un dérèglement du climat menaçant les écosystèmes.
Depuis 1850, la température moyenne mondiale a augmenté de 1,2 °C. L’augmentation est encore plus rapide à l’échelle de l’Europe et de la France où elle approche 2 °C, et pourrait atteindre 4 °C à l’horizon 2100 !
L’effet de serre : un phénomène naturel
Les deux tiers de l'énergie du rayonnement solaire sont absorbés par la Terre et son atmosphère. L’atmosphère et la surface terrestre, réchauffées par ce rayonnement solaire, émettent à leur tour un rayonnement dans le domaine de l’infrarouge se propageant vers l’espace. Cependant, une grande partie de ce rayonnement infrarouge est absorbée par les nuages et les gaz à effet de serre (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, ozone et méthane pour les plus importants) et réémise vers le sol.
Le nom d’effet de serre vient de la particularité de ces gaz, laissant passer le rayonnement solaire, mais bloquant, en contrepartie, le rayonnement infrarouge émis vers l’espace. En “piégeant” cette chaleur dans les basses couches de l’atmosphère, ils provoquent une élévation de température comparable à ce qui se passe sous la serre du jardinier, ou dans une voiture exposée au soleil.
On estime que, sans cet effet de serre de l'atmosphère, la température moyenne à la surface de la terre serait de -18 °C au lieu des 15 °C que nous connaissons.
Les gaz à effet de serre (vapeur d'eau, gaz carbonique, méthane…) sont pratiquement transparents au rayonnement solaire (longueur d'onde du visible) et opaques au rayonnement infrarouge émis par la terre. La chaleur est piégée. © Météo-France / F. Poulain
L'effet de serre : un équilibre perturbé par les activités humaines
Depuis 1850 et l’exploitation des énergies fossiles (charbon, pétrole), les activités humaines affectent la composition chimique de l'atmosphère, en rejetant des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone ou le méthane. Elles entraînent l'apparition d'un effet de serre additionnel, responsable en grande partie du changement climatique actuel. La concentration de CO2 (dioxyde de carbone) a ainsi augmenté de 50 % depuis le début de l'ère industrielle, passant de 280 ppm (parties par million, nombre de molécules de polluant pour un million de molécules d’air) à 420 ppm en 2024. Cette augmentation est à l'origine d'environ deux tiers de l'effet de serre additionnel accumulé depuis 1850.
Le saviez-vous ?
Le CO2 découle directement de la combustion des énergies fossiles, en particulier le pétrole, mais aussi indirectement de la déforestation, notamment de l'Amazonie. Si environ 25 % de ce gaz carbonique produit par l’homme est absorbé par les océans, il est à noter que des océans plus chauds ont moins la capacité d’absorber ce CO2, c’est ce qu’on appelle une rétroaction positive (voir l'encadré de l'expert en bas de page).
L'agriculture intensive et l'élevage sont responsables de l'effet de serre additionnel dû aux émissions de méthane (CH4) et de protoxyde d'azote (N2O).
S'y ajoute la production d'autres gaz artificiels de type halocarbures n'existant pas à l'état naturel : on les retrouve entre autres dans les systèmes de climatisation ou les bombes aérosols.
Quels sont les principaux gaz à effet de serre ?
La vapeur d’eau
La vapeur d'eau est responsable à elle seule de la grande majorité de l'effet de serre naturel. Elle a également un effet de rétroaction important sur le changement climatique : lorsque la température augmente, l'évaporation augmente et la quantité de vapeur d'eau relâchée dans l'atmosphère aussi, accélérant encore le réchauffement.
Le dioxyde de carbone ou CO2
Le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz à effet de serre dont la concentration peut augmenter du fait de processus naturels comme les éruptions volcaniques et les feux de forêts ou de brousse. Toutefois, les activités humaines, avec l'utilisation de carbone fossile (pétrole, gaz naturel et charbon notamment pour l'industrie, le chauffage et les transports), ou encore la fabrication du ciment et les changements d'occupation des sols, sont responsables de l'essentiel de l'augmentation de sa concentration depuis 1850.
Le méthane
Le méthane est un gaz à effet de serre bien plus puissant que le CO2, mais moins concentré. Il est souvent lié aux processus de fermentation (marécages, décharges, digestion des ruminants, etc.). L'agriculture intensive est ainsi l'un des responsables de l'augmentation des concentrations de méthane dans l'atmosphère au cours des derniers siècles.
L’ozone
Présent naturellement dans la stratosphère, vers 20 km d'altitude, l'ozone nous protège du rayonnement solaire ultraviolet qu'il absorbe. De l'ozone est également produit dans les basses couches de l'atmosphère à partir de composés organiques volatiles émis par les activités humaines (transports).
Le protoxyde d’azote
Le protoxyde d'azote, appelé également « gaz hilarant », est émis naturellement par les sols et provient notamment de l'utilisation d'engrais azotés.
À noter
Les deux gaz principaux constituant l’atmosphère, à savoir l’azote à 78 % et l’oxygène à 21 %, ne sont pas des gaz à effet de serre.
L’œil de l’expert : qu’est-ce qu’une rétroaction positive ?
On appelle rétroaction positive ou “boucle de rétroaction positive” un processus par lequel un changement initial va créer d’autres changements qui vont eux-mêmes amplifier le phénomène initial, créant ainsi une sorte de cercle vicieux (il ne faut pas prendre le mot positif au sens premier puisque, dans le domaine climatique, les rétroactions positives ont souvent pour effet d’augmenter le réchauffement et donc ses conséquences néfastes). Outre la moindre capacité d’un océan plus chaud à absorber une part du dioxyde de carbone émis par l’homme, on peut aussi évoquer comme rétroactions positives :
- la diminution des surfaces recouvertes de neige ou de banquise, ces deux éléments ayant la propriété de renvoyer une grande partie du rayonnement solaire vers l’espace. Leur disparition entraîne une accélération du réchauffement qui lui-même va contribuer à leur fonte ;
- les étés plus chauds et plus secs des climats méditerranéens (bassin de la Méditerranée, Californie) provoquent de gigantesques incendies de forêts qui eux-mêmes libèrent du CO2 dans l’atmosphère qui va à son tour contribuer au réchauffement global et donc augmenter le risque d’incendie.
