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Gaz à effet de serre - Partie 1

Dernière mise à jour : 7 sept. 2023

L'augmentation de la population a généré une plus grande consommation d'énergie [1]; Pour générer cette énergie, 80% est à l'aide de carburants ou d'agents fossiles [2] (Elzinga sd), qui ont provoqué une augmentation des gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère, dont le CO2 (dioxyde de carbone), contribuant au réchauffement climatique et à l'accélération du changement climatique.



1. L'effet de serre

L'effet de serre est un phénomène que l'on compare au captage thermique produit par une serre [3] ; les gaz de l'atmosphère agissent comme un verre qui retient une partie de l'énergie solaire qui doit sortir ; l'installation de ces gaz dans l'atmosphère sont le produit de deux types d'actions:


  • Actions naturelles de l'effet de serre: ce sont des actions de la nature comme les volcans, l'évaporation des océans et autres.


  • Actions anthropiques de l'effet de serre: sont celles produites par les activités humaines, où des agents fossiles sont utilisés, par exemple pour le transport.


On peut dire que les actions anthropiques s'ajoutent aux GES naturellement présents dans l'atmosphère ; Si le phénomène de l'effet de serre n'existait pas, la planète aurait une température globale de -18°C ; nous avons besoin de l'effet de serre, mais maîtrisé (Bolufer, 2012). Dans l'image 1, on voit comment ce phénomène se produit:


  • Etape 1 : les rayons solaires pénètrent dans la planète et sont absorbés par la surface terrestre.

  • Etape 2 : la surface de la terre renvoie une partie de l'énergie à l'atmosphère.

  • Etape 3 : la couche de gaz à effet de serre et de vapeur d'eau, empêche une partie de l'énergie thermique de retourner dans l'espace ; cette rétention provoque le réchauffement climatique.


Suforall, Javier Trespalacios

Image 1: effet de serre (Association Neuchâteloise en Matière d’Energie)



2. Gaz à effet de serre - GES

Les gaz à effet de serre qui s'installent dans l'atmosphère ont la propriété d'absorber et de réémettre le rayonnement solaire qui pénètre sur notre planète, provoquant une augmentation de la température de la planète, contribuant au réchauffement climatique et à l'accélération du changement climatique.


En 1992, les Nations Unies ont créé « The United Nations Framework Convention on Climate Change » (UNFCCC, en anglais United Nations Framework Convention on Climate Changes - UNFCC), une organisation entrée en vigueur en 1994, et chargée de mettre en place des actions globales pour l'atténuation et l'adaptation au changement climatique. Actuellement, il y a 197 pays qui ont ratifié la convention, ces pays sont appelés « États parties » (United Nations Framework Convention on Climate Change s.d.).


Dans le cadre de la CCNUCC, le Protocole de Kyoto [4] (Nations Unies, 1998) a été approuvé en 1997, qui est entré en vigueur en février 2005, et où des limites sont fixées pour deux groupes de GES, trois d'origine naturelle et trois d'origine industrielle:


Groupe 1 : GES d'origine naturelle:


  • Dioxyde de carbone - CO2 : c'est 70 % des GES de l'atmosphère ; Ce gaz est produit par la combustion de pétrole, de gaz naturel, de charbon et d'autres agents fossiles ; il intervient par exemple dans la fabrication du ciment [5] et le transport.


  • Méthane - CH4 : occupe 20 % des GES ; Ce gaz est produit par exemple par la combustion de biomasse, la décomposition de déchets organiques, les marais en émettent naturellement, l'élevage [6] et l'agriculture [7].


  • Protoxyde d'azote - N2O : c'est 7% du GES ; se produit par exemple dans les processus industriels et la combustion de la biomasse.


Groupe 2 : GES qui ne se produisent pas naturellement, et qui ont été développés à des fins industrielles, ils sont aussi appelés gaz fluorés:


  • Hydrofluorocarbures - HFC : 1 % de GES ; est un gaz utilisé dans les systèmes de climatisation, les produits d'isolation et le gaz pour aérosols.


  • Perfluorocarbure - PFC : 1% de GES ; utilisé dans les systèmes CVC, pour les extincteurs et le nettoyage des métaux.


  • Hexafluorure de soufre - SF6 : 1% de GES ; il est utilisé pour fabriquer des isolants pour les lignes à haute tension, la production d'aluminium et certains composants électroniques.


La vapeur d'eau : c'est un GES qui n'est pas inclus dans le protocole de Kyoto, mais sa contribution au changement climatique a été débattue ; La NASA a montré qu'il s'agit d'un puissant GES (Phys.org 2008) ; Avec la hausse des températures sur la planète, on s'attend à ce que la vapeur d'eau dans l'atmosphère augmente, ce qui multiplie le réchauffement par deux, puisque l'eau concentrée dans l'air emprisonne plus de chaleur ; Ce qui précède prouve que « plus le CO2 est élevé, plus la chaleur est élevée, plus la concentration d'humidité est élevée, définissant que la vapeur d'eau augmente les autres GES » (elmundo.es 2008).



3. La permanence des GES

Il existe des processus qui éliminent certains GES de l'atmosphère, comme le CO2 dans l'échange qui s'opère entre l'atmosphère et les océans, et un autre entre l'atmosphère et les plantes grâce à la photosynthèse ; la permanence des GES dans l'atmosphère s'opère à différentes échelles de temps pouvant aller de plusieurs années à plusieurs siècles.

Gaz​

Temps passé dans l'atmosphère

Gaz carbonique: CO2

​Entre 100 - 150 ans

Méthane: CH4

​12 ans

​Protoxyde d'azote: N2O

​120 ans

Vapeur d'eau

Quelques jours

Tableau 1 : temps qui dure dans l'atmosphère[8](Association Neuchâteloise en Matière d’Energie)(IPCC)



4. Potentiel de réchauffement planétaire

Le potentiel de réchauffement climatique est le coefficient d'efficacité relative des différents GES par rapport au CO2, il présente le potentiel que chaque gaz a en réchauffement climatique ; les valeurs sont les suivantes:

Gaz

Potentiel de réchauffement planétaire

Gaz carbonique: CO2

1

Méthane: CH4

21

​Protoxyde d'azote: N2O

310

Hydrofluorocarbures: HFC

140 a 11'700

Perfluorocarbones: PFC

6'500 a 9'200

Hexafluorure de soufre: SF6

23'900

Tableau 2 : potentiel de réchauffement climatique (Association Neuchâteloise en Matière d’Energie)


Avec les valeurs du tableau précédent, on réalise l'équivalence du potentiel de réchauffement, que l'on appelle équivalent CO2 ou équivalent dioxyde de carbone (CO2eq ou Carbon Dioxide Equivalent, en anglais) ; Par exemple, si nous émettons 100Kg de Méthane (CH4), qui a un potentiel de chauffe de 21, le résultat est le suivant:


CO2eq Méthane = 100Kg CH4 x 21 = 2’100 CO2eq.



4. Comment nous produisons des GES

Dans le groupe d'images suivant, la première montre la production électrique qui se fait à des kilomètres de l'endroit où nous vivons, celles-ci sont généralement appelées émissions cachées ; Dans le second, l'émission de GES est locale, dans le cas du chauffage, dans le troisième, le transport, y compris les vols en avion, et dans le dernier, la production industrielle pour nos besoins, comme l'habillement.


Suforall Javier Trespalacios

Image 2 : images d'émissions de GES 1. Production d'électricité (El mundo, 2016), 2. Chauffage des bâtiments (Certicalia, sd), 3. Transport aérien (Airgways, 2016), 4. Production industrielle en Chine (Agence internationale de l'énergie, sd)



Résumé

“L'activité humaine a provoqué l'utilisation massive de ressources fossiles émettrices de CO2, et qui menacent l'équilibre climatique de la planète.”

[1] Consommation d'énergie : celle produite par les besoins de l'habitat, de l'industrie et des transports.

[2] Les combustibles fossiles : aussi appelés combustibles fossiles, ils sont une source d'énergie qui provient de la décomposition de la matière organique chez les animaux, les plantes et les micro-organismes, et dont le processus de transformation prend des millions d'années. Ils sont classés en trois types : le pétrole, le charbon et le gaz naturel, et selon les Nations Unies, ils représentent 80 % de la demande actuelle d'énergie primaire dans le monde (https://www.bbva.com/es/sostenibilidad/que- est-le-combustible-fossile-l'énergie-obtenue-à-partir-de-la-matière-organique /).

[3] Serre : le verre d'une serre semblable à l'atmosphère est transparent à la lumière du soleil et opaque au rayonnement terrestre, mais il confine l'air à l'intérieur, empêchant l'air chaud de s'échapper, le gardant au chaud à l'intérieur ( Global Climate Change, sd).

[4] Protocole de Kyoto : Accord pour réduire d'au moins 5 % des GES entre 2008 et 2012, en prenant comme référence les émissions émises en 1990 ; ce protocole a été prolongé jusqu'en 2020.

[5] Fabrication du ciment : le ciment est le matériau avec lequel s'est construite la civilisation moderne et est une composante fondamentale de la croissance des économies, aujourd'hui les entreprises cimentières émettent 5 % du CO2 mondial ; Pour produire du ciment, on utilise des fours qui atteignent des températures de 1 400 ° C. Pour y parvenir, une grande quantité d'énergie est nécessaire, qui est obtenue à partir d'agents énergétiques fossiles; Dans un article de la BBC, il est dit qu'une tonne de ciment génère une tonne de CO2 (BBC Mundo, 2018), sans oublier le CO2 lié au transport général pour sa commercialisation.

[6] Bétail : Les vaches émettent du méthane lorsqu'elles respirent et leurs matières fécales.

[7] Agriculture : Par exemple, les cultures de riz émettent du méthane.

[8] C'est le temps qui s'écoule, après que 60% de la quantité d'une substance commence à se dégrader.



Références bibliographiques:

Agencia Internacional de la Energía. s.f. 2011 nuevo record de emisiones, 3,2% más CO2 por la quema de combustibles fósiles. https://calentamientoglobalclima.org/2012/05/30/2011-nuevo-record-de-emisiones-32-mas-co2-por-la-quema-de-combustibles-fosiles/.

Airgways. 2016. Las emisiones CO2 y el transporte aéreo. 17 de mayo. https://airgways.com/2016/05/17/las-emisiones-co2-y-el-transporte-aereo/.

Association Neuchâteloise en Matière d’Energie. s.f. En savoir plus sur le CO2 et l’effet de serre. Bôle: Anime.

Bolufer, Pascual. 2012. «Análisis del CO2 atmosférico.» Interempresas. Industria química 46: 56-59. http://www.interempresas.net/Quimica/Articulos/100595-Analisis-del-CO2-atmosferico.html.

Certicalia. s.f. Emisiones de CO2 producidas por calefacción en las provincias españolas. https://www.certicalia.com/blog/emisiones-calefaccion-por-comunidad-provincia.

El mundo. 2016 . Las emisiones de CO2 no tienen precedentes desde la era de los dinosaurios. 22 de marzo. https://www.elmundo.es/ciencia/2016/03/22/56f1245fca4741a9638b4642.html.

elmundo.es. 2008. «El vapor de agua multiplicará por dos el calentamiento del planeta.» https://www.elmundo.es. 20 de 11. Último acceso: 04 de 03 de 2021. https://www.elmundo.es/elmundo/2008/11/18/ciencia/1227011418.html.

Elzinga, Scott Foster y David. s.f. «El papel de los combustibles fósiles en un sistema energético sostenible.» Naciones Unidas. Último acceso: 2 de Junio de 2021. https://www.un.org/es/chronicle/article/el-papel-de-los-combustibles-fosiles-en-un-sistema-energetico-sostenible.

IPCC. s.f. «Direct Global Warming Potentials.» IPCC. http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch2s2-10-2.html#table-2-14.

Naciones Unidas . 1998. «Protocolo de Kioto.» http://www.cambioclimatico.org. http://www.cambioclimatico.org/tema/protocolo-de-kyoto.

Phys.org. 2008. Water vapor confirmed as major player in climate change. 17 de 11. Último acceso: 07 de 08 de 2020. https://phys.org/news/2008-11-vapor-major-player-climate.html.

United Nations Framework Convention on Climate Change. s.f. Qué es la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. Último acceso: 20 de 05 de 2021. https://unfccc.int/es/process-and-meetings/the-convention/que-es-la-convencion-marco-de-las-naciones-unidas-sobre-el-cambio-climatico.





 

Suforall, Javier Trespalacios

Février 2018, Bâle (Suisse)

Suforall - Javier Trespalacios

Mise à jour 2021

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