Les gaz à effet de serre contribuent au réchauffement climatique global et leurs émissions augmentent depuis le début de l'ère industrielle. Comprendre leurs origines, leurs types et leurs effets est fondamental pour lutter contre le changement climatique. La réduction des émissions nécessite des actions coordonnées aux niveaux international, national et individuel.
Définition et impact des gaz à effet de serre
Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux présents dans l'atmosphère qui retiennent la chaleur émise par la surface terrestre. Leur concentration croissante dans l'atmosphère contribue au phénomène du réchauffement climatique.
Les principaux gaz à effet de serre
Les GES naturellement présents dans l'atmosphère comprennent :
- Le dioxyde de carbone (CO2) : représente 81% des émissions dans l'UE en 2017
- Le méthane (CH4) : 11% des émissions
- Le protoxyde d'azote (N2O) : 5% des émissions
- La vapeur d'eau (H2O)
- L'ozone (O3)
Les GES d'origine industrielle
D'autres gaz à effet de serre sont issus des activités humaines :
- Les hydrofluorocarbures (HFC) utilisés dans la réfrigération
- Les chlorofluorocarbures (CFC)
- L'hexafluorure de soufre (SF6)
- Le tétrafluorure de carbone (CF4)
Mécanisme de l'effet de serre
L'atmosphère laisse passer environ 70% du rayonnement solaire. Les GES retiennent une partie de la chaleur réémise par le sol, créant un effet de serre naturel. La différence entre l'énergie reçue du soleil et celle émise sous forme de rayonnement est appelée forçage radiatif.
Concentration record des GES
Selon l'Organisation Météorologique Mondiale, les concentrations de GES dans l'atmosphère ont atteint un nouveau record en 2012. Cette augmentation est principalement due aux activités humaines depuis le début de l'ère industrielle.
Origine des émissions de GES : activités humaines
Les activités humaines sont responsables d'une hausse constante des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Selon les données de l'Organisation météorologique mondiale (OMM), les concentrations de GES atteignent des records, notamment en 2012. Les principaux secteurs émetteurs ont été identifiés et quantifiés.
Répartition des émissions par secteur d'activité
D'après le GIEC, les émissions anthropiques directes de GES se répartissent entre plusieurs secteurs majeurs :
- Production d'énergie et fourniture d'électricité : 35%
- Agriculture, foresterie et autres utilisations des terres : 24%
- Industrie et procédés industriels : 21%
- Transport de marchandises et de personnes : 14%
- Bâtiments résidentiels et tertiaires : 6%
Les principaux gaz émis par activité
Chaque secteur d'activité génère des GES spécifiques :
| Gaz | Sources principales |
| CO2 | Combustion d'énergie fossile, production de ciment et déforestation tropicale |
| CH4 | Décharge, agriculture, élevage et procédés industriels |
Le secteur numérique en progression
Le numérique représente une part croissante des émissions de GES, notamment via les centres de données, la fabrication des équipements et leur consommation électrique. Cette tendance s'accentue avec la multiplication des usages numériques.
Des émissions en constante augmentation
Depuis 1991, selon l'Agence internationale de l'énergie, les émissions du secteur énergétique ont augmenté chaque année, à l'exception de quelques rares baisses : -1,4% en 2009, -0,3% en 2015 et des stagnations en 1992, 1993, 2016 et 2019.
Les gaz à effet de serre les plus prévalents
Les gaz à effet de serre (GES) présents dans l'atmosphère ont des origines et des potentiels de réchauffement global très différents. Leur surveillance et leur quantification sont indispensables pour comprendre leur rôle dans le réchauffement climatique.
Les principaux gaz à effet de serre
Le dioxyde de carbone (CO2) représente 81% des émissions atmosphériques de GES dans l'Union européenne. Il provient majoritairement de la combustion d'énergies fossiles et de la production de ciment. Le méthane (CH4) compte pour 11% des émissions, principalement issu de l'agriculture, de l'élevage et des décharges. Le protoxyde d'azote (N2O) représente 5% des émissions, tandis que les gaz fluorés atteignent 2%.
Le potentiel de réchauffement des différents GES
Chaque gaz possède un potentiel de réchauffement global (PRG) spécifique, calculé sur 100 ans et comparé au CO2 qui sert de référence avec un PRG de 1. Voici les principaux PRG :
- Méthane (CH4) : 25 fois plus puissant que le CO2
- Protoxyde d'azote (N2O) : 298 fois plus puissant
- Hexafluorure de soufre (SF6) : 22 800 fois plus puissant
- Hydrofluorocarbures (HFC) : entre 140 et 11 700 fois plus puissants
Les gaz fluorés industriels
Ces gaz d'origine exclusivement anthropique comprennent notamment les chlorofluorocarbures (CFC), les hydrofluorocarbures (HFC), le tétrafluorure de carbone (CF4) et l'hexafluorure de soufre (SF6). Bien que présents en faible quantité dans l'atmosphère, leur pouvoir réchauffant très élevé et leur longue durée de vie en font des contributeurs significatifs au réchauffement climatique.
Évolution des émissions de GES depuis le début de l'ère industrielle
Les émissions de gaz à effet de serre (GES) ont considérablement augmenté depuis 1800, marquant le début de l'ère industrielle. D'après les données du Global Carbon Project, la concentration de CO2 atmosphérique est passée de 280 parties par million (ppm) en 1800 à plus de 410 ppm en 2023.
Tendances historiques des émissions depuis 1800
Les émissions annuelles de CO2 fossile ont connu une progression exponentielle :
- 1800-1850 : émissions marginales liées aux débuts de l'industrialisation
- 1850-1950 : augmentation progressive avec l'essor industriel
- 1950-2000 : accélération marquée des émissions
- 2000-2023 : hausse continue malgré les accords climatiques
Périodes de variations notables
Plusieurs événements historiques ont influencé les niveaux d'émissions : - La crise économique de 2008-2009 : baisse de 1,4% des émissions - La pandémie de 2020 : réduction temporaire des émissions - 2015-2016 : première stagnation des émissions hors période de crise (-0,3%)
Records et données récentes
En 2023, selon les dernières estimations, la France a enregistré une baisse de 5,8% de ses émissions par rapport à 2022. Cette réduction se répartit comme suit : - Secteur de l'énergie : -14,1% - Industrie : -7,8% - Transports : -2%
Facteurs d'évolution
Les variations d'émissions sont principalement liées à : - L'utilisation des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) - Les changements d'affectation des terres et la déforestation - Le développement des procédés industriels - L'évolution des modes de transport
Comparaison des émissions par pays et par secteurs
Les émissions de gaz à effet de serre varient considérablement selon les pays et les secteurs d'activité. En 2023, selon les données du Citepa, la France a réduit ses émissions de CO2 de 5,8% par rapport à 2022. Cette baisse s'observe dans plusieurs secteurs économiques majeurs.
Répartition des émissions par secteur en France
Les transports représentent 32% des émissions nationales de CO2, avec une diminution de 2% en 2023. Le secteur industriel, responsable de 18% des émissions, a enregistré une baisse de 7,8%. Le secteur énergétique, qui pèse 11% des émissions totales, affiche la plus forte réduction avec -14,1%.
Comparaison internationale des émissions
Les émissions anthropiques directes de gaz à effet de serre se répartissent principalement entre :
- Production d'énergie et fourniture d'électricité : 35%
- Agriculture et déforestation : 24%
- Industrie et construction : 21%
- Transport : 14%
- Bâtiments : 6%
Potentiel de réchauffement par type de gaz
Les différents gaz n'ont pas le même impact sur le réchauffement climatique. Pour une période de 100 ans, leur potentiel de réchauffement global se mesure ainsi :
- CO2 : 1 (référence)
- Méthane : 25
- Protoxyde d'azote : 298
- HFC : 140 à 11 700
- PFC : 6 500 à 9 200
Dans l'Union européenne, la répartition des émissions atmosphériques de GES en 2017 était de : CO2 81%, méthane 11%, protoxyde d'azote 5% et autres gaz fluorés 2%.
Initiatives et réglementations pour réduire les GES
La réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) fait l'objet de réglementations internationales de plus en plus strictes. L'Union européenne s'est engagée dans une démarche ambitieuse avec sa loi européenne sur le climat, fixant des objectifs contraignants pour atteindre la neutralité carbone d'ici 2050.
Les objectifs européens de réduction des GES
La loi européenne sur le climat établit un cadre juridique contraignant visant une réduction de 55% des émissions de GES d'ici 2030 par rapport aux niveaux de 1990. Pour y parvenir, l'UE déploie plusieurs leviers d'action :
- Réduction des émissions dans les transports
- Règles d'économie d'énergie et investissements dans les énergies renouvelables
- Prévention des délocalisations industrielles émettrices de GES
- Développement du marché européen du carbone
- Fixation d'objectifs de réduction par pays membre
Les stratégies de lutte contre les GES spécifiques
Au-delà du CO2, l'UE met en place des mesures ciblées pour réduire d'autres GES. Une stratégie de réduction des émissions de méthane a été adoptée, représentant 12% des émissions en 2021. Les gaz fluorés, bien que ne représentant que 2,5% des émissions totales, font l'objet d'une attention particulière du fait de leur fort pouvoir de réchauffement.
Le système européen d'échange de quotas d'émission
Le marché du carbone européen constitue un mécanisme central dans la régulation des émissions. Ce système incite les industries à réduire leurs émissions via un mécanisme d'échange de quotas. En 2021, les émissions de GES générées par les activités économiques de l'UE ont diminué de 22% par rapport à 2008, démontrant l'efficacité progressive des mesures mises en place.
Objectifs par secteur
Les objectifs de réduction sont déclinés par secteur d'activité, avec une attention particulière portée aux principaux émetteurs :
| Secteur | Part des émissions UE (2021) |
| Énergie et industrie | 35% |
| Agriculture | 24% |
| Transport | 21% |
| Bâtiments | 14% |
L'effet de serre et ses conséquences sur le climat
Les gaz à effet de serre (GES) présents dans l'atmosphère terrestre permettent de retenir une partie de la chaleur solaire, créant un phénomène naturel indispensable à la vie sur Terre. Cependant, l'augmentation constante de leur concentration due aux activités humaines perturbe l'équilibre climatique global.
Le mécanisme de l'effet de serre
L'atmosphère laisse passer environ 70% du rayonnement solaire qui atteint la surface terrestre. Une partie de cette énergie est réémise sous forme de rayonnement infrarouge, dont une fraction est retenue par les GES atmosphériques. Sans ce phénomène naturel, la température moyenne sur Terre serait de -18°C. Mais l'accumulation excessive de GES renforce ce processus et provoque une hausse des températures moyennes.
Les conséquences observées du réchauffement
Selon le 5e rapport du GIEC publié en 2014, l'augmentation de la température globale dépassera probablement 1,5°C d'ici la fin du siècle par rapport à l'ère préindustrielle (1850-1900). Cette hausse affecte déjà:
- La biodiversité terrestre et marine
- Le niveau des océans et l'érosion du littoral
- La santé humaine
- Le patrimoine culturel
Les phénomènes météorologiques extrêmes
Le dérèglement climatique intensifie la fréquence et la gravité des événements météorologiques extrêmes. Les mesures atmosphériques montrent des records de concentration en GES, notamment en 2012 d'après l'Organisation Météorologique Mondiale. Les émissions du secteur énergétique, qui représentent 80% des émissions totales, n'ont cessé d'augmenter depuis 1991, hormis quelques baisses ponctuelles en 2009 (-1,4%) et 2015 (-0,3%).
Répartition des GES dans l'Union européenne (2017)
| Gaz | Proportion |
| CO2 | 81% |
| CH4 | 11% |
| N2O | 5% |
| Autres GES | 2% |
L'empreinte carbone individuelle et collective
La mesure de l'empreinte carbone permet de quantifier notre contribution aux émissions de gaz à effet de serre. En France, selon le Commissariat général au développement durable, l'empreinte carbone moyenne d'un habitant s'élève à 8,2 tonnes équivalent CO2 par an en 2022.
Calculer son empreinte carbone individuelle
Pour évaluer son empreinte carbone personnelle, plusieurs outils de calcul sont disponibles. L'ADEME propose notamment un simulateur qui prend en compte les principaux postes d'émissions :
- Les déplacements quotidiens et voyages
- Le logement (chauffage, électricité)
- L'alimentation
- Les achats de biens de consommation
Actions pour réduire son empreinte
Des gestes simples permettent de diminuer ses émissions de GES au quotidien. Pour les transports, privilégier les mobilités douces comme le vélo ou les transports en commun réduit fortement l'empreinte carbone. Le covoiturage est également une solution efficace.
Habitat et consommation
La rénovation énergétique des logements constitue un levier majeur de réduction des émissions. Selon les données du GIEC, l'isolation thermique peut réduire jusqu'à 60% les émissions liées au chauffage. Côté consommation, favoriser les produits locaux et de saison, limiter le gaspillage alimentaire et réparer plutôt que jeter sont des actions concrètes.
Dimension collective
Les collectivités territoriales ont un rôle central dans la réduction des émissions via leurs politiques de transport, d'urbanisme et de gestion des déchets. Les entreprises peuvent agir en optimisant leurs processus industriels et en formant leurs salariés aux écogestes. L'engagement citoyen, notamment au sein d'associations environnementales, renforce cette dynamique collective.
Technologies et innovations pour réduire les émissions
Les technologies de réduction des émissions de gaz à effet de serre évoluent rapidement. Des innovations émergent pour transformer nos modes de production d'énergie et développer des solutions techniques capables de diminuer notre impact sur le climat.
Les énergies renouvelables en plein essor
Le développement des énergies renouvelables constitue un axe majeur de réduction des émissions. Les panneaux photovoltaïques de nouvelle génération atteignent des rendements de plus en plus élevés, tandis que les éoliennes offshore permettent de produire davantage d'électricité décarbonée. La géothermie profonde et les centrales biomasse complètent ce mix énergétique renouvelable. D'après le GIEC, ces technologies pourraient fournir jusqu'à 80% de l'électricité mondiale d'ici 2050.
Les technologies de capture et stockage du carbone
De nouvelles techniques industrielles voient le jour pour capter le CO2 directement dans l'atmosphère ou à la sortie des usines. Ces dispositifs filtrent l'air pour en extraire le dioxyde de carbone qui peut ensuite être stocké dans des réservoirs géologiques profonds ou réutilisé comme matière première. Bien que prometteuses, ces technologies restent encore coûteuses et doivent être déployées à grande échelle.
Les innovations dans les transports
Le secteur des transports connaît une véritable révolution technologique. Les véhicules électriques se perfectionnent avec des batteries plus performantes. L'hydrogène vert produit par électrolyse de l'eau commence à équiper des poids lourds et des trains. Dans l'aviation, les biocarburants et l'hydrogène liquide ouvrent la voie à une mobilité moins émettrice de gaz à effet de serre.
Les matériaux innovants
De nouveaux matériaux permettent de réduire l'empreinte carbone des bâtiments et des industries. Les bétons bas carbone, les isolants biosourcés ou encore les aciers recyclés contribuent à diminuer les émissions du secteur de la construction. Les procédés industriels évoluent également vers des technologies moins émettrices.
L'essentiel à retenir sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre
La transition vers une économie bas carbone nécessite des changements profonds dans nos modes de production et de consommation. Les innovations technologiques comme la capture du carbone et le développement massif des énergies renouvelables ouvrent des perspectives encourageantes. Cependant, le succès de cette transition repose sur une mobilisation générale des États, des entreprises et des citoyens pour adopter des comportements plus sobres en carbone.