Les différents gaz à effet de serre

L'effet de serre est à l'origine un phénomène naturel : un certain nombre de gaz présents naturellement dans l'atmosphère absorbent en effet une partie de la chaleur émise par la Terre. Cependant, suite aux activités humaines, la concentration de certains de ces gaz augmente, ce qui renforce l'effet de serre naturel. De plus, l'homme a également créé des substances synthétiques qui occasionnent à leur tour un (puissant) effet de serre.

Tous ces gaz à effet de serre sont émis en concentrations variables et possèdent un "pouvoir de réchauffement global" (Global Warming Potential ou GWP) different, qui représente l'effet de ce gaz sur une période de 100 ans; le CO2 sert de reference à cet effet, c'est pourquoi il a reçu la valeur de 1. Afin d'être en mesure d'exprimer l'émission des gaz différents dans la même unité, et de calculer leur effet conjugué, les quantités ejectées sont converties en équivalents de CO2. Par exemple, le methane a un PRG de 25, l'émission de 1kg correspond donc à 25kg équivalent CO2.

 


Gaz à effet de serre naturels

1. La vapeur d'eau (H2O) :

  • le plus important des gaz à effet de serre naturellement présents dans l'atmosphère.
  • est créé par l'évaporation de l'eau présente à la surface de la Terre.

2. Le dioxyde de carbone (CO2) :

  • est créé par la décomposition naturelle de matières animales ou végétales, mais est absorbé par les plantes au cours du processus de photosynthèse (transformation de CO2 et d'eau en sucres sous l'effet de la lumière solaire).
  • est créé en grandes quantités suite aux activités humaines, principalement :
    • la production d'énergie par la combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel),
    • la déforestation, surtout dans les régions tropicales, pour la conversion des forêts en terres agricoles,
    • des processus industriels comme la production de ciment et de chaux,
    • certaines activités dans la pétrochimie et la sidérurgie.
  • la concentration en CO2 a augmenté d'environ 35 % depuis 1750, de 280 à 379 ppm en 2005 (ppm = parts per million - nombre de particules par million) ! Les émissions d'origine fossile ont augmenté entre 1990 et 2000-2005 de 6,4 à 7,2 GtC/an. C'est ce gaz qui exerce le rôle le plus important dans l'effet de serre actuel (plus de 50%).

3. Le méthane (CH4) :

  • est créé par la décomposition de matières végétales en milieux humides.
  • un peu plus de la moitié des émissions totales de méthane est provoquée par les activités humaines :
    • l'agriculture (rizières, fermentation dans l'intestin des ruminants, utilisation de fumier et de lisier), 
    • le traitement des déchets ménagers (versages, compostage),
    • l'exploitation, la distribution et la consommation de gaz naturel (fuites, gaz insuffisamment ou non brûlé).
  • la concentration en méthane a augmenté de près de 150 % depuis 1750, de 700 à 1774 ppb en 2005 (ppb = parts per billion - nombre de particules par milliard) ; ce gaz est responsable d'environ 20 % de l'effet de serre actuel. Les émissions de méthane sont demeurées assez stables au cours de la dernière décennie.
  • le méthane a un “pouvoir de réchauffement global” (GWP = Global Warming Potential) 25 fois supérieur à celui du CO2.

4. Le protoxyde d'azote ou ‘gaz hilarant' (N2O) :

  • les émissions de ce gaz à effet de serre suite aux activités humaines proviennent de :
    • l'agriculture (utilisation d'engrais contenant de l'azote),
    • l'industrie chimique (ex. production d'acide de salpêtre),
    • la combustion de combustibles fossiles pour le chauffage domestique et les transports.
  • la concentration actuelle est environ 16 % supérieure à celle de 1750, 319 au lieu de 270 ppb en 2005 (ppb = parts per billion - nombre de particules par milliard) ; le gaz hilarant est responsable d'environ 6 % de l'effet de serre actuel.
  • possède un “pouvoir de réchauffement global” 298 fois supérieur à celui du CO2 !

5. L'ozone (O3) :

  • l'ozone est naturellement présent dans la stratosphère (à une altitude de 10-15 km) : il protège la planète contre les dangereux rayons UV. L'affaiblissement des concentrations en ozone stratosphérique (le célèbre “trou dans la couche d'ozone”) est provoqué par des substances produites par l'homme et qui désintègrent l'ozone à ces altitudes, comme par exemple un certain nombre de composés fluorés (ex. les gaz propulseurs dans les aérosols). 
  • mais l'ozone est également créé dans la troposphère (le milieu de vie de l'homme) suite à une réaction chimique - sous l'effet d'une lumière solaire intense - entre des substances résultant de la pollution de l'air. L'ozone, gaz très réactif, est nuisible pour la santé, exerce un impact négatif sur le rendement des cultures agricoles, etc. Aux basses altitudes, l'ozone renforce également l'effet de serre.

Gaz à effet de serre “industriels”

6. Les gaz fluorés (CFC, HCFC, HFC, PFC, etc.) :

  • utilisés dans les systèmes de refroidissement (réfrigérateurs, air conditionné), comme solvants (entre autres pour le nettoyage des composants électroniques), les extincteurs ; également utilisés dans la production d'aluminium et de mousses synthétiques.
  • ont un puissant pouvoir d'absorption des rayons infrarouges et sont chimiquement très stables ; exercent un rôle important dans l'effet de serre actuel (leur GWP varie entre 1.300 et 11.700). 
  • les CFC et les HCFC provoquent la décomposition de l'ozone stratosphérique (aux hautes altitudes) ; ils sont interdits (ou sont en passe de le devenir) par le Protocole de Montréal (1987). Les produits de substitution (HFC) ne sont pas nuisibles, mais ils contribuent à l'effet de serre.

7. L'hexafluorure de soufre (SF6) :

  • utilisé dans les transformateurs et les doubles vitrages (isolation sonore).
  • n'est produit qu'en très petites quantités, mais possède un très fort pouvoir d'absorption des rayons infrarouges (son “pouvoir de réchauffement global” est 23.900 fois plus élevé que celui du CO2) ; chimiquement très stable.

8. Le trifluorure d’azote (NF3) :

  • gaz incolore, inodore, non inflammable mais toxique
  • de plus en plus utilisé comme dégraissant industriel dans la fabrication des écrans LCD et des cellules photovoltaïques
  • à cause de son grand GWP de 17.200 et de la croissance rapide de son utilisation industrielle (le NF3 remplace de plus en plus le SF6), ses émissions ont plus d’impact qu’initialement estimé