Le changement climatique : effet de serre, preuves et scénarios du GIEC
Science/Théorie
8 min de lecture1824 - aujourd'huiSaviez-vous que, sans effet de serre, la Terre afficherait une température moyenne de −18 °C ? Ce phénomène naturel est donc vital : il nous maintient autour de +15 °C. Le problème, c'est son renforcement par l'homme. Le changement climatique désigne la hausse de la température moyenne du globe causée par les gaz à effet de serre que nous émettons. En 2024, pour la première fois, une année civile a dépassé de plus de 1,5 °C le niveau préindustriel.
Imaginez une couverture posée sur la planète : elle laisse entrer la lumière du Soleil, mais retient une partie de la chaleur que la Terre renvoie. En brûlant du charbon, du pétrole et du gaz, nous épaississons chaque année cette couverture. La concentration de CO2 est passée de 280 ppm en 1750 à 420 ppm en 2023. Le GIEC, créé en 1988, ne fait pas de recherche lui-même. Il évalue des milliers d'études et publie des rapports approuvés ligne à ligne par les États. Il raisonne en budget carbone : début 2024, il restait environ 250 milliards de tonnes de CO2 à émettre pour rester sous 1,5 °C, soit six années d'émissions.Cette science est ancienne et robuste. Fourier comprend en 1824 que l'atmosphère retient la chaleur, et Arrhenius calcule en 1896 l'effet d'un doublement du CO2. La courbe de Keeling, mesurée à Hawaï depuis 1958, enregistre sa hausse continue. Le 23 juin 1988, James Hansen alerte le Sénat américain. En 2021, le GIEC juge l'influence humaine « sans équivoque ». À l'oral, maîtriser le mécanisme, les preuves et quelques chiffres datés vous permettra de discuter avec précision des politiques climatiques.Ressources
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L'effet de serre est un phénomène naturel : certains gaz de l'atmosphère (vapeur d'eau, dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d'azote) laissent passer le rayonnement solaire mais retiennent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre ; sans lui, la température moyenne serait de −18 °C au lieu de +15 °C. Le réchauffement climatique (ou changement, ou dérèglement climatique) désigne l'augmentation de la température moyenne du globe due au renforcement de cet effet par les émissions humaines de gaz à effet de serre (GES) : CO2 (75 % des émissions, combustion des énergies fossiles et déforestation), méthane (agriculture, élevage, fuites de gaz, 80 fois plus puissant que le CO2 sur vingt ans), protoxyde d'azote (engrais), gaz fluorés.Le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, IPCC en anglais) est un organisme créé en 1988 par l'ONU et l'Organisation météorologique mondiale ; il ne produit pas de recherche mais évalue la littérature scientifique dans trois groupes de travail (bases physiques ; impacts et adaptation ; atténuation) et publie des rapports dont le « résumé pour décideurs » est approuvé ligne à ligne par les 195 États membres. Six rapports depuis 1990 ; le sixième (AR6) en 2021-2023.L'atténuation désigne la réduction des émissions ; l'adaptation, l'ajustement des sociétés aux effets déjà inévitables (digues, cultures résistantes, urbanisme). La neutralité carbone (ou « zéro émission nette ») est l'équilibre entre les émissions et les absorptions (forêts, sols, captage) ; le budget carbone est la quantité de CO2 que l'humanité peut encore émettre pour rester sous un seuil de réchauffement (environ 250 milliards de tonnes pour 1,5 °C début 2024, soit six années d'émissions). L'empreinte carbone d'un pays inclut les émissions importées ; celle d'un Français est d'environ 9 tonnes de CO2 équivalent par an, contre 2 tonnes compatibles avec l'accord de Paris.
Contexte
Joseph Fourier comprend en 1824 que l'atmosphère retient la chaleur ; John Tyndall mesure en 1859 le pouvoir absorbant du CO2 et de la vapeur d'eau ; Svante Arrhenius calcule en 1896 qu'un doublement du CO2 réchaufferait la Terre de 4 à 6 °C, et s'en réjouit. Les mesures de Charles Keeling à Hawaï (à partir de 1958) montrent la hausse continue du CO2 (315 ppm en 1958, 420 en 2023). Dès 1965, un rapport au président Johnson évoque le risque ; en 1979, le rapport Charney de l'Académie des sciences américaine estime la sensibilité climatique à 3 °C (± 1,5), estimation toujours valable. L'audition de James Hansen (NASA) devant le Sénat américain en juin 1988 (« le réchauffement a commencé ») et la création du GIEC la même année font entrer le climat dans le débat public.Le premier rapport du GIEC (1990) conduit à la Convention-cadre de Rio (1992) ; le protocole de Kyoto (1997) engage les pays développés ; le troisième rapport (2001) affirme que le réchauffement est « probablement » humain, le quatrième (2007, prix Nobel de la paix avec Al Gore) « très probablement », le cinquième (2013) « extrêmement probablement », le sixième (2021) « sans équivoque ». Le rapport spécial de 2018 sur 1,5 °C montre l'énorme différence entre 1,5 et 2 °C (coraux, extrêmes, montée des mers) et déclenche les grèves scolaires pour le climat. Entre-temps, les industries pétrolières (Exxon savait dès 1977, selon ses documents internes) ont financé le doute, et le climatoscepticisme a retardé l'action, surtout aux États-Unis.La décennie 2015-2024 est la plus chaude jamais mesurée ; les émissions mondiales continuent d'augmenter (38 milliards de tonnes de CO2 fossile en 2025, record), bien que celles de l'Europe et des États-Unis baissent ; la Chine émet 30 % du total mais l'Américain moyen émet environ 1,7 fois plus que le Chinois moyen (en 2023). Les événements extrêmes s'enchaînent : canicules de 2003 (15 000 morts en France), 2019 (46 °C dans l'Hérault) et 2022, incendies australiens (2019-2020) et canadiens (2023), inondations au Pakistan (2022, un tiers du pays), dôme de chaleur au Canada (49,6 °C, 2021) ; 2023 puis 2024 battent tous les records, 2024 étant la première année civile à franchir 1,5 °C.
Mécanismes
- Le bilan radiatif : la Terre reçoit du Soleil une énergie qu'elle réémet en infrarouge ; les GES absorbent une partie de ces infrarouges et les réémettent vers le sol ; ajouter des GES revient à épaissir la couverture. Le forçage radiatif dû à l'homme est d'environ 3 watts par mètre carré, mesuré par satellite.
- Les rétroactions : le réchauffement en déclenche d'autres : la vapeur d'eau (l'air chaud en contient plus), la fonte des glaces (la surface sombre absorbe plus, effet d'albédo), le dégel du pergélisol (libération de méthane), l'affaiblissement des puits de carbone (forêts, océans) ; d'où le risque de points de bascule irréversibles (calotte du Groenland, Amazonie, circulation atlantique).
- L'attribution : on distingue le signal humain des variations naturelles (Soleil, volcans, El Niño) par les modèles et les empreintes (la stratosphère se refroidit tandis que la troposphère se réchauffe, ce qui exclut le Soleil ; le carbone fossile a une signature isotopique). Les modèles climatiques, testés sur le passé, reproduisent le réchauffement observé uniquement avec les émissions humaines.
- L'inertie : le CO2 reste des siècles dans l'atmosphère ; l'océan absorbe 90 % de la chaleur additionnelle et 25 % du CO2 (d'où son acidification) ; même à émissions nulles, le niveau des mers monterait pendant des siècles. Le réchauffement futur dépend des émissions cumulées : d'où la notion de budget carbone.
- Les scénarios : le GIEC ne prédit pas, il projette selon des trajectoires d'émissions (SSP1 à SSP5) : de +1,4 °C (réduction drastique) à +4,4 °C (usage intensif des fossiles) en 2100 ; les politiques actuelles mènent vers +2,7 °C.
- Atténuation et adaptation : réduire (énergies décarbonées, efficacité, sobriété, forêts, captage) et s'adapter (villes, agriculture, littoraux, santé) ; l'adaptation a des limites au-delà de 2 °C pour beaucoup de régions et d'écosystèmes.
Enjeux & débats
1) Y a-t-il encore un débat scientifique ? Sur la réalité et l'origine humaine du réchauffement, non : plus de 99 % des publications convergent ; le débat porte sur la sensibilité climatique exacte, les points de bascule, les impacts régionaux et le rôle des nuages. Le « débat » médiatique entretenu par les climatosceptiques (financés par l'industrie fossile, comme l'ont montré les enquêtes sur Exxon) relève de la fabrique du doute, analysée par Naomi Oreskes (Les Marchands de doute, 2010).2) 1,5 °C est-il encore atteignable ? Le budget carbone restant est de quelques années d'émissions ; la plupart des scientifiques jugent l'objectif hors d'atteinte sans dépassement temporaire (overshoot) compensé par des émissions négatives massives dont les technologies sont immatures ; d'autres défendent le maintien de l'objectif comme boussole politique. Le débat porte sur l'honnêteté des cibles et sur le danger de la résignation.3) Technologie ou sobriété ? Le GIEC (groupe III, 2022) inclut pour la première fois la sobriété (réduction de la demande) parmi les leviers, à côté des renouvelables, du nucléaire, de l'efficacité et du captage du carbone ; les techno-optimistes misent sur l'innovation et la géo-ingénierie (aérosols stratosphériques), jugée dangereuse par la majorité ; les partisans de la sobriété contestent la possibilité de décarboner une économie en croissance. Voir la fiche sur la transition énergétique.4) Adaptation ou capitulation ? Longtemps taboue (elle semblait renoncer à l'atténuation), l'adaptation est désormais indispensable ; la France se prépare à +4 °C en 2100 (plan national d'adaptation, 2024). Le risque est que l'adaptation des riches (climatisation, digues) se substitue à la réduction des émissions et abandonne les pauvres, d'où la question de la justice climatique.
Exemples
- La courbe de Keeling (depuis 1958) : mesures continues du CO2 à l'observatoire de Mauna Loa (Hawaï) : de 315 à plus de 420 ppm, avec l'oscillation saisonnière de la végétation ; l'icône graphique du changement climatique.
- L'audition de James Hansen (23 juin 1988) : le climatologue de la NASA déclare au Sénat, lors d'une canicule, que le réchauffement d'origine humaine a commencé ; première alerte publique majeure aux États-Unis ; ses projections de 1988 se sont révélées justes.
- Le rapport spécial 1,5 °C (octobre 2018) : à 2 °C, les coraux disparaissent presque totalement, les extrêmes doublent, 10 cm de mer supplémentaires menacent 10 millions de personnes de plus ; pour tenir 1,5 °C, il faut réduire les émissions de 45 % entre 2010 et 2030 ; ce rapport nourrit les grèves scolaires et les « Fridays for Future ».
- La canicule de 2003 en France : 15 000 morts en août, surtout des personnes âgées isolées ; prise de conscience de la vulnérabilité sanitaire ; création du plan canicule ; les canicules de 2019 (46 °C, record absolu) et 2022 (deuxième été le plus chaud après 2003) confirment la tendance.
- « Exxon savait » (2015) : enquêtes d'InsideClimate News et du Los Angeles Times montrant que les scientifiques d'Exxon avaient prédit le réchauffement avec précision dès 1977-1982, avant que l'entreprise ne finance le déni ; procès en cours aux États-Unis.
- Les inondations du Pakistan (2022) : un tiers du pays sous l'eau, 33 millions de personnes touchées, 1 700 morts ; le pays émet moins de 1 % des GES mondiaux ; l'exemple type de l'injustice climatique, qui aboutit à la création d'un fonds « pertes et dommages » à la COP27.
- 2024, première année à +1,5 °C : selon Copernicus, l'année civile 2024 dépasse de 1,60 °C le niveau préindustriel ; il ne s'agit pas encore du dépassement de l'accord de Paris (moyenne sur vingt ans), mais du signal que la limite est atteinte.
Pièges & confusions
- Confondre météo et climat : un hiver froid ne réfute pas le réchauffement ; le climat est une moyenne sur trente ans ; « il fait froid aujourd'hui » est l'argument le plus faible du climatoscepticisme.
- Confondre trou de la couche d'ozone et effet de serre : deux problèmes distincts (CFC contre CO2), le premier résolu par le protocole de Montréal.
- Croire que le GIEC fait de la recherche : il évalue et synthétise la littérature ; il ne prescrit pas de politiques, il dit ce qu'implique chaque choix.
- Dire que 1,5 °C est déjà « dépassé au sens de l'accord de Paris » : une année isolée à 1,5 °C n'est pas une moyenne de vingt ans ; la nuance montre votre rigueur.
- Attribuer chaque événement extrême au climat sans nuance : la science de l'attribution (World Weather Attribution) dit dans quelle mesure le climat a rendu l'événement plus probable ou plus intense ; c'est cette formulation qu'il faut employer.
Usage concours / oral
Ce sujet donne aux dissertations sur la science, la vérité, le progrès, la responsabilité ou le temps des exemples précis et un fil historique. Les cinq dates à connaître : 1824 (Fourier), 1958 (Keeling), 1988 (Hansen, GIEC), 2015 (Paris), 2024 (1,5 °C atteint). Les cinq chiffres : 1,2 °C ; 420 ppm ; 37 milliards de tonnes ; 9 tonnes par Français contre 2 compatibles ; +2,7 °C sur la trajectoire actuelle.L'histoire de la science du climat est un cas d'école sur la construction d'un consensus (de « probable » en 2001 à « sans équivoque » en 2021) et sur la fabrique du doute (Oreskes, Exxon), utile pour tout sujet sur la vérité, l'opinion ou les médias. Le GIEC, avec son résumé approuvé par les États, est un exemple unique d'interface entre science et politique, mobilisable sur l'expertise et la démocratie.À l'oral, une question probable dans les écoles de commerce : « que feriez-vous, comme dirigeant, face au changement climatique ? » Répondez avec des leviers concrets (bilan carbone, trajectoire alignée sur 1,5 °C, sobriété, adaptation, transparence) et une lucidité sur les contradictions (croissance, actionnaires, greenwashing). Évitez à la fois le catastrophisme paralysant et l'optimisme technologique naïf : le jury attend quelqu'un qui connaît les ordres de grandeur et sait qu'ils ne se négocient pas.
Sources
Questions d'oral
1Expliquez le mécanisme de l'effet de serre.2Comment sait-on que le réchauffement est d'origine humaine ?3Qu'est-ce que le GIEC et comment fonctionne-t-il ?4Qu'est-ce qu'un budget carbone ?5L'objectif de 1,5 °C est-il encore atteignable ?
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