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    Le changement climatique : effet de serre, preuves et scénarios du GIEC

    Science/Théorie
    8 min de lecture1824 - aujourd'hui

    La Terre s'est réchauffée d'environ 1,2 °C depuis l'ère préindustrielle, et 2024 a été la première année civile à dépasser 1,5 °C. Ce réchauffement est « sans équivoque » dû aux activités humaines, selon le GIEC (2021) : la combustion du charbon, du pétrole et du gaz, la déforestation et l'agriculture ont fait passer la concentration de CO2 dans l'atmosphère de 280 parties par million (ppm) en 1750 à plus de 420 ppm aujourd'hui, un niveau inédit depuis trois millions d'années. Les conséquences sont déjà visibles : vagues de chaleur, incendies, sécheresses, pluies extrêmes, montée des océans (20 cm depuis 1900), fonte des glaciers et de la banquise.

    La science du climat est ancienne et robuste : l'effet de serre est décrit par Fourier (1824), mesuré par Tyndall (1859), calculé par Arrhenius (1896) ; la courbe de Keeling (depuis 1958) enregistre la hausse du CO2 ; le GIEC, créé en 1988, synthétise tous les six ou sept ans des milliers d'études dans des rapports approuvés par les gouvernements. Ses scénarios sont clairs : sans réduction rapide des émissions, le réchauffement atteindra 2,7 à 3 °C en 2100 ; limiter à 1,5 °C, objectif de l'accord de Paris, exige de diviser par deux les émissions mondiales d'ici 2030 et d'atteindre la neutralité carbone vers 2050.
    Le sujet est incontournable : il commande l'énergie, l'agriculture, les migrations, la géopolitique, l'économie et le droit. Pour le candidat, il faut maîtriser le mécanisme (effet de serre), les preuves (attribution), les chiffres (1,2 °C, 420 ppm, 1,5 °C, 2050) et les scénarios, afin de discuter avec précision les politiques climatiques et leurs controverses.

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    Définition

    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 (37 milliards de tonnes de CO2 fossile en 2023, record), bien que celles de l'Europe et des États-Unis baissent ; la Chine émet 30 % du total mais l'Américain moyen émet deux fois plus que le Chinois moyen. 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, franchissant 1,5 °C sur l'année.

    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 (été le plus chaud) 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 1,55 °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

    • Sixième rapport d'évaluation (AR6) – Rapport de synthèse
    • Global Climate Highlights 2024
    • Les Marchands de doute
    • Le climat en questions
    • Chiffres clés du climat – France, Europe et Monde

    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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