Sommes-nous condamnés au changement climatique ? Des cales anti-carbone

Lorsqu'on leur parle du changement climatique, les élèves et le grand public peuvent facilement se sentir accablés : si la catastrophe globale est inévitable, à quoi bon discuter des façons de s'y opposer ? Mais ils ne devraient pas désespérer : il y a bien des moyens pour lutter contre la cause principale du changement climatique, le dioxyde de carbone (CO₂). Cet article est basé sur les idées de deux climatologues de premier plan (Pacala & Socolow, 2004; Socolow & Pacala, 2006) pour stabiliser les émissions de dioxyde de carbone en employant des technologies actuelles. Nous proposons ici des idées pour traiter ce sujet à l'école.

Le défi

La figure 1 (ci-dessous) montre l'augmentation des émissions de dioxyde de carbone au cours des 50 dernières années, et la prédiction de leur évolution pour les 50 prochaines années (basée essentiellement sur l'évolution de la population). Ces émissions sont mesurées comme la masse de carbone émise sous forme de CO₂. Si l'on n'agit pas, d'ici 2055 le bilan annuel global doublera pour atteindre 14 gigatonnes de carbone (GtC; 1 Gt = 10⁹ t).

Ceci entraînera un niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère trois fois supérieur à ce qu'il était avant la révolution industrielle. Notre planète n'a pas connu un tel niveau (environ 850 ppm) depuis 30 millions d'années, et on estime que cela devrait causer une élévation de la température moyenne à la surface de la Terre de 1 à 5 ºC.

Est-ce intévitable ? Pacala et Socolow pensent que non. Ils suggèrent que nous essayions de maintenir nos émissions de CO₂ à leur niveau actuel de 7 GtC par an, et comme une seul méthode ne suffit pas pour y parvenir, ils ont travaillé sur l'idée de cale climatique.

Une cale correspond à une activité ou une technologie qui réduit les émissions de CO₂ dans l'atmosphère ; la réduction part de zéro aujourd'hui et augmente linéairement jusqu'à représenter, dans 50 ans, une baisse de 1GtC par an des émissions prédites (Figure 2).

Pendant 50 ans, l'effet cumulé d'une cale est une réduction de 25 GtC par rapport aux émissions prédites. Une combinaison de 7 cales permettrait d'atteindre le but de Pacala et Socolow : des émissions annuelles de 7 GtC en 2055, au lieu des 14 GtC prédites.

Comme le modèle suppose un point de départ en 2005, il reste aujourd'hui moins de 50 ans pour atteindre l'objectif fixé, mais le concept reste tout aussi valide.

Comment poser une cale ?

1. Des voitures plus efficaces. Il est prédit que 2 milliards de voitures circuleront en 2055, soit 4 fois le nombre actuel. Si elles roulent en moyenne 16000 km par an (comme aujourd'hui), mais consomment 4,7 litres de carburant aux 100 km au lieu de 9,4 (valeur actuelle), ceci poserait 1 cale anti-carbone.
2. Un usage restreint des voitures : si l'on suppose que 2 milliards de voitures circulent en 2055, sans amélioration de leur efficacité, une cale pourrait être posée si la distance parcourue diminue de moitié, passant de 16000 à 8000 km.

Chacune de ces deux options poserait plus d'une cale si le nombre de voitures circulant en 2055 a été surestimé. Par exemple, un usage accru des télécommunications (vidéoconférences, télétravail) et des transports en commun réduirait le nombre de voitures nécessaires.

3. Des bâtiments plus économes : de nombreuses dépenses peuvent être évitées. Par exemple, remplacer toutes les ampoules à incandescence du monde par des lampes fluorescentes compactes poserait ¼ de cale. Des économies encore plus importantes peuvent être faites sur le chauffage et la climatisation. Pour poser une cale entière, nous aurions besoin de réduire les émissions de dioxyde de carbone des bâtiments de 25%.

4. Des centrales électriques plus efficaces : les centrales à charbon opèrent actuellement avec une efficacité de 32%, et sont responsables de 25% environ des émissions de CO₂ . Pour poser une cale, en supposant que la part d'électricité produite au charbon soit inchangée, il faudrait porter à 60% l'efficacité de ces centrales, par exemple en utilisant des piles à combustible ou de meilleures turbines.

5. Une décarbonisation de l'électricité et des carburants : par exemple, pour une unité d'électricité, les émissions de CO₂ d'une centrale au gaz naturel sont deux fois inférieures à celles d'une centrale à charbon. Une cale pourrait être posée si, d'ici 2055, 1400 GW actuellement produits à partir de charbon étaient produits à partir de gaz.
6. Un usage accru des sources d'energie non fossiles : fission nucléaire, énergie éolienne, électricité photovoltaïque, biocarburants.

• Une cale d'électricité éolienne correspondrait à un parc éolien recouvrant une surface totale de la taille de l'Allemagne.
• Une cale d'électricité photovoltaïque nécessiterait une surface totale de panneaux solaires d'environ 12 fois la zone métropolitaine de Londres.
• Une cale de biocarburants de première génération consisterait à cultiver des biocarburants sur une surface de la taille de l'Inde.

Toutes ces options sont basées sur les technologies actuelles, ainsi le progès technologique pourrait permettre davantage d'économies. Pour poser des cales, il existe aussi des options de sauvegarde qui ne demandent pas de technologies modernes.

7. La préservation des forêts : mettre fin à la déforestation tropicale au cours des 50 prochaines années poserait une demie cale. Une autre moitié serait posée si, en cinquante ans, environ 250 millions d'hectares de forêt tropicale ou 400 millions d' hectares de forêt tempérée étaient restaurés (les surfaces actuelles de forêts tropicales et tempérées sont respectivement de 1500 et 700 millions d'hectares).

Un régime plus végétarien, impliquant moins de production de viande, réduirait aussi les émissions de CO2 et de méthane.

Gestion des sols : la conversion de forêts et de prairies naturelles en terres agricoles expose le sol, suite au labour annuel ; ceci accélère la décomposision du carbone absorbé et son renvoi dans l'atmosphère. On estime que, jusqu'ici, 55 GtC (l'équivalent de 2 cales) ont été libérés de cette façon. À l'heure actuelle, sur un total de 1600 millions d'hectares cultivés de par le monde, seuls 110 millions d'hectares sont cultivés suivant des méthodes qui préservent le sol.Ces méthodes incluent par exemple le contrôle de l'érosion du sol, l'utilisation d'engrais vert, la plantation des graines sans labour. L'exploitation de toutes les terres cultivées suivant des méthodes qui préservent le sol pourrait poser entre une demie et une cale.