Effet de serre

Il y a du gaz dans l'eau

Dès 1850, l'ère industrielle a commencé à modifier la composition de l'atmosphère de manière significative et exponentielle. Modifier l'air qui nous entoure revient à modifier le climat. C'est l'effet de serre. Il est possible d'influer sur cet effet de serre en utilisant les propriétés de l'océan.

L'énergie solaire reçue par la Terre est réfléchie vers l'Espace. Et s'il n'existait pas dans l'atmosphère de gaz à forte capacité calorifique, cette énergie serait perdue. La présence de ces gaz permet donc d'obtenir aujourd'hui, sur Terre, une température agréable (une moyenne d'environ 15°C). Ces gaz sont notamment du méthane, du protoxyde d'azote ou encore du dioxyde de carbone. Ils forment un bouclier qui "retient" l'énergie dans l'atmosphère. Plus leur quantité est importante, plus l'énergie retenue est grande et donc, plus la température à la surface de la planète est élevée.
Depuis le Moyen-Âge jusqu'à 1850, il existait un équilibre relativement stable de la composition gazeuse de l'atmosphère. Le début de l'ère industrielle marque une évolution importante. Le développement industriel a pour effet de produire une quantité importante (entre autres) de Dioxyde de carbone. De ce fait, en à peine 150 ans, la température moyenne de la planète a augmenté de 0,8°C, ce qui, pour les scientifiques, est significatif.

Mais où est donc passé ce CO2 ?

Par le biais de la combustion du fioul ou de la déforestation, l'Homme rejette dans l'atmosphère environ sept milliards de tonnes de CO2 par an. Pourtant, les capteurs atmosphériques en place depuis plusieurs dizaines d'années constatent une augmentation de seulement trois milliards de tonnes de CO2 par an. Il en manque donc quatre milliards de tonnes ! Il est absorbé par l'océan et par la biosphère terrestre.
Pour que l'océan capte du dioxyde de carbone, il existe deux mécanismes. Le premier est physique : dans l'eau froide, le gaz se dissout mieux que dans les eaux chaudes qui ont tendance à rejeter le gaz. On se retrouve donc dans une situation d'équilibre naturel entre les eaux australes et les eaux équatoriales. Mais un deuxième mécanisme peut venir influer sur le l'équilibre physique : la biologie.
Le phytoplancton se développe grâce à l'énergie lumineuse et utilise le dioxyde de carbone dissout dans la couche de surface de l'océan. Le gaz est donc transformé en élément organique qui entre dans la chaîne alimentaire. En théorie, le réseau trophique finit par rejeter dans l'atmosphère tout le dioxyde de carbone entré dans la chaîne. En pratique, 20% de ce CO2 échappe à la couche de surface et plonge dans les fonds océaniques. Là, une toute autre destinée l'attend, c'est l'affaire des bactéries qui vont le transformer en hydrocarbures.
On peut donc distinguer deux compartiments dans l'océan : la couche de surface et le compartiment profond. Ce qui se passe en surface est relativement rapide, les changements peuvent se mesurer sur une ou quelques années seulement. Le compartiment profond possède une plus grande inertie : les changements se font à l'échelle du millénaire. Pour diminuer l'effet de serre aujourd'hui, une solution consisterait à transférer le dioxyde de carbone dans le compartiment profond. On gagnerait alors 1 000 ans avant qu'il ne ressurgisse à la surface. Un cadeau empoisonné pour nos descendants... Une vraie question éthique.

Remettre au lendemain

Aujourd'hui, l'océan et le CO2 ne sont plus en équilibre tel qu'avant la révolution industrielle. L'océan est devenu un puits de CO2 qui pompe le carbone de l'atmosphère. Cette situation ne pourra pas durer indéfiniment et on comprend bien l'intérêt pour l'Homme d'aider l'océan à faire mieux. Pour cela, deux solutions sont aujourd'hui possibles. La question est : Est-ce que les avantages qu'elles procurent sont plus intéressants que leurs inconvénients à long terme ?
La première solution consiste à fertiliser l'océan pour favoriser la croissance du phytoplancton. Des expériences grandeur nature ont été menées : des régions entières de l'océan ont été enrichies en fer. Les résultats sont probants : le phytoplancton y pousse en plus grande quantité et l'absorption du CO2 y est plus importante. Pour que cette solution puisse être valable, il faudrait fournir des quantités importantes de fer à l'océan chaque année, ce qui ne manquerait pas d'occasionner des problèmes économiques, sans parler des conséquences sur le réseau trophique dans les zones fertilisées !


Demain ? On y est presque

La seconde solution serait d'injecter directement le Dioxyde de carbone produit par l'industrie au fond de l'océan, par pipeline par exemple. Mais est-ce raisonnable de mener des études sur des technologies qui ne font que repousser le problème ? En effet, en injectant le surplus de CO2 dans les couches profondes de l'océan, des études ont montré qu'au bout de 500 ans, l'océan de surface commencerait à devenir plus acide (-0,8 unités de pH). Au bout de 1 000 ans, les propriétés physiques de l'océan de surface seraient définitivement modifiées et aurait donc un effet considérable sur la biologie.
Le début de l'ère industrielle, c'était hier. Mille ans, c'est demain. Selon l'échelle de temps, les questions d'éthique ont parfois un caractère d'urgence...

V.D.

Contact :
Paul Tréguer, IUEM, tél. : 02 98 49 86 00