Un gaz à effet de serre

Un gaz à effet de serre (GES) est un gaz atmosphérique absorbant et émettant un rayonnement dans la plage infrarouge. Leur accumulation est la cause principale de l'effet de serre. Les principaux GES dans l'atmosphère sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde d'azote et l'ozone.

Le rôle d'un gaz à effet de serre en schéma :

Dans l'effet de serre, par définition de chaque gaz à effet de serre, leur rôle est indiqué sur ce schéma et donne un aperçu du rôle de l'effet enserrant et de la contribution des gaz dont quelques sources sont illustrées/entourées en rouge.

Généralités

Un gaz à effet de serre regroupe des composés gazeux atmosphériques capables d'absorber le rayonnement infrarouge tellurique et thermique. Les gaz à effet de serre, abrégés en GES, affectent le rayonnement de substances gazeuses dans l'air : les GES ont à la fois une origine naturelle et une origine anthropique.

Les gaz à effet de serre sont constitués de vapeur d'eau H₂O pour 54 %, dioxyde de carbone CO₂ (gaz carbonique) pour 39 %, l'ozone O₃ pour 2 %, l'oxyde d'azote N₂O pour 2 %, le méthane CH₄ pour 2 %, CFC, etc.

Ils contribuent à la régulation du climat à la surface de la Terre. Les conséquences sont multiples mais la concentration des principaux gaz à effet de serre a continué d'augmenter dans l'atmosphère pour atteindre un record à fin 2012.

Les gaz à effet de serre absorbent une partie du spectre lumineux arrivant au sol, en particulier le rayonnement infrarouge qui, sans eux, s'échapperait dans l'espace.

Selon leur température, ils émettent un rayonnement thermique (rayonnement infrarouge) dirigé en partie vers la terre, mais il existe aussi un rayonnement miroir bloqué qui réchauffe la surface de la Terre, en plus de la lumière du soleil.

Les gaz à effet de serre d'origine naturelle augmentent la température moyenne à la surface de la Terre à environ 33 K, jusqu'à 15 °C. Sans cet effet de serre naturel de l'atmosphère, ce qui impliquerait une température de -18 °C, la vie sur terre serait pratiquement impossible.

Les origines naturelles des GES

En effet, les principaux gaz à effet de serre qui entrent dans l'atmosphère du fait des activités humaines sont les suivants :

• Le dioxyde de carbone est émis principalement par la combustion de combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon), les déchets solides, les arbres et les produits du bois. Les changements dans l'utilisation des terres, tels que la croissance de nouvelles forêts ou les sols inquiétants, peut conduire à l'ajout ou la suppression de dioxyde de carbone de / vers l'atmosphère.
• Le méthane est émis lors de la production et du transport du charbon, du gaz naturel et du pétrole. Les émissions de méthane peuvent aussi résulter de l'élevage et des pratiques agricoles, ainsi que de la décomposition de matières organiques dans les décharges municipales de déchets solides.
• L'oxyde nitreux est émis au cours des activités agricoles et industrielles, également lors de la combustion des combustibles fossiles et des déchets solides.
• Les gaz fluorés, tels que les hydrofluorocarbones, les hydrocarbures perfluorés et hexafluorure de soufre, sont émis à partir d'une variété de procédés industriels et les utilisations commerciales et domestiques. Les gaz fluorés sont parfois utilisés comme substituts de substances appauvrissant la couche d'ozone telle que les chlorofluorocarbones (CFC).

Certains gaz à effet de serre sont à court terme, comme l'ozone troposphérique et les aérosols (ou particules dans l'atmosphère), et aussi le noir de carbone et les sulfates, également pertinents dans le changement climatique.

Toutefois, chaque rapport se concentre uniquement sur les principaux gaz à effet de serre plutôt à long terme, mais les substances à courte durée de vie pourraient être incluses dans les prochaines éditions de certains rapports.

Origine anthropique des gaz à effets de serre

L'activité humaine mène à la libération dans la troposphère de GES à l'origine de l'effet de serre additionnel. Chaque GES présente des capacités propres d'absorption vis-à-vis de l'effet de serre, déterminées entre autres par son spectre d'absorption dans l'infrarouge et sa durée de vie dans l'atmosphère.

En résumé, les principaux gaz à effet émis dans l'atmosphère par les activités humaines sont le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et les gaz fluorés (voir image ci-dessous). Beaucoup de ces gaz peuvent rester dans l'atmosphère pendant des dizaines, voire des centaines d'années après avoir été libérés.

Ainsi, pour obtenir une image plus complète de la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, les émissions (combien de gaz à effet de serre donné est produit et émis dans l'air) et concentrations (la quantité d'un gaz présent -altérant l'indice- dans un certain volume de l'air) sont mesurées.

Les gaz à effet de serre à long terme au niveau mondial deviennent mélangés dans l'atmosphère, ce qui reflète à la fois le passé et les récentes contributions des sources d'émission dans le monde entier.

À noter que c'est le rayonnement qui retourne vers la Terre qui crée l'effet de serre, il est donc à l'origine d'un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre.

Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait à -18 °C !!! Ainsi, les gaz à effet de serre affectent grandement la température de la Terre, sans eux, la surface de la Terre serait en moyenne d'environ 33 °C plus froide qu'à l'heure actuelle.

Indice des GES

L'indice annuel des gaz à effet de serre est une mesure de l'influence du réchauffement fournie par les gaz traces à long terme et du comment de cette influence qui se modifie chaque année.

L'indice a été conçu pour améliorer le lien entre les scientifiques et la société en fournissant un standard normalisé qui peut être facilement compris et respecté.

L'influence du réchauffement fournie par des gaz à effet de serre à long terme est bien comprise par les scientifiques et a été rapportée au travers d'une série d'évaluations nationales et internationales.

Néanmoins, le langage des scientifiques échappe souvent aux décideurs politiques, aux éducateurs et au grand public. Cet indice est conçu pour aider à combler cette lacune. L'indice annuel simplifié est un moyen de présenter cette influence du réchauffement par les GES.

L'indice annuel de l'émission des gaz à effet de serre en 2012 :

La force de radiation de tous les gaz à effet de serre à long terme sont indexés à 1 pour l'année 1990.

Ainsi, l'effet de serre existe naturellement, et rend la vie possible sur la Terre, telle que nous la connaissons. Au cours du siècle passé, cependant, les activités humaines ont considérablement augmenté la quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, modifiant la composition de l'atmosphère et influençant le climat.

Certains gaz à effet de serre sont presque entièrement dus à l'activité anthropique de l'homme. Les autres gaz à effet proviennent d'une combinaison de sources naturelles et d'activités humaines.

Par exemple, le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre produit naturellement en raison des volcans, des feux de forêt, et de processus biologiques variés (comme la respiration), mais est également produit par la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques et les automobiles.

Les autres sources importantes de gaz à effet de serre comprennent des procédés industriels et agricoles, la gestion des déchets et les changements d'utilisation des terres.

Typiquement, le gaz carbonique, ou dioxyde de carbone CO₂, est un GES; ce qui en anglais se traduit par GreenHouse Gas, GHG.

Un gaz à effet de serre est donc un gaz dans une atmosphère qui absorbe et émet un rayonnement thermique dans la gemme des infrarouges. Ce processus est la cause fondamentale de l'effet de serre.

Les gaz à effet de serre qui se situent dans l'atmosphère primaire de la Terre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'oxyde nitreux et la couche d'ozone.

Dans ce contexte de concentration et non d'émission, ce qui va persister dans la couche atmosphérique à la suite des interactions qui existent entre ce milieu, la biosphère et les océans, sera le gaz carbonique.

Il reste le principal responsable de cette hausse, puisqu'il représente 80 % des GES (hors vapeur d'eau) à lui seul. Ses sources d'émission sont majoritairement d'origine anthropique, à savoir la combustion de carburants fossiles et la déforestation.

Dans le système solaire, les atmosphères de Vénus, Mars et Titan contiennent des GES qui ont des conséquences.

Depuis le début de la révolution industrielle, la combustion de combustibles fossiles a contribué à l'augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de 280 ppm à 390 ppm, en dépit de l'absorption d'une grande partie des émissions par le biais de divers "puits naturels" impliqués dans le cycle du carbone (en particulier, la Grande Barrière de corail).

Le carbone anthropique issu du dioxyde de carbone (CO₂) (c.-à-d. les émissions produites par les activités humaines) proviennent de la combustion de combustibles carbonés, principalement le bois, le charbon, le pétrole et tous les gaz naturels.

Comment réduire les GES ? 10 solutions

La réduction des GES n'est pas un processus simple, il faut combiner plusieurs façons pour réduire les gaz à effet de serre.

La combustion des combustibles fossiles tels que le gaz naturel, le charbon, le pétrole et l'essence augmente le niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et le dioxyde de carbone contribue grandement à l'effet de serre et au réchauffement climatique.

Vous pouvez aider à réduire la demande de combustibles fossiles, ce qui réduit le réchauffement climatique, en utilisant plus judicieusement l'énergie.

Voici une liste de 10 étapes que tout le monde peut prendre pour réduire les émissions de gaz à effet de serre :

• Réduire, réutiliser, recycler : L'achat de produits avec un minimum d'emballages aidera à réduire les déchets. En recyclant la moitié de vos ordures ménagères, vous pouvez économiser 2,400 livres de dioxyde de carbone par an.
• Utilisez moins de chaleur et de climatisation : L'ajout d'isolation à vos murs et l'installation de décapage météorologique ou de calfeutrage autour des portes et des fenêtres peuvent réduire votre chauffage coûte plus de 25 % en réduisant la quantité d'énergie dont vous avez besoin pour chauffer et refroidir votre maison. Allumez la chaleur pendant que vous dormez la nuit ou à l'extérieur pendant la journée, et maintenez les températures modérées en tout temps. Installez un thermostat programmable parce que le réglage juste 2 degrés plus bas en hiver et plus élevé en été pourrait économiser environ 1 000 kg de dioxyde de carbone chaque année.
• Remplacez vos ampoules : Dans la mesure du possible, remplacez les ampoules régulières par des ampoules fluorescentes compactes ou des LED. Remplacer une seule ampoule à incandescence de 60 watts par une fluo compacte vous permettra d'économiser 20,00 à 28,00/aquabdd/pho pendant la durée de vie de l'ampoule. Les fluos-compactes durent 10 fois plus longtemps que les ampoules à incandescence, utilisent deux tiers de moins d'énergie et rejettent 70 % moins de chaleur. Si chaque famille européenne remplaçait une ampoule ordinaire avec une fluo compacte, elle éliminerait 50 milliards de kg de gaz à effet de serre, tout comme la prise de 7,5 millions de voitures hors route.
• Conduisez moins et conduisez intelligemment : Moins de conduite signifie moins d'émissions. En plus d'économiser de l'essence, la marche et le vélo sont de formidables exercices. Explorez le système de transports en commun et vérifiez les options pour le covoiturage pour le travail (ou emmener les enfants à l'école).
• Lorsque vous conduisez, assurez-vous que votre voiture fonctionne efficacement : Par exemple, garder vos pneus correctement gonflés peut améliorer votre consommation d'essence de plus de 3 %. Chaque kg de gaz que vous économisez, non seulement aide votre budget, mais au total, cela peut éviter 20 kg de dioxyde de carbone dans l'atmosphère en 1 an.
• Achetez des produits écoénergétiques : Les appareils électroménagers sont maintenant disponibles dans une gamme de modèles écoénergétiques (classe A à A+++) et les ampoules fluorescentes compactes sont conçues pour fournir une lumière plus naturelle tout en utilisant beaucoup moins d'énergie que les ampoules standard.
• Utilisez moins d'eau chaude : Réglez votre chauffe-eau à 50 °C pour économiser de l'énergie et enveloppez-la dans une couverture isolante si elle a plus de 15 ans. Achetez des pommes de douche à faible débit pour économiser de l'eau chaude et environ 150 kg de dioxyde de carbone par an. Lavez vos vêtements dans de l'eau moyennement chaude (30 à 40 °C) ou froide pour réduire votre consommation d'eau chaude et l'énergie nécessaire pour le produire. Ce changement seul peut économiser au moins 250 kg de dioxyde de carbone par an avec la plupart des ménages.
• Utilisez le commutateur "Off" des interrupteurs : Économisez de l'électricité et réduisez le réchauffement climatique en éteignant les lumières lorsque vous quittez une pièce et en utilisant autant de lumière que vous avez besoin. Et n'oubliez pas d'éteindre votre téléviseur, votre chaîne stéréo et votre ordinateur lorsque vous ne les utilisez pas. C'est aussi une bonne idée d'éteindre l'eau lorsque vous ne l'utilisez pas. En se brossant les dents, en shampouinant le chien ou en lavant votre voiture, éteignez l'eau jusqu'à ce qu'elle en ait réellement besoin pour le rinçage.
• Planter un arbre : Si vous avez les moyens de planter un arbre, commencez à creuser. Les arbres absorbent le dioxyde de carbone et dégagent de l'oxygène. Un seul arbre absorbera environ une tonne de dioxyde de carbone pendant sa durée de vie.
• Obtenir un bulletin de notes de votre entreprise de services publics : Beaucoup de compagnies d'utilité publique fournissent des audits gratuits de l'énergie domestique pour aider les consommateurs à identifier les zones dans leurs maisons qui ne sont peut-être pas économes en énergie. En outre, de nombreuses entreprises de services publics proposent des programmes de remboursement pour aider à payer le coût des mises à niveau éconergétiques.
• Encouragez les autres à conserver les matériaux : Partagez des informations sur le recyclage et la conservation d'énergie avec vos amis, vos voisins et vos collègues de travail et prenez des occasions d'encourager les fonctionnaires à établir des programmes et des politiques favorables à l'environnement. Avant tout achat, vérifiez si le produit manufacturé n'est pas inscrit sur une liste dédiée à l'obsolescence.

Ces 10 étapes aideront à réduire votre consommation d'énergie et à vous faire économiser de l'argent. Une moindre consommation d'énergie signifie moins de dépendance à l'égard des combustibles fossiles qui créent des gaz à effet de serre et contribuent au réchauffement climatique.

La séquestration du CO₂ est une solution industrielle, encore en cours de développement et de déploiement, mais qui n'est pas à la portée d'un particulier.

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