Les gaz à effet de serre

Si vous ne connaissez pas bien les mécanismes de l'effet de serre sur terre (qui n'est pas un mécanisme négatif en lui même), je ne saurais trop vous encourager à lire (ou relire) l'article de Kok [1].

Les gaz à effet de serre

Gaz ayant un cycle naturel

Ces gaz existent depuis toujours sur notre planète et ont un cycle (création, évolution, réaction et disparition) naturel sur terre [2]. Voici la liste de ces principaux gaz :

  • vapeur d'eau
    • H2O
    • Durée de vie (dans l'atmosphère) : très faible (et émissions humaines insignifiantes à coté des émissions naturelles d'une planète recouverte au 2/3d'eau)(merci kok ;-) )
  • Dioxyde de carbone (gaz carbonique)
    • CO2
    • Durée de vie (dans l'atmosphère) : 100 ans
  • méthane (gaz naturel de GDF)
    • CH4
    • Durée de vie (dans l'atmosphère) : 12 ans
  • protoxyde d'azote (gaz hilarant)
    • N2O
    • Durée de vie (dans l'atmosphère) : 120 ans
  • l'ozone
    • O3
    • Pas d'information sur sa durée de vie mais facilement détruit par d'autres gaz (ce qui paradoxalement n'est pas sans poser de problème : le fameux trou dans la couche)

Gaz non naturel et n'ayant donc pas de cycle naturel

Les gaz à effet de serre non naturels sont des gaz industriels : les halocarbures [...], les chlorofluorocarbures 2 [...], l'hexafluorure de soufre [...] pour ne citer qu'eux. (Reprise honteuse de l'article de kok)

Les halocarbures ont une durée de vie très longue (proche de 50 000 ans) car il leur faut monter très haut dans l'atmosphère pour pouvoir être touchés et détruits par les ultra-violets émis par le soleil. Ces mêmes UV sont stoppés par la couche d'ozone qui donc nous protège de la cuisson lente :-) (voir cette article pour tout comprendre à ce sujet)

Les unités de mesure[3]

Pour mesurer l'effet de serre d'un gaz on parle de son PRG (son Pouvoir de Réchauffement Global).

Le PRG d'une quantité de gaz évolue avec le temps car il dépend de la concentration de celui-ci. Or la durée de vie[4] d'un gaz dans l'atmosphère n'est pas infinie et sa concentration diminue donc au cours du temps. Or tous les gaz n'ayant pas une durée de vie identique, ni un pouvoir de "réchauffement"[5] équivalent, il est difficile de les comparer.

Pour essayer d'avoir un étalon de mesure (pour pouvoir faire des comptabilisations et des comparaisons) il a été décidé de prendre un gaz de référence le CO2 sur sa durée de vie.

Donc le "kg équivalent carbone" d'un gaz est le PRG ramené à la masse de carbone contenue dans 1kg du gaz qui serait émis pour avoir le même effet sur l'effet de serre que du CO2 pendant 100 ans. Le tableau suivant illustre les équivalences des différents gaz. Nous n'avons pas 1 pour le CO2 car il est composé de deux atomes d'oxygène et d'un atome de carbone. L'important est surtout de retenir l'unité.

Gaz

Formule

équivalent carbone par kg émis

Gaz carbonique

CO2

0,273

Méthane

CH4

6,82

Protoxyde d'azote

N2O

81,3

Perfluorocarbures

CnF2n+2

2.015 à 3.330

Hydrofluorocarbures

CnHmFp

34 à 4.040

Hexafluorure de soufre

SF6

6.220

Les émissions humaines dont je parle plus loin dans cet article sont donc exprimées en "équivalent carbone"[6]


Les émissions humaines

Maintenant que le système de mesure est expliqué passons aux mesures. Ou plutôt aux estimations car pour la plupart des usages, des mesures des émissions sont difficiles, mettre un gazomètre derrière chaque voiture ou chaque vache n'est pas une tâche aisée.

Emissions mondiales par nature de gaz

Répartition des émissions humaines de gaz à effet de serre par gaz en 2004, en milliards de tonnes équivalent carbone. Source : GIEC, 2007

emissions mondiales A noter que entre le livre publié en 2002 et qui donne en page 75 ce graphique pour l'année 2000 et cet autre graphique disponible sur le site de l'auteur, toutes les quantités ont augmentées (près de 1 milliards pour CO2 combustible fossile). Est-ce les estimations qui se sont affinées ou les émissions qui ont augmentées, je n'en sais rien mais penche pour la deuxième solution.

Par pays

Emissions du pays (en millions de tonnes équivalent carbone en 1998)

 

Pays

tec

1

USA

2000

2

Chine

1100

3

France

160

4

Australie

150

5

Suisse

20

6

Irlande

20

7

Bengladesh

pas de données (trop faible je pense)

NB : le rang est celui dans ce classement pour lequel je reprend juste des exemples parlant pour nous. Ce n'est pas le classement mondial

A la lecture de ces exemples, on peut se dire que la France est peu émettrice et en être soulagé. Sauf que... bin on est bien moins nombreux que les chinois ! Le second classement (ci-dessous) est plus parlant pour nos émissions individuelles.

Ramenées par habitant (en tonne équivalent carbone)

 

Pays

tec

1

Australien

7

2

Américain

6,8

3

Irlandais

4,6

4

France

2,7

5

Suisse

2,2

6

Chinois

1

7

Bengladli

0,3

C'est bien plus parlant non... L'objet de cet article n'est pas de connaitre les conséquences des ces émissions, je les traiterai dans un article suivant [7]

Par secteur d'activité

La répartition mondiale des émissions mondiales de CO2 fossile en 1999 est la suivante : Emissions en 1999








  1. Production énergie 38% : énergie nécessaire à la transformation des sources d'énergie naturelle en énergie utilisable (extraction, transport et transformation du pétrole en essence ou en fioul par exemple)
  2. Industrie 25% : énergie nécessaire à la production de biens manufacturés (réalisation des matières premières (acier, ciment, etc..) dans un premier temps et transformation dans un second (voiture, maison, etc...))
  3. Transports 24% : bin pour se déplacer
  4. Autres (dont chauffage) 13% : tout le reste

Attention ici il ne s'agit que des émissions de CO2 (pas de tous les gaz à effet de serre) issues de l'utilisation d'énergie fossile (pétrole, charbon et gaz en gros). Ne sont pas pris en compte les autres gaz (méthane issu de l'agriculture par exemple).

Nos émissions à nous

Pour nous déplacer[8]

Voici quelques ordres de grandeurs concernant les émissions émises en fonction du mode de transport utilisé (allant de la marche à pied à l'avion). Le livre ne le précise pas explicitement mais il me semble que les chiffres correspondent uniquement aux émissions issues de la combustion du carburant (oxygène, essence, kérosène,...) et pas de celles issues de l'énergie nécessaire à la mise en place des infrastructures (route, voies ferrées, aéroports, etc...)
Les chiffres sont exprimés en gramme équivalent pétrole par passager et par km
transport

  1. Vélo : 1.5
  2. Marche : 4.7
  3. TGV [9]: 15.2
  4. Autobus de banlieue : 24.8
  5. Train régional : 30
  6. Avion long -courrier : 50
  7. Voiture particulière [10] : 57.6
  8. Avion court-courrier : 80














Pour nous loger au chaud[11]

La construction de la maison

La première chose à faire quand on veut se prémunir des frimas de l'hiver et des canicules de l'été, c'est de se loger. Pour ça on doit construire une maison ou en trouver une construite plus tôt par d'autres. Bien entendu la taille du logement et le rapport m2 par habitant ont un impact direct sur les émissions dues à sa construction. Je ne retrouve pas le chiffre donné au m2 dans ce livre mais promis dès que je remet la main dessus je corrige l'article. Je viens de remettre la main dessus, donc à partir de deux données :

  • 2 tonnes de béton émet 500 kgEC et il faut 17 tonnes pour une maison de 100m2
  • si une taxe sur la tonne de carbone émise de 1500 € était mise en place le sur coût pour une maison de 100m2 serait de 20 000 € d'après l'auteur (ça ne prend pas en compte que le béton ici).

Donc en prenant ces deux données en compte et en appliquant une règle de trois on arrive, j'en déduis :

  • entre 85 et 133 kgEC par m2 de maison

Bien entendu, c'est une moyenne et on parle de maison en béton qui ne sont peut-être pas les moins émissive (c'est même certain car la fabrication du ciment est fortement émissive et qu'une ossature bois à un bien meilleure bilan) mais qui sont tout de même actuellement les plus courantes.

Enfin admettons que la durée de vie d'une maison est de 100 ans (qui de plus est la durée de vie du CO2), on peut faire l'approximation suivante de 1kgEC par m2 et par an.

Le chauffage

Le livre contient quelques chiffres concernant les émissions d'un système de chauffage pour une maison. L'auteur distingue le chauffage électrique de trois pays pour illustrer l'impact des modes de production de l'électricité et qu'il estime que la part nucléaire de l'offre EDF diminue les émissions en CO2 en France.[12].
Le bois n'est pas cité car il est d'usage de considérer que pour une bonne gestion des forêts, le bois qui pousse absorbe le CO2 du bois qui brule.

Le tableau suivant est basé sur les suppositions suivantes :

  • rendement d'un radiateur électrique = 100 %
  • rendement d'une chaudière domestique = 50%
  • 15% de perte entre la centrale électrique et le radiateur

Energie utilisée

TEP correspondantes

kgec

Fioul (3 000 l)

2,56

2 400

Gaz (30 000 kWh)

2,56

1 830

Electricité EDF (17 250 hWh)

3,8

400

Electricité anglaise (17 250 hWh)

3,3

2 720

Electricité danoise (17 250 hWh)

3,3

4 150

A noter que je ne connais pas la superficie prise en compte, ni la température souhaitée dans la maison. C'est assez approximatif (comme le confesse l'auteur d'ailleurs) mais ça donne un ordre de grandeur.

L'eau

Il n'est pas question de l'eau dans le livre "L'avenir Climatique" par contre dans "La maison des [néga]watts"[13], il y a un chiffre intéressant à retenir. Il faut plus d'un kWh par m3 d'eau pour la pomper, la traiter, la distribuer et l'assainir.

Transport/habitation = urbanisme

Enfin une dernière indication assez intéressante est le lien fait entre la nature d'un logement et son emplacement (urbain ou non) qui induit des besoins différents en transport. Ainsi on obtient le classement suivant (l'étude date de 2000 et je sors les chiffres d'un graphique, ils ne sont donc pas très précis mais donnent une idée) : logement

  1. Appartement neuf dans Paris
    • Total : 350 kgec
      • Logement : 220 kgec
      • Transport : 130 kgec
  2. Appartement ancien dans Paris
    • Total : 450 kgec
      • Logement : 320 kgec
      • Transport : 130 kgec
  3. HLM neuf dans petite couronne
    • Total : 500 kgec
      • Logement : 200 kgec
      • Transport : 300 kgec
  4. HLM ancien dans petite couronne
    • Total : 580 kgec
      • Logement : 280 kgec
      • Transport : 300 kgec
  5. Pavillon neuf dans grande couronne
    • Total : 800 kgec
      • Logement : 480 kgec
      • Transport : 320 kgec
  6. Pavillon ancien dans grande couronne
    • Total : 1050 kgec
      • Logement : 580 kgec
      • Transport : 470 kgec

C'est bien entendu une étude portant sur Paris mais l'idée s'applique à toutes les grandes villes.[14]

Pour nous nourrir

Le livre ne pointe pas les émissions issues de la culture ou de la production de tous les aliments. Ce décompte est certainement impossible à réaliser. Cependant il donne quelques informations.
L'agriculture représente en France :

  • 11 % des émissions de CO2
  • 69 % des émissions de N2O
  • 63 % des émissions de CH4

ces émissions prennent en compte les tracteurs et autres engins, l'énergie pour produire les engrais, les émissions du fait de ces engrais, etc... L'agriculture est donc le premier poste d'émissions de gaz à effet de serre en France[15]

Ensuite l'auteur insiste sur le caractère particulièrement émissif de l'élevage qui demandent de l'énergie pour produire la nourriture (il faut 50 x plus de surface pour faire 1 kg de bœuf que pour faire 1 kg de blé), de l'énergie pour le transport, les émissions de méthane des ruminants (le fameux pet de vache), etc...
Voici les chiffres données pour quelques aliments (kg équivalent carbone pour émis pour aboutir à la production d'un kg de l'aliment (viande avec os)) :

  1. Veau : 11
  2. Mouton : 8,5
  3. Bœuf : 8,5
  4. Beurre : 2,0
  5. Fromage pâte cuite : 1,8
  6. Fromage pâte crue : 1,0
  7. Cochon : 0,91
  8. Poulet fermier : 0,85
  9. Oeufs : 0.45
  10. Farine : 0,20
  11. Lait de vache : 0.16

Pour consommer

Quand nous achetons un objet quel qu'il soit, on peut nous attribuer les émissions émises du fait de sa production et de son transport. Parmi ces émissions nous pouvons comptabiliser :

les émissions du fait de la production de l'énergie nécessaire à sa réalisation
  • voir le graphe le paragrpahe Par secteur d'activité plus haut

Les émissions pour son transport

voici le graphe des émissions émises par tonnes de marchandises transportées en fonction du mode de transport utilisé (en gramme équivalent carbone par tonne et par km)

  1. Train : 3
  2. Bateau : 5
  3. Semi-remorque : 22
  4. Avion long-courrier : 400
  5. Avion court-courrier : 1000

L'auteur note que la mode des livraisons rapides (pour ne pas attendre ses photos plus de 48h...) entraine l'augmentation du transport aérien le plus émetteur [16]

Pour fixer un ordre de grandeur...

car les émissions diffèrent suivant les distances parcourues, les matières premières utilisées, etc... et qu'une chaise est moins émettrice qu'un produit de haute technologie (ordinateur, tv, etc...).
Et bien l'auteur propose le chiffre suivant : multiplier par 1 à 2 le poids de l'objet pour avoir une idée des émissions correspondantes (emballage inclus). Donc mon PC de 3 kg à émis 6 kg d'équivalent carbone [17]


Ce billet nous permet de nous rendre compte de nos émissions, de voir qu'aucun geste n'est anodin et de pointer certaines émissions dont nous n'avions même pas idée. Il permet aussi assez facilement de se faire un petit calcul de nos propres émissions.
Il ne faut cependant pas arrêter de respirer pour ne pas émettre de CO2 et nous verrons par la suite quel niveau d'émission sont envisageables, si les technologies peuvent nous aider et quels choix nous devrons faire.

A suivre

Dans mon prochain article de cette série, je ferai le point sur les mécanismes d'absorption des gaz à effet de serre (par ce que l'on appel souvent des puits de carbone). Je résumerai aussi les déséquilibres constatés depuis l'ère industriel (de 1750 après JC (ou 1750 avant Sarko, je sais plus à quel Dieu me fier LOL ) à nos jours) qui entraine une augmentation de la concentration atmosphérique de ces gaz (c'est en fait là le vrai problème).

A vous

Tout d'abord, merci à Refre et kok pour la relecture de cet article, leurs remarques, questions et aide. Je compte sur vous lecteurs pour :

  • me donner votre avis sur le billet (trop long, bien, trop de données, pas assez, remarques sur le style, etc...)
  • me poser des questions pour que je cherche les réponses et que nos connaissances sur ces sujets soient les meilleures possibles
  • me donner tous les liens, toutes les données et informations intéressants, contradictoires ou complémentaires sur le sujet.

Je suis impatient de lire vos commentaires

Notes

[1] http://9alakok.blogspot.com/2007/09/manicore-1-leffet-de-serre.html

[2] Par exemple le cycle du carbone très important dans l'effet de serre

[3] pour comprendre de quoi je parle dans la suite de cet article

[4] temps nécessaire pour qu'une quantité émise donnée est complètement disparue

[5] ce terme est ici imparfait mais c'est pour essayer de simplifier les choses, n'hésitez pas à demander des compléments. Je tenterai d'y répondre

[6] sauf précision contraire

[7] Si vous êtes impatients, vous pouvez lire les articles de Wikipédia sur la question ou ceux de M Jancovici

[8] les plus évidentes

[9] Ca tient compte de la production électrique en France et donc de la part du nucléaire sujet de polémique autour de l'auteur. J'y reviendrai dans un autre article

[10] moyenne correspondant aux cylindrées européennes et au coefficient moyen de remplissage de 1.8 passager)

[11] ou au frais

[12] cette position est bien entendu source de polémiques

[13] éditions Terres Vivantes

[14] Mon rêve de maison bioclimatique en rase campagne vient d'en prendre un coup :-/ . Cependant je me souviens avoir lu une étude ou un article qui indiquait que les grandes villes étaient très énergivores du fait des ressources (nourriture, bois, etc,...) qui venait toujours d'assez loin. Si vous avez des informations à ce propos, je suis preneur

[15] et on ne parle pas de la pollution de cours d'eau, de la mort des abeilles, etc... ça fera peut être le sujet d'un autre billet

[16] il y a donc des gestes simples qui consistent à ne pas cocher ou à décocher la case en bas du formulaire de commande

[17] je vais donc encore attendre pour en changer même s'il n'est plus du dernier cri mais comme il me permet de bloguer sans problème ;-)