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Sciences de l'ingénieur
Géo-ingénierie : science, gouvernance et incertitude

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61972.htm

A moins de réduire de façon drastique les émissions de dioxyde de carbone pour éviter de graves changements climatiques, l'avenir de la Terre pourrait reposer sur des technologies de géo-ingénierie potentiellement dangereuses et dont la fiabilité n'a pour l'heure pas été prouvée. Telle est la conclusion d'un rapport de la Royal Society intitulé "Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty", publié le 1er septembre 2009.

D'après ce rapport, si les futurs efforts pour réduire les émissions de gaz à effet de serre s'avèrent inefficaces, une action supplémentaire sous la forme d'un recours aux technologies de géo-ingénierie sera nécessaire si l'on veut refroidir la planète. Bien que certaines technologies de géo-ingénierie, techniquement réalisables, pourraient permettre de lutter contre le changement climatique, le rapport a identifié d'importantes incertitudes quant à leur efficacité, leurs coûts et leurs impacts environnementaux.

D'après le professeur John Shepherd, directeur de cette étude, "c'est une vérité désagréable à entendre, mais si nous ne parvenons pas à réduire considérablement les émissions de CO2, nous nous dirigeons vers un climat difficile et inconfortable, et la géo-ingénierie sera la seule option qu'il nous reste pour limiter l'élévation de la température. Notre étude a démontré que certaines techniques de géo-ingénierie pourraient avoir des effets imprévus et nuisibles sur de nombreuses personnes et écosystèmes - et pourtant nous n'avons encore pris aucunes mesures afin d'éviter le recours à ces technologies. La géo-ingénierie et ses conséquences risquent d'être le prix à payer de notre immobilisme face au changement climatique".

Deux types de techniques de géo-ingénierie ont été évalués dans ce rapport : le retrait de dioxyde de carbone (carbon dioxide removal, CDR) et la gestion du rayonnement solaire (solar radiation management, SRM) :
- Les techniques CDR s'attaquent aux causes même du réchauffement climatique, à savoir les gaz à effet de serre. Elles présentent moins d'incertitudes et de risques et sont donc préférables aux techniques SRM. Cependant leurs coûts ne sont pas abordables et leurs impacts environnementaux ne sont pas acceptables.
- Les techniques SRM agissent en réfléchissant le rayonnement solaire frappant la Terre, ce qui signifie qu'elles ont le potentiel de diminuer rapidement la température à la surface de la Terre, mais n'affectent pas les niveaux de CO2. Elles ne permettent donc pas de résoudre les problèmes liés à la hausse de la concentration de CO2, tels que l'acidification des océans. De plus, pour qu'elles soient efficaces, ces technologies doivent être utilisées sur une très longue période. Même si elles sont relativement peu coûteuses à déployer, il existe des incertitudes quant à leurs conséquences sur le climat.

Le rapport conclut que les techniques SMR ne constituent pas une alternative à la réduction des émissions de CO2 et ne seraient envisageables que si l'on devait agir rapidement pour refroidir la planète.

Toujours selon le professeur Shepherd : "aucune des technologies de géo-ingénierie proposée à ce jour ne constitue une solution miracle. Toutes s'accompagnent de risques et d'incertitudes. Il est donc essentiel de réduire dès à présent les émissions mais nous devons également faire face à la possibilité d'un échec. Si le "Plan B" doit être une option dans l'avenir, il est dès maintenant nécessaire d'effectuer d'importants travaux de R&D sur les différentes méthodes, leurs impacts environnementaux et les questions de gouvernance. Il faut éviter que ces technologies soient utilisées de façon irresponsables ou sans égard pour les effets secondaires possibles, car la géo-ingénierie pourrait avoir des conséquences catastrophiques semblables à celles du changement climatique. Nous devons veiller à ce qu'un cadre de gouvernance soit mis en place pour empêcher cela".

Parmi les techniques CDR évaluées, celles ayant un potentiel intéressant sont :

- la capture du CO2 de l'air ambiant (CO2 capture from ambient air). Il s'agit de la meilleure méthode de géo-ingénierie, car agissant efficacement sur la cause du changement climatique. A ce stade, aucune méthode rentable n'a été démontrée, d'avantage de recherche est donc nécessaire ;

- l'altération accrue (Enhanced weathering). Cette technique, consiste à se servir de réactions se produisant naturellement entre le CO2 de l'air avec des roches et des minéraux. Cette technique serait une option envisageable à plus long terme. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour trouver des méthodes rentables et pour comprendre leurs conséquences sur l'environnement ;

- l'utilisation des terres et boisement (Land use and afforestation). Une meilleure gestion des terres pourrait et devrait jouer un rôle modeste mais significatif dans la réduction des concentrations de CO2 atmosphérique. Toutefois, le champ d'application de cette technique serait limité à cause de conflits liés à l'utilisation des terres. Les problèmes de concurrence entourant les demandes d'utilisation des terres doivent être considérés lorsqu'on évalue le potentiel de boisement et de reboisement.

Si les températures augmentent à un niveau où une action plus rapide doit être prise, les techniques SRM suivantes sont considérées comme ayant le plus de potentiel :

- l'épandage d'aérosols stratosphériques (Stratospheric aerosols). Dans la mesure où les aérosols stratosphériques réfléchissent et absorbent une partie du rayonnement solaire, leur effet parasol s'oppose à l'effet de serre. L'efficacité de cette technique a été démontrée lors de l'étude des aérosols émis lors par les éruptions volcaniques. Les panaches d'aérosols injectés dans la stratosphère par les grandes explosions volcaniques provoquent effectivement des petites diminutions de température au sol (typiquement de l'ordre du demi-degré), mesurables sur une durée de l'ordre de l'année, temps de séjour des aérosols dans la stratosphère. Par exemple, on estime à environ 10% la perte de rayonnement solaire observée au niveau du sol et due aux aérosols stratosphériques formés à la suite de l'éruption du Mont Pinatubo en juin 1991, alors que la perte liée à la présence d'aérosols était d'environ 0,1% en mai 1991. Le coût de la technique d'épandages d'aérosols stratosphériques a été évalué comme étant relativement faible et le délai d'action court. Cependant, il y a de sérieuses questions sur leurs effets négatifs, notamment l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique ;

- les méthodes spatiales (space-based methods) représentent des techniques potentielles pour une utilisation à long terme, si les problèmes de mise en oeuvre et d'entretien sont résolus. Une solution envisagée serait d'envoyer dans l'espace des écrans permettant de dévier une partie des rayons solaires avant qu'ils n'atteignent la Terre. Ce bouclier spatial permettrait d'atténuer les rayons du soleil et donc de diminuer la température de la Terre. A l'heure actuelle ces techniques demeurent excessivement coûteuses et complexes et seraient lentes à mettre en oeuvre ;

- l'augmentation de l'effet d'albédo des nuages (cloud albedo approach), par exemple "les navires générateurs de nuages". Cette technique consiste à vaporiser de l'eau dans l'air, pour former des gros nuages blancs qui renverront les rayons solaires dans l'espace. En effet, les nuages absorbent peu le rayonnement solaire mais ils le diffusent très efficacement dans toutes les longueurs d'onde, raison pour laquelle ils apparaissent blancs. Ils réfléchissent ainsi vers l'espace une partie du rayonnement solaire qui peut être très importante : leur réflectivité est variable mais souvent élevée et elle peut atteindre celle de la neige fraîche (environ 80%). En augmentant l'albédo de la planète, les nuages diminuent l'énergie solaire absorbée et ils ont tendance à la refroidir mais, par leur effet de serre, ils ont, au contraire, tendance à la réchauffer. Il y a donc compensation entre deux effets de grande amplitude mais cette compensation n'est pas totale. L'effet d'albédo des nuages est maximum quand la surface au dessous est peu réfléchissante car, dans ce cas, le contraste est maximum. C'est le cas au dessus de la mer : typiquement, la réflectivité de la mer dépasse rarement 5 à 6%, sauf dans la direction dite spéculaire c'est-à-dire celle de la réflexion sur un miroir, le contraste avec la réflectivité des nuages est donc considérable même pour des nuages modestes. Les effets d'une telle technique seraient localisés et les impacts sur les systèmes météorologiques régionaux et les courants océaniques restent une préoccupation considérable, mais ne sont pas bien compris. La faisabilité et l'efficacité de la technique sont incertaines. Beaucoup plus de travaux de recherche seront nécessaires avant que cette technique ne soit sérieusement envisagée.

Les techniques suivantes ont été considérées comme ayant un plus faible potentiel :

- le biochar (technique CDR) ou charbon vert, par exemple, est une méthode aisée pour séquestrer le CO2 dans les sols. Le biochar permettrait de restaurer la capacité des sols à stocker une partie du carbone. Le rapport a identifié de sérieux doutes concernant le champ d'application de cette méthode. D'importants travaux de recherche sont nécessaires pour en démontrer l'efficacité et l'innocuité, avant que celle-ci ne soit éligible à la bourse européenne de carbone ;

- la fertilisation océanique (technique CDR). Cette technique a pour but d'accroître la production de vie dans la mer afin que, dans ces zones, les organismes absorbent davantage de dioxyde de carbone, gaz jugé responsable du réchauffement climatique. Ces projets visent à épandre en surface de l'océan des nutriments assez peu abondants naturellement comme les dérivés azotés, les phosphates ou le fer, des facteurs limitant le développement des phytoplanctons. Dès lors toute la chaine alimentaire est stimulée, créant de surcroît des ressources potentielles pour la pêche. Cette pratique est controversée du fait qu'elle bouleverse les équilibres locaux sans nécessairement apporter la solution désirée. Selon le rapport, l'efficacité de cette technique n'a pas encore été prouvée tout comme son fort potentiel d'effets secondaires sur l'environnement. Des essais d'épandage de sels ferriques ont déjà eu lieu, notamment près des Kerguelen.

l'albédo de surface (technique SRM, y compris la méthodes des toits blancs, les cultures de réflexion et de réflecteurs dans le désert) - elles ont été jugés inefficaces, coûteuses et, dans certains cas, susceptibles d'avoir des impacts graves sur les conditions météorologiques locales et régionales.

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Géo-ingénierie

Le concept actuel de géo-ingénierie concerne la manipulation délibérée du climat terrestre pour contrecarrer les effets du réchauffement climatique dû à l'émission de gaz à effet de serre. Cette idée fait suite à la crainte que les changements climatiques ne deviennent tellement importants que des effets graves soient dorénavant inévitables, ou que des mécanismes de rétroaction accélèrent les changements climatiques même si les émissions étaient drastiquement réduites. Il y a également un courant d'opinion qui encourage la géo-ingénierie car elle pourrait éviter ou retarder les difficultés et le prix d'une transition vers une économie à basses émissions de carbone. Cependant, la plupart des scientifiques, des environnementalistes et des ingénieurs qui prennent parti pour la géo-ingénierie le voient comme une mesure additionnelle requise pour stabiliser le climat, et non comme une alternative à une économie décarbonée.

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Code brève
ADIT : 61972

- Rapport de la Royal Society, "Geoengineering the climate: science, governance and uncertainty", 01/09/09, http://www.royalsociety.org/geoengineeringclimate
- Futura-sciences, "Pourquoi tant d'incertitudes sur les prévisions climatiques ?" ,29/09/2006, http://redirectix.bulletins-electroniques.com/bHYKF
- L'Observatoire Midi Pyrénées (OMP), http://medias.obs-mip.fr/http://www/Reseau/LettrePigb/14/n14-11.html
- http://www.aeronomie.be/fr/activites/systerre/aerosols.pdf
- ENS-Lyon, "Aérosols et réchauffement climatique", http://redirectix.bulletins-electroniques.com/kMVw3
- Wikipédia, http://fr.wikipedia.org/wiki/Fertilisation_de_l%27oc%C3%A9an
- Wikipédia, http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9oing%C3%A9nierie

Mickael Haustant

BE Royaume-Uni numéro 101 (21/01/2010) - Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61972.htm