Gaz à effet de serre (GES) : définition, origines et impacts

L’effet de serre est connu par la science depuis 1824, et les gaz responsables de ce phénomène ont été identifiés une dizaine d’années après. Face aux changements climatiques que nous traversons, ce sont des termes avec lesquels nous sommes tous plus ou moins familiarisés, mais il peut être difficile de se retrouver au milieu de tous ces concepts et notions.

Ainsi, comprendre l’effet de serre et les gaz qui y contribuent est crucial pour comprendre l’augmentation des températures et les impacts collatéraux.

OMNEGY revient en détail sur les différents gaz à effet de serre (GES), les chiffres clés pour mieux se représenter les différents ordres de grandeurs, les origines des GES naturelles et anthropiques et également leurs impacts pour l’Homme.

Qu’est-ce qu’un gaz à effet de serre (GES) ?

Effet de serre

Un gaz à effet de serre (GES) est donc un gaz qui absorbe une partie de la chaleur reçue par le soleil dans l’atmosphère. Cette chaleur est ensuite redistribuée sous la forme de radiations au sein de l’atmosphère : c’est ce phénomène qu’on appelle l’effet de serre.

Il est tout de même important de rappeler que l’effet de serre est un phénomène naturel et nécessaire pour que la planète Terre soit habitable. C’est l’introduction de nouveaux gaz dans l’atmosphère terrestre, et l’augmentation de la concentration atmosphérique des gaz à effet de serre qui ont exacerbé ce phénomène, qui a pour résultante directe l’augmentation des températures à al surface de la Terre.

Gaz à effet de serre (GES)

La transparence de l’atmosphère permet au rayonnement solaire d’atteindre le sol, où l’énergie apportée se transforme en chaleur.

Les gaz à effet de serre (GES) absorbent ces rayonnements, emprisonnant ainsi l’énergie thermique près de la surface de la Terre. Cela explique que l’on associe l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère terrestre au phénomène de réchauffement climatique.

Les gaz à effet de serre (GES) sont présents en quantité minoritaire dans l’atmosphère mais leur pouvoir de réchauffement est significatif.

Source : CEA, 2020

Revenons ensemble sur les principaux gaz à effet de serre présents dans notre atmosphère.

Les principaux gaz à effet de serre (GES)

Les gaz à effet de serre sont nombreux. Lors du Protocole de Kyoto, (le premier accord international sur le climat), les Etats s’engagent à réduire les émissions des gaz à effet de serre suivants : le dioxyde de carbone, le méthane, le protoxyde d’azote, et les gaz fluorés incluant l’hydrofluorocarbone (HFC), l’hydrocarbure perfluoré (PFC) et le trifluorure d’azote.

Ce sont ainsi les 6 gaz concernés par l’action climatique globale lorsqu’il est mentionné une volonté de réduire les gaz à effet de serre. Pourtant, ce ne sont pas les seuls GES. Par exemple, la vapeur d’eau est aussi un GES, mais elle n’est pas inclue dans les objectifs de réduction ciblés lors des accords internationaux.

Comme détaillé ci-après, la plupart des GES sont émis lors de processus naturels, ceci explique pour quelle raison la compensation carbone reste importante pour atteindre la neutralité carbone.

Le dioxyde de carbone (CO2)

C’est sans doute le gaz à effet de serre dont on entend le plus parler dans les médias, surtout lorsqu’il s’agit du réchauffement climatique.

Tout d’abord, rappelons que le dioxyde de carbone (CO2) est naturellement émis lors de la respiration humaine. Par la suite, sa concentration atmosphérique a augmenté, tout d’abord lors de la révolution industrielle : les découvertes successives du charbon, du pétrole puis du gaz naturel pour alimenter la croissance économique ont généré déforestation, utilisation de combustibles fossiles, activités industrielles.

Si le CO2 est le plus fréquemment cité des gaz à effet de serre, c’est parce que c’est celui qui est le plus émis en termes de volumes, mais ce n’est pas le seul gaz à effet de serre (GES), ni le plus puissant.

Le méthane (CH4)

Le méthane (CH4) est naturellement émis dans les zones humides.

Les émissions liées à l’activité humaine proviennent principalement de l’agriculture et notamment de l’élevage de bovins car ces derniers émettent naturellement des gaz à effet de serre (GES) lors de leurs déjections. Ils sont également émis lors de la production et utilisation de sources d’énergie fossiles, lors de la combustion de biomasse et de fabrication de biocarburants (s’ils impliquent la déforestation). D’autres éléments naturels impliquent des émissions de méthane : océans, termites, animaux sauvages, permafrost, végétation, etc.

Le protoxyde d’azote (N2O)

Le protoxyde d’azote (N2O) est encore une fois principalement émis lors des pratiques agricoles, notamment pour la production d’engrais, et la gestion des déjections animales. Le protoxyde d’azote est également émis lors de processus industriels tels que la fabrication de glyoxal, d’acides adipique, glyoxilique et nitrique, composants chimiques utilisés dans les secteurs sanitaires, cosmétiques et esthétiques, textiles, papèterie, plasturgie, pharmaceutique, etc.

Les hydrocarbures fluorés

Les hydrocarbures fluorés (HFCs) sont des gaz à effet de serre (GES) qui sont totalement émis par l’Homme. Ils sont générés lors de l’utilisation des réfrigérateurs et climatiseurs résidentiels, commerciaux et industriels, mais également lors de l’utilisation d’aérosols, de mousses ou d’extincteurs.

Les hydrocarbures perfluorés (PFC)

Tout comme les hydrocarbures fluorés (HFCs), ils sont à 100% émis par les activités humaines et utilisés dans des processus industriels : fabrication de semi-conducteurs, fusion de l’aluminium, applications diverses en diélectrique ou en fluide de transfert de chaleur.

L’hexafluorure de soufre (SF6)

L’hexafluorure de soufre (SF6) également émis intégralement par l’Homme, il intervient dans la production électrique et dans la fabrication d’équipements électriques. Il est également émis dans l’industrie des semiconducteurs, qui est en pleine expansion.

Le trifluorure d’azote (NF3)

Le trifluorure d’azote (NF3) est un gaz utilisé dans la fabrication de composants électroniques (semi-conducteurs, panneaux solaires de nouvelle génération, téléviseurs à écran plat, écrans tactiles ou encore processeurs électroniques).

Ce gaz à effet de serre, dont la contribution anthropique fut considérée comme quasi-nulle à l’époque, n’a pas été intégré au protocole de Kyoto. Or certains scientifiques pensent que la teneur atmosphérique en trifluorure d’azote serait quatre fois supérieure aux valeurs estimées, en l’absence de mesures plus précises.

De plus, le pouvoir de réchauffement du trifluorure d’azote (NF3) est 17 000 fois plus important que celui du dioxyde de carbone. Malgré sa faible teneur atmosphérique, le trifluorure d’azote (NF3) reste un acteur du réchauffement climatique, et un gaz à surveiller, notamment en vue de l’augmentation de notre production de composants électroniques ces dernières années.

La vapeur d’eau (H2O)

La vapeur d’eau (H2O) absorbe elle aussi les rayonnements solaires et emprisonne l’énergie thermique près de la surface de la Terre (ce qui contribue au réchauffement de l’atmosphère basse). L’effet de serre naturel est principalement dû à la vapeur d’eau et aux gouttelettes d’eau des nuages. Le réchauffement climatique accentue l’évaporation de l’eau dans l’atmosphère, ce qui accroît l’effet de serre naturel.

Origines et impacts des GES

Comme mentionné précédemment, certains gaz à effet de serre sont d’origine naturelle et humaine, tandis que d’autres sont uniquement liés à l’activité humaine.

Le tableau ci-dessous récapitule les origines et impacts des différents gaz à effet de serre (GES) :

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) varient beaucoup selon les secteurs d’activité.

En 2019, la production d’électricité restait le premier secteur émetteur de CO2 dans le monde (41% du total des émissions), suivie par les transports (24%) et l’industrie (19%, incluant la construction). (Source : Ministère de la transition écologique)

Durée de vie dans l’atmosphère et pouvoir de réchauffement des gaz à effet de serre

Pour avoir une compréhension complète des gaz à effet de serre (GES), il ne faut pas uniquement se centrer sur les volumes émis. En effet, d’autres critères sont primordiaux et doivent être considérés dans les stratégies de réduction des entreprises : leur pouvoir de réchauffement global (PRG) et leur durée de vie dans l’atmosphère.

Comment sont comptabilisés les gaz à effet de serre ?

À l’échelle nationale

L’atmosphère est un vaste pot commun à l’échelle de la planète. Il est donc impossible d’y mettre un capteur pour mesurer de façon précise la quantité de gaz à effet de serre (GES) qu’il stocke, et encore moins à l’échelle d’une seule nation. Il est donc nécessaire d’élaborer des méthodologies pour comptabiliser et estimer la quantité de gaz à effet de serre (GES) contenue dans l’atmosphère.

En France, le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d’Etudes de la Pollution Atmosphérique) est l’organisme en charge de surveiller et reporter la concentration atmosphérique des gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère. Les inventaires nationaux de gaz à effet de serre (GES) sont réalisés et coordonnés par le Ministère de la Transition Ecologique (MTE).

A partir d’éléments statistiques collectés par le Ministère de la Transition Écologique (Bilans énergétiques, inventaires de fluides frigorigènes, déclarations annuelles des rejets polluants, accroissement des stocks forestiers, rayonnement solaire global, inventaire des installations de traitement des déchets ménagers et assimilés, etc.), le CITEPA définit la méthode de comptabilisation des gaz à effet de serre (GES) contenus dans l’atmosphère.

La méthodologie retenue est la définition de formules mathématiques découlant des données statistiques mises à disposition par l’Etat. Elles sont publiques et diffusées annuellement dans le cadre du rapport OMINEA.

À l’échelle de votre entreprise

Le Bilan Carbone® est une méthode permettant de comptabiliser les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’une entreprise. Dans le cadre d’un Bilan Carbone®, on ne prend en compte que les GES inclus dans le Protocole de Kyoto, ça exclut donc la vapeur d’eau.

Lors de la comptabilisation, le résultat obtenu est exprimé en CO2 équivalent noté CO2e ou CO2eq).

Cette mesure va permettre d’agréger les émissions des différents gaz à effet de serre, en les comparant sur la base de leur PRG.

Réduisez vos émissions de GES

Face à la crise climatique que nous traversons, une entreprise ne peut plus se contenter de bien acheter son énergie et d’optimiser ses coûts d’approvisionnement. Elle doit aller au-delà, et prioriser la réduction de ses émissions de gaz à effet de serre, afin de limiter son impact environnemental. Pour cela, plusieurs leviers d’action existent. La première étape consiste à faire l’état des lieux de sa consommation, en réalisant un bilan carbone afin d’identifier des pistes d’amélioration.

Pour vous aider à vous lancer dans l’estimation de l’empreinte carbone de votre entreprise, OMNEGY a mis en place un calculateur des émissions de CO2 des entreprises.

OMNEGY à vos côtés

Pour aller plus loin dans votre démarche de transition énergétique, RSE ou de réduction de votre empreinte environnementale, le Pôle Carbone d’OMNEGY vous accompagne dans vos démarches de réduction de l’empreinte environnementale, n’hésitez pas à contacter nos équipes dès aujourd’hui.