Il est encore possible de stabiliser les températures

Le spécialiste de l’observation spatiale du climat se désole que les émissions de gaz à effet de serre continuent d’augmenter malgré les injonctions à l’action.

Le réchauffement climatique étant lié à l’émission de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, le meilleur poste d’observation pour en comprendre les mécanismes et élaborer des solutions ne serait-il pas l’espace? Physicien-climatologue au laboratoire des sciences du climat et de l’environnement du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), François-Marie Bréon est spécialiste de l’utilisation des observations spatiales des processus climatiques. Il a contribué à développer des instruments qui ont apporté des éclairages majeurs sur l’impact des aérosols sur les nuages, et sur le bilan radiatif de la Terre. Nommé à la chaire Avenir commun durable du Collège de France pour l’année 2024-2025, il a donné cet automne une série de cours. Parmi les thèmes abordés: l’effet de serre, son augmentation et les autres perturbations du bilan énergétique de la Terre; les nuages, régulateurs ou amplificateurs du changement climatique?... S’exprimant simplement, François-Marie Bréon ne cherche pas à imposer un point de vue. Il fournit des éléments qui permettent de mieux comprendre l’évolution du climat et, ce faisant, renvoie les climatosceptiques à leurs élucubrations.

Vous êtes un spécialiste de l’observation spatiale du climat. Que nous apporte cette discipline par rapport à l’observation sur Terre?
Plusieurs choses. Sur Terre, nous avons des observations qui sont discontinues, c’est-à-dire qu’elles sont réalisées à différents endroits et qu’elles ne sont pas nécessairement connectées. Par ailleurs, il y a beaucoup d’endroits où on n’a pas d’instruments de mesure, en particulier sur les océans ainsi que sur certaines zones tropicales. L’observation spatiale permet d’avoir cette vision d’ensemble. Prenons un exemple: lorsqu’il n’y avait pas de satellites et que nos ancêtres devaient essayer de comprendre ce qu’est un cyclone. Ils étaient au sol, ils voyaient des nuages arriver, des vents de plus en plus forts; parfois l’œil du cyclone leur passait dessus. Mais pour en déduire la structure de rotation du cyclone, ils devaient faire un effort d’abstraction très important. Le satellite apporte une vision à large échelle, mais aussi une observation homogène dans l’espace là où les instruments de mesure au sol peuvent être mal inter-étalonnées. Un troisième avantage c’est qu’il permet des observations sur des régions peu accessibles, pour lesquelles les observations in situ sont difficiles voire impossibles.

Les scientifiques ont-ils pu corriger certaines observations depuis qu’ils utilisent l’observation spatiale?
Les observations historiques du niveau des mers sont basées sur des marégraphes installés sur les côtes. Cette mesure est potentiellement affectée par les mouvements de la Terre. On peut donc se demander si c’est la mer qui monte ou le sol qui descend et, effectivement, on observe des tendances différentes selon les stations. Avec les satellites, on a une mesure objective de la montée du niveau des mers sur toute la planète. Il y a aussi quelques paramètres climatiques, comme la masse des calottes polaires et leur évolution, qui sont plus facile à mesurer depuis l’espace que depuis la surface.

L’observation spatiale a-t-elle permis de mieux comprendre un phénomène comme El Niño, événement naturel et répétitif qui résulte d’une inversion des vents du Pacifique et qui impacte la météo dans les régions concernées?
Je ne sais pas si on peut dire ça. Sur la période de mise en place des satellites, les observations in situ se sont aussi développées. Concernant El Niño, les États-Unis ont déployé des bouées d’observation dans le Pacifique qui apportent une observation très complète de la température et de la salinité dans les régions clés du phénomène. Mais les courants marins sont plus faciles à observer grâce aux satellites. D’une manière générale, il y a peu de phénomènes qui peuvent être observées depuis l’espace et pas au sol. Certains paramètres, comme la température en profondeur des océans, ne peut pas être observée par satellite et nécessite donc une mesure sur place. La principale différence entre observation spatiale et observation in situ porte sur la couverture spatiale et temporelle.

La mission européenne MicroCarb doit permettre de cartographier, à l’échelle planétaire, les sources et puits de CO2. Quels en seraient les avantages?
L’observation des gaz à effet de serre est quelque chose qui se fait très bien au sol, mais sur une centaine d’endroits dans le monde. Grâce à ce satellite, nous aurons une couverture plus globale.

Parlons de la hausse des températures au cours des 200 dernières années… Il est communément admis que cette évolution est liée à l’ère industrielle.
La température est le paramètre climatique qui est mesuré dans le plus d’endroits dans le monde pour des objectifs météorologiques. Aujourd’hui, on a plusieurs dizaines de milliers de mesures quotidiennes. Dans le passé, il y avait moins de stations mais, depuis 150 ans, il y en a suffisamment pour pouvoir estimer l’anomalie de température moyenne de la Terre avec une précision de l’ordre du dixième de degré. Il est plus facile d’estimer les variations de température, plutôt que la température absolue, car elles sont bien corrélées dans l’espace (l’anomalie est similaire sur plusieurs centaines de kilomètres). Si on remonte plus loin dans le temps, l’incertitude augmente.
Il n’y a pas de doute pour les climatologues que la hausse des températures des soixante dernières années est liée à l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre. Cette hausse est assez rapide, de l’ordre de deux dixièmes de degré par décennie. Il y a un petit doute sur ce qui s’est passé au début du xxe siècle où, entre 1900 et 1940, la température a un peu augmenté et on n’arrive pas à déterminer précisément pourquoi.

Il y avait pourtant des usines depuis le xixe siècle…
Le CO2 avait déjà un peu augmenté mais à un rythme beaucoup plus lent que celui observé actuellement. Si on intègre la hausse des émissions de dioxyde de carbone de l’époque, les modèles ne reproduisent pas la même hausse des températures. Il y a donc une petite incompréhension sur ce point.

Le GIEC estime que la température globale moyenne pourrait augmenter de 2,5 à 3 °C d’ici à la fin du siècle. Comment arrive-t-on à de telles projections?
C’est toujours plus difficile de prévoir le futur que le passé… Le GIEC propose des fourchettes en évoquant les incertitudes réelles. Il y en a deux principales. La première: comment les concentrations de gaz à effet de serre vont-elles évoluer au cours du xxie siècle? Est-ce que l’humain va prendre des mesures drastiques pour les limiter ou continuer à émettre toujours plus de CO2? Malgré les injonctions à l’action depuis plusieurs décennies, les émissions ne cessent d’augmenter. Ces émissions ont bien sûr un impact sur les concentrations des gaz à effet. Ainsi, la hausse de la concentration de CO2 a été record en 2023. Il y a des raisons de penser que le réchauffement climatique, au lieu de se stabiliser, va s’aggraver. La seconde incertitude concerne le système climatique. Il y a des processus à l’œuvre qui peuvent renforcer, ou au contraire atténuer, la perturbation initiale. On appelle rétroactions ces processus qui font l’objet d’intenses recherches. Comment la végétation va réagir au changement climatique annoncé est une des incertitudes que j’ai décrit dans ma leçon inaugurale. La rétroaction en lien avec la couverture nuageuse est aussi une source d’incertitude importante.

Pourquoi n’arrive-t-on pas à réduire franchement les émissions?
Parce que les énergies fossiles ont d’énormes qualité et qu’il est donc difficile de s’en passer. Elles permettent de chauffer, de voyager, de construire des objets qu’on aime bien consommer. On n’arrive pas à se passer des combustibles qui ont alimenté le moteur de la prospérité. Si l’espérance de vie s’est accrue, si la population mondiale a augmenté, si une grande partie de la population, dont vous et moi, ne travaille pas pour nourrir les humains, tout cela est dû au développement permis par les énergies fossiles. Le travail est devenu beaucoup plus productif. Aujourd’hui, même si on sait qu’il faudrait s’en passer, on n’est pas prêts aux sacrifices qu’il faudrait consentir.
En France, les émissions de CO2 par habitant sont relativement basses par rapport à celles de pays similaire pour deux raisons principales: la part du nucléaire dans la production électrique et le fait que nous avons largement délocalisé notre industrie, et donc les biens que nous consommons, à l’étranger. En outre, le Français moyen émet entre sept et huit tonnes de CO2 chaque année, ce qui n’est pas soutenable. Ce bilan est certes meilleur que celui, par exemple, des Américains, mais il est au niveau de celui de l’humain moyen, et largement au-dessus de ce qui permettrait de stabiliser le climat.

Comment faire pour réduire drastiquement les émissions?
Les scientifiques ont fourni un gros travail qui est synthétisé dans les rapports du GIEC. Il y a, par exemple, des analyses sur le potentiel des énergies renouvelables, des pratiques agricoles, d’un régime végétarien ou des véhicules électriques, pour réduire les émissions… Le panel de solutions est donc bien décrit, mais il y a de fortes réticences à les mettre en œuvre car elles impliquent un bouleversement de la société avec, bien sûr, des perdants, et aussi un changement des comportements individuels qui peut être vu comme une privation de liberté. Je préfère ne pas développer car je suis avant tout climatologue; lorsqu’on parle des solutions à mettre en œuvre, des technologies qu’il faut adopter, des changements d’organisation de la société, je sors de mon domaine de compétence strict. Ce sont bien sûr des sujets qui m’intéressent, et j’ai développé quelques compétences par mes lectures, mais je ne suis pas légitime pour en parler.

La question est davantage sur la quantification des efforts.
Pour stabiliser le climat et limiter le réchauffement climatique à des niveaux auxquels les États se sont engagés lors des accords de Paris, il faudrait diviser par deux les émissions d’ici 2030 et arriver au net zero en 2050. Le net zero, la neutralité carbone, implique qu’on mettra en œuvre des solutions pour extraire du CO2 de l’atmosphère, comme planter des forêts, pour compenser les émissions résiduelles pour lesquelles il n’existe pas de solution réaliste.

Vous avez travaillé sur l’observation de la végétation. C’est une alliée indispensable?
Sur les dernières décennies, les océans et la végétation ont été des puits nets de carbone dont l’ordre de grandeur est la moitié de nos émissions. S’il n’y avait pas ces puits naturels (mais résultant de l’augmentation atmosphérique du CO2), le changement climatique serait deux fois plus rapide que ce qu’on observe. Notons que la déforestation représente environ 10% de nos émissions; le reste étant dû à l’utilisation des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz). En France, la forêt est plutôt en croissance, mais il faut se souvenir que sa déforestation a eu lieu en quelques centaines d’années dans la première moitié du deuxième millénaire. La croissance de la population nécessitait des surfaces supplémentaires pour l’agriculture, surfaces obtenues en coupant des arbres. Nous sommes donc mal placés pour critiquer les Brésiliens ou les Indonésiens lorsqu’ils pratiquent la déforestation. Même si la surface de forêts augmente en France, elle reste très déboisée par rapport à ce qu’elle était autour de l’an 1000.

Qu’en est-il du niveau des océans?
Dans le passé, on le mesurait avec les marégraphes dont je vous parlais tout à l’heure. Depuis la fin du xxe siècle, on observe le niveau des mers par satellite, de manière extrêmement précise et globale. Sur les trente dernières années, la hausse moyenne est de 3,5 mm par an avec une tendance à l’accélération. Quand on a commencé l’observation par satellite, en 1990, c’était de l’ordre de 2,5 mm par an. Sur les dix dernières années, c’est de l’ordre de 4,5 mm.

Quelle en est l’explication?
Il y a plusieurs causes. La première est le réchauffement des océans. L’eau, comme toutes les matières, augmente de volume avec la hausse de la température. La deuxième est la fonte des glaciers et des calottes polaires (Groenland et Antarctique). C’est aujourd’hui la cause dominante, ce qui n’était pas le cas il y a trente ans. Le déstockage de l’eau terrestre (pompage des nappes profondes en particulier) contribue aussi à la montée du niveau des mers. Et même si la quantité d’eau dans l’atmosphère croit du fait de l’augmentation des températures, les variations sont négligeables par rapport aux facteurs décrits ci-dessus.

Quelle est la solution qui vous paraît la plus évidente pour lutter contre ce phénomène?
Malheureusement, la hausse du niveau des mers est inéluctable. Même si on arrive à stabiliser les températures grâce à une limitation drastique de nos émissions de gaz à effet de serre, les océans vont progressivement s’échauffer en profondeur et la fonte des glaces va se poursuivre. Nos descendants devront faire face à une hausse du niveau des mers qui va continuer et qui, à terme, sera de plusieurs mètres. Le rythme de hausse va probablement augmenter avant de redescendre si on arrive réellement au net zero d’émissions de CO2. Pour la fin du siècle, il faut s’attendre à 50 cm à 1 mètre de montée des eaux supplémentaire.

Cela signifie qu’il y aura beaucoup de terres immergées?
Il ne faut pas voir la hausse du niveau des mers comme un processus continu. On n’a pas un niveau en-dessous duquel il n’y a pas d’inondation, puis des inondations continues lorsque le seuil est dépassé. La météorologie joue aussi sur le niveau des mers, avec des impacts qui dépendent des vagues. Ainsi, l’inondation la plus dramatique de ces dernières décennies en France a été celle qui a frappé, en 2010, la commune de La Faute-sur-Mer en Vendée. Une tempête combinée à de grandes marées avait conduit à ce que l’eau passe par-dessus les digues. Dans le futur, les événements météorologiques conduisant à une inondation deviendront de plus en plus probables, pas parce qu’ils seront plus fréquents, mais parce que l’augmentation du niveau moyen de la mer accentue le risque que l’eau passe les digues.

Que pensez-vous de ce qui s’est passé à Valence, en Espagne, où un épisode méditerranéen, associé à une goutte froide, a engendré de très fortes pluies et des inondations, causant un très lourd bilan humain?
Le réchauffement climatique augmente la capacité de l’air à contenir de la valeur d’eau. On observe une augmentation de la fréquence des précipitations extrêmes aux moyennes latitude de l’hémisphère nord, ce qui est conforme à ce qui est attendu. Mais je suis toujours prudent avant de lier un événement donné au changement climatique puisque ce type d’événement pouvait aussi se produire – même s’il était moins probable – sans le changement climatique. Ainsi, un événement qui avait une probabilité d’occurrence d’une fois tous les 10000 ans, (donc presque «impossible» au regard de la durée d’une vie humaine) pourrait voir sa probabilité augmenter jusqu’à une fois tous les 100 ans.

Vous travaillez aussi sur les potentiels et les dangers de la géo-ingénierie. De quoi s’agit-il?
La géo-ingénierie est l’ensemble des actions visant délibérément à modifier le climat. Il y en a deux grands types. Le premier vise à extraire le carbone de l’atmosphère (par exemple en plantant une forêt). C’est là un acte délibéré, donc artificiel, même si on utilise la nature. Une autre option est de capturer le CO2 à la cheminée d’une usine et de l’injecter dans le sous-sol en espérant qu’il y restera suffisamment longtemps. On peut aussi combiner un usage énergétique: on coupe une forêt, on la brûle dans une usine avec usage énergétique et capture du CO2 à la cheminée, et on replante la forêt. Dans ce cas il y a bien un puits net de carbone dans l’atmosphère parce qu’on l’a stocké dans le sous-sol et que la forêt plantée va pomper du carbone. Si on se contente de brûler du charbon dans une usine et que l’on récupère le CO2 à la sortie de la cheminée, on n’a pas émis mais on n’a pas retiré non plus.
Le second type vise à réduire pour obtenir un refroidissement. La méthode la plus crédible est d’aller injecter des aérosols, de petites particules qui restent en suspension, très haut dans l’atmosphère. Ces particules vont réfléchir une partie du rayonnement solaire vers l’espace. On reproduirait alors un phénomène naturel, à savoir l’impact des plus grosses éruptions volcaniques qui refroidissent le climat de quelques dixièmes de degrés. Cependant, cette technique présente des risques et doit donc être évaluée avec attention. D’une part, on va modifier la distribution du rayonnement solaire sur Terre, et donc la circulation atmosphérique. On peut donc limiter le réchauffement climatique mais potentiellement aggraver le changement climatique. Ainsi, quelques simulations climatiques indiquent que l’intensité des moussons va décroître, alors que c’est un besoin pour l’agriculture en Inde et dans des pays d’Afrique. D’autre part, les aérosols retombent et doivent donc être ré-injectés en permanence. On impose donc une telle action aux générations futures. Enfin, le risque principal pour moi est d’une autre nature: en présentant ce qui pourrait être une solution partielle, cela pourrait inciter à ne pas faire les efforts nécessaires pour réduire les émissions de carbone.

Les modèles sur lesquels nous sommes invités à nous appuyer pour lutter contre le réchauffement climatique sont-ils fiables?
Les modèles ne sont pas parfaits. Ce n’est qu’une approximation de la réalité. On le perçoit bien avec les prévisions météo, qui ne sont pas toujours fiables. Pourtant, les modèles de climat simulent correctement les grands équilibres énergétiques et permettent d’anticiper le réchauffement climatique dans les grandes lignes. On peut s’en convaincre en analysant les projections faites il y a vingt ou trente ans. Les modèles avaient correctement anticipé la hausse des températures, l’augmentation de la fréquence des précipitations extrêmes, le recul des glaciers ou la haute du niveau des mers. Les modèles peuvent être encore améliorés grâce à la puissance croissante des ordinateurs, donnant accès à des échelles plus fines, et grâce à une meilleure compréhension des processus obtenus sur la base des observations, au sol et depuis l’espace, et aux campagnes de terrain.

Peut-on affirmer qu’il y a aujourd’hui un consensus sur la question du réchauffement climatique?
Il est nécessaire de préciser la question. Dans la communauté des climatologues, le consensus est total pour dire que le réchauffement des 50 dernières années est dû à l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Les dénialistes appuient leur position sur quelques scientifiques qui ne sont pas du domaine et peuvent raconter d’énormes âneries. Je passe une partie de mon temps à débattre avec des climatosceptiques et je peux affirmer que leur méconnaissance du sujet est abyssale. Certains mentent, la plupart croient savoir mais ne savent pas. Mais la question du réchauffement climatique est plus vaste, et il y a de grandes incertitudes sur les évolutions futures. Cela peut conduire à des désaccords dans la communauté. Le réchauffement climatique s’est-il accéléré ces dix dernières années? Va-t-il y avoir une déstabilisation rapide de l’Antarctique, conduisant à une hausse accélérée du niveau des mers? Le permafrost va-t-il relâcher des quantités importantes de méthane? La circulation océanique va-t-elle se modifier, conduisant à un refroidissant massif du nord de l’Europe? Ce sont des questions qui font débat et sur lesquelles il n’y a donc pas de consensus.

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