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Un exemple concret
Depuis la révolution industrielle, la combustion des énergies fossiles augmente la concentration de CO2 dans l'atmosphère, ce qui renforce l'effet de serre et provoque le réchauffement climatique.
Le piège à éviter
L'effet de serre n'est pas un problème en soi : c'est son renforcement par les activités humaines qui dérègle le climat.
Pour aller plus loin
Le phénomène est décrit dès 1824 par Joseph Fourier, qui compare l'atmosphère à une serre, puis chiffré en 1896 par le chimiste suédois Svante Arrhenius, qui calcule l'effet d'une variation de CO2 sur la température. Le principe est celui d'un bilan d'énergie. La Terre reçoit le rayonnement solaire, en réfléchit environ 30 % (albédo d'environ 0,3) et absorbe le reste. Pour rester en équilibre, elle réémet de l'énergie sous forme d'infrarouges, mais les gaz à effet de serre en absorbent une partie et la renvoient vers le sol, ce qui relève la température moyenne.
Les principaux gaz sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, le protoxyde d'azote et l'ozone. La vapeur d'eau est la plus abondante, mais sa quantité dépend surtout de la température : elle amplifie le réchauffement (rétroaction) sans le déclencher. Le méthane est un gaz bien plus efficace que le CO2 à quantité égale, mais il reste moins longtemps dans l'atmosphère. Quant au CO2, sa concentration est passée d'environ 280 ppm avant l'ère industrielle à plus de 415 ppm aujourd'hui. Vénus montre l'extrême inverse : son atmosphère très riche en CO2 maintient la surface à plus de 400 °C.
Dans le programme, la notion apparaît en SVT puis en enseignement scientifique, dans l'étude du climat et du bilan radiatif de la Terre. Pour comprendre un climat passé, on utilise des archives comme les bulles d'air piégées dans les glaces polaires, qui permettent de reconstituer la concentration en gaz à effet de serre sur des centaines de milliers d'années. On y observe une corrélation étroite entre CO2 et températures, et un niveau actuel sans équivalent depuis très longtemps.
Ne pas confondre
- Réchauffement climatique : C'est la conséquence du renforcement de l'effet de serre (hausse de la température moyenne), alors que l'effet de serre est le mécanisme physique.
- Trou dans la couche d'ozone : C'est un autre problème : la destruction de l'ozone stratosphérique par certains gaz (CFC) laisse passer plus d'UV ; le protocole de Montréal de 1987 a limité ces gaz.
- Pollution de l'air : Elle concerne des polluants locaux (particules fines, oxydes d'azote) nocifs pour la santé, qui ne sont pas des gaz à effet de serre au sens du climat.
Dans ta copie
Pour expliquer le réchauffement actuel, il faut distinguer l'effet de serre naturel de son renforcement. Le premier maintient une température moyenne d'environ 15 °C, ce qui rend la vie possible. Le second est lié à l'augmentation des gaz émis par les activités humaines, notamment le CO2 de la combustion des énergies fossiles, dont la concentration est passée d'environ 280 ppm à plus de 415 ppm. Davantage de gaz absorbent davantage d'infrarouges, donc le bilan énergétique de la Terre est déséquilibré et la température moyenne augmente.
À retenir
- L'effet de serre naturel rend la Terre habitable, avec environ 15 °C de moyenne.
- Les gaz à effet de serre absorbent une partie des infrarouges émis par la Terre.
- La vapeur d'eau amplifie le réchauffement mais elle n'en est pas la cause initiale.
- Les glaces polaires conservent des bulles d'air qui renseignent sur les climats passés.
Teste-toi
SVT · question corrigée
Sans effet de serre naturel, la température moyenne de la Terre serait d'environ :
Voir la réponse
Réponse C. Elle serait d'environ −18 °C ; l'effet de serre naturel la porte à environ +15 °C.
SVT · question corrigée
Pourquoi la vapeur d'eau n'est-elle pas considérée comme la cause du réchauffement actuel ?
Voir la réponse
Réponse C. Plus l'air est chaud, plus il contient de vapeur d'eau, qui renforce l'effet de serre : c'est une rétroaction. Le réchauffement actuel est enclenché par l'augmentation du CO2 et d'autres gaz émis par les activités humaines.
Questions fréquentes
L'effet de serre est-il la même chose qu'une vraie serre ?
Pas exactement : une serre de jardin garde la chaleur surtout en bloquant la circulation de l'air. Dans l'atmosphère, ce sont des gaz qui absorbent et réémettent les infrarouges. Le nom vient d'une image de Fourier.
Pourquoi le CO2 pose-t-il un problème alors qu'il est présent en faible quantité ?
Même en petite quantité, il absorbe fortement les infrarouges et reste très longtemps dans l'atmosphère. Une faible variation de concentration modifie donc le bilan d'énergie, et le CO2 s'accumule car les puits (océans, forêts) n'absorbent pas tout.
Notions liées
Pour réviser tout le chapitre, va sur la page SVT, ou retrouve toutes les définitions dans le lexique du bac. Dans l'application, les quiz reprennent ces notions sur le programme de ta série.