Couche d'ozone : sa protection aurait réduit le réchauffement climatique de 1 °C

Il y a 35 ans, la découverte d'un important trou dans la couche d’ozone au-dessus de l'Antarctique a été un choc. Malheureusement, pas pour tous les membres de la communauté scientifique car, en 1974, la sonnettesonnette d'alarme avait été déjà tirée par les chimistes Frank Rowland et Mario Molina. Ils avaient compris que le mécanisme chimique de destruction de l'ozoneozone par des émissionsémissions d'oxyde nitriqueoxyde nitrique (contre lesquelles leur collègue Paul Crutzen avait déjà mis en garde en 1970) avait un analogue avec les émissions de chlorofluorocarboneschlorofluorocarbones, les CFC. Cela devait conduire à la destruction des moléculesmolécules d'O₃ via des atomesatomes de chlorechlore. Les travaux des trois chercheurs virent leur bien-fondé reconnu en 1976 par l'Académie nationale des sciences américaine de sorte que l'emploi des CFC comme gazgaz propulseurpropulseur dans les aérosols fut déjà banni en 1978 par le Canada, la Norvège et les États-Unis, en avance sur leur temps.

Couche d’ozone et protocole de Montréal

Mais l'ampleur du trou de la couche d’ozone découvert indiquait qu'il fallait aller bien plus loin dans l'interdiction des CFC et même des hydrochlorofluorocarbones (HfCFC). En réponse, la plupart des pays producteurs et utilisateurs de CFC ont ratifié en 1987 le Protocole de Montréal et ont rapidement mis sur le marché des produits de remplacement. En récompense de leurs travaux, Paul Crutzen, Frank Rowland et Mario Molina se virent attribuer le prix Nobel de chimie 1995.

Alors qu'une nouvelle sonnette d'alarme se fait de plus en plus insistante, en ce qui concerne le réchauffement climatique, et que le Protocole de Kyoto et les COP qui l'ont accompagné n'ont pas donné les résultats escomptés, une nouvelle étude publiée dans Environmental Research Letters vient confirmer ce que des chercheurs suggéraient déjà il y a une décennie, comme l'expliquait Futura dans le précédent article ci-dessous.

Il s'agit aujourd'hui de climatologuesclimatologues australiens et, tout comme leurs collègues états-uniens de l'époque, leurs affirmations sont basées sur des calculs. Dans le cas présent, c'est tout de même le puissant modèle climatique appelé Australian Community Climate and Earth-System Simulator (Access) qui a été utilisé à l'aide d'un super-ordinateurordinateur. Ce genre de modèle tient compte des couplages entre océans, atmosphèreatmosphère et continents avec toute la subtilité de la physico-chimiechimie qu'ils impliquent.

Un réchauffement évité de 1 °C ?

Les résultats obtenus sont spectaculaires car ils montrent notamment que, sans le protocole de Montréal, le réchauffement climatiqueréchauffement climatique sur TerreTerre vers 2050 aurait été de 1 °C de plus, en moyenne, que ce à quoi on pouvait s'attendre dans le cas du scénario RCP8.53, c'est-à-dire le pire de ceux envisagés pour prédire l'état du climatclimat en 2100.

Toujours dans le cadre de ce scénario, un réchauffement compris entre 0,5 °C et 1 °C aurait déjà été évité en Amérique du Nord, en Afrique et en Eurasie. Vers 2050, les élévations de températures évitées dans certaines de ces régions seraient de 1,5 °C à 2 °C et dans l'ArctiqueArctique, le réchauffement évité atteindrait 3 °C à 4 °C.

Mais, rappelons-le, tout cela se comprend dans le cadre du pire des quatre scénarios RCPRCP (Representative Concentration Pathway) étudiés par les membres du Giec (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climatGroupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat), c'est à dire une des quatre hypothèses de trajectoire des émissions de gaz carbonique, et leurs conséquences sur la valeur qu'aura ce que l'on appelle le forçage radiatif en 2100.

Ce forçage est une clé importante du climat car il correspond, globalement, à l'énergieénergie absorbée, par unité de surface, par l'atmosphère terrestre du fait du rayonnement du SoleilSoleil, en relation avec l'effet de serreeffet de serre causé par le taux de gaz carbonique dans l'atmosphère.

Ainsi, le premier scénario, RCP2.6, correspond à un forçage de +2,6 W/m². Compte tenu des incertitudes sur les modèles climatiques, ces scénarios donnent respectivement des températures moyennes globales pour la Terre entre 1,4 °C et 3,1 °C pour RCP6, et entre 2,6 °C et 4,8 °C pour RCP8.5, le scénario « business-as-usual », c'est-à-dire, celui où rien n'est fait, ou presque, pour stopper le réchauffement climatique.

Les CFC, de puissants gaz à effet de serre

Pourquoi un tel impact du Protocole de Montréal ? La réponse est simple comme l'explique Rishav Goyal, l'auteur principal de l'article publié : « Pour une même massemasse, les CFC sont des milliers de fois plus puissants comme gaz à effet de serregaz à effet de serre que le CO₂ ; donc, le Protocole de Montréal a non seulement sauvé la couche d'ozonecouche d'ozone, mais il a également atténuéatténué une fraction substantielle du réchauffement climatique. Remarquablement, le Protocole a eu un impact beaucoup plus important sur le réchauffement climatique que l'Accord de Kyoto, qui a été spécifiquement conçu pour réduire les gaz à effet de serre. Les mesures prises dans le cadre de l'Accord de Kyoto ne réduiront les températures que de 0,12 °C d'ici le milieu du siècle - par rapport à un plein 1 °C d'atténuation du Protocole de Montréal ».

Son collègue et co-auteur, Matthew England, ajoute quant à lui : « Le succès du Protocole de Montréal démontre à merveille que les traités internationaux visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre fonctionnent vraiment ; ils peuvent avoir un impact très favorable sur notre climat et nous aider à éviter des niveaux dangereux de changement climatique ».

La protection de la couche d'ozone a réduit l'effet de serre

Article de Jean-Luc Goudet publié le 14/03/2007

La réduction drastique des CFC et autres gaz affectant l'ozone stratosphérique a non seulement favorisé la régénération de cette « couche » protectrice mais elle a aussi réduit la tendance au réchauffement climatique. Et même beaucoup plus que le protocole de Kyoto, affirment les responsables de l'étude.

En protégeant - efficacement - la couche d'ozone, les mesures adoptées dans le protocole de Montréal et appliquées à partir de 1989, auraient en prime fortement contribué à réduire l'intensité du réchauffement planétaire. C'est ce qu'affirment le Hollandais Guus Velders et une équipe américaine dans une récente publication parue dans les Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Leurs conclusions ne proviennent pas d'observations mais de simulations, obtenues en intégrant ou non la réduction des substances affectant l'ozone stratosphérique, appelées SAO. Après sa signature en 1987, le protocole à Montréal a été ratifié en 1988 par 191 pays qui se sont ainsi engagés à supprimer ou diminuer l'émission d'un certain nombre de gaz, comme le halon, les CFC (chlofluorocarbures) ou les HCFC (hydrochlorofluorocarbureshydrochlorofluorocarbures), utilisés notamment pour la réfrigération ou les produits en aérosol. L'effet positif de ces mesures a été remarquable. La quantité d'ozone stratosphérique est repartie nettement à la hausse et la teneur initiale (avant l'impact des émissions humaines) sera retrouvée vraisemblablement en 2050.

Guus Velders et ses collègues ont découvert que l'impact de ces SAO sur l'effet de serre a été largement sous-estimé. Les CFC et autres HCFC ont, à masse égale, un pouvoir réchauffant 5 000 à 14 000 fois plus élevé que le dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO₂) et 400 fois plus que le méthane. Même si les teneurs atmosphériques en SAO sont minimes par rapport au dioxyde de carbone, leur effet est important.

Evolutions comparées de la teneur de la stratosphère en chlore (chlorine en anglais) et de l'épaisseur de la couche d'ozone (exprimée en pourcentage d'ozone dans la stratosphère), évaluées à partir de mesures depuis des satellites. Si on corrige la courbe de l'effet de l'éruption du Pinatubo (entre juin et août 1991), on remarque l'efficacité du protocole de Montréal sur la régénération de la couche d'ozone. Crédits : NASA/NOAA

Montréal plus refroidissant que Kyoto

D'après les calculs de l'équipe, sans les mesures prises après le protocole de Montréal, le supplément de chaleurchaleur absorbée par l'atmosphère aurait été deux fois plus élevé (ce qui ne signifie pas que le réchauffement aurait été deux fois plus grand). Les auteurs se sont lancés dans une comparaison avec les effets du protocole de Kyoto, signé en 1999 par 169 pays, mais non ratifié par les États-Unis ni par l'Australie, et visant, lui, spécifiquement l'effet de serre. Selon eux, l'applicationapplication intégrale de ces accords de Kyoto conduirait à une réduction des émissions mondiales de 2 milliards de tonnes par an de dioxyde de carbone entre 2008 et 2012. Toujours d'après leurs calculs, la réduction due à la seule diminution des SAO, extrapolée de 1990 à 2010, équivaudrait à une réduction de 8 milliards de tonnes par an. Soit un effet quatre fois plus important !

Guus Velders et ses collègues concluent qu'il existe encore une marge de manœuvre. Car les produits de substitution des CFC et HCFC, comme les PFCPFC (hydrocarbureshydrocarbures perfluorés) et les HFC (hydrofluorocarbures), ont eux aussi un effet non négligeable sur l'effet de serre. Ils pourraient à leur tour être avantageusement remplacés par d'autres, inoffensifs pour l'ozone stratosphérique.

Cette - bonne - nouvelle refroidira-t-elle l'ardeur, déjà mollassonne, pour l'application du protocole de Kyoto et, plus généralement, pour la réduction d'émission de dioxyde de carbone ?