Pour décarboner, il faut comprendre le carbone, essentiel pour la planète

Le carbone, au cœur des préoccupations environnementales, est un élément clé dont le cycle résulte d’échanges biologiques et chimiques qui régulent notre climat.

De Nadège Lucas, National Geographic
Publication 10 déc. 2023, 11:18 CET
Une centrale électrique au charbon. À partir du milieu du 20e siècle, la consommation d'énergie fossile ...

Une centrale électrique au charbon. À partir du milieu du 20e siècle, la consommation d'énergie fossile a
considérablement augmenté et cela a entrainé l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère, de manière toujours croissante.

PHOTOGRAPHIE DE catazul / Pixabay

Le carbone est un élément essentiel à la vie, présent dans différents réservoirs naturels tels que les océans, les forêts, les sols et l’atmosphère. Pour répondre aux problématiques environnementales actuelles, une décarbonation est nécessaire. Pour autant elle doit se faire en préservant ce composant essentiel à toute forme de vie sur Terre. 

Patrick Criqui est directeur de recherche émérite au CNRS et à l'université de Grenoble. Il nous a expliqué ce qu’est le carbone, son lien direct avec les gaz à effets de serre et le changement climatique, ainsi que son importance cruciale pour maintenir l’équilibre de notre planète. 

 

Pouvez-vous nous expliquer ce qu’est le carbone ?

Le carbone est un élément chimique représenté par la lettre C. C'est un composant essentiel de toutes les formes de vie et il constitue une grande partie des végétaux et des êtres vivants. Le carbone devient problématique lorsqu'il résulte de la combustion de matières végétales ou carbonées. Cette combustion entraîne la formation de CO2 dans l'atmosphère, ainsi que la libération de chaleur. 

 

Quel est son rôle dans les organismes vivants et comment circule-t-il dans les écosystèmes ?

Le rôle du carbone dans les organismes vivants relève de la biologie mais ce que je peux dire c’est qu'il est un constituant essentiel de toutes les plantes. Le carbone circule à travers les matières organiques, en particulier les matières végétales.

Notons qu'avant la révolution industrielle et l'utilisation des énergies fossiles, la principale source d'énergie était le bois et les matières végétales, en plus de l'énergie animale et humaine, de l'énergie hydraulique, des moulins à eau et de l'énergie éolienne des moulins à vent. À cette époque, les émissions de CO2 étaient faibles. Cependant, à partir du début du 19e siècle, l'utilisation massive du charbon, du pétrole et du gaz naturel a bouleversé l'économie du carbone. Ces énergies fossiles sont en réalité des matières végétales transformées sur de longues périodes géologiques en énergie fossile. Cette utilisation a considérablement augmenté la capacité à produire de la chaleur grâce à la réaction chimique C+O2 = CO2. Cela a conduit à la révolution énergétique et industrielle, avec l'invention des machines à vapeur, des locomotives et des chemins de fer…

À partir du milieu du 20e siècle, la consommation d'énergie fossile a considérablement augmenté en raison de la croissance démographique et cela a entraîné l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère, de manière toujours croissante. Le CO2 est l'un des principaux gaz à effet de serre, contribuant au changement climatique dangereux que nous observons actuellement. Pour enrayer ce phénomène, il faudrait arrêter de consommer ces énergies fossiles qui alimentent le système énergétique à l’échelle mondiale.

 

Quelles stratégies mettre en place ?

Depuis les rapports alarmants du GIEC, il apparaît essentiel de mettre en place des solutions pour faire face au changement climatique. Une des principales solutions consiste à réduire rapidement, et de manière radicale, la consommation des énergies fossiles. Il faut freiner cette machine énorme lancée à grande vitesse pour limiter l'accumulation de CO2 dans l'atmosphère. 

Mais le CO2 n'est pas le seul problème. Il y a aussi les émissions de méthane (CH4). C’est également une forme de carbone et un puissant gaz à effet de serre, et il découle principalement de l'agriculture, à travers la rumination des bovins et les rizières. Bien que moins importantes que le CO2, ces sources de méthane contribuent également au problème du changement climatique.

Après les stratégies, le plan d’action. Qu’en est-il ?

Le plan d'action pour réduire ces pollutions, en particulier les émissions de CO2, consiste à décarboner les systèmes énergétiques. Cela implique la mise en œuvre de plusieurs leviers, bien que leur nombre soit limité. La première priorité est de réduire la consommation d'énergie, en particulier dans les pays développés, tout en ralentissant la croissance de la consommation d'énergie dans les pays en développement. Cependant, réduire la consommation d'énergie n'est pas facile, car cela affecte le « confort moderne » auquel les sociétés de l'hémisphère nord sont habituées et dont les habitants des pays de l'hémisphère sud ne bénéficient pas encore pleinement. [...]

Le plan d'action consiste donc à remplacer progressivement les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) par des sources d'énergie bas carbone, telles que les énergies renouvelables (solaire, éolien) et l'énergie nucléaire, lorsque cela est jugé acceptable par les pays.

Un autre élément essentiel à prendre en compte est l'utilisation de la biomasse. L'utilisation du bois, des déchets agricoles ou des déchets de l'industrie du bois est considérée comme relativement bénigne en termes d'émission de CO2 dans l'atmosphère. Il est important de reboiser pour maintenir le stock global de CO2 sous forme végétale et garantir un bilan global moins mauvais que celui des énergies fossiles.

Un autre aspect de cette problématique concerne les besoins énergétiques et les efforts visant à limiter le réchauffement climatique conformément à l'Accord de Paris et au rapport spécial du GIEC, qui préconise de limiter le réchauffement à 1,5°C. Les modèles climatiques montrent que pour cela il est nécessaire d'atteindre la neutralité carbone, où les émissions de gaz à effet de serre résiduelles sont compensées par l'absorption de carbone dans l'atmosphère par les puits de carbone tels que les forêts et les sols. Cependant, il existe une tension et une contradiction entre l'utilisation de la biomasse à des fins énergétiques et la conservation des puits de carbone, qui jouent un rôle essentiel dans la capacité des écosystèmes naturels à absorber et stocker, sous forme végétale, le carbone atmosphérique.

 

Sans attendre le retour à une situation idéale, que peut-on espérer des mesures en faveur du climat ?

Il est souvent avancé que ces mesures manquent d'ambition et de volontarisme. Et cependant il est indéniable que des efforts sont déployés pour freiner la dynamique du changement climatique. Maîtriser le problème du changement climatique reste un défi majeur et s’il est difficile de dire si ces efforts sont suffisants pour inverser la tendance, il est clair que ne rien faire serait pis encore. 

 

Ces efforts seront-t-ils déployés à l’échelle mondiale ?

En ce qui concerne le déploiement de ces efforts, 185 pays ont signé l'Accord de Paris en 2015, ce qui indique qu’ils se sentent concernés. Chaque pays doit faire des arbitrages difficiles entre les besoins énergétiques de sa population, la croissance économique et la préservation du climat et de l'environnement. Certains pays font des efforts considérables, d'autres moins, et certains pourraient même laisser les objectifs de l'Accord de Paris en arrière-plan au profit de besoins à court terme. Cela dépendra des priorités et des intérêts de chaque pays.

Pour aller plus loin : Le carbone fossile, carbone vivant, un ouvrage de Christian de Perthuis, pour comprendre le carbone, son rôle essentiel dans toutes formes de vie, une ressource non négligeable à préserver pour lutter contre le changement climatique.  

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