Le réchauffement n’est pas (encore) une fatalité
Résumé
Nous avons aujourd’hui suffisamment de recul pour constater le réchauffement anormal du climat et en attribuer la responsabilité aux activités humaines.
Pour autant se pose un problème d’appréciation du mécanisme même de ce réchauffement.
Si l’on peut en observer les effets, il est impossible de le mesurer directement. Les instruments ne sont pas assez précis pour cela. L’on doit alors construire un scénario à partir d’indices épars que l’on tente de valider en le confrontant aux effets constatés.
C’est la mission des climatologues…
Le problème, c’est qu’un seul scénario a été étudié : celui de l’effet de serre. C’est une approche du climat de la Terre, vu de l’espace. Elle est valable à 99 %… ce qui est toutefois insuffisant pour en faire une certitude. Une différence d’appréciation entre 99,995 % et 99,985 % entraîne une inversion de tendance. On passe du réchauffement au refroidissement…
C’est l’effet papillon ! Une petite variation des données dans les calculs en change le sens…
Le scénario de l’effet de serre est donc hautement spéculatif. Ce postulat est d’autant plus étonnant que le mécanisme de l’effet de serre a été réfuté par les travaux du physicien R. W. Wood au début du siècle dernier.
Il se heurte de surcroît à la contradiction entre la brutale accélération actuelle du réchauffement terrestre (20 fois plus rapide que lors des périodes interglaciaires) et la perte d’influence du C02 depuis l’avènement de l’ère industrielle (10 fois plus faible que lors de ces mêmes périodes)*…
* Voir l’analyse au § 1 et 4
Le scénario « effet de serre » ne tient compte que des flux thermiques des hautes couches atmosphériques en provenance du Soleil ou vers l’espace, à l’exclusion des courants tangentiels de la troposphère (là où évoluent les nuages), qui capturent une partie de la chaleur terrestre pour la maintenir dans notre environnement immédiat.
Or, c’est précisément là que se déverse la chaleur dégagée par les activités humaines, en quantité suffisante pour expliquer le réchauffement climatique. C’est également là que l’on constate les effets de la crise climatique…
Alors, il est surprenant que cet élément essentiel ait été occulté par les experts du climat. C’est d’autant plus regrettable que les conclusions en sont radicalement différentes des prévisions pessimistes auxquelles conduit celui de l’effet de serre.
Ce scénario alternatif nous permet d’agir efficacement pour enrayer la crise climatique et même de retrouver un équilibre thermique naturel de la Terre d’ici la fin du siècle (mieux que les objectifs de la COP21).
Pour cela nous n’avons pas d’autre solution que de remplacer les énergies tirées des entrailles de la Terre (les énergies fossiles ; le nucléaire ; la géothermie profonde*) pour exploiter de nouvelles technologies de domestication de l’énergie solaire, sous toutes ses formes !
* Les énergies renouvelables, comme la géothermie profonde, ne sont pas un label qui garantisse l’absence d’impact sur le climat…
Or, depuis trente ans, nous n’avons rien entrepris sérieusement en ce sens, nous contentant de mettre au goût du jour des technologies anciennes.
La production mondiale d’énergie correspond à moins d’une heure d’énergie solaire reçue par la Terre… Il y a de quoi attiser l’imagination des chercheurs. Encore faut-il que les décideurs, politiques ou privés, leur allouent les moyens financiers nécessaires à ces études…
Cela exige un programme ambitieux de recherche et développement de nouvelles technologies comme la production d’hydrocarbures de synthèse dans des fours solaires, par exemple…
Il n’est pas encore trop tard, mais l’on a perdu assez de temps à se résigner face à la vision fataliste d’un réchauffement climatique irréversible et durable lié à la théorie de l’effet de serre !
Approfondir la question climatique
Le CO2 est facile à tracer. Si cela en fait un témoin du climat, en est-il l’acteur, le coupable ?
Il y a deux questions essentielles qui n’ont pas été posées :
- d’où vient le CO2 ? Si aujourd’hui il provient essentiellement de l’exploitation par l’Homme des combustibles fossiles, d’où vient celui des carottes glaciaires, qui retrace le climat depuis plus de 500 000 ans ?
- que devient la chaleur produite par la combustion du carbone contenu dans le charbon ou les hydrocarbures et déversée dans notre environnement immédiat, là où l’on observe les effets du réchauffement climatique ?
Les experts climatiques préfèrent ignorer ces questions, comme ils occultent la vapeur d’eau de leurs études.
En termes judiciaires, on parlerait d’une enquête à charge, où le CO2 jouerait le rôle d’un coupable désigné d’avance.
Permettez-moi de rouvrir l’enquête, non pour innocenter le CO2 – complice de second plan –, mais pour désigner le vrai coupable. Celui qui court toujours et qui fera échouer nos tentatives pour sortir de la crise climatique : les énergies issues des entrailles de la Terre.
Nous aborderons la dualité entre la théorie de l’effet de serre et l’alternative des énergies d’origine terrestre (énergies endogènes). Nous verrons comment les objectifs géopolitiques ont empêché l’établissement d’un véritable débat scientifique. Enfin, nous apporterons un éclairage critique sur les arguments « scientifiques » développés par les partisans de l’effet de serre.
1 – Une situation inédite dans l’histoire de l’humanité
Plaçons la question climatique dans son contexte.
Depuis près de 10 000 ans le climat de la Terre connaît une période de stabilité singulière, qui a permis à l’Homme de sortir des cavernes, de cultiver la terre, d’inventer l’écriture, de construire des cités et d’établir toutes les civilisations connues… Or, depuis la révolution industrielle, au XVIIIe siècle, la légère tendance de la température à la baisse (moins d’un degré en dix mille ans) s’est brutalement inversée pour atteindre un rythme de croissance de 2,2 °C par siècle, aujourd’hui [1] (20 fois plus qu’au plus fort des périodes interglaciaires)…
Nous sommes face à une situation inédite de l’histoire de l’humanité et même de l’histoire du climat de la Terre !
Si l’Homme et la nature ont su s’adapter à de grandes amplitudes de températures, le rythme de du réchauffement actuel pose un véritable problème. Le biotope est un équilibre précaire. Il suffit qu‘un des maillons de la chaîne alimentaire cède et c’est tout le biotope qui se trouve affecté.
Nous avons une lourde responsabilité vis-à-vis des générations à venir. Les enfants des bambins d’aujourd’hui vivront l’an 2100, en héritage de ce que nous aurons fait de cette planète.
2 – Quand la cause politique tue le débat scientifique
C’est une publication de la NASA, en 1988, qui introduit l’idée du mécanisme du réchauffement climatique par « Effet de Serre », avant même que cette question émerge dans l’opinion. L’ONU s’empare de cette problématique en créant, la même année, le Groupement Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (le GIEC), en association avec l’Organisation météorologique mondiale. Dès lors, il n’a eu de cesse de sensibiliser les états sur la menace du réchauffement climatique en présentant l’hypothèse de l’effet de serre comme certaine.
Il faudra attendre 1997 pour que le protocole de Kyoto soit signé, pour une entrée en vigueur en 2005. Il sera ratifié par 168 pays en 2010. Cinq ans plus tard, à Paris, la COP21 obtiendra un engagement de principe de limitation du réchauffement climatique de la part de 195 nations, rassemblant 150 chefs d’État. Si le succès diplomatique est incontestable, la teneur des Accords de Paris laisse une large part à interprétations…
Pour arriver à cette mobilisation, il a fallu convaincre les décideurs du rôle de l’Homme sur le réchauffement climatique. ‑ À cet égard, le CO2 est un bon traceur de l’activité humaine. ‑‑ Dans un contexte géopotilico économique complexe, il n’était pas question de compromettre cette ligne « militante » en induisant un doute sur la cause de ce réchauffement…
Le débat scientifique était tué dans l’œuf. Il n’y a pas eu d’études critiques sur les causes possibles ni sur les phénomènes en jeu…
3 – CO2 : L’arbre qui cache la forêt ?
Empreinte carbone… Taxe carbone… Économie décarbonée…
À bas le carbone !
Le coupable est désigné. Mais est-ce le bon ? L’enjeu est d’importance, car l’on risque de se tromper de combat et d’adopter des mesures inefficaces, voire même d’aggraver la crise climatique.
Par bien des égards cela rappelle certains épisodes de notre histoire, de la chasse aux sorcières sous la Grande Inquisition, au Moyen-Âge, aux joutes de McCarthy contre les communistes aux États-Unis, dans les années suivant la Seconde Guerre Mondiale.
Le bannissement du carbone vient d’une analyse tronquée du réchauffement climatique. Cela s’explique par une volonté compréhensible d’alerter les états sur la menace du réchauffement climatique en s’appuyant sur la seule théorie scientifique disponible, sans débats critiques.
Cette entorse à la rigueur scientifique, choquante, vient de la pression « morale » qu’il y avait à sensibiliser le plus grand nombre à l’importance de réagir… Mais, voilà bien le problème, l’on réagit à l’urgence au lieu d’agir avec méthode.
4 – Que devient la chaleur déversée par les activités humaines ?
Pour trouver l’origine d’un incendie, il faut chercher la source de chaleur initiale. En parlant de la responsabilité de l’Homme sur le réchauffement climatique, je vous invite à vous interroger un instant sur ce que celui-ci a amené de spécifique, susceptible de faire monter la température de notre environnement.
Je ne surprendrais personne en évoquant l’exploitation des combustibles fossiles. Ils représentent encore aujourd’hui 82 % de l’énergie mondiale, avec 10 924 Mtep*, soit 14,4 TW.ans**. Le nucléaire représente 4,8 %, avec 0,85 TW.ans, tandis que les énergies renouvelables totalisent 13,2 %, avec 2,4 TW.ans [2] (chiffres 2012).
* Mégatonne d’équivalent pétrole
** Énergie émise par une source d’un Terra-Watt pendant un an. 1 TW.an = 755 Mtep.
L’évolution de la concentration du CO2 dans l’atmosphère est alors globalement représentative de l’impact de l’activité humaine…
Toutefois, il ne faut pas que cette « signature » nous fasse perdre de vue ce que nous cherchons : l’origine du réchauffement climatique. S’il n’y a pas de fumée sans feu, c’est moins la fumée qui doit nous intéresser que le feu !
Et c’est bien de feu dont il est question. Au début de l’ère industrielle, l’on a d’abord brûlé le charbon dans les machines à vapeur. Puis, les dérivés du pétrole avec l’automobile… La combustion de ces ressources fossiles produit beaucoup de chaleur en même temps que du CO2. Celle-ci se déverse dans notre biotope, bien avant que le CO2 atteigne les hautes couches de l’atmosphère.
Chaleur de combustion et réchauffement climatique…
N’y a-t-il pas là matière à réfléchir pour la possibilité d’une relation de cause à effet ?
« Négligeable ! » me direz-vous peut-être… En êtes-vous si sûr ?
En tant qu’ingénieur, j’aime bien regarder les ordres de grandeur des paramètres en jeu, histoire de ne pas surestimer un phénomène ni de passer à côté d’une possibilité.
La constante solaire est de 342 W/m2 [3]. Soit, sur la totalité du globe terrestre, une puissance de 174 400 TW. La production annuelle de combustibles endogènes représente donc modestement 0,0091 % de l’énergie reçue du Soleil…
Que cherchons-nous ? Le rapport « Rio + 20 » de l’ONU [1] nous indique un réchauffement de 0,4 °C entre 1992 et 2010, soit 0,022 °C/an ou 2,2 °C en un siècle (très proche du rythme proposé par la COP21…) En le comparant à la température moyenne du globe (15 °C, soit 288 K), l’on a un réchauffement relatif de 0,0076 %…
Aussi petits que soient ces ratios, ils sont curieusement très voisins l’un de l’autre. Bien sûr, cela ne prouve rien à ce stade. Cela indique simplement que l’on ne peut pas écarter la responsabilité de la chaleur dégagée par l’exploitation des énergies endogènes (issues des entrailles de la Terre et non du Soleil) dans le réchauffement climatique.
Or, cette hypothèse semble ne jamais avoir été étudiée… Le flux thermique de cette combustion échappe aux observations satellites de la Terre. Aucun instrument n’a une sensibilité et une précision suffisante pour mesurer des valeurs aussi faibles (jusqu’au cinquième chiffre significatif). D’ailleurs, les climatologues occultent complètement cette source de chaleur due à l’activité humaine dans l’équilibre thermique de la Terre. Seul, le rayonnement solaire est pris en compte, comme dans cette illustration du rapport 2007 du GIEC [4 ; page 100].
Dans l’énumération des facteurs qui déterminent le climat de la Terre, le GIEC précisait en outre :
« Le système climatique est un système complexe et interactif, dont les éléments sont l’atmosphère, la surface terrestre, la neige et la glace, les océans et autres plans d’eau, ainsi que les êtres vivants. »
Il est curieux que les êtres vivants soient invoqués, mais que les machines industrielles soient occultées… Ignorance ou parti pris ?
Les éléments scientifiques fournis par le GIEC précisent à la suite : « De toute évidence, l’atmosphère est l’élément du système climatique qui conditionne le climat… »
Nous pouvons donc affiner notre estimation de l’énergie nécessaire pour augmenter la température de la troposphère de 2,2 °C par siècle, suivant le rapport Rio + 20, soit 2,9 TW. C’est à peine le cinquième de la production mondiale annuelle d’énergies endogènes…
Les énergies endogènes ne sont pas seulement d’un ordre de grandeur comparable à celui du réchauffement climatique, elles sont cinq fois supérieures à ce qui serait strictement nécessaire. Cela vaut donc véritablement la peine de se pencher sur cette origine.
Cette énergie existe, le CO2 dégagé en témoigne, tandis que le GIEC ne la voit pas s’échapper dans l’espace… Alors, elle participe à réchauffer notre biotope de proche en proche. L’ignorer est une négligence grave, une entorse à la rigueur scientifique pour comprendre le processus global du réchauffement climatique et développer des parades…
Le consensus sur la théorie de l’effet de serre est si prégnant qu’il semble hérétique de proposer un autre mécanisme, fût-il tout aussi anthropique.
La théorie de l’effet de serre règne donc sans partage, malgré d’importantes zones d’ombre dans cette théorie…
5 – Les zones d’ombre de la théorie de l’effet de serre
Corrélation entre la concentration de CO2 dans l’atmosphère et le réchauffement climatique…
C’est un fait ! On ne peut que le constater. Toutefois, « corrélation » ne veut pas dire « causalité ». On a beau répéter ce constat, cela ne change rien à cette distinction cruciale.
L’exploitation des combustibles fossiles produit du CO2 et de la chaleur… Lequel de ces deux rejets est la cause de la hausse des températures ? Le fait que l’on ne sache pas mesurer avec suffisamment de précision l’impact de la chaleur d’origine endogène sur le climat ne signifie pas son innocuité…
Non seulement l’on sait mesurer la concentration du CO2, mais l’on peut connaître son évolution dans le temps. L’on peut remonter ainsi des centaines de milliers d’années en arrière grâce à l’analyse des carottes glaciaires [5]. Cette « bibliothèque » a focalisé les études et les théories sur le lien entre CO2 et la température de surface de la planète…
Mais si l’on compare cette relation depuis le quaternaire jusqu’à aujourd’hui, l’on est amené à se poser deux questions fondamentales.
- D’où vient cette inflexion, à angle brisé, dans l’influence du CO2 de l’ère industrielle [6], dix fois plus faible que celles enregistrées lors des cycles naturels (5 dernières périodes interglaciaires) ?
- Si le CO2 de l’ère industrielle provient de l’exploitation des combustibles fossiles (charbon et pétrole), d’où vient celui des périodes paléoclimatiques ?
La réponse est qu’il s’agit de deux courbes différentes et non d’une relation de cause à effet entre la température et le CO2.
Ce serait plutôt le contraire. L’on sait que les océans renferment plus de 95 % du CO2 terrestre [7] sous forme de gaz dissous, de carbonates et d’hydrogénocarbonates [8]. L’élévation de la température de la surface des océans amène ceux-ci à libérer une partie de ce CO2 dans l’atmosphère. C’est ce que l’on voit sur la partie gauche du graphique. Là, c’est la température des océans qui est la cause l’augmentation de la concentration en CO2, passant de 190 ppm en début de période interglaciaire à environ 280 ppm en fin des cycles naturels.
Critique du mécanisme de l’effet de serre
L’appellation « effet de serre » est due à une hypothèse erronée du fonctionnement d’une serre. Cette idée date du XIXe siècle. L’on a longtemps attribué les températures douces des serres au fait que le verre bloquait une partie du rayonnement infrarouge émis par le sol et les plantes.
Bien que le physicien Robert Williams Wood ait démontré l’inexactitude de cette hypothèse [9], il y a plus d’un siècle, cette interprétation perdure chez les astrophysiciens, qui désignent par « planètes à effet serre » celles qui possèdent une atmosphère dense, comme la Terre ou Vénus, en opposition à celles qui n’en ont pas, comme la Lune, ou peu, comme Mars.
Il y a en fait confusion entre l’effet isolant des couches denses de l’atmosphère, où les effets convectifs sont significatifs, et la prédominance des échanges par rayonnement lorsque la densité est faible. La troposphère se comporte à la façon de la lame d’air d’un double vitrage…
Je vous propose que nous nous attardions quelques instants sur les explications fournies à l’appui de l’effet de serre proposée par Planet-Terre – ENS-Lyon [10] et repris par de nombreux sites scientifiques et de vulgarisation. La démonstration s’appuie sur l’exemple caricatural d’un écran filtrant* pour faciliter la compréhension du phénomène central de l’effet de serre.
* très proche de ce qui caractérise le verre
Écran filtrant
Dans le cas d’une planète sans atmosphère, le sol renvoie directement l’énergie reçue du Soleil par un rayonnement infrarouge dans le vide (partie gauche de l’illustration).
Dans le second cas, l’on imagine que l’atmosphère agit comme un écran filtrant, laissant passer le rayonnement solaire (centré sur la lumière visible), mais opaque aux infrarouges émis par le sol.
Pour que la planète reste à l’équilibre thermique, l’écran représentant son atmosphère renvoie l’énergie reçue du Soleil vers l’espace. En cela, nous restons dans la même configuration que la planète sans atmosphère.
Ce qui est intéressant à regarder, c’est ce qui se passe entre l’écran filtrant et le sol.
Comme, par hypothèse, l’écran absorbe les infrarouges émis par le sol, il va renvoyer l’énergie reçue sous forme de rayonnement, tant vers l’espace (ce que nous avons vu plus haut pour maintenir l’équilibre thermique) que vers le sol, pour raison de symétrie…
Pour appuyer cette démonstration visuelle, Planet-Terre–ENS-Lyon a gratifié son graphique de valeurs numériques arbitraires :
- La planète reçoit 100 du Soleil et émet 100 vers l’espace
- L’écran renvoie 100 vers l’espace et 100 vers le sol.
- Le sol reçoit 100 du Soleil et 100 de l’écran. En réaction il émet 200 vers l’écran…
La démonstration est implacable et elle est largement reprise et diffusée…
Pourtant, c’est faux ! Ceci est en totale infraction avec le principe physique fondamental de conservation de l’énergie [11–12–13].
À noter que les auteurs ont pris soin de ne mettre aucune unité en relation avec les valeurs numériques. Loisir est donné au lecteur d’interpréter le graphique comme il l’entend (guidé dans l’ambiguïté de la similitude des valeurs numériques, sans unités). Elle ne parle pas non plus d’énergie, mais seulement de rayonnement… On est plus dans le domaine de la communication que dans celui de la rigueur scientifique.
Pour être plus clair, nous avons repris leur schéma de principe en inscrivant les mêmes valeurs numériques que dans leur exemple, mais dans des couleurs différentes suivant qu’il s’agit des échanges d’énergie thermique (en rouge) ou du rayonnement au sein de l’atmosphère (en noir, entre le sol et l’écran filtrant sur la partie droite de l’illustration).
Pour démontrer l’effet fallacieux de cette théorie, je vous propose de pousser l’analogie de l’effet de serre avec l’interposition d’un écran filtrant en multipliant leur nombre…
Dans la partie gauche de l’illustration, nous avons ajouté un écran entre le premier et le sol.
Les deux écrans sont transparents au rayonnement solaire. Pour raison d’équilibre, l’écran supérieur rejette la même quantité de chaleur vers l’espace qu’en reçoit la planète du Soleil.
Comme précédemment, par raison de symétrie, l’écran supérieur renvoie un rayonnement équivalent vers l’écran inférieur, qui se comporte comme le sol du premier exemple en renvoyant 200 vers le haut…
Toujours par raison de symétrie, il rayonne la même valeur de 200 vers le bas.
Le sol reçoit 100 du Soleil et 200 de l’écran inférieur. Pour rester en équilibre, il émet alors 300 vers le haut…
La logique du raisonnement initial est respectée. L’écran supplémentaire fait passer le niveau d’émission du sol de 200 à 300, soit un gain de 100. C’est d’ailleurs le gain enregistré entre l’émission du sol de la planète dépourvue d’atmosphère de celui où un écran filtrant simule la présence d’une atmosphère…
Pour que la démonstration soit complète, ajoutons un troisième écran (partie droite de l’illustration).
Les deux premiers écrans se comportent exactement comme ceux de l’exemple précédent.
Le troisième écran émet 300 vers l’écran intermédiaire comme le faisait le sol. Et, pour la même raison de symétrie, nous aurons un rayonnement équivalent de 300 vers le sol.
Ce dernier recevant alors 100 du Soleil et 300 de l’écran inférieur, il émet maintenant 400 pour respecter l’équilibre thermique.
Ainsi, l’interposition de chaque écran augmente le rayonnement du sol d’une valeur de 100.
Plus besoin de centrales nucléaires… Il suffit d’interposer des écrans filtrants, transparents au rayonnement solaire et opaques aux infrarouges – et l’on sait en produire – pour décupler l’énergie à volonté, comme par magie…
Eh bien, non ! Cela tient de la fable, de l’illusion…
Sans doute mus par une volonté de sensibiliser l’opinion publique à la crise climatique et de son origine humaine, certains climatologues ont forcé le trait, jouant sur les ambiguïtés, faisant un amalgame entre « énergie » et « potentiel énergétique ».
Le souci, c’est que le manque de rigueur dans l’exposé du problème ne permet pas de trouver la solution à celui-ci. Il est grand temps de rectifier le tir pour mieux appréhender le mécanisme du réchauffement climatique.
Alors, portons un autre regard sur la problématique de la présence d’une atmosphère.
Les écrans découpent seulement ici des tranches d’atmosphère. Les marques numériques : 400 – 300 – 200 – 100 diminuent régulièrement au fur et à mesure que l’on s’éloigne du sol, comparable au gradient thermique que l’on connaît dans la troposphère (la couche dense de l’atmosphère terrestre, là où ont lieu les phénomènes qui témoignent du changement climatique : typhons, inondations ou sécheresses)
L’énergie émise par la planète (flèches rouges) traverse successivement chacune des couches de l’atmosphère pour se diffuser finalement dans l’espace, perdant de son potentiel au cours de cette traversée, tout comme les cours d’eau perdent le leur (l’altitude) pour finalement se jeter dans les océans…
Les marques numériques en noir n’indiquent donc pas des énergies, mais simplement l’évolution du potentiel énergétique[5] au travers des couches atmosphériques…
Celui-ci baisse avec l’altitude. C’est conforme à ce que l’on constate en météo, où la température baisse régulièrement avec l’altitude d’environ 1 °C tous les 100 m…
6 – Quel lien entre le modèle de l’écran et l’atmosphère ?
En quoi un écran solide peut-il être représentatif d’un gaz ? Si l’on peut admettre que l’image est prise dans un but pédagogique, encore faudrait-il un complément d’information pour transposer ce cas d’école au comportement réel d’une atmosphère gazeuse…
L’article de Planet-Terre–ENS-Lyon laisse le lecteur à son imagination. Les sites qui traitent du sujet ne sont pas plus explicites. Les climatologues du GIEC attribuent à la Tropopause et aux couches supérieures de l’atmosphère le rôle de réflexion du rayonnement infrarouge émis par le sol… [14 ; note 14 – page 13] Cela tient en quelques lignes, dans une note de bas de page. Mais là encore, nous n’aurons aucune justification.
C’est une publication de la NASA, en 1988, à partir d’observations satellites, qui initialise la suspicion sur le rôle du CO2 dans la signature infrarouge de la Terre [15]…
Hélas ! Un satellite ne peut observer que ce à quoi ses instruments sont destinés. Ainsi, à plusieurs centaines de kilomètres d’altitude, l’on ne peut appréhender que les échanges thermiques par rayonnement. Exit la Troposphère régie par la convection, là où les masses d’air font la pluie et le beau temps, où se déverse la chaleur due aux activités humaines et où l’on constate les effets du réchauffement climatique…
L’on envoie des sondes explorer l’atmosphère de Vénus ou celle plus tenue de Mars, mais en ce qui concerne la Terre, les climatologues préfèrent ne pas s’approcher trop près. Il est vrai que les mouvements convectifs sont complexes à étudier. Il est beaucoup plus confortable de s’en tenir aux lois simples du rayonnement pour construire un modèle mathématique de simulation.
Quid de la raison de symétrie ?
La Tropopause partage l’atmosphère en deux parties fort inégales.
La Troposphère (partie basse de l’atmosphère) représente près de 80 % de la masse totale pour seulement 10 à 12 % de l’épaisseur. Sa densité est plus de 20 fois supérieure à celle de la haute atmosphère. Cette densité privilégie des mouvements de masses d’air importantes qui donne lieu aux phénomènes météorologiques et qui caractérisent le climat…
La faible densité moyenne de la haute atmosphère ne permet pas les mouvements de masse. Les échanges thermiques se font donc par rayonnement. La densité diminuant avec l’altitude, le risque d’interception du rayonnement par les molécules de gaz est de plus en plus faible.
Contrairement à l’analogie avec un écran solide, il y a une direction privilégiée vers l’espace.
Sensibilité aux infrarouges
Si le CO2 est plus sensible aux infrarouges lointains (issu du sol) que les gaz qui composent majoritairement l’atmosphère et compte tenu du caractère isotrope des gaz, l’augmentation de sa concentration dans l’atmosphère se traduira par une plus forte émission infrarouge vers l’espace…
Effets contraires
L’on a donc deux phénomènes qui s’opposent : une augmentation du gradient thermique dans les basses couches de l’atmosphère et un renforcement du refroidissement de la Terre. Quel est le bilan de cette confrontation au sein du biotope ? Les observations des ratios Température/CO2 (plus haut) entre les périodes interglaciaires et l’ère industrielle confortent l’hypothèse d’une influence beaucoup plus faible que supposée par rapport à d’autres mécanismes, que nous allons développer en abordant le fonctionnement réel d’une serre.
Fonctionnement réel d’une serre
Le physicien R. W. Wood (1868 – 1955) a démontré, dès 1909, l’inexactitude de la théorie de l’effet de serre, en remplaçant le verre par un matériau transparent aux rayonnements infrarouges (halite). Cela aurait dû mettre fin aux spéculations sur l’effet de serre… [9]
Si les serres offrent des températures plus élevées qu’à l’extérieur, c’est par le confinement dans un volume restreint de l’air chauffé par convection au contact du sol, comme le montre l’illustration ci-dessous :
Le sol est chauffé sous l’action du rayonnement solaire. À son contact, l’air se réchauffe et s’élève alors jusqu’à rencontrer le toit de la serre. Refroidi au contact de la paroi, il cède sa place à l’air plus chaud et retourne vers le sol dans un mouvement convectif. C’est ce circuit court qui offre aux serres des températures supérieures à celle de l’extérieur.
À noter que de nombreuses serres sont chauffées, soit pour forcer la croissance des plantes, soit pour acclimater des plantes tropicales…
En cela, les serres fonctionnent comme nos habitations. L’isolation y est moins bonne, mais elles bénéficient de la gratuité de l’énergie du Soleil…
Pour se convaincre de l’effet du confinement de l’air chaud, il suffit d’ouvrir grand vos portes et fenêtres, l’hiver. Vous sentirez très rapidement la température intérieure baisser…
Analogie avec l’atmosphère
De toute évidence, il n’y a pas de structure en verre à la dimension de l’atmosphère terrestre. Pourtant, il y a des courants convectifs et ceux-ci ont un plafond : la Tropopause…
L’on en revient donc à la démonstration de Wood, dont la conclusion était que le blocage des infrarouges par le verre n’expliquait pas son fonctionnement. Les éventuels blocages du rayonnement infrarouge au niveau de la Tropopause n’expliquent pas davantage le fonctionnement de la Troposphère.
Celle-ci se comporte comme une serre, quelle que soit la nature des gaz qui s’y trouvent. La chaleur du sol crée des courants convectifs à l’origine des phénomènes météorologiques qui caractérisent le climat. L’homme y a introduit un chauffage interne depuis l’avènement de la révolution industrielle et l’exploitation d’énergies endogènes (tirées de son sous-sol). Ce chauffage interne (cheminées d’usines, machines à vapeur, chauffages domestiques…) alimente à son tour de nouveaux courants convectifs qui s’ajoutent à ceux du cycle naturel en les modifiant.
Il est grand temps que les climatologues redescendent sur Terre et s’intéressent vraiment aux causes du réchauffement climatique en cherchant les sources de chaleur introduites par l’Homme !