On parle souvent des gaz à effet de serre quand on évoque le changement climatique. Mais que sont-ils exactement ? Comment agissent-ils ? Et pourquoi certains sont-ils plus problématiques que d’autres ? Voici les bases pour mieux comprendre.
Un gaz à effet de serre, c’est quoi ?
Un gaz à effet de serre (ou GES) est un gaz présent dans l’atmosphère capable d’absorber une partie du rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre. Autrement dit, il piège la chaleur, empêchant une partie de l’énergie de repartir vers l’espace. C’est ce mécanisme qui contribue à l’effet de serre.
Tous les gaz ne peuvent pas jouer ce rôle. Il faut que la molécule contienne au moins trois atomes, ou deux atomes différents, pour pouvoir interagir avec le rayonnement infrarouge. C’est le cas du CO₂ (dioxyde de carbone), du CH₄ (méthane), du N₂O (protoxyde d’azote), ou encore de certains gaz industriels.
Tous les GES n’ont pas le même impact
Pour évaluer l’influence d’un gaz sur le climat, on utilise un indicateur appelé Pouvoir de Réchauffement Global (PRG). Il permet de comparer l’effet d’un gaz donné à celui du CO₂, sur une période de 100 ans. Voici quelques repères :
| Gaz | PRG (sur 100 ans) |
| Dioxyde de carbone (CO₂) | 1 |
| Méthane (CH₄) | 28 |
| Protoxyde d’azote (N₂O) | 273 |
| Hexafluorure de soufre (SF₆) | 25 200 |
Source : GIEC 2021 / AR6 WGI – Tableau 7.SM.7
Un kilo de méthane a donc un impact climatique environ 28 fois plus important qu’un kilo de CO₂.
Gaz naturels et gaz de synthèse
La plupart des GES sont d’origine naturelle. La vapeur d’eau et le dioxyde de carbone sont les deux principaux gaz responsables de l’effet de serre tel qu’il existe depuis des millions d’années. On y trouve aussi le méthane (CH₄), l’ozone (O₃) et le protoxyde d’azote (N₂O), naturellement présents en faible quantité dans l’atmosphère.
Mais l’activité humaine a aussi introduit dans l’atmosphère des gaz dits de synthèse, entièrement fabriqués par l’industrie. Les halocarbures, par exemple, sont utilisés dans les systèmes de réfrigération, les aérosols ou certaines applications électroniques. Très puissants, ils absorbent fortement les infrarouges et peuvent persister plusieurs siècles dans l’atmosphère. Leur impact climatique est donc très élevé, même à faible concentration.
Qui contribue vraiment à l’effet de serre actuel ?
Source : Le Lopin de Serre / Vapeur d’eau : premier gaz à effet de serre
Tous les gaz à effet de serre n’ont pas le même rôle dans le réchauffement climatique. La vapeur d’eau est le gaz qui contribue le plus à l’effet de serre naturel, mais les activités humaines n’en modifient pas directement la quantité à l’échelle globale. Elle a une durée de vie très courte dans l’atmosphère (quelques jours), et son niveau dépend principalement de la température ambiante : plus il fait chaud, plus l’air peut contenir de vapeur d’eau.
Cela dit, certaines émissions humaines, comme celles issues de la combustion industrielle ou des traînées de condensation des avions, peuvent modifier localement la teneur en vapeur d’eau ou influencer la formation de nuages. Ce sont des phénomènes encore en cours d’étude, et leur rôle exact dans le réchauffement climatique reste à mieux quantifier.
À l’inverse, le dioxyde de carbone a un effet global, durable, et s’accumule dans l’atmosphère pendant plus d’un siècle. C’est lui qui est aujourd’hui le principal moteur du changement climatique causé par l’homme.
Une infime part de l’atmosphère, mais un rôle immense
Les gaz à effet de serre ne représentent qu’une fraction minuscule de l’atmosphère.
- 78 % de diazote (N₂),
- 21 % de dioxygène (O₂),
- et seulement 0,04 % de dioxyde de carbone (CO₂).
Et pourtant, cette infime part suffit à déséquilibrer le climat mondial.
Source : Maxicours / Cours « L’effet de serre »
C’est un peu comme le cyanure : quelques milligrammes dans une assiette suffisent à mettre la vie en danger. Avec le CO₂, pas besoin d’une grande proportion pour provoquer un impact majeur. Et cette accumulation est bien réelle : depuis l’ère préindustrielle, la concentration de CO₂ dans l’atmosphère a augmenté de plus de 50 %, une évolution extrêmement rapide à l’échelle géologique.
Comment le sait-on ?
Depuis 1958, la concentration de CO₂ est mesurée en continu à la station de Mauna Loa, à Hawaï. Pour remonter plus loin dans le temps, les scientifiques analysent les bulles d’air piégées dans les carottes de glace, extraites notamment en Antarctique. Ces données permettent de reconstituer l’évolution de la composition de l’atmosphère sur des centaines de milliers d’années.
Source : NosGestesClimat / Définition de l’empreinte carbone
En résumé
Les gaz à effet de serre sont au cœur du fonctionnement du climat terrestre. S’ils sont naturels pour la plupart, leur accumulation liée aux activités humaines perturbe l’équilibre du système climatique. Et même présents en faible proportion, ces gaz peuvent profondément modifier l’équilibre climatique. Agir sur leurs émissions, c’est agir sur les causes du dérèglement climatique.
