Émission de dioxyde de carbone

Centrale thermique fonctionnant au charbon en Allemagne.

Les rejets de dioxyde de carbone ont deux origines, naturelle, et anthropique, la seconde étant en régulière et forte croissance depuis quelques décennies (Voir IPCC). Le taux actuel moyen de l'air oscille autour de 0,038% avec quelques variations jour-nuit, saisonnières ppm(pour partie anthropique) et des pics de pollution

Émissions de CO2

Types d'émission

On distingue :

• Les émissions anthropiques ; ce sont les chauffages, véhicules, unités d'incinération et différents types de combustion ou fermentation. Les moteurs et unités de combustion normaux émettent des effluents gazeux (cheminées, pots d'échappement, réacteurs d'avions..) contenant en moyenne 20 % de CO2, lequel se dilue rapidement dans l'air, sauf dans certaine zones confinées (garage..). Ce CO2 pourrait par ailleurs agir sur la santé et l'environnement en synergie avec d'autres polluants ; NOX et certaines micro et nanoparticules notamment). A ceci il faut ajouter l'expiration de plus de six milliards d'habitants, qui correspond en fait à un très faible pourcentage du total).

• Les émissions naturelles, qui sont d'origine volcanique, ou liée aux incendies de forêts, ou plus largement à la respiration animale et végétale et à celle des organismes du sol (fonge, bactéries, protozoaires..). Ce CO2 représente la plus grande part, et il ne posent normalement pas de problème majeur de toxicité, hormis dans quelques cas très particulier (accumulation de poche de CO2 dans des creux, par exemple lors d'émissions brutale, d'origine géologique, de CO2 issus d'un dégazage brutal de gaz piégé sous les sédiments de fonds de lacs africains ; dans ce cas des centaines de milliers d'animaux et des centaines d'humains peuvent mourir ashyxié dans les vallées périphérique)

Selon un rapport de la SNCF présenté en septembre 2007, les émissions de CO₂ en France, dont les transports sont responsables, sont dus à 52 % aux automobiles, à 25,2 % aux poids lourds, à 2,7 % aux avions et à 0,5 % aux trains. Sa présidente, Anne-Marie Idrac, propose de faire financer les réseaux ferrés par de nouvelles taxes sur les autoroutes non-payantes et les voies rapides (10 cts d'euros au kilomètres), une augmentation de 25 % des péages d'autoroutes pour le franchissement des Pyrénées et des Alpes, et par l'instauration d'une taxe européenne sur le kérosène utilisé par les avions.

Toxicologie, écotoxicologie

Outre que les émissions de CO2 s'accompagnent généralement d'émissiond de suies, de fumées, de métaux lourds, et d'autres polluants ayant des effets sur la plupart des organismes vivants.. et que les nanoparticules ont des effets encore très mal étudiés, mais qui semblent pourvoir être non négligeables.

Chez l'animal à sang chaud : Le CO2, à la différence du monoxyde de carbone n'est pas un toxique à faible dose, mais il tue par asphyxie à partir d'un certain seuil et d'une certaine durée d'exposition. Ses propriétés chimiques le rendent capable de rapidement travers de nombreux types de membranes biologiques (Il est environ 20 fois plus solubles dans les liquides biologiques de l’organisme humain que l’oxygène). C'est pourquoi il produit de rapides effets sur le Système Nerveux Central ;

Chez l'homme, le CO2 est un toxique pour l'Homme à des doses relativement faibles et pour des temps d'exposition de quelques minutes seulement . 1000 ppm (0,1%) est la valeur maximale admise pour le dimensionnement des systèmes de conditionnement de l’air , à l’intérieur des bâtiments et maisons d’habitation.

• à partir de 0,1 %, (1000 ppm), le CO2 devient un des facteur d'asthme ou du syndrôme des bâtiments.
• Au dessus de 0,5% (5000 ppm), la valeur maximale d’exposition professionnellea retenue dans la plupart des pays, et la valeur maximale admise pour le dimensionnement des appareillages d'air conditionné dans les avions sont dépassées.
• trois fois ce taux (1,5%, ou 15000 ppm) est la valeur maximale d’exposition professionnelle sur une durée maximale de 10 minutes.
• Au delà de 4% de CO2 dans l'air (40000 ppm) le seuil des effets irréversibles sur la santé est atteinte (c'est le seuil qui justifie une évacuation immédiate de locaux). A partir de 10% et d'une exposition dépassant 10 minutes, sans une action médicale de réanimation, c'est la mort.

Notre système respiratoire et circulatoire est très sensibles au CO2 : Une augmentation minime de la concentration en CO2 de l'air inspiré accélère quasi-immédiatement le débit respiratoire qui est normalement de 7 litres/minute (sous 0,03% de CO2 dans l'air inspiré), et qui passe à 26 litres/minutes (pour 5% de CO2 dans l'air inspiré).

Chez le végétal : à faible dose, le CO₂ favorisent dans un premier temps la croisance, mais des expériences en serre, et dans un environnement naturel enrichi en CO2 ont montré que ceci n'était valable que jusqu'à un certain seuil, au delà duquel la croissance restait sable ou au contraire diminuait. Ce seuil varie selon les espèces végétales considérées. On ignore de même si cet effet est durable ; Après quelques années des phénomènes d'acidification environnementale pourrait éventuellement agir en sens inverse..

Les écologues et les spécialiste de la chimie de l'atmosphère ont confirmé dans les années 1990 que l'excès de dioxyde de carbone (CO₂) était une forme de pollution. Le CO2 répond à deux définitions officielles du polluant (altéragène chimique) et du polluant de l'air (substance introduite directement ou indirectement par l’homme dans l’air ambiant et susceptible d’avoir des effets nocifs sur la santé humaine et l’environnement dans son ensemble ).

Le CO₂ est un gaz à effet de serre, qui augmente l'effet de serre et donc agit dans le processus de réchauffement climatique. Il contribue aux phénomènes de pluies acides et d'Acidification de l’océan.

Sources anthropiques et effet de serre

Les moyens de transports utilisant des hydrocarbures, (voitures, camions, avions, frêt, navires) forment une source importante d'émission de CO₂. Les feux de forêts en sont la principale source naturelle.

De fait l'effet des activités humaines sur le réchauffement climatique général de notre planète commence à être bien connu grâce à de nombreuses études, mais son impact sur l'acidification des milieux marins l'est beaucoup moins car cela ne fait que quelques années que les chercheurs s'y intéressent.

Selon le New York Times, « La Chine va supplanter les États-Unis en tant que premier émetteur de CO₂ d’ici à 2009 », notamment à cause de la multiplication des centrales électriques fonctionnant avec du charbon.

Conséquences des rejets dans le milieu marin

L'ensemble des océans absorberait un tiers des émissions humaines de CO₂. Sont ainsi passés dans le milieu marins 9 milliards de tonnes en 2004, et depuis le début de l'ère industrielle, un total de 120 milliards de tonnes issues de la combustion des carburants fossiles.

L'apport massif de CO₂ dans les océans entraîne une diminution du pH des eaux les rendant plus acides en diminuant la concentration en carbonate affectant l'écosystème marin car c'est l'un des composants essentiels dans la fabrication de carbonate de calcium utilisé par les crustacés et les mollusques pour fabriquer leur exosquelette calcaire. Cette diminution pourrait selon divers spécialistes varier de 5 à 50% d'ici la fin du XXI^e siècle.

Le pH moyen est passé de 8,2 unités au début de l'ère industrielle à 8,1 unités aujourd'hui ce qui correspond sur une échelle logarithmique à une hausse de l'acidité de 26%. Un diminution supplémentaire de 0,5 unité correspondrait à un doublement de l'acidité.

L'acidification des mers a un effet immédiat sur diverses espèces. Pour les coraux, c'est le blanchiment lié à une diminution de la calcification, mais c'est aussi dans l'océan Atlantique Nord l'explosion des cocolithophores sous l'effet de la lumière au printemps du fait d'une pression plus élevée en CO₂. Plus grave l'acidification a un effet plus important en eaux froides que dans les mers chaudes, dans la situation la plus pessimiste, d'ici la fin du siècle la calcification pourrait devenir impossible dans l'océan Austral et sur les côtes de l'Antarctique rendant impossible la fabrication de l'aragonite, une forme de calcaire qu'on trouve dans la coquille des ptéropodes, or ceux-ci constituent la base de l'alimentation du zooplancton, lui-même base de l'alimentation de nombreux poissons et mammifères marins.

Une des conséquences du réchauffement climatique pourrait être l'arrêt (ou le ralentissement) de la circulation des océans. Si les courants océaniques s'arrêtent, les couches d'eau superficielles vont se saturer en CO₂ et ne vont plus en capter comme aujourd'hui. Pire : la quantité de CO₂ que peut absorber un litre d'eau diminue à mesure que l'eau se réchauffe. Ainsi, du CO₂ pourrait être relargué si les océans ne circulent plus comme aujourd'hui. Cependant, l'hypothèse d'un arrêt de certains courants marins est considérée comme "très improbable" dans le rapport 2007 des experts du GIEC

Rejets par pays

Chine

Le développement industriel et urbain rapide de la Chine provoque une augmentation de la pollution atmosphérique, en particulier dans les grandes agglomérations du pays. La Chine devrait devenir le plus gros émetteur de dioxyde de carbone d'ici à 2007-2009.

Les émissions de dioxyde de carbone devraient passer de 5,6 milliards de tonnes en 2006 à 6,02 cette année, ce qui représente environ 22 % du total mondial.

États-Unis

Plusieurs facteurs expliquent l'importance des rejets de CO₂ des États-Unis :

• Le pays est immense : troisième pays du monde par la superficie, les États-Unis sont grands comme le continent européen. Cela entraîne une consommation d'énergie importante par les transports. Les transports quotidiens de passager se fondent sur l'automobile ; le train est réservé aux marchandises. L'étalement urbain entraîne également une surconsommation de carburant.
• Le pays est très peuplé (le troisième du monde derrière la Chine et l'Inde) et dispose d'un haut niveau de vie.
• Des climats difficiles : en hiver, le nord-est connaît une baisse importante des températures ; en été, c'est la canicule qui touche cette région. Les déserts de l'ouest sont relativement peuplés (agglomérations de Phoenix, Las Vegas, …). Les Américains utilisent la climatisation qui accroît la dépense d'énergie. Que l'hiver soit moins rigoureux, et la production de gaz à effet de serre diminue comme on a pu le constater pour l'hiver 2006 : selon l'Agence d’information sur l’énergie, les rejets de CO₂ américains ont chuté de 1,3% en 2006.
• La première puissance économique du monde : le pays produit près d'un quart de toutes les richesses de la planète.

Surveillance des émissions

Plusieurs pays (USA notamment) surveillent leur taux de CO₂. C'est rarement le cas en Europe. Le taux de CO2, comme celui du dioxygène ne sont pas mesurés par les réseaux d'alerte et de mesure, dont les capteurs sont par ailleurs généralement placé en hauteur pour échapper au vandalisme. En France, la loi sur l’air de 1996 n'a pas prévu de surveillance des niveaux de dioxyde de carbone. Quelques mesues ponctuelles sont faites (Paris, Bordeaux et arcachon ou des pics important de pollution par le CO₂ ont été mesurés en 2004) (source : voir liens externes).

Protocole de Kyōto

En 1999, le Protocole de Kyōto aujourd'hui signé par une majorité de pays a établi un calendrier de réduction des émissions de ce gaz.

Depuis le 24 juin 2005, la France s'est, à la suite d'autres pays, dotée d'une place d'échanges de permis d'émission de gaz à effet de serre.

Voir aussi

Liens internes

• Gaz à effet de serre
• Cycle du carbone
• Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone
• écosystème
• Puits de carbone

Liens externes

• Un film éducatif sur les droits d'émission de CO2
• page du débat national (français) sur la santé environnementale