Impact de l'énergie sur l'atmosphère
Troisième module
Le troisième module est consacré à l'impact atmosphérique de l'énergie, qui présente trois grandes dimensions :
l'augmentation de l'effet de serre
la rupture de la couche d'ozone
les pluies acides
Les trois prochaines vidéos cherchent à illustrer le plus simplement possible le mécanisme de l'effet de serre :
la première explique comment le rayonnement thermique permet de comprendre ce phénomène ;
la seconde montre comment fonctionne une serre et présente les principaux gaz à effet de serre ;
la troisième introduit les mécanismes mis en jeu et analyse les émissions de gaz à effet de serre.
______________________________________________________________________________________________________________________
Thème 1 : Comprendre l'effet de serre : Le rayonnement thermique
Vidéo M5-V2 sur le rayonnement thermique
Consultez et téléchargez le support de cours au format PDF, ainsi que la transcription de la vidéo.
______________________________________________________________________________________________________________________
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est que, quelle que soit leur température, même lorsqu'elle est basse, tous les objets émettent un rayonnement.
Autour de la température ambiante, il s'agit de rayonnement infra-rouge.
En l'absence de nuages, la voûte céleste quant à elle rayonne comme s'il s'agissait d'un milieu à très basse température, de l'ordre de - 45 à - 75 °C.
Dans ces conditions, bien qu'invisible, le rayonnement infrarouge émis par la surface de la terre joue un rôle fondamental dans son équilibre thermique.
______________________________________________________________________________________________________________________
Thème 2 : Effet de serre et gaz à effet de serre
Sous-thème 2.1 : Généralités
Vidéo M5-V3 sur l'effet de serre et les gaz à effet de serre
Consultez et téléchargez le support de cours au format PDF, ainsi que la transcription de la vidéo.
______________________________________________________________________________________________________________________
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est qu'à la différence du rayonnement visible, le rayonnement infra-rouge ne peut pas traverser un vitrage et est absorbé par certains gaz.
Une serre se comporte donc comme un piège à rayonnement. Le rayonnement visible pénètre dedans par les vitrages, est absorbé à l'intérieur, puis partiellement réémis sous forme de rayonnement infra-rouge qui se trouve ainsi piégé.
Il faut aussi bien comprendre que certains gaz absorbent le rayonnement infra-rouge tout comme les vitrages d'une serre. L'atmosphère se comporte donc comme une serre planétaire.
______________________________________________________________________________________________________________________
Un petit test
Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :
______________________________________________________________________________________________________________________
Sous-thème 2.2 : Émissions de gaz à effet de serre
Vidéo M5-V4 sur les mécanismes de l'effet de serre et les émissions de gaz à effet de serre
Consultez et téléchargez le support de cours au format PDF, ainsi que la transcription de la vidéo.
______________________________________________________________________________________________________________________
Sous-thème 2.3 : Évolution historique des émissions de CO2
Cette figure, basée sur des données de l'AIE, montre l'évolution sur terre depuis 1750 des émissions de CO2 liées à la combustion.
Elle montre que, après avoir été du type exponentiel jusqu'au XX° siècle, cette courbe commence à s'infléchir, son taux de croissance restant toutefois très élevé.
Nous reviendrons dans les autres parties sur la manière dont les émissions de CO2 sont liées aux consommations d'énergie.
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est que les émissions de gaz à effet de serre sont en forte augmentation du fait de l'extension des activités humaines et de la croissance de la population mondiale.
Il en résulte un changement climatique de plus en plus observable et une prise de conscience croissante de la nécessité d'y remédier.
Compte tenu de son caractère transnational, seules des négociations internationales peuvent permettre de trouver des solutions appropriées.
______________________________________________________________________________________________________________________
Deux petits tests
Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons les activités suivantes :
______________________________________________________________________________________________________________________
Pistes d'approfondissement
Si vous souhaitez approfondir ce sujet, nous vous invitons à consulter les pages du site du Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de l'Energie (MEDDE) sur les gaz à effet de serre. ainsi que l'article Wikipédia sur les mécanismes de l'effet de serre.
Pour approfondir les négociations internationales qui font suite à l'Accord de Paris, vous pouvez vous informer sur le site de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques UNFCC.
______________________________________________________________________________________________________________________
Sous-thème 2.4 : Comptabilité carbone
L'importance du rôle du CO2 dans l'augmentation de l'effet de serre est telle qu'il est apparu primordial de développer des outils permettant à chacun des acteurs économiques de connaître le montant de ses émissions de CO2, afin de pouvoir les maîtriser du mieux possible. C'est ainsi que sont nés les bilans carbone ou plus généralement la comptabilité carbone.
Vidéo sur la comptabilité carbone
Consultez et téléchargez la transcription de la vidéo.
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est que le calcul des quantités de GES émises par les différentes activités humaines est un exercice délicat qui demande beaucoup de rigueur. Il fait appel à deux notions complémentaires, celle d'équivalence CO2 et celle de facteur d'émission.
______________________________________________________________________________________________________________________
Pistes d'approfondissement
Vous pouvez consulter le portail Bilans GES Centre de ressources dédié aux bilans de gaz à effet de serre.
Une présentation des bilans carbone pour le cas de la France par l'un de ses auteurs est disponible.
______________________________________________________________________________________________________________________
Thème 3 : Rupture de la couche d'ozone
Vidéo M5-V5 sur la rupture de la couche d'ozone
Consultez et téléchargez le support de cours au format PDF, ainsi que la transcription de la vidéo.
______________________________________________________________________________________________________________________
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est que la mise en évidence d'un trou dans la couche d'ozone au niveau de l'Antarctique a conduit à des négociations internationales qui ont abouti à une réglementation très contraignante notamment pour la réfrigération.
______________________________________________________________________________________________________________________
Un petit test
Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :
______________________________________________________________________________________________________________________
Pistes d'approfondissement
Si vous souhaitez approfondir ce sujet, vous trouverez des compléments d'information et de nombreuses références dans l'article Wikipédia sur la rupture de la couche d'ozone.
______________________________________________________________________________________________________________________
Thème 4 : Pluies acides
Vidéo M5-V6 sur les pluies acides
Consultez et téléchargez le support de cours au format PDF, ainsi que la transcription de la vidéo.
______________________________________________________________________________________________________________________
L'essentiel à retenir
Ce qu'il faut surtout retenir, c'est que les pluies acides proviennent au moins pour partie des émissions d'oxydes de soufre et d'azote liées à la combustion des carburants liquides et solides, et que leur réduction dans les transports s'avère une tâche difficile.
______________________________________________________________________________________________________________________
Un petit test
Pour vérifier votre compréhension de ce qui vient d'être dit, nous vous proposons l'activité suivante :
______________________________________________________________________________________________________________________
Pistes d'approfondissement
Si vous souhaitez approfondir ce sujet, vous trouverez des compléments d'information et de nombreuses références dans l'article Wikipédia sur les pluies acides.
______________________________________________________________________________________________________________________
Connaissances acquises
Grâce à ce programme, à la fin du module :
vous aurez analysé les mécanismes qui expliquent l'effet de serre
vous en connaîtrez les principaux gaz à effet de serre et vous aurez compris leur impact sur le réchauffement climatique
vous aurez étudié les fondements des bilans carbone
vous connaîtrez les principaux gaz détruisant la couche d'ozone ainsi que ceux générant des pluies acides
