Suivez notre débat en direct le 21 octobre à 11h00 CET, où nos panélistes nous présenteront le processus complexe de collecte de données et expliqueront pourquoi le suivi est crucial pour l’objectif zéro émission nette de l’UE. Vous pouvez regarder la vidéo du débat en tête de cet article.
Dans le débat Climate Now de cette semaine, nous examinerons comment les émissions de gaz à effet de serre sont surveillées et pourquoi il est important de mesurer les sources dans la lutte vers le zéro net.
Nos panélistes expliqueront également pourquoi la technologie est toujours incapable de nous fournir des mesures précises et complètes de certaines sources et puits de gaz à effet de serre et comment des améliorations peuvent être apportées.
Pourquoi la surveillance des gaz à effet de serre est essentielle pour réduire les émissions
Les gaz à effet de serre (GES) jouent un rôle important pour notre planète. Ils emprisonnent la chaleur près de la surface de la Terre, garantissant que les océans ne gèlent pas et que notre monde reste habitable. Cependant, surtout depuis l’ère industrielle, l’activité humaine a rapidement augmenté le volume des émissions, provoquant un réchauffement de la planète à un rythme sans précédent.
Cela a suscité un besoin urgent de réduire les émissions. Pour ce faire, les nations, les organisations et les entreprises doivent mieux comprendre leur capacité à mesurer, surveiller et modéliser les GES et donc identifier les plus gros émetteurs.
Pour savoir si les mesures prises pour réduire les niveaux de GES sont efficaces, une technologie a été développée pour mesurer les concentrations de ces gaz dans l’atmosphère au fil du temps. Cela nécessite de les détecter avec précision en quantités infimes : le dioxyde de carbone en centaines de parties par million, le méthane en milliers de parties par milliard, le protoxyde d’azote en centaines de parties par milliard et les hydrocarbures fluorés à des niveaux encore plus faibles.
L’Union européenne et ses pays membres sont tenus de rendre compte chaque année à l’ONU de leurs émissions de GES et régulièrement de leurs politiques et mesures climatiques et de leurs progrès vers les objectifs.
Cela implique de mesurer les émissions de GES, notamment de dioxyde de carbone, de méthane et d’oxyde d’azote, provenant de tous les secteurs, notamment l’énergie, les processus industriels, l’utilisation des terres, la foresterie, les déchets et l’agriculture. Ceux-ci sont compilés pour créer l’inventaire des gaz à effet de serre de l’UE, qui commence en 1990 et se poursuit jusqu’à deux ans avant l’année en cours.
La surveillance des GES est également cruciale pour comprendre le rôle des écosystèmes naturels en tant que sources ou puits. Les puits naturels de carbone de la planète absorbent environ la moitié de toutes les émissions humaines. Mais des recherches récentes menées par des scientifiques ont révélé qu’en 2023, l’année la plus chaude jamais enregistrée, les forêts, les plantes et les sols n’ont pratiquement pas absorbé de carbone.
En outre, cette année, l’organisation américaine à but non lucratif Amazon Conservation a utilisé des données satellite pour calculer la quantité de carbone stockée par la forêt amazonienne. Les chercheurs ont conclu que l’effet de la déforestation pourrait signifier que l’Amazonie commencerait à émettre plus de carbone qu’elle n’en absorbe de l’atmosphère.
Cependant, il existe encore des lacunes importantes dans notre capacité à surveiller avec précision les niveaux de gaz à effet de serre. Actuellement, de nombreux rapports sur les émissions de GES sont estimés à l’aide de facteurs d’émission, de données d’activité et de données de reporting.
Les lacunes d’information dans ces données entraînent des inexactitudes, des biais et des omissions dans les évaluations des émissions. Ainsi, les informations du monde réel et les technologies de mesure nouvellement développées peuvent contribuer à réduire le recours aux estimations et à fournir des calculs d’émissions plus précis.
Satellites, simulations et capteurs : comment les gaz à effet de serre sont surveillés
Les gaz à effet de serre proviennent d’une myriade de sources sur notre planète. Le dioxyde de carbone est émis lorsque le charbon, le pétrole et le gaz sont brûlés pour produire de l’énergie, ainsi que lors des incendies de forêt et des sols labourés ou perturbés à des fins agricoles. Le méthane est émis principalement par le bétail, les puits et pipelines de pétrole et de gaz, les décharges et les zones humides, tandis que l’oxyde nitreux provient des champs agricoles et des usines et que les gaz fluorés s’échappent des équipements de refroidissement.
Il existe sept catégories d’émissions de GES au total : le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O), les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluorocarbures (PFC), l’hexafluorure de soufre (SF6) et le trifluorure d’azote (NF3). Ceux-ci doivent être mesurés à différentes échelles, depuis le niveau des cheminées jusqu’au niveau mondial.
Cela nécessite diverses technologies pour identifier les sources, les puits et les flux qui sont ensuite intégrés pour une plus grande précision et cohérence. Il s’agit notamment d’appareils et de capteurs analytiques de terrain, de satellites, de drones, de ballons et d’équipements au sol.
Le Service Copernicus de surveillance de l’atmosphère (CAMS) est l’une des principales institutions qui surveillent les niveaux de dioxyde de carbone et de méthane dans l’atmosphère. Pour ce faire, il utilise des instruments au sol, dans les airs et à bord de satellites. Le service utilise également des systèmes informatiques pour simuler les concentrations des deux gaz à effet de serre en fonction de sa connaissance de l’atmosphère, de la biosphère et des émissions déclarées.
Copernicus travaille désormais avec l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT) pour développer de nouveaux satellites CO2MVS. Ceux-ci mesureront les concentrations de dioxyde de carbone et de méthane dans l’atmosphère avec « une précision et des détails sans précédent » et pourront observer l’ensemble du globe en quelques jours seulement. Cela leur permettra également d’examiner des sources individuelles de dioxyde de carbone et de méthane telles que les centrales électriques et les sites de production de combustibles fossiles.
Il existe également des satellites plus récents qui ont été développés, tels que GHGSat, CarbonMapper et MethaneSAT, avec des résolutions plus élevées, qui peuvent surveiller les panaches d’émissions provenant de sources à plus petite échelle. L’intervenant Bram Maasakkers parlera de l’instrument de surveillance TROPOsphérique (TROPOMI) à bord du satellite Copernicus Sentinel-5 Precursor, qui crée quotidiennement des cartes mondiales des gaz atmosphériques, notamment le méthane, le dioxyde d’azote et le dioxyde de soufre.
Émissions fugitives et biais d’échantillonnage : les défis de la surveillance des gaz à effet de serre
Lorsque les pays et les entreprises utilisent une approche ascendante, elle implique de mesurer deux variables clés : la vitesse à laquelle une activité tend à produire des émissions de GES et la durée de l’activité.
Le problème de ce système est que les fuites inattendues et autres rejets irréguliers de GES provenant d’éléments tels que des appareils électroménagers ou des pipelines ne sont pas pris en compte. Ces émissions dites fugitives représentaient 5,3 % des émissions mondiales de GES en 2013, selon une étude.
Une quantité « typique » de fuite est désormais généralement prise en compte dans les inventaires d’émissions, mais les scientifiques ont constaté qu’il s’agit encore d’une sous-estimation considérable du problème.
L’approche ascendante s’est également révélée beaucoup moins précise dans les pays en développement où les statistiques nationales sur les données sous-jacentes ne sont pas facilement disponibles.
De plus, ce système ne prend généralement pas en compte les sources et puits naturels de GES, qui sont également à l’origine du changement climatique. Cela entraîne une incertitude quant à l’importance des différents facteurs dans l’augmentation des niveaux de GES et sur l’efficacité des mesures d’atténuation.
L’approche descendante, quant à elle, commence par des mesures des GES atmosphériques totaux dans une zone, puis travaille à rebours pour identifier les sources et leur contribution. Cela signifie que les émissions fugitives sont incluses dans les données et que leurs sources peuvent être plus facilement identifiées.
Cependant, avec cette approche, il peut être difficile de quantifier avec précision les contributions de sources individuelles à partir des mesures totales de GES. De plus, les variations de pression, de température et d’humidité relative peuvent réduire la précision des mesures descendantes lorsque les capteurs ne sont pas correctement calibrés pour les conditions.
Le biais d’échantillonnage est un autre problème. Lorsque des mesures descendantes sont prises à un moment donné et à un endroit précis, elles peuvent ne pas être représentatives des émissions se produisant à d’autres moments et dans d’autres parties d’une zone.
Suivez notre débat du 21 octobre pour entendre ce que nos panélistes disent de l’avenir d’une surveillance mondiale précise des gaz à effet de serre.
Rencontrez nos panélistes :
Richard Engelen, directeur adjoint du service de surveillance de l’atmosphère Copernicus
Richard Engelen est membre de l’équipe de direction du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT) et directeur adjoint du service de surveillance de l’atmosphère Copernicus, que le CEPMMT gère pour le compte de l’Union européenne.
Engelen est un expert scientifique en télédétection et en assimilation de données sur la composition atmosphérique, avec un accent particulier sur le cycle du carbone. Il est (co-)auteur d’une cinquantaine de publications internationales évaluées par des pairs dans la littérature scientifique ainsi que de nombreuses contributions à des actes de conférences et d’ateliers.
Il est ou a été membre des comités consultatifs scientifiques de plusieurs projets européens et membre de groupes d’experts pour la Commission européenne ainsi que de divers comités d’examen de propositions aux États-Unis et aux Pays-Bas.
Bram Maasakkers, scientifique principal, Institut néerlandais SRON pour la recherche spatiale
JD (Bram) Maasakkers est scientifique à l’Institut néerlandais de recherche spatiale SRON. Ses travaux visent à mieux comprendre les émissions anthropiques de méthane et de monoxyde de carbone à l’aide d’observations des concentrations atmosphériques depuis des satellites.
Maasakkers était stagiaire d’été à Harvard au sein du groupe de modélisation de la chimie atmosphérique, qui utilise des modèles avancés de chimie atmosphérique pour comprendre la composition chimique de l’atmosphère, comment elle est modifiée par l’activité humaine et ce que cela signifie pour la vie sur Terre. Il a ensuite rejoint le groupe de recherche à temps plein en tant que doctorant en sciences et ingénierie de l’environnement en 2013.
Oksana Tarasova, responsable scientifique principale, Organisation météorologique mondiale
Le Dr Oksana Tarasova travaille à l’Organisation météorologique mondiale depuis 2009. Elle est responsable scientifique principale au département des infrastructures depuis août 2022 et travaille au développement de l’infrastructure mondiale de surveillance des gaz à effet de serre.
Elle a été chef de la division de recherche sur l’environnement atmosphérique au sein du département Science et Innovation de 2014 à 2022 et possède une formation en physique et un doctorat en physique de l’atmosphère.
L’objectif principal des activités de Tarasova est la coopération internationale en matière d’observation et d’analyse de la composition atmosphérique, avec une expertise spécifique dans les domaines des gaz à effet de serre. Elle est actuellement membre de plusieurs comités consultatifs et projets de recherche. Elle est auteur et co-auteur de plus de 100 publications.
Amir Sokolowski, directeur mondial, Climat au CDP
Amir Sokolowski est le directeur mondial de l’équipe sur le changement climatique au CDP, une organisation caritative à but non lucratif qui gère le système mondial de divulgation permettant aux investisseurs, aux entreprises, aux villes, aux États et aux régions de gérer leurs impacts environnementaux.
Son équipe fournit l’orientation stratégique, contribuant ainsi à garantir que le CDP encourage l’ambition et soit en phase avec les dernières connaissances et développements en la matière. Sokolowski a 16 ans d’expérience de travail sur le terrain, auprès des gouvernements et dans le cadre de négociations internationales améliorant chaque élément de la gouvernance climatique.
Il a travaillé dans de nombreux pays pour rédiger des lois, vérifier des projets REDD+ (Réduction des émissions liées à la déforestation et à la dégradation des forêts), négocier des institutions autour des marchés du carbone et contribuer aux Règles de Paris.
Sokolowski est titulaire d’une maîtrise en philosophie de l’Université d’Oxford, spécialisée en droit de l’environnement, et d’un baccalauréat en histoire médiévale de l’Université de Tel Aviv.
