Lors de sa création, le Club des Argonautes s’est concentré sur l’explication des mécanismes du climat, et aussi sur les arguments destinés à contrer les déclarations des climatosceptiques. Vingt ans plus tard, le changement climatique est devenu une réalité admise par une très forte majorité, et les invectives des climatosceptiques sont stériles. En témoigne un article paru dans «Climate» (et non pas dans «Journal of Climate!») qui attribue le changement climatique aux variations du rayonnement solaire : cet article, violemment contré par Gavin Schmidt, fera sans doute le buz chez les climatosceptiques dont la motivation principale est : «nous ne voulons pas changer de mode de vie». Le débat n’est donc pas sur la contestation de la science, et le site web des Argonautes va évoluer vers un blog présentant des articles généralement courts, sur des sujets divers liés au climat, et sur des résumés des discussions que nous avons chaque mois, autour des articles récemment parus, des décisions et prises de positions relatives au climat, et des événements climatiques remarquables.

Yves Dandonneau

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 Juin 2024 

2021-2023 sécheresse en France, 2024 pluies abondantes

Quel est dans ces deux cas le rôle du changement climatique ? S’il est une loi physique que les médias et le public semblent avoir bien apprise et répètent à chaque occasion, c’est bien la loi de Clausius-Clapeyron, selon laquelle la quantité de vapeur d’eau que peut contenir l’atmosphère augmente de 7 % lorsque la température augmente d’un degré Celsius. Cela étant acquis, certains en concluent que ce taux de 7 % s’applique aussi à l’évaporation et aux précipitations : c’est faux. Le contenu de vapeur d’eau de l’atmosphère est une masse, alors que l’évaporation et les précipitations sont des flux, et cette masse peut rester inchangée quels que soient les flux, à condition qu’ils s’équilibrent. Selon le modèle de Manabe, le taux de saturation de l’atmosphère en humidité ne change pas malgré le réchauffement du climat, et ce réchauffement entraîne donc bien une augmentation du contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère de 7 %, avec, entre autres conséquences, celle de multiplier par 2 l’effet de la teneur en gaz carbonique sur la température moyenne globale. Manabe a reçu le prix Nobel de Physique en 2021 et son modèle est celui qui est utilisé dans les modèles climatiques actuels. L’augmentation de l’évaporation à l’interface entre l’océan et l’atmosphère ne serait, selon les estimations des modèles, que de + 2 %, et les conséquences sont très variables selon les régions. Une étude récente révèle que les pluies d’automne et d’hiver en Irlande et en Angleterre se sont accrues de 20 % à cause du réchauffement climatique : c’est beaucoup plus que 7 % par °C. La cause principale serait un déplacement du système des zones de haute et de basse pression atmosphérique dans l’Atlantique nord (symbolisé par la différence de pression entre les Açores et l’Islande, représentée par l’indice NAO (North Atlantic Oscillation). Les pluies extrêmes, en particulier les pluies d’orage, dépendent des mouvements ascendants de l’air humide dans les systèmes convectifs. Dans ces systèmes, la chaleur libérée lors de la condensation de la vapeur d’eau joue un rôle moteur : dans ces situations, davantage de vapeur d’eau dans l’atmosphère intensifie les mouvements ascendants, et la rétroaction positive ainsi mise en place peut entraîner des pluies très intenses. On voit dans ces deux exemples que le changement dans les régimes de pluies ne suit pas la règle des + 7 % / °C.
Une contrainte pour estimer globalement le transfert de vapeur d’eau des océans aux continents pourrait être fournie par le retour de l’eau douce à la mer, c’est à dire le cumul des débits de rivières, ces deux termes devant se compenser au moins approximativement. Grâce surtout aux hydrologues russes sous la direction de Shiklomanov au siècle dernier, les débits des grands fleuves et des rivières ont été enregistrés ou relevés régulièrement. Les données ainsi collectées ont permis d’estimer à environ 1 million de m³/s le débit global des fleuves. Cette estimation a été rehaussée à 1,1 millions de m³/s par les français Pardé, puis Ghislain de Marsily, à partir essentiellement de ces mêmes données compilées par les russes. Les réseaux d’observations des débits des cours d’eau ont en grande partie été abandonnés, et il n’est hélas pas possible d’observer un changement dans ce cumul qui serait causé par le changement climatique. Le lancement récent du satellite SWOT et les résultats très prometteurs qu’il fournit déjà pourraient permettre désormais un suivi de l’état des bassins fluviaux et de leur débit.

Les sécheresses mettent progressivement en route une cascade de conséquences

Utilisant une synthèse de nombreux travaux sur les épisodes de sécheresse dans trente trois bassins hydrologiques d’Afrique, une étude s’est penchée sur l’enchaînement des dommages causés. Les sécheresses affectent successivement l’humidité des sols, la végétation et les cultures, les débits des cours d’eau et les nappes phréatiques. Cette propagation de la sécheresse jusqu’à la totalité des paysages suit un schéma en cascade qui en relie les conséquences les unes aux autres. Les analyses des séries temporelles d’observations de tous ces bassins montrent de fortes similitudes : les manques de précipitations conduisent immédiatement à un déficit d’humidité des sols, puis après un mois, la végétation souffre, et au bout de deux mois, l’ensemble du système hydrologique est affecté.

Des grands canaux pour distribuer l’eau

Acheminer l’eau du Rhône vers le Languedoc est un vieux projet, Aqua Domitia, qui a connu des hauts et des bas. Vers 1997, il a même été envisagé d’aller jusqu’à Barcelone, qui manquait d’eau, mais la difficulté du franchissement des Pyrénées a vite fait abandonner cette extension. Actuellement, l’eau du Rhône arrive jusqu’à Montpellier par canal ouvert, et jusqu’à Béziers par conduite fermée. La très longue sécheresse qui sévit dans le Roussillon a redonné de l’élan à Aqua Domitia : les conduites d’eau seront prolongées jusqu’à l’Aude et les Pyrénées Orientales. Le développement de nombreux pays dans le monde offre une foule d’exemples de tels aménagements, certains très anciens : le pont du Gard, Assouan, etc... Un canal amène l’eau du nord de la Californie vers le sud. Les premiers grands travaux soviétiques ont été des travaux hydrauliques toujours source de fierté pour les peuples.

Le "Net Zero Emissions" en 2050 est-il possible ?

Plusieurs d’entre nous ont assisté à un séminaire sur ce thème. La tonalité générale était que réduire les émissions de carbone en Europe (où, plus largement dans les pays développés) coûtait beaucoup plus cher par tonne de CO₂ évitée que dans les pays en développement. Selon cette logique, il serait donc plus facile de diriger les efforts de réduction d’émissions vers ces derniers. De plus, au rythme auquel les nations européennes réduisent leurs émissions, celles ci seront en quantité négligeable en 2050, et alors, le problème sera chez les pays nouvellement gros émetteurs. L’assistance semblait favorable à cette ligne, et peu consciente du risque grandissant de voir des régions entières devenir invivables à cause du réchauffement du climat. Heureusement, les émissions de gaz carbonique baissent en Europe, et il en est de même chez le plus gros émetteur : la Chine, qui semble respecter ses engagements.

Les forêts en souffrance : leur efficacité dans la capture du CO₂ en déclin

Les spécialistes des forêts se creusent la tête pour trouver quelles espèces d’arbres pourront assurer un piégeage efficace du gaz carbonique de l’atmosphère, tout en résistant aux canicules, aux sécheresses, et aux insectes xylophages, et tout en assurant des revenus aux exploitants forestiers. On en vient sur le plateau de Millevaches à planter des variétés de pins corses. Une autre contrainte apportée par le changement climatique est que le démarrage des bourgeons au printemps se fait de plus en plus précoce, alors que le risque de gelées tardives reste entier. Ces gelées tardives obligent les arbres à bourgeonner de nouveau plus tard, et ceci raccourcit la durée de la végétation et réduit la croissance des arbres.
En France, la législation ne favorise pas toujours un développement optimal de la forêt. L’état, par exemple, au prétexte du « plan vert », incite les propriétaires de bois à couper sans limite, et finance sans contrôle la replantation. Résultat, la plupart du temps, ce sont des pins qui sont replantés. Incendies, sécheresse et insectes xylophages s’y ajoutant, la forêt française capte moins de carbone qu’au cours des décennies précédentes, malgré une superficie en augmentation. Ce déclin du puits forestier de carbone n’est pas propre à la France : l’Amazonie a subi des sécheresses en 2007, 2010 et 2015. Toutes les régions du globe ne montrent pas un tel déclin, mais dans l’ensemble, le puits de carbone dans la végétation n’est plus aussi prometteur qu’on le pensait il y a 20 ans.

Changement climatique : faut il envisager le pire ?

Canicules, inondations et incendies sont de plus en plus intenses et fréquents. Cela était annoncé régulièrement à chaque parution des rapports du GIEC, et n’est donc pas une surprise. Pablo Servigne il y une dizaine d’années, dans son livre « Comment tout peut s'effondrer : petit manuel de collapsologie à l'usage des générations présentes » a alerté sur les risques d’enchaînement des catastrophes et d’effondrement, mais on se comporte comme si on saurait éviter cela le moment venu. Un article paru dans PNAS considère que l’éventualité de ce risque majeur est insuffisamment étudiée et propose que l’on s’interroge sur quatre points : 

• le changement climatique peut il conduire à des extinctions de masse ?
• Quels sont les mécanismes qui pourraient donner lieu à des mortalités massives chez les humains ?
• Quels risques entraîneraient pour les sociétés humaines des dommages initiés par le changement climatique ?
• Comment en considérant tous ces dangers élaborer un instrument d’aide à la décision ?

Il faudra un jour prendre cela au sérieux.

Des politiques et des scientifiques

Le Conseil supérieur des programmes (CSP) a été mis sur pied pour formuler des recommandations à l’adresse du ministre de l’Éducation nationale, afin de modifier les programmes d’enseignement de l’école et du collège de telle sorte que le changement climatique y soit expliqué. Pour cela, le CSP a écouté 22 experts sur le climat. Stupeur : l’un d’entre eux, François Gervais, est un climatosceptique notoire, militant du climatoscepticisme, et qui n’a aucune compétence dans les disciplines de la climatologie. Qui a pu vouloir l’écouter ?
Alors, pour nous venger, rions un peu des politiques. Lors d’une réunion portant sur les énergies renouvelables, le représentant de l’ex Haute Volta, devenue Burkina Fasso (lui même, voltaïque, devenu Burkina-Bé), a demandé paraît-il qu’on remplace dans les rapports le terme « photovoltaïque » par « photoburkinabé ». Autre perle, en France, à un expert qui lui rétorquait que sa proposition n’était pas acceptable en raison de la loi de Carnot, ce député qui avait pourtant suivi une scolarité digne d’un pays développé, répondit : « si une loi est un obstacle, il n’y a qu’à l’abroger » !

Le satellite EarthCARE a été lancé

Ce satellite européen et japonais vise à recueillir des données sur les nuages et les aérosols. Ses points forts sont :

1. un imageur multispectral pour les nuages, doté d’un champ plutôt étroit, et dont les deux instruments sont au nadir,
2. un instrument pour le bilan radiatif qui regarde à deux angles différents le long de la trace, et
3. un radar doppler et un lidar pour mesurer la vitesse verticale de l'air ainsi que les profils verticaux d'eau liquide et solide dans les nuages.

Les aérosols sont une composante du système climatique insuffisamment observée après l’arrêt accidentel de l’instrument Polder et celui du satellite PARASOL. Ces deux derniers permettaient des mesures de polarimétrie sur les aérosols, et on peut regretter que EarthCARE ne soit pas équipé d’un polarimètre.

Mai 2024

Justice et transition écologique

De nombreux états ont signé l’accord de Paris pour le climat. Il reste encore à y donner suite en prenant les mesures indispensables pour ralentir le changement climatique, et là, l’action des états est beaucoup trop lente. Cependant, si les états sont souverains, ils ne sont pas à l’abri de poursuites judiciaires, et la Cour Européenne des Droits de l’Homme est de plus en plus sollicitée pour cela : la Bulgarie, les Pays Bas, l’Allemagne, la Belgique, ont ainsi été condamnées, et aussi la France lors de ce qu’on a appelé «l’affaire du siècle». La dernière condamnation en date a été prononcée contre la Suisse, après la plainte portée par un collectif de 2 500 Suissesses de 73 ans en moyenne : les «Aînées», au titre que leur grand âge les rendait particulièrement sensibles aux méfaits du réchauffement climatique.

Finance et transition écologique

Le monde de la finance se préoccupe-t-il des risques dûs au changement climatique ?  Obnubilé qu’il est par le profit, et dominé par l’International Sustainability Standards Board (ISSB) et les normes comptables que sont les International Financial Reporting Standards, il ne prend le changement climatique en considération que dans la mesure où celui ci peut nuire aux profits financiers. Cette attitude est celle des États Unis, puissance dominante du monde financier, et paraît bien ancrée. Cependant, en Europe, une autre approche se fraye un chemin : sous la dénomination de «Double Matérialité», elle consiste à prendre en compte en plus des dégâts que le climat peut faire à la finance (les seuls que considère l’ISSB), ceux que la finance peut faire au climat. Et l’Europe n’est plus seule à tenter de mettre cette double matérialité en avant : la Chine, suivant en cela la recommandation de l'Asia Investor Group on Climate Change, a décidé récemment de se mettre en porte à faux avec l’ISSB en adoptant elle aussi la Double Matérialité.

La santé des océans

La conférence internationale "Our Ocean" vient de se tenir à Athènes. La Grèce, pays hôte, a marqué cette conférence en annonçant l'interdiction du chalutage de fond dans toutes ses aires marines protégées, et en augmentant en nombre et en étendue ces aires marines protégées. Une fois ces aires décrétées, le problème est de les faire respecter, et là, en général, les moyens de surveillance manquent. Un débat est en cours, en France notamment, pour savoir s’il vaut mieux quelques grandes aires marines protégées, ou beaucoup de petites : pour ce qui est de la préservation des ressources et de la biodiversité, la réponse semble pour le moment en faveur de la deuxième solution.
Un phénomène nouveau a été observé : des upwellings (remontées jusqu’en surface d’eaux profondes plus froides) se produisent parfois là où ils n’existaient pas avant le changement climatique en cours. Pour les espèces inféodées à des eaux chaudes, ces upwellings nouveaux peuvent constituer des pièges.

Aérosols, pas simple...

La décision mise en application en 2020 de réduire les émissions d’aérosols soufrés par le transport maritime a eu une forte incidence sur la teneur en aérosols de l’atmosphère, notamment en Atlantique nord, et ceci a stimulé les recherches sur le rôle climatique des aérosols. Globalement, ceux ci réfléchissent une partie du rayonnement solaire vers l’espace et tendent donc à refroidir le climat, comme cela se produit lors des éruptions volcaniques majeures (le philipin Pinatubo en 1992, le mexicain El Chichon en 1982, et, en remontant dans l’histoire, l’indonésien Tambora en 1815 et l’islandais Laki en 1785). Mais l’action des aérosols, en se combinant avec celle de la vapeur d’eau, est plus complexe : ils sont des noyaux de condensation, et aussi des noyaux glaciogènes, et les gouttelettes ou cristaux ainsi formés ont un effet sur le transfert radiatif et sur la dynamique des nuages. Complexité que traduit bien cette saillie de John Mason, spécialiste de la microphysique des nuages, lors d’un exposé auquel a assisté un Argonaute encore étudiant : «si le climat dépend vraiment de la microphysique des nuages, alors, que Dieu nous vienne en aide». Certains aérosols (les suies notamment, en Inde en particulier) sont absorbants, et dans les nuages bas, en absorbant le rayonnement, ont un rôle important sur la dynamique de ces nuages. Les poussières désertiques, notamment celles constituées d’argile, ne constituent pas des noyaux de condensation, mais, des noyaux glaciogènes, qui aboutissent à des cirrus denses, dont l’effet est réchauffant. Au début du mois d’avril, la Météo allemande prévoyait un grand ciel bleu et 22°C, or, la couverture de nuages était totale et la température n’a été que de 15°C. En cause : des cirrus épais (DIBS : Dust-Infused Baroclinic Systems) induits par la poussière, et non pas des nuages bas.  Ces cirrus ont été assez réfléchissants pour avoir eu un impact refroidissant en surface. On manque d’observations sur les aérosols. La situation devrait s’améliorer bientôt avec le lancement du satellite américain PACE , avec le EarthCARE européen, et aussi avec un projet de satellite chinois.

La température moyenne globale : les records s’enchaînent

Mars 2024 a été le mois de mars le plus chaud jamais enregistré, et s’ajoute à la suite de neuf précédents records mensuels d’affilée. Les températures anormalement élevées ont particulièrement touché l’Europe, l’est de l’Amérique du nord, le Groenland, l’est de la Russie, l’Amérique centrale, plusieurs zones d’Amérique du sud et d’Afrique, le sud de l’Australie et plusieurs régions du continent Antarctique. Qu’en sera-t-il, une fois l’épisode El Niño terminé, pour l’été 2024 ? Les prévisions basées sur le mois d’avril s’avèrent souvent peu fiables (on appelle cela le «tunnel d’avril»). Elles promettent des températures élevées dans le sud-est de la France, tandis que le nord-ouest sera chaud, mais pas exceptionnellement. Les sols humides après les pluies abondantes de ce printemps tendront à retarder l’installation de périodes chaudes.

Dessaler l’eau de mer pour pallier au manque d’eau : fausse bonne solution

Barcelone manque d’eau douce. La menace n’est pas nouvelle et déjà, dans les années 1990, il a été envisagé d’y acheminer l’eau du Rhône par un canal : c’est le projet Aqua Domitia qui a été abandonné à cause du coût du franchissement des Pyrénées et aussi d’oppositions d’agriculteurs du Languedoc. Dès 2009, pour y pallier, Barcelone s’est dotée d’une usine de dessalement d’eau de mer située dans la banlieue sud à El Prat del Llobregat. Et qui produit environ 20 000 mètres cube d’eau douce par jour. Au mois d’avril dernier, la Catalogne à décidé d’implanter une nouvelle usine de dessalement de l’eau de mer, capable de satisfaire 6 % des besoins de Barcelone. Celle ci sera flottante, installée sur un paquebot dans le port de la ville. 12 autres usines de dessalement sont prévues sur la côte de Catalogne, notamment pour satisfaire les besoins de l’industrie touristique. De telles usines se sont multipliées partout dans le monde dans les pays soumis à des sécheresses. Outre le fait qu’elles sont très énergivores, elles rejettent aussi en abondance des saumures très concentrées, plus chaudes que l’eau de mer utilisée, et enrichies en divers produits (anti algues, antifouling etc.). Les conséquences de ces rejets pour la biodiversité des eaux côtières n’ont pas encore été bien évaluées.

La verte contrée qui a fait rêver les Vikings

Le Groenland a été ainsi nommé parce qu’à l’époque où il a été habité par des Vikings, il était réputé verdoyant et propice à une agriculture rudimentaire. L’histoire plus récente évoque plutôt le blanc des neiges et des glaciers. Cependant, avec le réchauffement climatique, la végétation s’y réinstalle, et des saumons se reproduisent maintenant dans les rivières du Groenland. S’agit-il du début de la fonte de la calotte glaciaire du Groenland, avec pour conséquence, une montée de plusieurs mètres du niveau des océans ? Pas encore : ces rivières et ces pentes qui se végétalisent sont situées à basse altitude, au bord de la mer, tandis que l’essentiel de la calotte glaciaire se situe en altitude, dans une cuvette au centre du Groenland.

Les carburants pour demain

L’hydrogène est souvent présenté comme une excellente solution pour stocker et utiliser les énergies renouvelables. Mais qu’en faire si les stations service n’en proposent pas, si le marché n’est pas organisé ? En France, c’est l’aviation qui tire le plus vers cette solution, basée sur de l’hydrogène liquide. Mais ceci nécessite pour les avions un réservoir très volumineux (toutefois cependant moins pesant que pour les autres carburants car l’hydrogène est très léger). À côté de l’hydrogène, ne devrait on pas s’intéresser davantage aux carburants de synthèse qu’on peut produire avec des énergies renouvelables (éventuellement en empruntant du CO₂ capté dans l’atmosphère). En effet, une voiture qui roule à l’hydrogène fait trois fois moins de chemin que si elle utilise l’électricité utilisée pour produire cet hydrogène. Des alternatives existent : méthane, carburants de synthèse. Et si on s’orientait vers ces carburants de synthèse, pourquoi ne pas en faire profiter l’automobile ? Il y a en effet une clause de réexamen en 2026 de la décision européenne d’arrêter la production des véhicules thermiques en 2030.

Et si les câbles sous marins rendaient service à l’océanographie ?

Les câbles sous-marins sont nombreux à travers les bassins océaniques, et ils ne sont pas utilisés par l’océanographie. Ceci pourrait changer, car il y a en projet (IFREMER, partenaires industriels américains) d’instrumenter les câbles sous-marins du réseau internet. Dans un premier temps, ces équipements concerneraient les câbles à installer, et plus tard, ceux déjà installés. Les capteurs envisagés sont principalement des capteurs de pression qui permettraient une observation très précise et en temps réel de la hauteur des vagues. Une première installation est envisagée entre l'Australie et la Nouvelle Calédonie. Un projet est à l’étude avec le Portugal sur des câbles déjà installés, avec relais de la transmission des données par des bouées instrumentées. La Woods Hole Oceanographic Institution aux États-Unis a aussi un projet analogue dans l’Océan Arctique.

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Avril 2024

À l’écoute des conférences et séminaires

Avec l’usage maintenant très répandu des outils de communication qui permettent d’assister depuis chez soi à des conférences ou séminaires, nous avons accès presque chaque jour à des exposés diffusés depuis les quatre coins du monde : cette fenêtre ouverte permet de suivre en direct l’avancée des connaissances scientifiques.

L’Académie des Sciences à organisé au début du mois de mars un colloque intitulé "l'urgence climatique: un-tournant décisif ". Les exposés, par des conférenciers parmi les mieux connus sur des sujets dont nous parlons souvent, étaient tous d’une qualité remarquable et ont fait le point sur l’état du climat et de ses composantes, et sur les évolutions à prévoir en fonction de nos décisions futures. L’Académie des Sciences a donc définitivement tourné la page après une trop longue période, où des scientifiques climatosceptiques ont pu s’exprimer en son sein.

Un webinaire du programme de recherche TRACCS -Transformer la modélisation du climat pour les services climatiques– était consacré à l’Étude des épisodes méditerranéens de pluie intense : une approche par la modélisation climatique aux échelles kilométriques. À la question « l’intelligence artificielle, scrutée en permanence par les médias, peut elle aider à mieux comprendre et prévoir ces épisodes ? » il a été répondu que les observations pour permettre un apprentissage machine efficace sont encore trop peu nombreuses pour cela.

La dernière conférence du Bureau des Longitudes était consacrée à l’étude des « Déformations à la surface de la Terre : zoom et dé zoom avec l'interférométrie radar ». Si l’interférométrie radar a pu se montrer utile en certains sites pour la prévision et le suivi des éruptions volcaniques, les séismes résistent toujours à la prévision. Cette question n’a rien à voir avec l’étude de l’atmosphère, mais partage avec les atmosphériciens l’objectif de prévoir les catastrophes naturelles. Toutefois, climat et éruptions volcaniques pourraient bien avoir été liés à certaines époques de l’histoire de la Terre : à la fin de la dernière glaciation, chaque épisode de montée rapide des océans a été marqué dans les sédiments marins par l’abondance de cendres volcaniques. La cause probable est que la fonte rapide des calottes glaciaires pendant ces épisodes a déstabilisé l’équilibre isostatique de la croûte terrestre et provoqué des éruptions volcaniques plus nombreuses.

Cet hiver 2023-2024 a été fertile en records de chaleur, chaque mois étant le plus chaud en moyenne de la Terre entière depuis que le climat est observé. Pour expliquer cette hausse exceptionnelle des températures, trois évènements sont mis en avant : le déclenchement d’un épisode El Niño en mai 2023 (mais le réchauffement avait débuté avant), l’injection massive de vapeur d’eau dans la stratosphère suite à l’explosion du volcan Hunga Tonga, qui renforce l’effet de serre de l’atmosphère (mais l’explosion a aussi injecté des poussières qui réfléchissent le rayonnement solaire et tendent donc, au contraire, à refroidir le climat), et la réduction des aérosols dans les zones de trafic maritime suite à l’interdiction des carburants soufrés par les navires. Mais ces causes ne suffisent pas à expliquer en totalité la hausse des températures. Bien que très élevée, cette hausse reste cependant dans la fourchette des prévisions des modèles climatiques : si 2024 retrouve des valeurs conformes à celles des années précédentes, de 2010 à 2022, il se sera agi de variabilité naturelle du climat. Si la hausse de 2023 se maintient, la question d’une tendance plus forte que prévu sera posée.

La transition écologique : des grincements.

L’application des mesures annoncées pour lutter contre le changement climatique ne soulevait pas l’enthousiasme, mais semblait jusqu’à la fin 2023 ne pas rencontrer d’opposition forte. Le plan de formation des fonctionnaires par exemple, dont nous avons suivi l’élaboration, paraissait accepté dans ses grandes lignes. Le changement toutefois n’était pas assez rapide, comme l’a souligné récemment le Haut Conseil pour le Climat dans une lettre au Premier Ministre. Le mécontentement des agriculteurs dans toute l’Europe a été une douche froide : il faudra avancer avec beaucoup de prudence et de patience, et même souvent, reculer. Pire, les partis politiques délaissent ce thème de peur de perdre des électeurs. Les résultats des élections à venir, en Europe ou aux États Unis, sont incertains, et n’incitent pas à l’optimisme.
Si les efforts sont mal adaptés au niveau des états, ils semble que les discussions se passent mieux au niveau des collectivités. C’est ce qu’indique une étude sur la mise en œuvre de l'adaptation au changement climatique conduite à Saint Pierre et Miquelon. Là, plus que les postures politiques, c’est la nécessité de résoudre ensemble des problèmes que l’on partage, et la confiance entre la population et les organisations et responsables locaux, qui sont déterminants.

Fuite en avant vs juste besoin

On rapporte des réunions au cours desquelles d’anciens élèves de grandes écoles rejettent les mesures contraignantes pour faire face au changement climatique et objectent qu’il suffit d’envoyer dans l’atmosphère des aérosols, ou d’appliquer d’autres solutions technologiques. La mise en œuvre de techniques de géoingéniérie pour lutter contre le changement climatique divise la communauté scientifique. Ainsi, James Hansen de l’Université de Columbia aux États Unis, craint que quels que soient nos efforts pour réduire nos émissions de gaz carbonique, nous ne parviendrons pas à maintenir la hausse des la température moyenne globale au dessous de 1,5°C, ni même au dessous de 2°C. Pour rester à des niveaux de réchauffement acceptables, il faudrait donc recourir sans attendre à des techniques de géoingéniérie : atténuation du rayonnement solaire par des aérosols injectés dans l’atmosphère, enfouissement du gaz carbonique dans des gisements d’hydrocarbures épuisés, et autres techniques. Pour Michael Mann de l’Université de Pennsylvanie, les techniques de géoingéniérie sont mal maîtrisées et ne sont pas sans danger. De plus, les mettre en avant donne l’illusion que des solutions techniques corrigeront nos comportements de gaspilleurs d’énergie, et qu’il n’y a pas péril en la demeure.
À un niveau plus local, l’usage du bois comme source d’énergie « verte » a été brandi comme une solution viable. Cela peut être vrai à condition de veiller à ne pas aller au-delà de la faculté des forêts à se régénérer. Mais on voit se développer des projets de grandes dimensions qui gaspillent la ressource. Ainsi, les centrales à bois de Gardanne en France, et de celle du groupe Drax au nord du Yorkshire en Angleterre, fonctionnent à coups de subventions avec du bois importé de très loin, de forêts d’Eucalyptus au Brésil par exemple. Ce gaspillage est inquiétant, alors qu’il faudrait ancrer dans la société la notion de juste besoin.

Pénurie d’eau douce et mesures de préservation

La sécheresse s’installe dans le pourtour méditerranéen, comme l’indique la carte ci dessous produite par le Service Copernicus. Les déficits en eau en moyenne relative (en marron) et excédents (en bleu) ne concernent que la première dizaine de centimètres du sol à un moment donné, mais s’inscrivent dans une longue série, année après année, de déficits de pluie dans le bassin méditerranéen.

(https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/c4e6816d-d219-11ee-b9d9-01aa75ed71a1/language-en)

Comment s’y adapter ? Le manque d’eau dans la région de Barcelone fait penser au projet Aqua Domitia, qui consistait à y amener l’eau du Rhône. Ce projet n’a pas abouti, à cause du coût trop élevé du franchissement des Pyrénées, et de réticences locales, et il s’est arrêté à Béziers. Le prolonger jusqu’à l’Aude et les Pyrénées orientales frappées par la sécheresse est à l’étude. Souvent, les besoins sont modestes, et il suffit alors de disposer d’un réservoir, que l’on remplit avec l’eau de pluie qui tombe sur les toitures. Au Kirghizstan, si les conditions s’y prêtent, il n’est même pas besoin de disposer d’un réservoir : en zone montagneuse en hiver, une conduite d’eau depuis un lac déverse de l’eau à proximité d’un village, où elle gèle rapidement sur place, formant un mini-glacier qui perdure jusqu’à l’été. Cette solution bon marché, qui est également mise en œuvre dans d’autres pays où les conditions sont analogues, est préconisée, en particulier pour fournir de l’eau en été au bétail. Elle apporte aussi localement fraîcheur et humidité là où les étés peuvent être torrides.

Énergie : du plus fou au plus raisonnable

L’Arabie Saoudite manque d’eau, et souhaiterait elle aussi varier son approvisionnement en énergie, actuellement trop marqué par le recours quasi exclusif au pétrole. Le vent n’y manque pas, ni l’ensoleillement. Un projet gigantesque est à l’étude, dans lequel intervient EDF. Il s’agit de créer et d’alimenter une réserve d’eau (de mer) à une altitude suffisante par pompage, en utilisant de l’énergie éolienne et solaire, pour ensuite laisser cette eau s’écouler et faire tourner des turbines pour produire de l’électricité. Le principe est analogue à ce qui se pratique (STEP : station de transfert d'énergie par pompage) dans plusieurs sites hydroélectriques en France, où il permet d’harmoniser la production et l’usage de l’électricité. En Arabie Saoudite, les potentiels de production d’électricité éolien et solaire existent, mais comme ailleurs, ils sont irréguliers. Le dispositif d’un réservoir d’eau surélevé permettrait de pallier à cette intermittence. Mais le projet laisse pensif par ses dimensions : il serait associé à une mégalopole de 26 000 km² construite en plein désert, avec station de ski, et une « ville-gratte-ciel » de 500 m de hauteur et 170 km de longueur !
Après une telle ambition, un projet de récupération de chaleur dans le métro de Rennes à usage de chauffage domestique paraît peu de chose. Il vaut pourtant la peine qu’on s’y intéresse, pas seulement pour les calories qu’il permettra d’extraire du sol en hiver, mais surtout parce qu’il a été conçu avant la construction de la ligne de métro. En effet, pour de tels systèmes à basse énergie, il faut des infrastructures de grandes dimensions pour une production de chaleur modeste. Ouvrir un chantier pour cela sur une ligne de métro déjà construite serait ruineux. Mais l’intégrer dans un plan de construction avant le démarrage des travaux est possible sans que le coût du chantier s’envole. Ne devrait-on pas y penser à chaque fois qu’un projet de construction implique de remuer de grandes quantités de terre.

À lire

La lutte pour contenir le réchauffement climatique nécessitera des moyens matériels, et les volontaires pour s’y atteler, et ceux ci ne manquent pas. Il faudra aussi des financements gigantesques, la plupart du temps sans espoir de gain. Peut on imaginer une humanité marchant à sa perte simplement par manque de monnaie ? Hélas, les banques centrales qui règnent sur la création de monnaie veillent avant tout sur la stabilité du système financier. Pourtant, la monnaie n’est qu’une convention : lire « Le pouvoir de la monnaie » par Jézabel Couppey Soubéran, Pierre Delandre et Augustin Sersiron.

Mars 2024

Pour cette deux cent deuxième réunion, une visite qui nous a fait plaisir et honneur : Karina Von Schuckmann nous a rejoints en vidéoconférence pour nous parler du déséquilibre énergétique de la Terre. Après des études à Kiel en Allemagne, elle a travaillé à l’IFREMER, puis rejoint Mercator-Océan où elle travaille actuellement. Elle y a été notamment chargée de piloter la rédaction des Rapports sur l’État de l’Océan produits pour le Service Copernicus de surveillance de l’environnement marin. Elle a reçu récemment le prix Gérard Mégie de l’Académie des Sciences.

Le déséquilibre énergétique de la Terre

La Terre reçoit de l’énergie du Soleil, principalement sous forme de lumière visible, et elle émet elle même un rayonnement infra-rouge vers l’espace. Sous un climat en équilibre, ces deux quantités d’énergie sont égales. Mais à cause principalement de l’augmentation de la concentration en gaz à effet de serre dans l’atmosphère, le rayonnement émis est plus faible que le rayonnement reçu, et notre climat se réchauffe.
Ce déséquilibre énergétique de la Terre, souvent désigné par EEI (Earth Energy Imbalance) peut être estimé à partir de l’Espace grâce aux mesures directes du rayonnement solaire incident et réfléchi et du rayonnement infrarouge émis au sommet de l’atmosphère. De telles mesures sont réalisées depuis 2000 par les radiomètres du satellite CERES de la NASA. Un simple coup d’œil à une photo de la Terre vue depuis l’espace montre combien cette tâche est difficile : la Terre n’a rien d’une surface homogène, et selon la nature de sa surface, elle réfléchit plus ou moins le rayonnement solaire. Les nuages en particulier, très réfléchissants, apparaissent en blanc, et leur répartition change sans cesse.
On peut aussi l’estimer par modélisation, en décortiquant pour chaque élément de surface les très nombreux processus par lesquels s’effectue le transfert de l’énergie. Une autre approche consiste à faire l’inventaire des différents réservoirs de chaleur du système climatique (océans, qui emmagasinent plus de 90 % de la chaleur en excès, atmosphère, cryosphère, sols, chaleur utilisée pour évaporer l’eau ou fondre les glaces) et à suivre l’évolution de cet inventaire. Enfin, le suivi de la hausse du niveau marin, qu’on connaît avec précision grâce aux altimètres embarqués sur des satellites, apporte une forte contrainte pour ces estimations : cette hausse est due, d’une part à la fonte des calottes glaciaires, et d’autre part à la dilatation de l’eau de mer à cause de son réchauffement, que l’on observe correctement depuis l’an 2000 entre la surface et 2000 m de profondeur grâce au réseau de flotteurs ARGO (environ 4000 répartis dans l’océan mondial).
L’incertitude sur les estimations de l’EEI est très élevée, à cause de la variabilité des nuages, du manque de connaissances sur les aérosols qui réfléchissent (ou, pour certains, absorbent) le rayonnement solaire, et à cause de la difficulté d’estimer le contenu de chaleur et les flux de chaleur mis en jeu par les changements d’état de l’eau. De plus, ce déséquilibre n’est qu’une petite fraction des flux d’énergie incident ou sortant du système climatique : seulement 1 Wm^-2 alors que le rayonnement solaire fournit à la Terre 340 Wm^-2. Les études récentes montrent que l’EEI augmente lentement, probablement en réponse aux émissions de gaz à effet de serre, et surtout à l’accélération de ces émissions (Figure 1). Ce déséquilibre peut être interprété comme une mesure de la partie du forçage anthropique à laquelle la Terre n’a pas encore répondu : c’est la quantité la plus pertinente pour définir les perspectives de poursuite du changement climatique. La hausse de la température moyenne à la surface du globe est la donnée qui retient le plus notre attention, mais seule la connaissance des termes de ce déséquilibre a permis de comprendre pourquoi cette hausse de la température a marqué une pause vers 2010 (le «hiatus») et permettra de connaître les causes de la brusque augmentation de la température moyenne globale, toujours en cours, en mars 2023. Les progrès espérés pour mieux estimer l’EEI reposent surtout sur l’amélioration des systèmes d’observation : identifier et quantifier les aérosols, mieux observer les zones polaires (mal observées par les satellites à orbite inclinée) et les masses glaciaires, étendre les mesures de température de l’océan au-delà de 2000 m de profondeur.

d’après Loeb et al., 2021
Figure 1 : évolution du déséquilibre énergétique de la Terre estimé par les mesures radiométriques du satellite CERES et par des inventaires des réservoirs de chaleur du système climatique.

Moins de neige, moins de glace, le niveau marin qui s’élève...

Le réchauffement du climat ne fait pas l’affaire des stations de sports d’hiver. Malgré un retour des précipitations cet hiver, elles ont souvent manqué de neige et ont du garnir leurs pistes de neige artificielle. Les dirigeants de ces stations s’organisent : ne pas trop en parler pour garder la confiance des amateurs de sports d’hiver. Dans certains cas, des solidarités se mettent en place, sous forme d’un partage des aléas financiers liés au climat : des stations pénalisées par une perte d’enneigement prononcée recevraient une aide de la part d’autres stations, plus chanceuses.
Chaque mois sortent des dizaines d’articles dans des revues scientifiques qui décrivent la perte de masse des calottes glaciaires et comment, au contact d’un océan qui s’élève et se réchauffe, l’écoulement des glaciers des zones polaires accélère. L’eau de mer, qui se réchauffe légèrement, fait fondre la glace et parvient à pénétrer sous les glaciers. Ceux ci, qui achevaient leur descente sur un socle rocheux, sont moins retenus par la friction sur le fond et avancent maintenant plus vite, faisant craindre une accélération de la hausse du niveau marin. La plupart de ces articles s’appuient sur des études locales, qui concernent quelques glaciers. Certains sont très alarmistes. Une vision d’ensemble manque encore.
La montée du niveau marin menace les zones en bord de côte, et notamment les zones construites et les villes. À quelle montée doit on s’attendre pour la fin du siècle ? 60 cm ? Aux Pays Bas, des digues peuvent résister à des hausses exceptionnelles de 5 mètres. Mais se barricader derrière des digues ne résout pas tous les problèmes. Au fur et à mesure que le niveau des mers s’élève, il devient de plus en plus difficile et coûteux d’évacuer les eaux de pluies en cas de très fortes précipitations. Que penser alors d’un projet que certains auraient en tête qui consisterait à dresser une gigantesque digue, d’une part entre la Bretagne et la Cornouaille, et d’autre part entre l’Écosse et le Danemark, afin d’arrêter la hausse du niveau marin en Manche et en Mer du Nord et ainsi protéger d’un seul coup (mais quel coup!) les villes et ports côtiers de la région ? Après quoi il faudra penser à évacuer les eaux apportées par le Rhin, la Seine et la Tamise, et autres fleuves côtiers de moindre débit.
La fonte des glaces ne fait pas qu’alimenter la montée du niveau marin, elle apporte aussi de l’eau douce dans les océans et les courants marins s’en trouvent modifiés. D’après une étude publiée tout récemment par le Copernicus Marine Service, la masse d’eau froide et peu salée au nord-est de l’Atlantique qui en résulte renforce le front qui sépare les eaux subpolaires des eaux subtropicales, et ce front tend à se renforcer et à remonter vers le nord. L’été suivant, il dévie les vents d’ouest de basse altitude vers le nord et une anomalie chaude accompagnée de sécheresse s’installe sur l’Europe : de meilleures prévisions à moyen terme ? À suivre...

Transition écologique : coups de frein

Pièce maîtresse de la transformation durable des entreprises en Europe, le projet de directive sur le devoir de vigilance, a été bloqué par 14 états membres de l’Europe. En réponse à la crise agricole qui a éclaté en France et dans d’autres pays, les politiques ont fait machine arrière sur des mesures en faveur de la transition écologique. Et ce ne sont pas les partis populistes en pleine ascension qui redresseront la barre. Faudra-t-il prochainement une série de catastrophes climatiques pour que les sociétés reprennent une route plus raisonnable pour restaurer la biodiversité et s’adapter au changement climatique ?

À quoi ressemblent les «rivières atmosphériques» ?

Un nouveau terme est apparu depuis quelques années dans les nouvelles qui concernent le climat, et en particulier les inondations : celui de «rivières atmosphérique». Invisibles, celles ci sont difficiles à imaginer. Le concept est pourtant simple : il s’agit de vents organisés en grands courants aériens, qui transportent beaucoup de vapeur d’eau. Une superbe rivière atmosphérique nous a amené des pluies abondantes en février dernier (figure 2). On peut les visualiser facilement sur des cartes de contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère sur ce site. Elles se manifestent par de longues branches, dans lesquelles les structures de grande échelle dominent, émises depuis la zone équatoriale très chargée en humidité.

Figure 2 : contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère le 19 février 2024. Une une branche issue de l’Atlantique équatorial transporte de l’humidité jusqu’en Europe de l’ouest.

Monnaies virtuelles et consommation d’énergie

Les monnaies virtuelles donnent parfois l’impression qu’il ne s’agit que d’une toquade lorsque leur cours baisse, et font figure de solution d’avenir lorsqu’il remonte. En attendant, elles coûtent cher en énergie : le seul Bitcoin en consonne à peu près autant qu’un pays comme la Hollande! Le besoin d’énergie vient des calculs qui vérifient et valident la création des Bitcoins et les transactions réalisées avec eux. Ces calculs reposent sur des codes qui n’ont aucunement été conçus avec un souci d’économie d’énergie. Cette voracité énergétique peut pourtant sans doute être, sinon évitée, du moins ramenée à des valeurs plus raisonnables : l’Ethereum, une autre monnaie virtuelle, consomme proportionnellement dix fois moins d’énergie que son rival le Bitcoin.

Réparer le climat : de bonnes affaires en vue

Le XPRIZE Carbon Removal, soutenu par Elon Musk et sa fondation, destiné à soutenir des projets de capture du carbone atmosphérique, a attiré 1300 candidats, parmi lesquels 300 se disent déjà prêts à commencer dès 2024. À la clé, l’espoir d’engranger des crédits. Il est à craindre que des pays se laissent convaincre de l’efficacité de leurs propositions et les financent. Ce qui s’est passé au cours de la dernière décennie n’encourage pas à la confiance. Les plantations de forêts réalisées par des sociétés pour compenser des émissions de carbone fossile ont trop souvent été conduites dans de très mauvaises conditions. Beaucoup des méthodes proposées soulèvent de fortes réserves de la part des scientifiques, et la vigilance s’impose.
Le Time magazine a ainsi décerné le titre de «meilleure invention en 2023 dans la catégorie soutenabilité» à un projet consistant à précipiter les ions bicarbonate de l’eau de mer sous forme de calcaire, par stimulation électrique. Le calcaire ainsi formé est retiré du milieu réactif océan–atmosphère, et constituerait donc un puits de carbone. Ceci n’est pas nouveau. C’est la technique utilisée pour fabriquer du récif artificiel. Le problème est que cela retire bien des ions bicarbonate de l’eau de mer, mais ne favorise pas l’absorption de gaz carbonique par l’océan. Au contraire, comme c’est le cas pour la fabrication de coquilles par les mollusques marins, ou de pièces calcaires par les coccolithophoridésdes, ce processus s’accompagne d’une augmentation de la concentration en gaz carbonique de l’eau de mer. La pression partielle de ce gaz dans l’eau devenant alors supérieure à celle dans l’atmosphère, la mer devient émettrice de gaz carbonique : un résultat contraire à celui promis.

Réchauffement des océans : où en sommes nous ?

Le réchauffement est général ; presque partout, la température de surface des océans est plus chaude que la moyenne des 30 dernières années, et elle est particulièrement marquée dans l’Atlantique tropical (figure 3) où la zone de record de hausse absolu rejoint les côtes de l’Europe de l’ouest, et englobe la Méditerranée. Remarque : la rivière atmosphérique entre l’Amérique centrale et l’Europe (figure 2) qui nous a amené beaucoup de pluie en février s’appuie sur la ligne sud ouest–nord est qui sépare les eaux qui montrent un réchauffement record de celles, au nord ouest, qui se sont peu réchauffées, voire même refroidies.

Figure 3 : réchauffement de la température de surface des océans en février 2024.

Des ballons sonde pour étudier l’atmosphère : souvenirs...

L’annonce d’essais de ballons instrumentés par le CNES en vue d’une prochaine campagne de mesures atmosphériques a fait ressurgir chez nombre d’Argonautes  l'époque où ils faisaient leurs débuts dans la recherche. L’expérience spatiale Éole, en référence au dieu du vent, de 1962 à 1972, a en effet constitué une vaste aventure pour les chercheurs français qui étudiaient la dynamique de l’atmosphère, et collaboration avec les États Unis. Il y avait au cœur du projet 500 ballons destinés à être lâchés dans l’atmosphère et a être suivis par un satellite de collecte de données et de localisation. L’ensemble devait fournir une représentation de la circulation atmosphérique à une époque, peu après l’Année Internationale de Géodésie Géophysique, où celle ci était encore très mal connue. Le projet était très ambitieux pour l’époque, et devait affronter des difficultés nouvelles. La localisation continuelle d’un aussi grand nombre de ballons était un challenge, confié à un satellite dédié. Optimiser leur durée de vie a conduit à les placer à 12000 mètres d’altitude. Et, difficulté qui n’avait rien de scientifique, mais qui n’était pas moins très réelle, il y avait un risque de collision avec le trafic aérien. Pour minimiser ce risque, le poids de l’électronique attachée aux ballons a été réduit autant qu’il était possible, soit 5 kg, l’hémisphère nord a été fermée au projet car l’essentiel du trafic aérien y avait lieu, et les ballons ont été dotés d’une charge explosive déclenchable à distance au cas où des ballons se seraient aventurés dans l’hémisphère nord. Aucun ballon ne s’y est aventuré, mais une erreur de commande a conduit à détruire une centaine des ballons sur les 480 qui ont été lancés. Cet épisode est souvent rappelé dès qu’on évoque l’expérience Éole, mais heureusement, les résultats scientifiques ont été remarquables.

Les déploiements ont été effectués le long d’un méridien en Argentine en 1971, grâce entre autres à deux Argonautes. Et nous apprenons au cours de cette 202^ème réunion que quelques uns des tubes de 5 kg qui renfermaient l’électronique des ballons Éole ont été récupérés par des hydrologues au Congo pour une première expérience de télétransmission vers Toulouse des données d’observations pluviographiques avec retour par telex, suivie d’une autre en Guyane pour des données limnigraphiques : encore des succès d’Éole !

Quelques expériences basées sur des ballons ont suivi Éole, et quelques unes sont encore en projet, mais de bien moins grande ampleur. Les satellites instrumentés ont pris le relais. L’un des plus récemment lancés, à la fin de 2022, SWOT (Soil Water and Ocean Topography) donne ses premiers résultats, très prometteurs. L’avenir français et européen est toutefois entravé par le retard de la préparation de la fusée Ariane 6, alors qu’on a clos prématurément la fabrication d’Ariane 5.

L’espace invite toujours à l’aventure : ne voilà-t-il pas qu’un astéroïde, nommé Apophis, se dirige vers la Terre, qu’il va «frôler» à 30 000 km. Dévier un astéroïde de sa trajectoire est un bon sujet de film de science fiction.

Février 2024

L’eau et le changement climatique

Pendant cette 201ème réunion du Club des Argonautes, nous avons beaucoup parlé d’eau, de pluies, et de ressources en eau. Avec le réchauffement climatique en effet, un degré supplémentaire pour la température implique que l’atmosphère peut théoriquement contenir 7 % de vapeur d’eau en plus. Or, nous approchons du seuil de + 1,5 °C adopté lors de l’Accord de Paris. Mais ceci ne signifie pas que les pluies vont augmenter autant que la capacité de l’atmosphère à contenir de la vapeur d’eau. L’augmentation des pluies est estimée à seulement 2 % par degré de réchauffement. Le changement climatique devrait à la fois intensifier les pluies extrêmes et les inondations, et aggraver les sécheresses. Sur les continents, le cycle de l’eau est très fortement dépendant de caractéristiques locales : selon l’état du sol, une part plus ou moins grande s’infiltrera, ruissellera vers les rivières, ou alimentera les nappes phréatiques. Une partie sera reprise par l’évaporation, et tout spécialement par l’évapotranspiration du couvert végétal, puis recyclée. Un risque d’inondation plus ou moins grand ? Des épisodes de sécheresse plus longs ? La réponse dépend de la circulation atmosphérique, de la température de l’air, de l’état des sols et des cultures, et est donc régionale plutôt que globale.

Les conditions climatiques sont très variables d’une région à une autre, ou d’une saison à une autre. Ainsi, ces dernières années, la Californie a alterné des périodes de sécheresse intense avec des incendies ravageurs, et aussi des inondations à la suite de pluies torrentielles. En France, la sécheresse très marquée de début 2023 a été interrompue par un retour des pluies, et les nappes phréatiques, surveillées par le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), ont retrouvé un niveau normal. Ce n’est toutefois pas le cas dans le pourtour méditerranéen, et en particulier, dans le Roussillon où les nappes phréatiques sont restées basses, ce qui peut remettre en question les choix agricoles de cette région. La politique touristique aussi devra être revue : il y a très peu de neige sur les Pyrénées et le peu qui est tombé a fondu à cause de températures anormalement élevées. Cette sécheresse se prolonge en Catalogne espagnole où il faudra acheminer de l’eau, ce qui s’est fait par le passé, en 2008, par tanker. Un approvisionnement par canal depuis le Rhône avait alors été étudié (projet Aquadomitia) mais s’était heurté à la difficulté de franchir les Pyrénées, et aussi à la réticence des agriculteurs français concernés.

Des solutions pour faire face à d’éventuels manques d’eau

On s’équipe de plus en plus en réservoirs destinés à recueillir l’eau de pluie, en général pour des usages autres que l’eau potable : arrosage du jardin, chasse d’eau, lavage. Recueillie dans une région à l’abri des pollutions atmosphériques, d’origine agricole ou industrielle, l’eau de pluie est potable, mais lors de sa conservation, ou de son passage dans des tuyauteries, elle risque d’être contaminée. Les navires modernes disposent maintenant de systèmes de désalinisation de l’eau de mer, mais les anciens marins (et même les vieux océanographes) connaissaient bien cette difficulté. Si, dans une maison, le circuit d’eau potable distribuée par les services publics et le circuit d’eau de pluie récupérée ne sont pas strictement séparés, il y a risque de contamination de l’eau publique. C’est pourquoi il y a une réticence de la part des services publics à autoriser l’usage de l’eau de pluie. Face à une éventuelle pénurie d’eau et à la disponibilité d’eau de récupération, la logique serait de récupérer les eaux de pluie, ou les eaux usées, puis de les traiter pour les rendre potables ou, à condition d’avoir installé un double réseau d’utilisation, les réserver à d’autres usages. Cette réutilisation et double réseau de distribution se pratiquent de plus en plus, mais la France est moins avancée dans ce domaine que l’Allemagne, la Grande Bretagne, l’Italie ou l’Espagne.

Le risque de pénurie d’eau douce pousse à rechercher des aquifères jusque sous la mer : de tels aquifères existent, et se manifestent parfois par des sources d’eau douce sur les fonds marins. Avant d’utiliser ces réserves, il faut les étudier et s’assurer que leur exploitation ne va pas avoir pour conséquence un déplacement du « biseau salé » entre l’eau douce et l’eau salée, et une salinisation de la ressource.

La fonte des glaciers menace-t-elle l’approvisionnement en eau douce de certains pays, notamment au pied de l’Himalaya, ou des Andes ? On a pu entendre que l’Himalaya était le château d’eau d’un tiers de l’humanité, et ce tiers serait à terme privé d’eau douce du fait de cette fonte. Heureusement, cette crainte n’est pas fondée : même si les glaciers fondaient totalement, les moussons et autres apports d’eau en provenance des océans continueraient. Mais il en serait fini de cette ressource d’eau de fonte au printemps, avant l’arrivée de la mousson, au moment où la végétation a le plus besoin d’eau et où les précipitations sont faibles. Il y aurait de nouvelles saisonnalités des ressources en eau auxquelles il faudrait s’adapter. Le cas de la ville de Lima au Pérou et de ses dix millions d’habitants est particulier : sur ce versant ouest des Andes, il ne tombe que 50 mm d’eau par an et les glaciers qui fournissent l’eau sont alimentés par des précipitations qui viennent principalement de l’est, en provenance de l’Atlantique. A contrario le versant amazonien est très bien arrosé et une solution techniquement envisageable, mais très onéreuse, pourrait être d’opérer des transferts vers le versant pacifique.

Changement climatique : comment faire machine arrière ?

 À un rythme qui s’est accru depuis le début de l’ère industrielle et qui, avec l’urgence de lutter contre le changement climatique, commence à peine à se ralentir autour de 37 milliards de tonnes par an, nos émissions de gaz carbonique ont ajouté à l’atmosphère plus de 900 milliards de tonnes de ce gaz à effet de serre. Le gaz carbonique est chimiquement très stable, et il n’est pas envisageable de lui retirer chimiquement ce rôle climatique, sauf à utiliser une énergie considérable, au moins égale à celle que nous a fourni le carbone fossile en brûlant. Bien sûr, il y a aussi les puits naturels, que sont la végétation terrestre et les océans, que l’on peut accompagner et aider, mais cela ne suffira pas. Il faudra de très gros moyens pour retirer ce gaz carbonique en excès dans l’atmosphère, et les compagnies pétrolières sont bien placées pour cela. Elles ont en plus la technologie et les gisements d’hydrocarbures épuisés où elles peuvent enfouir beaucoup de gaz carbonique. L’un des Argonautes a pu assister à un séminaire où une représentante de l’Agence Internationale de l’Energie a présenté un projet visant à enfouir 6 milliards de tonnes de gaz carbonique par an dans des gisements de pétrole épuisés (pourquoi ce chiffre ? On le trouve paraît-il dans certains scenarios du dernier rapport du GIEC.
Très bien : tout enfouissement de gaz carbonique est bon à prendre. Mais qui paiera ? Pour des quantités aussi importantes, on aimerait que l’initiative ne relève pas d’une aubaine financière et soit contrôlée par les états, afin d’éviter des dérives telles que les fraudes sur le marché des crédits carbone, ou les plantations de forêts censées piéger du gaz carbonique, mais totalement inefficaces faute de réelle volonté. Peut on faire confiance à des compagnies pétrolières dont l’enrichissement a perturbé le climat et qui s’enrichiraient encore en en corrigeant les effets ? Laisser faire le marché paraît dangereux alors qu’on a besoin d’actions bien conduites et coordonnées si on ne veut pas aggraver la crise climatique. Que les états prennent la direction de ces actions, et créent si besoin la monnaie nécessaire.

Du côté de l’intelligence artificielle, toujours du nouveau 

La prévision météorologique par intelligence artificielle agite beaucoup Météo France, ainsi que la plupart des services chargés des prévisions dans les autres pays. L’intelligence artificielle est attractive en raison de la rapidité du calcul, et elle a montré qu’elle pouvait fournir d’excellentes prévisions. Les séminaires à ce propos se multiplient, auxquels des Argonautes ont pu assister. Les prévisions par modèles physiques et celles par intelligence artificielle ne s’excluent pas l’une l’autre : les modèles physiques de prévision météorologique peuvent incorporer des modules d’intelligence artificielle pour certains processus, et des contraintes physiques peuvent être imposées à l’intelligence artificielle. Un problème se pose : il faut entraîner l’intelligence artificielle sur des données. Il y a pour cela les «réanalyses» qui sont une représentation de l’évolution du climat basée sur les sorties des modèles rappelées à la réalité par les observations météorologiques. La réanalyse ERA 5 couvre les 40 dernières années. Mais au cours de ces 40 ans, le climat a évolué. Peut on baser des prévisions météo sur des données qui ne seraient plus de mise ? Il faudra trouver un compromis entre un apprentissage de l’intelligence artificielle sur une longue durée, gage de statistiques plus étendues, ou sur une durée plus courte, gage d’une meilleure adaptation à l’actualité.
Incontestablement, l’intelligence artificielle permet de gagner du temps de calcul. Faut il en attendre des progrès dans les prévisions ? On n’ira pas de toute façon jusqu’à prévoir le temps au-delà d’une certaine durée, qui dépend des caractéristiques climatiques locales. Au cours de cette durée en effet, des modifications mineures peuvent naître, se développer, devenir dominantes et orienter l’évolution du temps dans une direction autre. 

Tenter de prévoir l’imprédictible, et alerter 

Si la prévision des séismes demeure extrêmement difficile, celle des éruptions volcaniques progresse : elle se base sur l’observation des ondes sismiques, et sur les déformations de la surface du sol dans la zone du volcan. Il reste alors à prévenir la population locale et à en préparer l’évacuation, ce qui peut poser des difficultés, d’une autre nature. Ainsi, lors d’une éruption du volcan Mérapi en 2010 en Indonésie, pour alerter avec plus d’efficacité, il a été demandé à un chamane de lancer l’ordre d’évacuation. 350 000 personnes ont suivi cet ordre et ont ainsi échappé au danger. Les seules victimes ont été 353 habitants d’un village isolé qui n’ont pas pu être prévenues à temps, et le chamane lui même, qui, se considérant comme le gardien de la montagne, est resté sur place.
Ce recours à des instances «non scientifiques» se pratique aussi dans certains cas pour des catastrophes météorologiques. Ainsi, au Bangladesh, des alertes pour les crues du Bramapoutre ont été relayées par les mosquées. 

L’association Christian Le Provost Océanographe prend le large 

Christian Le Provost a apporté à l’océanographie une contribution déterminante, en développant un modèle de marée qui a permis l’estimation des courants marins par altimétrie satellitaire. Rappelons l’enjeu : de la même façon qu’on calcule les vents en utilisant les gradients de pression atmosphérique, il est théoriquement possible de calculer les courants marins à partir des variations du niveau marin. On était techniquement capables au début des années 90 de mesurer ces variations avec une précision suffisante. La principale difficulté venait de ce que les variations du niveau marin recherchées sont de l’ordre de quelques centimètres de hauteur, alors que partout dans l’océan les mouvements de marée induisent des mouvements quotidiens de plusieurs dizaines de centimètres. Pour calculer les courants, il fallait donc retirer l’influence des marées, et pour cela, les connaître. C’est ce qui a été rendu possible par le modèle de marées développé principalement par Christian Le Provost. Sa mort en 2004 a affecté tous ses collègues, parmi lesquels plusieurs faisaient partie du Club des Argonautes. Une association «Christian Le Provost Océanographe» a été fondée, qui depuis organise à intervalles réguliers des journées pour la diffusion des connaissances océanographiques à Saint Brieuc. Le Club des Argonautes a contribué à cette fondation et en a hébergé le site internet. Depuis 2008, l’Académie des Sciences a lancé le Grand Prix Christian Le Provost qui récompense tous les deux ans un jeune chercheur pour ses travaux en océanographie. Et depuis 2023, l’association «Christian Le Provost Océanographe»  dispose de son propre site internet: https://christianleprovostoceanographe.fr . Bon vent !

Écrit par : Yves Dandonneau

Catégorie : Blog

Publié le : 1 Juillet 2024

Création : 23 Février 2024

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