Revue des approches de la géo-ingénierie pour atténuer le changement climatique
Le réchauffement planétaire entraine une série de problèmes. Réduire l’utilisation des énergies fossiles est la stratégie la plus directe pour lutter contre ce changement mais l'humanité continue à les utiliser.
Des scientifiques envisagent donc d'utiliser la géo-ingénierie. Certaines techniques basées sur la séquestration du carbone atmosphérique (CDR) sont lentes et pratiquement sans risque. D’autres sont des techniques d’augmentation de l’albédo terrestre (SRM) à faibles coûts et effets rapides mais avec des effets secondaires importants.
Géo-ingénierie terrestre
-Boisement et reboisement à grandes échelles CDR
Le potentiel est important et il existe des petits projets mais le cycle du carbone terrestre et le climat sont impactés.
-Biochar CDR
Le principal problème est l’utilisation d’énergie pour produire le charbon. Peu développé pour le moment.
-Érosion chimique CDR
L’érosion des roches silicatées permet la séquestration. A grande échelle pause des questions d’effets secondaires complexes.
-Bioénergie et stockage CDR
Développement des bioénergies et de technologies de séquestration associées. Effet rapide et sans risque mais lieux de stockage, de production et de consommation diffèrent.
-Géo-ingénierie des glaciers
Prévenir la fonte des glaciers et du permafrost en favorisant la formation de glace par ancrage.
-Bio-ingénierie SRM
L'albédo diffère selon les plantes. Il y aurait un effet régional mais elle paraît facile et peu couteuse.
-Toits blancs SRM
Bon marché et facile, augmentent l’albédo des aires urbaines. A une échelle globale, ils entrainent un refroidissement des zones peuplées mais un réchauffement des autres régions.
-Géo-ingénierie des déserts CDR et SRM
.Plantés des arbres dans les déserts. Un effet secondaire serait la transmission de maladie.
.Positionner des réflecteurs mais problème de la poussière et du photovoltaïque.
-Capture et stockage physique et chimique CDR
Développées pour capturer le CO2 de l’industrie et de l’agriculture. Le stockage sous terrain et en mer sont envisagées malgré un coût élevé.
Géo-ingénierie atmosphérique
-Aérosols stratosphériques SRM
Efficaces mais chers et les impacts non désirés sont méconnus. Une fois en place l’arrêt de cette pratique entrainerait un brusque réchauffement global.
-Albédo des nuages SRM
Modifier les nuages pour augmenter l’albédo des océans en pulvérisant des aérosols. De bons résultats sont attendus malgré des effets au niveau régional et sur les précipitations.
Géo-ingénierie océanique
-Fertilisation des océans CDR
Stimuler des blooms de planctons avec du fer pour stocker du carbone dans les océans. Le cycle du carbone océanique et les effets secondaires sont peu connus.
-Alcalinité des océans CDR
Répandre de la chaux pour limiter l’acidification et améliorer la capacité de stockage. Problèmes liés à l'exploitation minière, à la réalisation et à l'impact sur la chimie de l'océan.
-Géo-ingénierie des courants océaniques CDR
Technologie, couts et effets secondaires méconnus:
.Ajouter du CO2 aux courants de down-welling
.Amélioration industrielle du down-welling
Géo-ingénierie spatiale
Effet rapide et significatif mais effets secondaires non estimés:
-Installer des boucliers solaires pour refléter les radiations solaires SRM
-Créer un nuage de poussière autour de la Terre SRM
On constate que les CDR s’appliquent à la Terre et aux Océans et sont capables de séquestrer qu'une partie des émissions anthropique. Mais les SRM qui s‘appliquent à l’atmosphère et à l’espace sont mal vues par la population qui ne veut pas choisir entre un changement climatique catastrophique ou une myriade de risques liés aux SRM.
Parmi les SRM, les aérosols sulfurés, le bouclier solaire et l’injection d’eau salée présentent des couts faibles et ils peuvent rapidement atténuer le changement climatique. Mais les SRM ont des impacts variables selon les régions et une fois en place elles doivent être maintenues sous peine de changement climatique accéléré.
Cette review se base sur de nombreuses références et dresse une liste fournie des approches liées à la géo-ingénierie. L'effort de synthèse est important et permet d'avoir une vision globale des pratiques envisagées au regard du niveau de connaissance sur l'efficacité et les effets indésirables.
Un point fort de l'étude est la participation de plusieurs scientifiques de différentes nationalités et travaillant dans des structures différentes.
La classification proposé par les auteurs permet d'affiner celle basée sur la différence entre CDR et SRM en prenant en compte le compartiment (Terre, Atmosphère, Océan, Espace).
La mise en évidence des effets voulus et non désirés permet de voir que les CDR ont une efficacité limitée. Si il n'y a pas de réduction des émissions de gaz à effet de serre, ces techniques ne présentent pas une solution.
Les SRM ont eux une efficacité bien plus prononcée mais sont accompagnés de nombreux effets secondaires difficilement appréhendables pour le moment. Le point le plus problématique est la dépendance entrainée par l'utilisation de tels procédés puisqu'ils n'agissent pas sur la concentration en CO2. Ainsi l'arrêt d'un dispositif SRM mis en place entrainerait un changement climatique brusque et rapide.
Il ressort de cette réflexion deux alternatives: réduire les émission en parallèle de l'utilisation des CDR ou mettre en place des SRM avec les risques et la dépendance qui y sont liés.
Les auteurs insistent beaucoup sur le manque de décision politique vis à vis de la diminution de l'émission des gaz à effet de serre. Ils font bien ressortir que c'est cette situation qui oblige les scientifiques à envisager des processus de géo-ingénierie à grande échelle avec les risques que cela comporte.
Au fond cette review montre que les alternatives à une diminution de l'émission des gaz à effet de serre sont soit inefficaces (CDR), soit très risqués (SRM) et donc qu'il serait préférable qu'une réelle volonté politique se manifeste pour réduire notre impact sur l'environnement.
On peut dire que ce travail met clairement les politiques face à leurs responsabilités, en rappelant aussi que les pratiques SRM sont pour l'instant interdites de par les risques qu'elles présentent.
Geoengineering, which is the intentional large-scale manipulation of the environment, has been suggested as an effective means of mitigating global warming from anthropogenic greenhouse gas emissions. In this paper, we will review and assess technical and theoretical aspects of land-based, atmosphere-based, ocean-based and space-based geoengineering schemes as well as their potential impacts on global climate and ecosystem. Most of the proposed geoengineering schemes carried out on land or in the ocean are to use physical, chemical or biological approaches to remove atmospheric CO2. These schemes are able to only sequester an amount of atmospheric CO2 that is small compared with cumulative anthropogenic emissions. Most of geoengineering schemes carried out in the atmosphere or space are based on increasing planetary albedo. These schemes have relatively low costs and short lead times for technical implementation, and can act rapidly to reduce temperature anomalies caused by greenhouse gas emissions. The costs and benefits of geoengineering are likely to vary spatially over the planet with some countries and regions gaining considerably while others may be faced with a worse set of circumstances than would be the case without geoengineering. Since current research on geoengineering is limited and various international treaties may limit some geoengineering experiments in the real world, the Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP) provides a framework of coordinated experiments for all earth system modeling groups to test geoengineering schemes. However, these experiments used on a global scale have difficulty with accurate resolution of regional and local impacts, so future research on geoengineering is expect to be done by combining earth system models with regional climate models.
