L’effet de serre, on en entend parler tous les jours. Mais qu’est-ce que c’est, comment ça marche, et pourquoi est-il à la fois indispensable à la vie… et au cœur du changement climatique ?
⏱ Durée : 10 minutes · Niveau : collège / lycée
À la fin de ce cours, vous saurez :
- expliquer comment fonctionne l’effet de serre et ce qu’est l’effet albédo ;
- comprendre pourquoi l’effet de serre naturel est indispensable à la vie ;
- identifier les activités humaines qui l’amplifient.
Introduction
L’effet de serre est un phénomène naturel qui permet à la Terre de garder une partie de la chaleur du Soleil. Quand les rayons du Soleil chauffent la surface de la Terre, une partie de la chaleur qu’elle renvoie est retenue par l’atmosphère.
Un peu comme une couverture garde la chaleur du corps, certains gaz de l’atmosphère retiennent la chaleur à la surface de la Terre et l’isolent du froid de l’espace.
L’effet de serre, comment ça marche ?
- Les rayons du Soleil traversent l’atmosphère et atteignent la surface de la Terre.
- La Terre absorbe une partie de cette énergie : l’air, les océans et les sols (terre, neige…) se réchauffent. Une autre partie est directement renvoyée vers l’espace, selon la couleur des surfaces : c’est l’effet albédo.
- La Terre renvoie cette énergie sous forme de chaleur : ce sont des rayons infrarouges.
- Les gaz à effet de serre retiennent une partie de ces infrarouges et les renvoient vers la surface. La planète se réchauffe ainsi naturellement.
💡 Le saviez-vous ? Une serre… pas tout à fait comme les autres
L’effet de serre doit son nom aux serres des jardiniers. Mais les deux phénomènes ne fonctionnent pas vraiment de la même façon. Les gaz à effet de serre piègent les infrarouges, alors que l’air continue de circuler. Dans la serre du jardinier, c’est l’inverse : les infrarouges passent, mais l’air, enfermé, ne se renouvelle pas, et c’est pour cela que la température monte.
L’effet albédo
L’albédo est la part des rayons du Soleil qu’une surface renvoie vers l’espace. Plus une surface est claire, plus elle réfléchit les rayons. Plus elle est sombre, plus elle absorbe leur énergie et se réchauffe. Par exemple, la neige fraîche a un albédo élevé : elle renvoie 80 à 95 % des rayons.
| Surface | Part des rayons renvoyée (albédo) |
|---|---|
| Neige fraîche ou glace | 80 à 95 % |
| Neige fondante | 40 à 70 % |
| Nuages | 40 à 90 % |
| Sable du désert | 30 à 50 % |
| Prairies | 25 à 30 % |
| Toundra | 15 à 35 % |
| Forêts | 10 à 20 % |
| Eau | 10 à 60 % |
| Terre | 5 à 30 % |
Un effet indispensable à la vie
Grâce aux gaz à effet de serre, qui retiennent une partie de la chaleur émise par la Terre, notre planète bénéficie d’une température moyenne « confortable ». Sans eux, la vie n’existerait peut-être pas.
Sans effet de serre : −18 °C
Toute la chaleur repartirait vers l’espace : la Terre serait une boule glacée.
Avec effet de serre : +15 °C
Une partie de la chaleur est retenue : la vie peut se développer.
Les principaux gaz à effet de serre
La vapeur d’eau est le premier gaz responsable de l’effet de serre.
Viennent ensuite le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O) et l’ozone (O3). Ces gaz n’ont pas tous la même efficacité pour retenir la chaleur, et ne restent pas aussi longtemps dans l’atmosphère.
Le CO2 est le plus connu. Il ne représente qu’environ 0,04 % de l’air, mais c’est lui qui contribue le plus à l’effet de serre après la vapeur d’eau : sa faible quantité est compensée par sa grande efficacité à retenir la chaleur, et il reste longtemps dans l’atmosphère.
Le méthane et le protoxyde d’azote retiennent la chaleur bien plus fortement que le CO2. Heureusement, ils sont beaucoup moins abondants.
Pourquoi l’effet de serre s’amplifie-t-il ?
Souvent accusés de dérégler le climat, les gaz à effet de serre sont pourtant indispensables à la vie. Ce sont les activités humaines qui bousculent cet équilibre et amplifient l’effet de serre. Voici les principales :
1. Les énergies fossiles
Le premier responsable est la combustion des énergies fossiles : pétrole, charbon, tourbe et gaz naturel. La révolution industrielle s’est faite grâce à elles, et le pétrole reste aujourd’hui la première source d’énergie de l’humanité. Le problème : ces énergies ne sont pas renouvelables, elles s’épuisent, et elles rejettent d’énormes quantités de CO2.
2. La déforestation
Les arbres stockent du carbone. Quand on les abat, ce carbone est relâché dans l’atmosphère sous forme de CO2, lorsque le bois brûle ou se décompose.
3. L’agriculture intensive
Elle rejette deux gaz à effet de serre bien plus puissants que le CO2 : le méthane (élevage de bovins, rizières) et le protoxyde d’azote (engrais).
4. Les gaz fluorés
Les êtres humains ont aussi inventé leurs propres gaz à effet de serre : les gaz fluorés, utilisés notamment dans les climatiseurs et les réfrigérateurs. Ils n’existent pas dans la nature et, même en petites quantités, certains retiennent la chaleur des milliers de fois plus que le CO2. Les plus anciens (CFC, HCFC), qui abîmaient aussi la couche d’ozone, ont été interdits par le protocole de Montréal ; leurs remplaçants (HFC) sont à leur tour en cours de réduction.
👉 Pour aller plus loin : lire le cours Ocean Campus « L’océan au cœur du changement climatique »
📌 À retenir
- L’effet de serre est naturel : certains gaz retiennent une partie de la chaleur renvoyée par la Terre.
- Sans lui, la Terre serait à −18 °C au lieu de 15 °C.
- Les activités humaines (énergies fossiles, déforestation, agriculture intensive, gaz fluorés) l’amplifient et réchauffent la planète.
Testez vos connaissances
Réfléchissez à votre réponse, puis cliquez sur la question pour vérifier.
1. Sous quelle forme la Terre renvoie-t-elle l’énergie du Soleil ?
Sous forme de chaleur : des rayons infrarouges, dont une partie est retenue par les gaz à effet de serre.
2. Pourquoi la neige a-t-elle un albédo élevé ?
Parce qu’elle est très claire : elle renvoie 80 à 95 % des rayons du Soleil vers l’espace.
3. Quelle serait la température moyenne de la Terre sans effet de serre ?
Environ −18 °C, contre 15 °C aujourd’hui.
4. Quel est le premier gaz responsable de l’effet de serre naturel ?
La vapeur d’eau, suivie du CO2.
5. Citez deux activités humaines qui amplifient l’effet de serre.
Au choix : la combustion des énergies fossiles, la déforestation, l’agriculture intensive, l’utilisation de gaz fluorés.
Glossaire
- Albédo : part des rayons du Soleil qu’une surface renvoie vers l’espace.
- Énergies fossiles : pétrole, charbon, gaz naturel et tourbe, formés sous terre pendant des millions d’années à partir de restes d’êtres vivants.
- Gaz à effet de serre (GES) : gaz de l’atmosphère (vapeur d’eau, CO2, méthane…) qui retiennent une partie de la chaleur émise par la Terre.
- Gaz fluorés : gaz à effet de serre fabriqués par l’être humain, utilisés notamment dans la climatisation et la réfrigération.
- Infrarouges : rayonnement invisible émis par les objets chauds ; c’est sous cette forme que la Terre renvoie de la chaleur.
