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RÉSUMÉ
L’augmentation du gaz carbonique dans l’atmosphère est due en grande partie à l’activité humaine. En effet, cette teneur en gaz a subi une très forte croissance ces dernières années. Pour cette raison, la volonté de réduction des polluants atmosphériques est plus que jamais présente. Cette problématique permanente, abordée dans un contexte général, fait l’objet de cet article. Tout d’abord, la structure et les caractéristiques de la molécule sont rappelées. Puis différentes questions sont abordées, qu’elles traitent des sources d’émission, des impacts, de la métrologie, de la législation ou encore des solutions techniques existantes.
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Pierre LE CLOIREC : Professeur, directeur scientifique - École de chimie de Rennes (ENSCR)
INTRODUCTION
Effet de serre, réchauffement de la planète, fonte de la banquise ou de tel glacier… toutes ces expressions sont maintenant entrées dans le langage du grand public du fait de propos plus ou moins alarmistes transmis par les médias. Les principales molécules à effet de serre sont répertoriées et définies. On trouve, avec leur valeur de contribution : la vapeur d'eau pour 55 %, le dioxyde de carbone (CO2) pour 39 %, le méthane (CH4) 2 %, l'ozone (O3) 2 %, le protoxyde d'azote (N2O) 2 % ainsi que, dans une moindre part, les halocarbones (chlorofluorocarbones (CFC), fréon, perfluorométhanes) et l'hexafluorure de soufre (SF6) [1]. Certains auteurs ne prennent pas en compte la vapeur d'eau et dans ce cas, bien sûr, les valeurs de répartition sont différentes. Dans ce présent dossier, nous nous intéresserons exclusivement au gaz carbonique dont l'augmentation dans l'atmosphère est due en grande partie à l'activité humaine. La figure 1, proposée par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), donne une évolution cyclique sur une très longue durée, et une forte croissance ces dernières années, de la teneur en gaz carbonique dans l'atmosphère. En 2005, la teneur moyenne en CO2 atmosphérique était de 379,1 ppm soit une augmentation de 2,9 % par rapport à 1993. Les conférences internationales de Rio et de Kyoto marquent une volonté de réduction des polluants atmosphériques. En 1997, le protocole de Kyoto impose aux 38 pays signataires de réduire de 5,2 % leurs émissions de gaz à effet de serre d'ici la période 2008-2012. Dans ce contexte, l'Union européenne a mis en place une directive, adoptée le 13 octobre 2003, prévoyant des quotas de rejets et des pénalités en cas de dépassement des engagements. Dans une approche écologique et/ou réglementaire, il est nécessaire de réduire les émissions de gaz à effet de serre et en particulier les rejets de dioxyde de carbone [2] [3]. C'est dans ce contexte général que sera abordée, dans ce dossier, la problématique du CO2.
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- Version archivée 2 de janv. 2017 par Pierre LE CLOIREC
- Version courante de déc. 2022 par Pierre LE CLOIREC
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Structure et caractéristiques de la moléculeArticle inclus dans l'offre
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6. Conclusion
Dans ce dossier, il a été tenté de présenter la problématique du CO2 dans son ensemble. L'approche générale est complexe car elle fait intervenir à la fois des processus à diverses échelles de temps et de dimensions. Ainsi, il est nécessaire de raisonner et d'agir à l'échelle du globe lorsqu'il s'agit de diminuer les émissions à effet de serre, mais pour cela, il convient de mettre en œuvre des technologies spécifiques au niveau local. De plus, la situation actuelle exige la mobilisation immédiate et rapide de nombreux acteurs (politiques, scientifiques, populations…) pour la résolution du problème des émissions de CO2 dans l'atmosphère qui est devenu aigu. Dans cette réflexion et concernant les actions qui en résultent, les niveaux de développement des diverses étapes techniques définies à ce jour peuvent être résumés dans le tableau 4 [2]. Il convient de noter la disparité des degrés d'avancement technologique. Il semble évident qu'un effort important (humain et financier), tant dans la conception, la définition que la réalisation de technologies (au sens large du terme), se doit d'être consenti afin de minimiser, voire d'annihiler les effets du CO2, issus des activités humaines, sur l'environnement.
Les pistes originales et vraiment innovantes en traitements des émissions de dioxyde de carbone semblent difficiles à réaliser à très court terme. On peut énumérer quelques approches possibles :
-
une approche de valorisation énergétique via la réduction catalytique ou photocatalytique du CO2 en combustible valorisable comme du CO, des alcanes ou des alcools… ;
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une approche de valorisation de la matière par la photosynthèse accélérée avec production de molécules organiques élaborées équivalentes à de la biomasse valorisable sous la forme d'aliments pour l'homme ou les animaux, de molécules actives pour des applications médicales, industrielles… On peut imaginer des systèmes du type biophotoréacteurs, réacteurs photocatalytiques…
Dans tous les cas, il convient d'effectuer un bilan énergétique rigoureux et global afin de définir l'énergie primaire nécessaire...
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En 2002, les États-Unis émettent près d'un quart des rejets de CO2 totaux. À cette même date, la part des émissions de la Chine et celle de l'Union européenne sont proches (tableau 1) ; certaines études prévoient que la Chine sera le premier pays émetteur de CO2 d'ici 2009. Le taux de participation de la France est relativement faible : les rejets proviennent majoritairement du transport routier, des habitations et bâtiments du tertiaire, des industries (tableau 2).
Pour une distance égale, le transport du CO2 par navire est plus avantageux économiquement (tableau 3). Le stockage du CO2 peut présenter de fortes disparités (tableau 4).
HAUT DE PAGERéférences
Centre interprofessionnel technique d'études de la pollution atmosphérique (CITEPA) - Inventaire des émissions de polluants atmosphériques en France. - CITEPA/CORALIE/Format SECTEN, (mise à jour février 2004) et site http://www.citepa.org.
Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) - Rapport spécial du GIEC – Piégeage et stockage du dioxyde de carbone. - Conférence des parties à...
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