Énergie
Les modèles climatiques indiquent une importance croissante de la géo‑ingénierie dans les années à venir
Alors que la montée du niveau de la mer représente un défi, des scientifiques ont trouvé un moyen de combattre cet effet du changement climatique, causé par le réchauffement planétaire. Ce phénomène, connu sous le nom de réchauffement climatique, désigne l’augmentation de la température de la planète et constitue l’une des plus grandes menaces aujourd’hui.
Les variations à long terme des températures et des schémas météorologiques sont un phénomène naturel qui existe depuis longtemps. Cependant, les scientifiques affirment que depuis les années 1800, le rythme de ce changement a augmenté de façon significative, principalement en raison des activités humaines.
Le réchauffement climatique se produit lorsque les gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, le protoxyde d’azote et le méthane absorbent la lumière du soleil et le rayonnement solaire. Ces polluants retiennent alors la chaleur, provoquant une hausse des températures. Les scientifiques attribuent cela à l’intensification des vagues de chaleur, des incendies de forêt, des sécheresses plus fréquentes, des ouragans plus dévastateurs, des précipitations plus abondantes et des schémas météorologiques renforcés.
Un autre effet du réchauffement climatique, comme mentionné précédemment, est la montée du niveau de la mer due à la fonte des glaciers et des calottes glaciaires de la Terre. Les prévisions indiquent que l’élévation du niveau de la mer provenant uniquement du Groenland pourrait atteindre environ 10 cm d’ici 2100. L’avenir de la calotte glaciaire et sa stabilité à long terme dépendent toutefois de l’ampleur du réchauffement estival qu’elle subit.
Pour atténuer les effets du changement climatique et protéger les zones côtières densément peuplées de devenir inhabitables, les scientifiques proposent plusieurs solutions, dont la géo‑ingénierie, qui vise à modifier certains aspects des systèmes naturels de la Terre — tels que les sols, les océans et l’atmosphère — afin de contrer le changement climatique.
La géo‑ingénierie englobe des interventions à grande échelle, délibérées et artificielles, offrant la possibilité de manipuler l’environnement pour éviter les scénarios de réchauffement les plus extrêmes. Il existe principalement deux types de stratégies de géo‑ingénierie : la gestion du rayonnement solaire (SRM) et le retrait du dioxyde de carbone (CDR).
La SRM, ou géo‑ingénierie solaire, vise à refroidir la planète en reflétant une petite fraction de l’énergie solaire vers l’espace. Les méthodes proposées incluent l’amélioration de l’albédo, les réflecteurs spatiaux et les aérosols stratosphériques.
Parallèlement, la CDR, ou géo‑ingénierie du carbone, se concentre sur l’élimination des agents de réchauffement comme le CO2 de l’atmosphère grâce à des techniques telles que l’afforestation, le biochar, la capture d’air ambiant, la fertilisation des océans, l’amélioration de l’alcalinité océanique et le weathering accéléré.
Une autre technique, l’ensemencement des nuages, vise à augmenter les chutes de neige hivernales et à renforcer le manteau neigeux des montagnes, contribuant ainsi à lutter contre la pollution et à augmenter l’approvisionnement en eau naturelle pour les communautés environnantes. De nombreuses études sur l’ensemencement des nuages ont rapporté un succès significatif.
Sauver les glaciers en détérioration grâce à la géo‑ingénierie
Compte tenu du potentiel de la géo‑ingénierie, une équipe internationale de chercheurs de l’Université de Laponie, Finlande, et de l’Institut des Sciences des basses températures de l’Université de Hokkaido, s’est réunie pour exploiter la technique de géo‑ingénierie appelée injection d’aérosols stratosphériques ou SAI sur la fonte des calottes glaciaires.
Dans cette méthode, les aérosols sont introduits artificiellement dans la deuxième couche de l’atmosphère terrestre, c’est‑à‑dire la stratosphère, à l’aide d’avions ou de ballons à haute altitude. Cela crée un effet de refroidissement en augmentant l’albédo et le phénomène d’assombrissement global.
En vertu de l’Accord de Paris de 2015, les nations se sont engagées à réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le but de diminuer les pertes des calottes glaciaires à entre un tiers et la moitié de leurs niveaux actuels. Cependant, l’étude soutient que provoquer un refroidissement supplémentaire en injectant des aérosols dans la stratosphère à environ un quart du taux de l’éruption du mont Pinatubo aux Philippines pourrait réduire la perte des calottes glaciaires d’environ 30 % par rapport aux réductions réalisables grâce aux objectifs d’émission de l’Accord de Paris.
Lorsque le mont Pinatubo aux Philippines a éclaté, il a injecté environ 15 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans la stratosphère, entraînant une baisse de 0,6 °C de la température moyenne mondiale au cours des 15 mois suivants.
Aujourd’hui, avec la SAI, les scientifiques souhaitent reproduire cette éruption volcanique. Cette méthode de géo‑ingénierie par aérosols préserve la taille tant des petits glaciers que des glaciers qui s’écoulent près de leurs dimensions actuelles.
En examinant l’efficacité de l’utilisation de la SAI pour ralentir la perte de glace projetée en Antarctique, une étude de novembre 2023 a constaté que la perte de glace de la région peut être ralentie grâce à la SAI. Cependant, les résultats dépendent de l’emplacement de l’injection d’aérosols. Placer les particules entre 30°N et 30°S, avec la majorité dans l’hémisphère sud, a montré le meilleur potentiel pour ralentir la perte de glace antarctique.
Actuellement, les chercheurs testent cette méthode au Groenland, où les glaciers Jakobshavn (79 N), Zachariae Isstrøm et Petermann figurent parmi les glaciers les plus rapidement détériorés au monde.
Selon l’étude publiée dans le Journal of Geophysical Research, l’élévation de la surface terrestre et du niveau de la mer (SLR) due aux pertes dynamiques des calottes glaciaires et à la fonte de surface pourrait être atténuée en refroidissant la calotte glaciaire et les océans grâce à la géo‑ingénierie solaire.
Pour estimer la contribution du SLR provenant de la calotte glaciaire du Groenland, l’équipe a utilisé deux modèles dynamiques alimentés par les changements de bilan massique de surface (SMB). L’un des modèles inclut le Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5, une méthode de modélisation de l’évolution possible du climat futur adoptée par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). L’autre est le Geoengineering Model Intercomparison Project G4.
Sur la période 2020–2090, la perte de masse sous le scénario G4 est estimée entre 31 % et 38 %. Bien que les pertes par éclatement varient, les deux modèles indiquent des pertes importantes de décharge de glace, comprises entre 15 % et 42 %. Quantifier l’éclatement des icebergs, c’est‑à‑dire la rupture de blocs de glace au bord d’un glacier, demeure une tâche difficile en ce qui concerne la perte de glace du Groenland.
Afin d’étudier les effets potentiels de la SAI, les chercheurs ont utilisé le modèle SICOPOLIS (un modèle 3D/thermodynamique qui simule l’évolution de grandes calottes glaciaires et d’ice caps). L’équipe a simulé les changements de la calotte glaciaire du Groenland pour la période 1990–2090 sous les scénarios RCP8.5, RCP4.5 et GeoMIP G4.
Les simulations ont montré que l’injection d’aérosols stratosphériques de dioxyde de soufre a « un effet protecteur clair » sur les calottes glaciaires du Groenland.
Dans le scénario RCP8.5, le pire scénario de changement climatique caractérisé par les émissions les plus élevées et un réchauffement continu, la perte de glace projetée équivaut à une élévation du niveau de la mer d’environ 90 mm. En passant au RCP4.5, un scénario représentant une trajectoire intermédiaire avec des niveaux d’émissions potentiellement atteignables dans les conditions actuelles, la perte de glace attendue correspondrait à une augmentation du niveau de la mer d’environ 60,6 mm. Sous GeoMIP G4, qui combine le RCP4.5 avec l’injection de 5 millions de tonnes métriques de dioxyde de soufre par an entre 2020 et 2070, la perte de glace serait limitée à une hausse de seulement 37,6 mm du niveau de la mer.
Les résultats se sont avérés similaires lorsque tous ces scénarios ont été évalués à l’aide du modèle Elmer/Ice, un autre modèle dédié aux calottes glaciaires à évolution rapide.
« Bien que cette étude montre que la SAI pourrait contribuer à la protection de la calotte glaciaire du Groenland, et donc, potentiellement, à toutes les autres surfaces glacées de la Terre, la géo‑ingénierie est un sujet hautement controversé. »
– Professeur Ralf Greve, qui a co‑mené l’étude avec le Professeur John C. Moore
Il a ajouté :
« Le principal problème est que cela ne traite que les symptômes du réchauffement climatique, pas les causes profondes — et cela pourrait même retarder les changements nécessaires pour s’attaquer aux causes. De plus, en raison de l’immense complexité des systèmes naturels de la Terre, il est impossible de prédire exactement quels résultats positifs ou négatifs pourraient en découler. »
La géo‑ingénierie est-elle l’avenir des solutions climatiques ?
La science derrière la géo‑ingénierie est prometteuse, mais elle reste largement inexplorée. Par exemple, bloquer la chaleur du soleil pour lutter contre cette hausse continue des températures mondiales semble une méthode assez claire et efficace. Cependant, de tels schémas pourraient avoir d’autres effets durables sur le climat.
Il a été soutenu que l’utilisation arbitraire de techniques comme la SAI n’est pas seulement incompatible avec le développement durable, mais aussi antithétique à la justice climatique. De tels problèmes pourraient devenir une nouvelle source de tensions géopolitiques. Sans compter que la mise en œuvre de ces mesures a un impact variable sur la production alimentaire.
Comme le souligne une étude notée, lorsqu’on opte pour une intervention climatique modérée, les régions des latitudes moyennes, en Amérique du Nord et en Eurasie, sont susceptibles de voir une productivité alimentaire accrue grâce à la SAI. En revanche, de grandes quantités de pulvérisation de soufre atmosphérique peuvent entraîner une hausse en Amérique centrale, au Mexique, dans les Caraïbes et dans la moitié supérieure de l’Amérique du Sud, ainsi que dans certaines parties du Moyen-Orient, la majeure partie de l’Afrique et de l’Inde, l’ensemble de l’Asie du Sud‑Est et la majeure partie de l’Australie.
Cela montre que les régions froides peuvent préférer l’absence d’interventions, car elles pourraient bénéficier du réchauffement dû au changement climatique, contrairement aux pays plus tropicaux qui pourraient favoriser des niveaux élevés d’intervention pour obtenir des températures plus fraîches afin d’augmenter les récoltes.
Mais ce n’est pas tout. En 2020, des scientifiques du MIT ont découvert que les propositions de géo‑ingénierie solaire pourraient également affaiblir les trajectoires des tempêtes extratropicales. Cela se traduit par des tempêtes hivernales moins puissantes ainsi que des conditions stagnantes en été. Cela affecte également la circulation des eaux océaniques et, à son tour, la stabilité des calottes glaciaires. Ainsi, elle ne se contente pas d’inverser le changement climatique mais possède le potentiel « d’induire de nouveaux changements climatiques ».
C’est pourquoi beaucoup pensent que la géo‑ingénierie est une solution temporaire à la crise climatique. Cependant, au cours de la dernière décennie, de nombreux chercheurs ont mené des études pour examiner si la géo‑ingénierie peut réellement nous offrir une alternative sérieuse.
Ces techniques méritent d’être explorées en raison de la réduction des émissions qui se produit à un rythme très lent, rendant difficile un impact immédiat sur le changement climatique. De plus, certaines techniques, comme les méthodes de réflexion de la lumière, offrent les avantages de réversibilité, de rapidité et de rentabilité relative.
Plus récemment, David W. Keith, professeur de sciences géophysiques et directeur fondateur de l’initiative Climate Systems Engineering à l’Université de Chicago, et Wake Smith, chargé de cours à la Yale School of Environment et chercheur à la Harvard Kennedy School, ont noté dans un article du MIT que le déploiement de la géo‑ingénierie devrait se faire à petite échelle.
En ce qui concerne la SAI, les auteurs suggèrent qu’un groupe de pays lance un déploiement à petite échelle d’ici environ cinq ans afin de produire des changements clairs dans la composition de la stratosphère. Ils ont écrit :
« Un déploiement à petite échelle bien géré profiterait à la recherche en réduisant les incertitudes importantes concernant la SAI. »
Commencer par un déploiement complet immédiat est à la fois imprudent et invraisemblable ; un démarrage plus lent nous offrira une inversion progressive du réchauffement. Cela facilite l’optimisation et réduit les risques d’effets inattendus.
Le déploiement à petite échelle sur une décennie démontrerait les technologies de stockage et de dispersion pour leur déploiement à grande échelle. Il permettrait d’évaluer les capacités de surveillance et de clarifier la façon dont le sulfate circule dans la stratosphère et interagit avec la couche d’ozone. Dans l’ensemble, cela nous donnera une meilleure compréhension des barrières scientifiques et technologiques au déploiement à grande échelle. David a déclaré :
« Si nous avons raison de dire que de tels déploiements à petite échelle sont plausibles, alors les décideurs politiques devront peut‑être affronter la géo‑ingénierie solaire — ses promesses et son potentiel perturbateur, ainsi que ses défis profonds pour la gouvernance mondiale — plus tôt que ce qui est généralement supposé. »
Pour l’instant, l’accent de tous reste sur davantage de recherches, comme l’a démontré la Climate Overshoot Commission en appelant à l’arrêt des méthodes expérimentales de géo‑ingénierie jusqu’à ce qu’elles soient étudiées en profondeur.
Un rapport de l’UNESCO publié en novembre 2023 a également appelé à évaluer les risques éthiques, sociaux et culturels de telles méthodes et a demandé l’interdiction de leur utilisation à des fins d’armement. Il a également exhorté les pays à conclure des accords afin d’éviter les risques d’une distribution spatiale inégale des effets.
De plus, le rapport indique que les intérêts politiques ou économiques ne devraient pas interférer avec la recherche scientifique sur la géo‑ingénierie. Il a ajouté :
« Le partage des connaissances scientifiques et des données de recherche est une responsabilité mondiale pour toute personne impliquée dans la recherche climatique, y compris l’ingénierie climatique, afin d’assurer une prise de décision éclairée et un débat public sur le changement climatique. »
Cette vague constante de critiques à l’égard des méthodes de géo‑ingénierie a particulièrement augmenté depuis l’année dernière, ce qui montre un débat et une discussion croissants sur cette nouvelle façon de modifier le climat de la Terre.
En fait, une étude de la fin de l’année dernière indique que l’exposition à l’information sur le changement climatique prédit le soutien public à la mesure politique controversée. Selon l’étude, l’exposition à l’information sous-tend le soutien à la recherche et au déploiement, qui était plus fort aux États‑Unis.
Selon l’étude, le soutien à la SAI est le plus élevé en Chine et le plus bas au Canada et aux États‑Unis, tandis que l’Allemagne, la Suisse et le Royaume‑Uni se situent entre les deux. De même, le soutien à la SAI a été rapporté comme étant plus élevé dans le Sud global que dans le Nord global. Dans le Nord global, le soutien était plus faible au Japon et en Corée du Sud qu’en Australie, suggérant une division Est‑Ouest.
Le gouvernement américain a en fait annoncé en 2022 un plan quinquennal pour étudier la géo‑ingénierie solaire afin de réduire temporairement les effets du réchauffement climatique. C’est une indication claire de la montée en importance de la géo‑ingénierie dans les discussions sur la politique climatique. Et bien que la géo‑ingénierie semble dangereuse, elle nous aide certainement à gagner du temps pour faire face au changement climatique.
Entreprises œuvrant contre le changement climatique
Voyons maintenant quelques noms qui luttent contre le changement climatique en utilisant des méthodes innovantes.
#1. Climate AI
Cette entreprise utilise l’apprentissage automatique, les données climatiques, les modèles climatiques et l’imagerie satellite sur le terrain pour obtenir des informations détaillées sur les futurs schémas météorologiques afin d’aider les agriculteurs à prendre des décisions éclairées et à construire l’avenir de l’agriculture. La technologie de résilience climatique vise à rendre les chaînes d’approvisionnement et les économies mondiales à l’épreuve du climat. Climate.AI travaille avec des entreprises alimentaires et agricoles à travers le monde.
#2. Microsoft
Ce géant technologique s’est engagé à devenir carbone négatif d’ici 2030, et dans deux décennies supplémentaires, il vise à compenser toutes les émissions de gaz à effet de serre qu’il a jamais produites.
En 2017, Microsoft a lancé AI for Earth pour développer des solutions innovantes afin de gérer les systèmes naturels de la Terre. Il soutient actuellement plus de 950 projets et a déployé plus de 20 solutions à travers le monde.
(MSFT )
L’entreprise a une capitalisation boursière de 3 000 milliards de dollars, ses actions (MSFT) se négociant à 406,60 $, en hausse de 7,83 % depuis le début de l’année. Elle a enregistré un chiffre d’affaires (TTM) de 227,58 milliards de dollars et possède un BPA (TTM) de 11,06 ainsi qu’un PER (TTM) de 36,67. Elle verse un rendement de dividende de 0,74 %.
Mot de la fin
La géo‑ingénierie présente de nombreux avantages en matière d’atténuation du climat, de réduction des températures, de productivité agricole et de préservation de la biodiversité. Et la recherche montre qu’elle peut finalement nous aider à atténuer les effets du changement climatique et à sauver la planète.
Cependant, elle n’est pas sans risques, et compte tenu de ses effets étendus, ce domaine encore largement naissant doit être exploré en profondeur. Avec davantage de recherches, des investissements suffisants et une surveillance, ces solutions innovantes pourraient devenir une partie vitale de l’effort mondial de mitigation contrôlée dans les années à venir.
