Un article qui résume bien la controverse sur le sujet.
Puits de carbone contre effet de serre ?
Les forêts peuvent-elles réduire la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère, principale cause du réchauffement climatique ? Cette question névralgique a été l'une des causes de l'échec de la conférence de La Haye en novembre 2000, qui tentait de concrétiser les engagements internationaux du protocole de Kyoto de 1997. Elles font l'objet d'un intense débat scientifique, auquel veut répondre le vaste réseau de recherche CarboEurope.
"La notion de puits de carbone est une problématique scientifique récente, née aux alentours de 1990, lorsque le changement climatique a commencé à apparaître comme une menace réelle", rappelle Riccardo Valentini de l'Université de Tuscia (IT), coordinateur de ces recherches. "On avait auparavant une approche statique du rôle des écosystèmes forestiers dans le cycle du carbone, en considérant que, bon an mal an, ils étaient à l'équilibre, leurs capacités d'absorption du carbone étant compensées par les flux d'émissions. Les études menées entre-temps ont montré que ce concept était bien une réalité et que le pouvoir de stockage de ces puits n'était pas négligeable."
Les travaux menés par les scientifiques depuis une décennie ont abouti à une première conclusion : les puits de carbone terrestres, dont l'absorption globale moyenne aurait été, durant les années '80, de l'ordre de 1,9 milliard de tonnes/an (gigatonnes), seraient passés à une capacité de 2,3 gigatonnes dans les années '90 - soit une augmentation de près de 20%. Cette évolution représente un potentiel d'accumulation important, équivalent - d'après les estimations les plus récentes - à environ un quart des émissions actuelles de CO2 d'origine humaine.
L'aubaine de Kyoto
C'est en s'appuyant notamment sur ce constat que les pays industrialisés ont fini par s'engager à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (GES) lors des négociations ardues de Kyoto (1997). Le protocole de conclusion de cette conférence "historique" (voir encadré Kyoto, un pas en avant ambivalent) a, en effet, prévu la possibilité de prendre en compte les puits de carbone résultant des politiques volontaires d'afforestation (création de nouvelles forêts) ou de reforestation (reboisement de zones ayant possédé une vocation forestière abandonnée depuis 1970), considérées comme autant de crédits verts équivalents à une réduction des sources d'émission de GES.
Cette disposition s'avère cependant un véritable casse-tête, tant les moyens de quantifier de façon réaliste de tels crédits font cruellement défaut. Trois ans après Kyoto, la récente conférence de La Haye, soldée par un échec, a montré que certains pays (notamment les Etats-Unis) se sont saisis de cette arme des puits de carbone forestiers comme d'un argument pour contourner au maximum toute forme de restriction de leur consommation d'énergie fossile. Pour sa part, l'Union européenne se montre beaucoup plus réticente : pour se rallier à cette option de flexibilité dans la réduction des émissions de GES, elle exige qu'une comptabilité effective et fiable des capacités réelles de stockage des écosystèmes forestiers terrestres puisse être tenue.
L'ampleur des inconnues
C'est à lever cette équivoque et à faire avancer les connaissances sur ces questions que s'est attelée l'initiative CarboEurope. Lancée, il y a un an, au sein de l'action-clé Changement global, climat et biodiversité du cinquième programme-cadre, elle regroupe huit projets multidisciplinaires de recherche impliquant 190 scientifiques et 69 institutions de 15 pays européens.
Six d'entre eux, développant chacun des méthodologies spécifiques et confrontant leurs résultats de manière harmonisée, concernent directement l'Europe (Forcast, Carboage, Carboeuroflux, Recab, Aerocarb et Carbodata). Deux autres étudient des zones importantes du point de vue de la capacité mondiale des puits de carbone, car ils analysent les capacités de stockage des vastes forêts primaires boréales (Eurosiberian carbonflux) et tropicales (LBAcarbonsink, en Amazonie).
"L'ampleur de ces recherches répond à celle des inconnues auxquelles la science est confrontée dans ce domaine et qui appellent une véritable émulation scientifique pour y faire face. Pour évaluer ces phénomènes, il faut d'abord partir de mesures locales qui sont ensuite intégrées dans des modèles permettant d'extrapoler les résultats dans l'espace et dans le temps, pour estimer en définitive leur contribution au niveau global du cycle du carbone."
Du stock à la source
Selon les premières estimations de CarboEurope relatives au continent européen, 0,3 gigatonne/an de carbone serait fixée chaque année pour 2 gigatonnes émises au cours de la même période. "Ces quantités sont donc loin d'être négligeables, mais, surtout, elles ne sont pas constantes, estime Riccardo Valentini. Les écarts interannuels peuvent être considérables, du même ordre de grandeur que le puits lui-même, en particulier en raison de la variabilité permanente des conditions climatiques. Quand vous avez une perturbation globale ayant un cycle de plusieurs années, comme celle provoquée de façon récurrente par le phénomène El Niño ou celui de l'oscillation de l'Atlantique Nord, la croissance végétale est fortement influencée et un puits forestier peut, d'une année à l'autre s'inverser et devenir une source d'émission de CO2."
L'incertitude ne concerne pas seulement la quantité de gaz carbonique absorbée par la biomasse continentale. De grandes interrogations subsistent sur les limites et la stabilité de ce stock. "La solution des puits ne peut être que temporaire", souligne le professeur Valentini. "Tôt ou tard, le niveau de saturation du système sera atteint et le gaz carbonique stocké sera relargué. Le temps gagné de cette manière - 50 à 100 ans tout au plus, en étant optimiste - peut être consacré au développement de solutions alternatives. Mais il est à craindre que le problème des puits de carbone ne soit, pour les Etats, un prétexte à repousser les indispensables mesures de réduction des émissions."
Environnement ? Mutisme
En outre, les solutions de reforestation interpellent également les décideurs au niveau local et environnemental. L'évaluation de l'impact d'un projet de reboisement doit être appréciée dans toutes ses dimensions, en tenant compte d'un jeu d'interactions subtiles. Ainsi, au cours des deux dernières décennies, l'abandon de certaines terres agricoles a, très certainement, contribué à une augmentation importante des puits forestiers entre 1980 et 1998 dans l'Union européenne. On estime que 4% de cette absorption de carbone n'en est pas moins compensée par une demande sans cesse en hausse de bois, se traduisant par un accroissement simultané des importations, donc par une déforestation ailleurs sur la planète.
Paradoxalement, le protocole de Kyoto a privilégié le rôle des reforestations en restant muet sur l'énorme problème des destructions de forêts anciennes, en particulier sous les tropiques. Globalement, chaque année, la déforestation dans ces zones, largement due à l'homme, est de l'ordre de 2 gigatonnes/an, soit l'équivalent des gains espérés par une politique des puits de carbone… Or ces forêts vierges représentent des stocks d'une irremplaçable biodiversité, qui ont mis des centaines d'années à se constituer. Leur destruction ne peut être compensée par une comptabilité basée sur de nouvelles plantations d'arbres, qui prendraient nécessairement la forme de monocultures sur des surfaces étendues. A cet égard, le protocole de Kyoto est ainsi en contradiction flagrante avec une autre convention internationale, dérivée de la Conférence de Rio de Janeiro en 1992, relative à la sauvegarde de la biodiversité (CBD).
Contacts
Riccardo Valentini,
Université de Tuscia, Viterbo (IT)
rik@unitus.it
Annette Freibauer,
CarboEurope European Office, Jena (DE)
afreib@bcg-jena.mpg.de
Claus Brüning,
Commission européenne
claus.bruening@cec.eu.int
Encadrés
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Le cycle du carbone
Elément primordial de l'écosystème planétaire, le carbone constitue un stock global et fixé qui se répartit entre l'atmosphère, les océans et les continents - suivant un cycle dicté par des échanges permanents entre chacun de ces "réservoirs".
Dans l'atmosphère, il est présent sous forme de gaz carbonique (ou dioxyde de carbone, CO2) et joue un rôle essentiel en tant que gaz à effet de serre, puisqu'il absorbe (avec les nuages, la poussière et certains autres gaz tel l'ozone à haute altitude) les rayonnements infrarouges émis par la réflexion du rayonnement solaire sur le globe. Cet effet assure au climat terrestre une température moyenne clémente.
Les échanges de carbone entre l'atmosphère et les continents se produisent principalement via la respiration des organismes vivants (qui relâche du gaz carbonique) et la photosynthèse végétale (qui fixe ce dernier pour constituer de la matière organique). Des perturbations naturelles (grands incendies de forêts, éruptions volcaniques, etc.) peuvent entraîner ponctuellement des émissions spontanées importantes de CO2 dans l'atmosphère. Mais, au cours de la longue histoire de la Terre, le réservoir continental a accumulé une quantité de carbone (estimée à trois fois celle présente dans l'atmosphère), via les processus de décomposition et de fossilisation qui sont à l'origine d'une immobilisation de longue durée sous forme de charbon, gaz et pétrole. Depuis le début de l'ère industrielle, la combustion de plus en plus importante de carbone fossile, ainsi que la déforestation, constituent donc une source permanente d'accroissement du CO2 atmosphérique. D'où la question de l'augmentation de l'effet de serre et la perspective d'un réchauffement climatique.
Considérable, le réservoir océanique contient près de 20 fois plus de carbone que l'écosystème continental. Très importants mais mal mesurés, les échanges de gaz carbonique air-mer dépendent d'une multitude de paramètres physiques (liés à sa solubilité) et biologiques (associés à son absorption par les micro-organismes planctoniques). Des quantités énormes de carbone y sont stockées de façon durable sous forme de sédiments calcaires. Pourrait-on envisager d'agir sur la capacité des puits de carbone marins ? Les scientifiques considèrent aujourd'hui qu'une telle intervention pourrait entraîner de graves déséquilibres sur l'écosystème océanique, notamment sur la proportion d'oxygène indispensable à la vie sous-marine.
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Des senseurs à la cime des arbres
Des senseurs à la cime des arbres
La technologie de captation Eddy Flux développée par le projet Euroflux (qui a précédé CarboEurope) est fondée sur la mesure des fluctuations rapides de la vitesse des vents verticaux et de la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère. Placés sur des tours au-dessus de la canopée, ces appareils effectuent 20 mesures par seconde et calculent une valeur du flux net de gaz carbonique entre la végétation et l'atmosphère toutes les heures. 150 de ces instruments fonctionnent dans le monde, dont 50 en Europe.
Les résultats obtenus grâce à ces mesures sur des forêts de type et d'âge variés montrent que la fixation du carbone par les puits de carbone végétaux européens est loin d'être négligeable, contrairement à ce que des études antérieures suggéraient. Elle peut atteindre une moyenne de 6 tonnes par hectare et par an, les forêts boréales fixant moins de carbone que les forêts du centre et du sud du continent. Les résultats montrent en particulier que les forêts anciennes fixent plus de carbone qu'on ne le pensait antérieurement.
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Stratégie bottom-up, vérification top-down
En ce qui concerne les mesures locales, CarboEurope utilise une nouvelle méthodologie, basée sur la mesure du carbone radioactif, qui permet de mieux circonscrire le rôle essentiel joué également par les sols des écosystèmes forestiers. On a ainsi découvert que ces sols - que l'on considérait comme des réservoirs sans variation majeure - peuvent en réalité piéger jusqu'à 30 ou 40% de l'ensemble du carbone fixé, selon le type de forêt et le climat. Dans les forêts de bouleaux d'Italie, par exemple, le sol fixe 1,5 tonne de carbone par hectare et par an.
Il faut ensuite enregistrer le flux net de carbone entre l'atmosphère et la végétation au niveau de la forêt ou de tout autre peuplement dont on veut connaître le bilan des échanges de carbone. Cette mesure est effectuée grâce à la technologie Eddy Flux (voir encadré Des senseurs à la cime des arbres). Cette technologie a été adaptée à des mesures aériennes par les scientifiques du projet Recab, pour permettre de travailler à l'échelle d'une centaine de kilomètres carrés et d'intégrer ainsi les données au niveau régional. Le principal avantage est de prendre en compte toutes les émanations de gaz carbonique provenant des activités humaines.
Enfin, la méthode dite de la modélisation inverse a permis de mesurer l'équilibre du carbone dans la haute atmosphère (troposphère). Les mesures de concentration de gaz carbonique effectuées par avion permettent d'évaluer les flux de carbone à l'échelle du continent. Le gaz carbonique émis par les combustibles fossiles, la biomasse et les océans ayant des caractéristiques isotopiques différentes, il est même possible de quantifier leurs contributions aux sources ou aux puits de carbone.
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Kyoto, un pas en avant ambivalent
Signé par 84 pays en 1997 à Kyoto (Japon), le protocole du même nom restera sans aucun doute comme le symbole d'une première historique : celle de l'acte de reconnaissance de la nécessité d'une politique mondiale et solidaire de l'humanité face à ses responsabilités à l'égard de l'écosystème planétaire dont elle est tributaire.
Admettant l'inéluctabilité scientifique de l'influence de l'homme sur le climat terrestre, les pays industrialisés ont ainsi accepté unilatéralement - c'est-à-dire sans exiger des pays en développement un effort insoutenable par rapport à leur sous-consommation actuelle d'énergie - de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre (GES) - principalement le gaz carbonique CO2 issu de la consommation de combustibles d'origine fossile. A l'horizon d'une quinzaine d'années (2010-2012), le protocole a fixé en moyenne un abaissement de 5% - il atteint en fait 8% pour l'Union européenne - par rapport au niveau des émissions de 1990, prises comme référence commune.
Mais pour atteindre ces objectifs généreux, le protocole de Kyoto est resté passablement ambigu quant à son application : il s'est contenté de recommander un certain nombre de mesures de diminution des émissions - notamment par un développement accru des économies d'énergie et du recours aux énergies non fossiles - tout en incluant également une flexibilité dont les modalités d'application restaient à définir ultérieurement : il prévoit la possibilité d'échanges de "permis d'émission" entre nations riches et pauvres (conditionnés à la mise en place de projets de développement énergétique propre dans ces derniers), et évoquent encore le stockage du carbone dans la végétation.