1 - Changement climatique

Depuis plus d’un siècle, les activités humaines ont modifié la composition de l’atmosphère, entraînant ainsi un changement climatique inédit. Les effets de ce réchauffement climatique sont à présent visibles à l’échelle de la planète.

Dans ce chapitre, vous découvrirez :

  • les caractéristiques du changement climatique ;
  • l’accroissement de l’effet de serre, à l’origine du changement climatique ;
  • la responsabilité humaine dans le réchauffement climatique actuel ;
  • les impacts du réchauffement climatique sur la planète ;
  • les solutions pour limiter ce réchauffement climatique.
  • Objectif :

    comprendre le réchauffement climatique et ses origines.

  • Durée :

    1 h 15

Partie 1 sur 6 : 1 - Qu'est-ce que le changement climatique ?

Le climat correspond aux conditions météorologiques moyennes (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l’air, vitesse des vents, etc.) d’une région donnée, durant une longue période.

Il y a donc changement climatique lorsque ces conditions météorologiques moyennes commencent à changer, pour des raisons naturelles ou humaines.

Le climat est influencé par :

  • la circulation atmosphérique (mouvement et déplacement de l’air) ;
  • la circulation océanique (mouvement et déplacement de l’eau sur la planète) ;
  • le relief ;
  • les rayons du Soleil reçus par la surface terrestre.

[Crédit 1]

Les activités humaines ont provoqué un changement climatique inédit à l’échelle de l’histoire de la planète.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) évalue l’état des connaissances sur l’évolution du climat, ses causes, ses impacts.

Le GIEC s’est appuyé sur plusieurs types de preuves scientifiques, dont certaines sont présentées ci-dessous.


Des mesures ou des observations : elles remontent parfois à plus d’un siècle. ​
Des échantillons prélevés dans les roches ou les glaces : certains permettent de remonter à plusieurs millions d’années.​
Une compréhension théorique des processus physiques, chimiques et biologiques : ils permettent de comprendre le fonctionnement du climat. ​
Des modèles climatiques : ils simulent les changements passés, actuels et futurs.

Depuis les premiers travaux du GIEC, nous disposons aujourd’hui de données beaucoup plus nombreuses et précises. Les modèles climatiques sont également plus performants. Du point de vue théorique, les processus qui contrôlent le climat sont mieux compris. Nous connaissons donc plus précisément ce qui se passe entre l’atmosphère, les océans et les terres, la glace, la neige, les écosystèmes sur toute la planète. Nous avons également constaté une augmentation très forte des émissions de gaz à effet de serre (GES) depuis plusieurs décennies : les effets du changement climatique sont à présent plus visibles.

Que nous apprend le dernier rapport du GIEC ? Retournez les cartes pour le découvrir.

Partie 2 sur 6 : 2 - Qu’est-ce que l’effet de serre ?

Une des causes du changement climatique actuel est l’effet de serre. De quoi s’agit-il ?

Le principe de l’effet de serre :

  1. La Terre reçoit des rayons émis par le Soleil ;
  2. Une partie de ces rayons est réfléchie vers l’espace ;
  3. La Terre s’échauffe et renvoie à son tour de la chaleur vers l’espace ;​
  4. Cette chaleur rayonnée par la Terre est en partie bloquée par les gaz à effet de serre (GES) tels que :
    • le dioxyde de carbone (CO2) ;​
    • le méthane (CH4)​ ;
    • la vapeur d’eau (H2O).​

Ces gaz, présents dans l’atmosphère, piègent la chaleur à la surface de la Terre.

[Crédit 2]

Depuis le début de l’ère industrielle (1850), l’effet de serre naturel a été renforcé par les activités humaines, notamment par l’utilisation des énergies fossiles et la déforestation. Les gaz à effet de serre que nous produisons massivement s’accumulent dans l’atmosphère, et piègent de plus en plus de chaleur au sein de la planète. Cela entraîne une augmentation de la température atmosphérique.

Regardez la vidéo ci-dessous sur le mécanisme de l’effet de serre et ses impacts sur la planète (41 s).

Pour aller plus loin

Pour approfondir vos connaissances sur l’effet de serre, vous pouvez également regarder la vidéo Qu’est-ce que l’effet de serre ?

Partie 3 sur 6 : 3 - Quels sont les gaz à effet de serre ?

Sous-partie 1 sur 2 : a. Qu’est-ce qu’un gaz à effet de serre ?

Les gaz à effet de serre (GES) — par exemple, la vapeur d’eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2) ou encore le méthane (CH4) — sont présents dans l’atmosphère terrestre. Comme tout objet chaud, la Terre qui est chauffée par le Soleil, irradie de la chaleur vers l’espace. Mais les GES retiennent une partie de ces radiations, piégeant ainsi cette chaleur au sein de la planète. Ils agissent comme une couverture isolante pour la Terre (rapport GIEC, résumé 2022).

 Pour en savoir plus, regardez la vidéo sur les gaz à effet de serre (26 s).

Trois points à retenir de cette vidéo

  1. Les gaz à effet de serre sont naturellement présents dans l’atmosphère depuis l’ère glaciale.
  2. Le gaz à effet de serre le plus présent dans l’atmosphère est le dioxyde de carbone (CO2)​.
  3. Les gaz à effet de serre maintiennent une température moyenne sur Terre de 15 °C​.

Partie 3 sur 6, sous-partie 2 sur 2 : b. Les gaz à effet de serre sont-ils bénéfiques ou néfastes pour la planète ?

Retournez les cartes pour découvrir en quoi les gaz à effet de serre sont bénéfiques et néfastes pour la planète.

Les principaux gaz à effet de serre sont présents naturellement dans l’atmosphère.

Certains sont d’origine naturelle : c’est le cas de la vapeur d’eau (H2O), issue en grande partie de l’évaporation de l’eau des mers et océans.

D’autres gaz à effet de serre sont naturels mais aussi émis par les activités humaines. Les plus présents dans l’atmosphère sont :

  • le dioxyde de carbone (CO2), issu de l’utilisation des combustibles fossiles et de la déforestation ;
  • le méthane (CH4), issu principalement de l’agriculture ;
  • le protoxyde d’azote (N2O), issu de l’épandage d’engrais azotés de synthèse.

Le dioxyde de carbone reste présent dans l’atmosphère jusqu’à 1000 ans, le méthane pendant environ une décennie et le protoxyde d’azote environ 120 ans.

[Crédit 7]

L’inégale répartition des rejets de gaz à effet de serre dans l’atmosphère


En 2019, le dioxyde de carbone représentait 69 % des émissions de gaz à effet de serre. 24 % provenaient du méthane et 5 % du protoxyde d’azote. Les 2 % restants étaient les gaz halogénés. ​

Certains gaz restent 50 000 ans dans l’atmosphère.

Partie 4 sur 6 : 4 - Un réchauffement 100 % dû à l'activité humaine

[Crédit 8]

L’homme est à l’origine du changement climatique. Les principaux gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère sont émis par les activités humaines. Par exemple, l’homme utilise les énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) pour la production d’électricité, les transports ou le chauffage, et cela accentue l’effet de serre.

L’exploitation de ces énergies fossiles, croissante depuis le début de l’ère industrielle, a entraîné l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Selon les rapports du GIEC, ces émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine sont responsables de la totalité du réchauffement climatique global observé depuis 1850.

L’analyse de l’évolution du CO2 et de la température moyenne révèle des tendances importantes.
Ce graphique montre l’évolution de :

  • la température moyenne entre 1600 et 2000 (en degrés Celsius) ;
  • la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère entre 1600 et 2000 (en milliards de tonnes).

À partir de 1850, on observe une augmentation importante du dioxyde de carbone (CO2). Puis, à partir de 1900, la température s’élève fortement. À partir de 1900, les deux courbes se suivent.​

L’augmentation de la concentration de CO2 (et des autres gaz à effets de serre) dans l’atmosphère, depuis le début de l’industrialisation, a amplifié l’effet de serre.
Cela a entraîné l’augmentation des températures mondiales.

Évolution du CO2 et de la température moyenne de 1600 à 2000



L’augmentation des GES dans l’atmosphère liée aux activités humaines est bien caractérisée grâce aux mesures. Les résultats de modèles montrent que cette augmentation a conduit à un réchauffement de 1,5 °C (A).​

D’autres facteurs d’origine humaine, notamment les particules de pollution (aérosols), exercent un effet refroidissant de -0,4 °C sur la décennie (B). Les facteurs naturels (solaires, volcaniques et les variabilités internes du climat) font fluctuer la température mais n’ont pas contribué au réchauffement du climat depuis le début l’ère industrielle (C).​

Finalement, l’influence totale humaine équivaut à un réchauffement global de 1,1 °C (D), soit le réchauffement total observé entre 2010 et 2019, par rapport à la période de référence 1850-1900.​

Ce réchauffement est entièrement dû aux activités humaines.

Influence humaine totale sur le changement climatique​




Partie 5 sur 6 : 5 - Histoire du changement climatique

Sous-partie 1 sur 4 : a. La température sur Terre

Le rythme du réchauffement actuel de la Terre est sans précédent.

Le réchauffement commence environ 18 000 ans avant notre ère, c’est la fin de la période glaciaire. Par la suite, les températures se sont stabilisées dans une période qui correspond au développement des premières civilisations.

Sur le graphique A, on constate que la température globale reste stable jusqu’en 1850, début de l’ère industrielle.

Sur le graphique B, on voit qu’à partir de 1850, la température moyenne à la surface de la Terre augmente régulièrement et fortement.​

Ce réchauffement est causé par l’usage de plus en plus important des énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon). L’utilisation de ces énergies libère énormément de gaz à effet de serre.​

Comme on peut le voir sur le graphique B, au cours des 2 000 dernières années, les températures mondiales n’ont jamais augmenté aussi rapidement que de nos jours. On note une élévation de 1,1 °C en 100 ans.

Historique des changements de température à l’échelle planétaire​

Sous-partie 2 sur 4 : b. Le changement climatique à l’échelle mondiale ​

Un constat, la température augmente à l’échelle du monde​

Depuis 1850, l’évolution de nos modes de vie, la consommation croissante d’énergies fossiles et l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre ont donc généré une hausse des températures inédite à la surface de la Terre. ​

Tous les indicateurs le démontrent.

  • À l’échelle mondiale, les huit années les plus chaudes ont toutes été enregistrées au cours de la dernière décennie selon l’Organisation météorologique mondiale.​
  • Le GIEC indique que l’élévation de la température mondiale depuis le début de l’ère industrielle (1850-1900) est estimée en moyenne à 1,2 °C sur la période 2014-2023.

[Crédit 13]

En effet, on constate que les réchauffements sont plus importants sur les continents que dans les océans. Certaines régions sont particulièrement concernées comme l’Arctique, l’Europe, l’Asie ou le Moyen-Orient. ​

Regardez la vidéo du journal Le Monde qui explique que la planète s’est réchauffée depuis la fin du 19e siècle, mais que ce phénomène n’est pas homogène (1 min 7 s).

Projections envisagées sur le réchauffement climatique​

Le GIEC analyse des projections climatiques qui permettent d’envisager le climat futur pour différents niveaux de réchauffement.​

Ces projections présentent une gamme de réchauffements futurs possibles, allant d’un scénario à faibles émissions (réchauffement limité) à un scénario à fortes émissions (réchauffement important).

Le réchauffement global s’élève jusqu’à 3 °C en 2100. Ce taux de réchauffement sera atteint si les politiques actuellement en place ne sont pas remplacées par d’autres plus ambitieuses.​

​Le réchauffement global est limité à 2 °C. Ce niveau de réchauffement suppose que les États mettent en place dès aujourd’hui des politiques ambitieuses de limitation des émissions de gaz à effet de serre.​

Le réchauffement global est limité à 1,5 °C. Le GIEC nous prévenait en 2022 : si l’on ne procède pas à des réductions immédiates et profondes des émissions dans tous les secteurs, ce scénario sera hors de portée.

Grâce aux modèles climatiques, il est possible de se projeter non seulement sur les évolutions potentielles des températures, mais aussi sur les variations des précipitations. Ces phénomènes étant interconnectés, ils doivent être analysés de manière globale.​

La série de cartes ci-dessous illustre les changements simulés de la température et des précipitations annuelles moyennes pour des niveaux de réchauffement planétaire de +1,5 °C, +2 °C et +4 °C, en comparaison avec la période industrielle (1850-1900).

Retournez les cartes pour découvrir le changement de la température moyenne annuelle (°C) par rapport à 1850-1900.​

Les trois cartes montrent l’évolution simulée des températures moyennes annuelles. Les zones plus foncées indiquent des hausses de température plus importantes. Ces données révèlent une augmentation inégale du réchauffement à travers le globe.

Quel que soit le niveau de réchauffement global, trois observations peuvent être faites à partir de ces cartes :​

  • le réchauffement est plus important dans les continents que dans les océans ;
  • les pôles (l’Arctique et l’Antarctique) se réchauffent plus que le reste du monde ;
  • les « températures moyennes » ne doivent pas faire oublier les disparités (pour un changement simulé de 1,5 °C, la zone la plus touchée se réchauffe de 6 °C).

Retournez les cartes pour découvrir le changement des précipitations moyennes annuelles (%) par rapport à 1850-1900.​

Les trois cartes représentent les changements simulés des précipitations annuelles moyennes. Les couleurs plus foncées indiquent des augmentations plus marquées. Ces variations sont également inégales, certaines zones connaissent des hausses significatives, tandis que d’autres pourraient voir leurs précipitations diminuer.​

Selon ces projections, les précipitations augmentent aux hautes latitudes, dans la région équatoriale du Pacifique et dans certaines zones des régions de mousson, tandis qu’elles devraient diminuer dans les régions de climat méditerranéen (en premier lieu autour de la Méditerranée).

Le fait d’atteindre ces différents niveaux de réchauffement dépendra largement des décisions et actions prises à l’échelle mondiale.

Sous-partie 3 sur 4 : c. Quelques exemples de conséquences : les évènements extrêmes

Le changement climatique est déjà à l’œuvre. Ses effets sont multiples et nous aurons l’occasion de les détailler dans le troisième chapitre (conséquences et adaptation). ​

Parmi eux, évoquons notamment la multiplication des évènements climatiques extrêmes.

Cliquez sur les points de l’image pour découvrir quelques anomalies et évènements climatiques significatifs en 2023.​

[Crédit 21]

Partie 5 sur 6, sous-partie 4 sur 4 : d. Le réchauffement climatique à l’échelle de la France et ses conséquences

Aucune région du monde n’est épargnée par les effets du réchauffement climatique. En France, depuis le début du siècle dernier, la température a déjà augmenté de 1,7 °C.​

Selon une récente étude réalisée par Météo-France, le CNRS et le Centre européen de recherche et de formation avancée en calcul scientifique (Cerfacs), ce réchauffement pourrait même atteindre 3,8 °C d’ici 2100 par rapport au début du 20e siècle si les engagements des États ne sont pas renforcés pour réduire drastiquement les émissions de gaz à effet de serre.​

Les records de chaleur s’additionnent. Les années 2022 et 2023 sont les plus chaudes jamais enregistrées, et les dix années les plus chaudes ont toutes eu lieu après 2000.

Regardez la vidéo de Météo-France, 2023, la deuxième année la plus chaude, pour comprendre les impacts de ces anomalies de température (1 min 8 s).

Partie 6 sur 6 : 6 - Les enjeux du réchauffement climatique

Si le réchauffement climatique est un phénomène mondial, toutes les régions ne sont pas affectées de la même manière. De plus, tous les pays n’ont pas la même responsabilité dans la situation actuelle. ​

Pour comprendre ces points essentiels, nous allons nous intéresser aux émissions de dioxyde de carbone (CO2) des pays, en utilisant plusieurs indicateurs :​

  • les émissions territoriales : elles correspondent à la quantité de CO2 émise à l’intérieur d’un pays par ses activités économiques (production de biens, chauffage, transports, etc.) ;​
  • les émissions cumulées ou historiques sont les émissions territoriales qui se cumulent sur une période donnée (il est important de les prendre en compte, notamment parce que le CO2 a un long temps de vie) ;​
  • l’empreinte carbone : c’est la somme des émissions de GES émises par l’activité économique intérieure d’un pays et de celles émises à l’étranger pour la fabrication des produits importés.​ À cela, il faut enlever les émissions liées aux produits exportés.​​

Ces indicateurs seront abordés et approfondis dans le chapitre 2 Causes et atténuation.

Partie 6 sur 6, sous-partie 1 sur 4 : a. Des inégalités de responsabilité​

Les activités humaines ont émis 2 500 milliards de tonnes de dioxyde de carbone (CO2) depuis l’ère industrielle. ​

Les inégalités entre les territoires sont importantes : les États-Unis concentrent à eux seuls 20 % des émissions territoriales depuis 1850. Ils sont suivis par la Chine (11 %) et la Russie (7 %). En incluant le Brésil, l’Indonésie et l’Allemagne, ces six pays totalisent 51 % des émissions cumulées.

Regardez l’animation visuelle ci-dessous qui présente les émissions cumulées depuis 1850 par les treize nations les plus émettrices de la planète (56 s).

Ces émissions représentent les deux tiers de la quantité totale de CO2 rejetée dans l’atmosphère.

Exemple de la responsabilité de l’Europe dans le changement climatique​

Un certain nombre de pays européens, dont la France, comptent parmi les vingt plus gros responsables des émissions cumulées de CO2 qui causent le réchauffement actuel. L’Europe des Vingt-huit représente, à elle seule, plus de 20 % de ces émissions.

Pour comprendre la responsabilité des pays dans le réchauffement climatique actuel et pour déterminer les actions à entreprendre afin de baisser nos émissions, il est important de prendre en compte les émissions cumulées mais également les émissions actuelles par pays, par personne et par secteur (cette notion est abordée dans le chapitre Causes et atténuation, partie 3-a).​

En 2023, l’Europe présente des émissions territoriales par habitant de 7,3 tCO2eq/hab, ce qui est supérieur à la moyenne mondiale (6,6 tCO2eq/hab). En comparaison, les États-Unis et le Canada présentent des émissions moyennes annuelles de 18,5 tCO2eq/hab. Ces émissions par habitant dépassent largement celles des pays les plus pauvres. Par exemple, en 2023, les émissions par habitant sont de 1,6 tCO2eq/hab au Bangladesh, de 2,8 tCO2eq/hab au Cambodge, 1,7 tCO2eq/hab au Nigéria.

Un chiffre, qui ressort de l’évaluation du GIEC, résume à lui seul l’enjeu d’équité : les 10 % les plus riches émettent 40 % des émissions mondiales.​

Que ce soit du point de vue des émissions cumulées ou des émissions par habitant, on constate que les pays développés sont les plus gros émetteurs de GES. Cela s’explique par des modes de vie gourmands en énergie et en ressources naturelles.​

Sous-partie 2 sur 4 : b. Inégalité de vulnérabilité​

La vulnérabilité désigne la prédisposition d’un système (population, écosystème…) à subir des dommages. Elle reflète la fragilité et la difficulté à faire face ou à s’adapter aux changements ou aux crises.​

Selon le niveau de développement humain et économique, un pays n’aura pas la même capacité à surmonter les conséquences d’aléas climatiques. De même, au sein d’une société, un individu sera impacté de façon inégale par les risques climatiques selon son degré d’intégration économique et sociale.​

Par exemple, certains pays se situent dans des zones particulièrement exposées aux effets du changement climatique (désertification, montées des eaux, etc.). C’est notamment le cas de pays parmi les plus pauvres comme le Bangladesh, Haïti, le Soudan, le Nigeria, le Cambodge, les Philippines ou l’Éthiopie. Au sein d’un territoire, les populations les plus pauvres sont également les plus vulnérables face aux aléas climatiques. C’est le cas à Mayotte où les populations des bidonvilles ont été les plus violemment touchées lors du passage du cyclone Chido en 2024.​

Si le réchauffement touche l’ensemble de la Terre, l’humanité n’y fait pas face de manière égale en fonction de son niveau de développement social et économique.​

Les pays qui ont le moins contribué à l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère sont souvent les plus vulnérables aux risques climatiques.

​Observez ces deux cartes du monde : l’une montre le degré de vulnérabilité des territoires face aux aléas climatiques et l’autre les émissions de CO2 par habitant.

[Crédits 24 – 25]

Ces cartes du monde montrent le degré de vulnérabilité des territoires face aux aléas climatiques. Le niveau de vulnérabilité est évalué en prenant en compte des facteurs économiques et sociaux (niveau de pauvreté, absence d’accès aux soins, insécurité alimentaire, âge des populations, etc.).​

En comparant ces deux cartes, un constat s’impose : les pays les plus vulnérables aux risques climatiques extrêmes sont aussi ceux qui émettent le moins de CO2/hab. Cette réalité est également vraie au sein de chaque pays.​

Partie 6 sur 6, sous-partie 3 sur 4 : c. Les COP : les pays du monde s'engagent​

Face au constat des scientifiques et aux effets du changement climatique, les États s’organisent. Il y a de plus en plus de preuves d’actions climatiques dans le monde.​

En 1992, au Sommet de la Terre de Rio, les États ont adopté la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (CCNUCC).​

La CCNUCC a fixé comme objectif de stabiliser les concentrations de gaz à effet de serre « à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique (induite par l’homme) dangereuse du système climatique ».​

La CCNUCC a prévu que soient organisées des Conférences des Parties (COP). Ce sont les plus grandes et les plus importantes conférences annuelles sur le climat. Depuis 1995, presque 200 pays se réunissent lors de sommets mondiaux sur le climat.

[Crédit 26]

Au cours de ces réunions, les États ont réalisé divers ajouts à ce premier traité. Par exemple, lors de la COP21 organisée en 2015, les États participants ont adopté l’Accord de Paris. Ils ont convenu de réduire les émissions de gaz à effet de serre, afin de limiter à 2 °C le réchauffement planétaire au cours du siècle présent et de tout faire pour s’approcher le plus possible de l’objectif de 1,5 °C. ​

L’année 2024 a été annoncée comme la première année à dépasser le seuil symbolique de 1,5 °C, objectif de l’Accord de Paris. Cette donnée ponctuelle ne signifie pas que le réchauffement climatique est de 1,5 °C, car, en climatologie, les tendances s’évaluent sur des périodes plus longues, des moyennes sur au moins 10 ans.​
Si les objectifs de l’Accord de Paris paraissent difficilement atteignables aujourd’hui, cela ne remet pas en cause l’importance de limiter le réchauffement autant que possible. Chaque fraction de degrés compte, car elles influent directement sur l’intensité des impacts climatiques. Il est donc essentiel de poursuivre les efforts de réduction des émissions afin de rester le plus proche possible de cette limite.​

[Crédit 27]

Pour aller plus loin

Vous pouvez également lire ces informations sur la « Conférence des Parties »​ pour en savoir plus.

Sous-partie 4 sur 4 : d. Objectif : neutralité carbone​

Si le constat sur le changement climatique est alarmant, des solutions existent ! Nous aurons l’occasion de les présenter précisément dans les chapitres 2 et 3. ​

Afin de mener une action immédiate et coordonnée, les scientifiques nous donnent un horizon : la température se stabilisera lorsque nous aurons atteint la neutralité carbone ou zéro émission nette. Cela implique de parvenir à ce que les émissions de CO2 d’origine humaine ne dépassent pas la capacité d’absorption des puits de carbone naturels, mais aussi des moyens technologiques.​

​Pour atteindre l’objectif de neutralité carbone, deux actions sont nécessaires. Retournez les cartes pour les découvrir.

Ce n’est pas une fatalité, comme l’explique Valérie Masson-Delmotte dans un extrait de son interview du 6 septembre 2022 sur France Inter (1 min 33 s). Des actions fortes pour réduire nos émissions permettraient de limiter le réchauffement climatique, en France et dans le monde.​