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’effet de serre, principale cause du réchauffement climatique ;
  • les activités humaines responsables du réchauffement climatique ;
  • 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 correspond aux conditions moyennes (températures, , ensoleillement, humidité de l’air, vitesse des vents, etc.) d’une région donnée, durant une longue période.

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

Le climat est influencé par :

  • la circulation (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.​


En effet, le Giec s’appuie sur :

  • Des mesures ou des observations, qui remontent parfois à plus d’un siècle.
  • Des échantillons prélevés dans les roches ou les glaces. Preuves scientifiques de l’évolution du climat, certains permettent de remonter à plusieurs millions d’années.
  • Des modèles mathématiques et des simulations informatiques afin d’étudier les changements passés, actuels et futurs.
  • Des processus physiques, chimiques et biologiques qui permettent de comprendre le fonctionnement du climat.

Depuis les premiers travaux du GIEC, nous disposons aujourd’hui de données beaucoup plus nombreuses et précises. Les 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’, les océans et les terres, la glace, la neige, les 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’. 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’ (1850), l’effet de serre naturel a été renforcé par les activités humaines, notamment par l’utilisation des et la . 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 suivante (41 s) sur le mécanisme de l’effet de serre et ses impacts sur la planète.

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 3 : 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).

Trois points à retenir de cette vidéo

  1. Les gaz à effet de serre sont naturellement présents dans l’atmosphere depuis toujours​.
  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 3 : b. Un gaz à effet de serre est-il bénéfique ou néfaste pour la planète ?

Retournez les cartes pour le découvrir.

Partie 3 sur 6, sous-partie 3 sur 3 c. Les principaux gaz à effet de serre

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 1 000 ans, le méthane pendant environ une décennie et le protoxyde d’azote environ 120 ans.

[Crédit 7]

La répartition des rejets de gaz à effet de serre dans l’atmosphère est inégale.


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 halogènes. ​

Certains gaz restent 50 000 ans dans l’atmosphère.

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

L’homme est à l’origine du .

Les principaux gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère sont émis par les activités humaines. Par exemple, l’homme utilise les  (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.

[Crédit 8]

Analyse de l’évolution du CO2 et de la température moyenne

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’. Cela a entraîné l’augmentation des températures mondiales.

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

[Crédit 10]

Partie 5 sur 6 : 5 - Histoire du changement climatique

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

Le réchauffement actuel de la Terre est sans précédent.

Sur le graphique A, on constate que 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 B, on voit qu’à partir de 1850 (début de ), 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.

Graphique A :
Évolution de la température moyenne de l’air à la surface du globe (°C)

Graphique B :
Anomalie de la température mondiale sur Terre
pour la période 1850 à 2020 (°C)


[Crédit 11 – 12]

[Crédit 13 : Le monde sans fin Jancovici, Blain © Dargaud, 2023]

Les 8 dernières années ont été les plus chaudes observées depuis 1850.

L’année 2022 a également battu tous les records de chaleur, notamment en France. L’été a été le plus chaud jamais enregistré en Europe.

Les réchauffements les plus importants sont observés en Arctique, au Canada, au Groenland, en Europe et en Asie, jusqu’au Moyen-Orient. La France, par exemple, s’est déjà réchauffée de 1,7 °C depuis l’ère préindustrielle (avant 1850).

Partie 5 sur 6, sous-partie 2 sur 4 : b. Des inégalités entre pays : responsabilité et vulnérabilité face au changement climatique

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 extrêmes : les États-Unis représentent à eux seuls 20,3 % des émissions territoriales depuis 1850. On trouve ensuite la Chine (11,4 %) et la Russie (6,9 %). Si l’on ajoute le Brésil, l’Indonésie et l’Allemagne, on arrive à 50,7 % des émissions cumulées.

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. C’est notamment le cas de pays parmi les plus pauvres comme le Bangladesh, Haïti, le Soudan, le Nigéria, le Cambodge, les Philippines ou l’Éthiopie.

Regardez la vidéo ci-dessous (1 min) qui présente les émissions cumulées depuis 1850 par les treize nations les plus émettrices de la planète. Ces émissions représentent les deux tiers de la quantité totale de CO2 rejetée dans l’atmosphère.

Partie 5 sur 6, sous-partie 3 sur 4 : c. 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 historiques de CO2 qui causent le réchauffement actuel. L’Europe des Vingt-huit représente, à elle seule, près de 20 % des émissions fossiles historiques de CO2.

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 considérer les cumuls des émissions historiques mais également les émissions actuelles par pays, par personne et par secteur (Cette notion est abordée dans le chapitre Causes et atténuations, partie 3-a).

Pays dont les émissions cumulées sont les plus importantes entre 1850 et 2021.
En milliards de tonnes de CO2 provenant des combustibles fossiles, du ciment, de l’utilisation des sols et de la sylviculture.

Le graphique ci-dessus compare le cumul de CO2 émis depuis 1850 par différents pays, en prenant en compte le changement d’utilisation des sols et les émissions fossiles. Dans ce graphique, seules les émissions de CO2 territoriales sont comptabilisées. Les émissions des autres gaz à effets de serre (par exemple : méthane, protoxyde d’azote) sont aussi à prendre en compte, et elles sont mesurées en équivalent CO2 (comme dans le chapitre suivant : Causes et atténuation, partie 3-b).

Les pays sont également responsables des émissions associées aux biens qu’ils importent, d’où la notion importante d’empreinte carbone, somme des émissions territoriales et des émissions importées.

L’Europe présente un historique d’émissions par habitant qui correspond à presque le double de la moyenne mondiale (environ 6 tonnes).
L’Amérique du Nord (USA et Canada) se situe en tête avec des émissions moyennes annuelles de 17 tonnes par habitant. Avec plus de 500 milliards de tonnes de CO2 produites depuis 1850, les États-Unis représentent 20,3 % des émissions historiques : c’est presque deux fois plus que la Chine, deuxième contributeur national au monde.

Partie 5 sur 6, sous-partie 4 sur 4 : d. L'évolution du climat en Europe

Le continent européen est une des parties du monde qui se réchauffe le plus rapidement. Selon l’Organisation des Nations unies (ONU), l’Europe enregistre une forte hausse des températures, plus de deux fois supérieure à la moyenne planétaire sur trente ans.

Pour mieux comprendre ces évolutions, regardez le film d’animation suivant (4 min 29 s). Il a été réalisé par des scientifiques dans le cadre du projet européen European Climate Prediction (EUCP).


Voici les quatre réponses aux questions :

    • Le changement climatique est un phénomène planétaire.​
    • A l’hiver 2050, le réchauffement se fera le plus ressentir dans le nord-est de l’Europe​.
    • L’Andalousie​ pourrait connaître plus de 20 jours à plus de 40° C durant l’été 2050.
    • La température sera plus élevée dans les métropoles que dans les campagnes.​<

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Partie 6 sur 6 : 6 - Le changement climatique aujourd'hui et demain

Sous-partie 1 sur 4 : a. La neutralité carbone

Plusieurs questions se posent. Quelle est notre marge de manœuvre pour le futur ? Que doit-on faire à l’échelle globale pour stabiliser la température ?

La température se stabilisera lorsque nous aurons atteint la  ou zéro émission nette. Cela signifie qu’il faut trouver un équilibre : ne pas émettre plus de gaz à effet de serre que la planète peut en absorber.

Pour atteindre l’objectif de neutralité carbone, deux actions sont nécessaires.

Retournez les cartes pour les découvrir.

Partie 6 sur 6, sous-partie 2 sur 4 : b. Les pays du monde s'engagent

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 dangereuse (induite par l’homme) du système climatique ».

La CCNUCC a prévu que soit organisé des (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 20]

Au cours de ces réunions, les Etats ont réalisé divers ajouts à ce premier traité. Par exemple, lors de la COP21 organisée en 2015, les Etats 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, tout en poursuivant l’action menée pour le limiter encore davantage à 1,5 °C.

Pour aller plus loin

Pour en savoir plus sur la conférence des parties (COP), vous pouvez également lire ces informations « Conférence des parties »

Partie 6 sur 6, sous-partie 3 sur 4 : c. Scénarios envisagés sur le réchauffement climatique

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 scénario 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.

Changement de la température moyenne annuelle (en °C) par rapport à 1850-1900

Les trois cartes montrent une simulation des changements de la température annuelle moyenne à la surface de la Terre, observés sur la période 1850-2020. Plus la couleur est foncée, plus l’élévation de la température est forte.

Simulation mondiale pour un réchauffement climatique de 1,5 °C

[Crédit 21]

Réchauffement global important.

Simulation mondiale pour un réchauffement climatique de 2 °C

[Crédit 22]

Réchauffement global plus important que dans la simulation à + 1,5 °C.

Simulation mondiale pour un réchauffement climatique de 4 °C

[Crédit 23]

Réchauffement global beaucoup plus important que dans les autres simulations​.

Partie 6 sur 6, sous-partie 4 sur 4 : d. Les impacts sur la planète

En France, la température a déjà augmenté de 1,7 °C depuis le début du siècle dernier. Ce réchauffement pourra même atteindre 3,8 °C d’ici 2100, si les émissions mondiales de gaz à effet de serre ne sont pas drastiquement diminuées. En été, le réchauffement en France dans un tel scénario serait de plus de 5 °C.

La France, à l’image de l’Europe, contribue fortement au réchauffement climatique mondial. Cependant, les quantités émises baissent grâce à de nombreuses actions, même si cela reste encore très insuffisant pour atteindre les objectifs climatiques français, européens ou internationaux.

L’augmentation des émissions de CO2 et l’élévation des températures ont des répercussions sur l’ensemble de la planète. Par exemple :

  • sur le  ;
  • sur le niveau moyen des mers et des océans ;
  • sur les espèces animales et végétales ;
  • sur l’homme.

Ces conséquences seront abordées dans la suite de votre parcours de formation, plus particulièrement dans le chapitre Conséquences et impacts.

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.

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