Parmi les nombreux ouvrages grand public publiés sur le climat ainsi que dans les sites et dans les articles en libre accès sur le net, on ne trouve qu’une infime proportion de publications consacrées au phénomène physique de l’effet de serre du CO2, et même dans le rapport complet du GIEC cette question n’est abordée que succinctement, ce qui est pour le moins paradoxal puisque c’est la base même de la doxa climatique.

L’explication est sans doute que la plupart sinon la totalité des climatologues rédacteurs du rapport préliminaire du GIEC (le rapport définitif étant rédigé par des politiques) n’ont qu’une compétence limitée en physique, voire aucune.

Il résulte de l’examen des rares publications consacrées au mécanisme de l’effet de serre que les théories se répartissent en 4 catégories, même si certains auteurs les développent avec des variantes voire les reprennent à leur compte inchangées sans toujours citer l’auteur de la théorie originelle.

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Ces 4 théories sont celles du GIEC, de Bellamy, de Morane et de Dufresne.

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Selon le GIEC, l’effet de serre du CO2 est reconnu (du bout des lèvres...) comme étant presque saturé, l’absorption des infra-rouges (IR) dans leur bande d’absorption (limitée à 16 % du total des IR émis) ayant lieu essentiellement dans les couches basses de la troposphère, ce qui le conduit à estimer la sensibilité climatique intrinsèque du CO2, c’est-à-dire son effet théorique sur la température par doublement de son taux, à 0,78 degrés, soit une valeur au maximum des estimations publiées par une vingtaine de scientifiques, la fourchette de majoration allant de 0 à 0,8 degrés. Si le GIEC fait l’hypothèse d’une augmentation de température supérieure à un degré, c’est en supposant un renforcement de l’effet de serre de la vapeur d’eau suite au réchauffement mineur initié par le CO2.

Cette hypothèse n’est toutefois pas prouvée car l’hypothétique majoration d’humidité atmosphérique secondaire au réchauffement entrainerait également 5 autres rétroactions (voire 12 selon certains scientifiques) qui ne sont pas prises en considération par le GIEC et dont il est impossible d’estimer les contributions relatives. En particulier, une majoration de l’humidité atmosphérique augmenterait les nuages et donc l’albédo, avec un effet de refroidissement ; si bien que si synergie il y avait, elle pourrait bien être négative.

Remarquablement, cet hypothétique effet de renforcement de l’effet de serre global dû à la vapeur d’eau dépendrait donc de l’augmentation de la température quelle qu’en soit la cause et non du CO2 lui-même, qui n’entrainerait de son propre fait qu’une majoration de température de 0,8 degrés au maximum à la fin du siècle.

Or, on ne constate actuellement aucune majoration de l’humidité atmosphérique moyenne et une augmentation de température de plus de 0,8° à la fin du siècle suite émissions de CO2 est donc une pure spéculation qui n’est étayée ni par les faits ni par la théorie.

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La seconde théorie est celle de Bellamy qui reprend celle de Gervais, pratiquement à l'identique, en citant honnêtement sa référence.

Le point clé est ici que les molécules de CO2 excitées par l’absorption d’un IR dans la basse atmosphère sont rapidement désexcitées par collisions avec les molécules principales de l’air, oxygène et surtout azote, qui n’ont pas d’effet de serre, bien avant qu’elles puissent se désexciter par ré-émission de l’IR absorbé dans une direction aléatoire et donc partiellement vers les couches supérieures de l’atmosphère.

De ce fait, les IR absorbés par le CO2 sont convertis en chaleur dans la basse atmosphère et aucune émission de rayonnement ne peut atteindre la stratosphère pour sortir dans l'espace. L’effet de serre du CO2 est donc complètement saturé et il est impossible que puisse advenir un réchauffement supplémentaire lié à la majoration future de son taux actuel.
Voir à ce sujet le complément d'information en bas de page, réponse de Chat-GPT à la question du transfert d'énergie de la molécule de CO2 excitée par absorption d'un IR émis de la surface (effet de serre) aux molécules de l'air n'ayant pas d'effet de serre, azote en particulier.

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La troisième théorie est celle de Dufresne et Treiner.
Elle suppose que les molécules de CO2 excitées ré-émettent ces IR dans des directions aléatoires et donc pour moitié vers l'altitude aux couches supérieures de l'atmosphère qui les retransmettent et ainsi de suite jusqu’à la distance de libération dans la stratosphère.

Le point clé ici est que les ré-émissions du CO2 des couches supérieures, bien que de moins en moins nombreuses, sont émises à une température inférieure ce qui diminue leur énergie d'émission et tend donc à conserver davantage la chaleur dans l'atmosphère.

En effet la puissance d'émission dépend de la température T absolue, en degrés Kelvin, à la puissance 4 selon la formule P = B x T4 dans laquelle P est la chaleur libérée, T4 la température à la puissance 4 et B la constante de Boltzmann.

Les IR émis par la surface qui sont captés par le CO2 dans les couches basses de l'atmosphère sont donc ré-émis et captés dans les couches supérieures puis ré-émis vers la haute atmosphère avec moins d'efficacité et ainsi de suite jusqu’à l’altitude de libération.

Il reste que de moins en moins d'IR émis par la terre sont captés par le CO2 avec l'altitude. Cette théorie ne moditie pas fondamentalement l'effet de serre du CO2, elle relativise seulement le phénomène de saturation ; mais surtout elle ignore la désexcitation du CO2 dans le bas de l’atmosphère par collisions moléculaires, ne prenant en compte comme le GIEC que la ré-émission d’IR comme mécanisme de désexcitation du CO2.

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La quatrième théorie est celle de Hadrien, Veyres et Morane, lesquels nient toute possibilité de réchauffement de l’atmosphère par effet de serre du CO2. Le point clé ici est que l’effet régulateur principal du climat est l’évaporation.

Je ne m’étendrai pas ici sur cette théorie complexe mais très bien détaillée et en accès libre sur le net. Elle bouscule quelques notions généralement admises, argumentant notamment que la température d’une terre sans atmosphère serait beaucoup plus basse que - 18°.

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Que peut-on conclure de certain dans tout ceci ?  3 choses :

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• Premièrement, dans leur grande majorité les scientifiques admettent le principe de l’effet de serre, qui permet en incluant toutes les molécules impliquées (H2O, CO2, méthane et quelques autres) d’avoir une température moyenne de surface de la planète de 15° au lieu de - 18°.

 

• Deuxièmement, la coexistence de théories fondamentalement divergentes élaborées par des physiciens compétents est la preuve indiscutable que l’effet de serre reste encore largement incompris, qu’il s’agit toujours d’hypothèses et non d’un savoir scientifique définitivement acquis (pour autant qu'un savoir définitif ait un sens en science...)

 

• Troisièmement, que la majoration future du taux de CO2 ne peut conduire intrinsèquement qu’à une majoration de température de 0° à 0,8° et celà quelle que soit l’importance de cette majoration.
  Le reste résulterait de mécanismes de rétroaction secondaires, positives ou négatives, dont on ignore leur contribution relative et dont on ignore par conséquent leur effet global sur la température.

 

En conclusion, il est impossible de déterminer l’évolution de la température à la fin du siècle suite à la majoration continue des émissions de CO2 car on ignore dans quelle mesure elles contribuent à l’élévation de la température, voire même si elles y contribuent encore actuellement, bien qu'elles y ont sans doute contribué antérieurement, lorsque le taux de CO2 était à 200 ppm.

Partant, les mesures de limitation des émissions et encore plus de décarbonation avec stockage du CO2, dont le coût estimé en Europe est impayable puisqu’il dépasse la dette souveraine de tous ses États, sont une pure folie puisque la seule certitude est que l’augmentation du taux de CO2 est extrêmement favorable à la végétation, aux cultures et au plancton océanique ; que d’autre part l’élévation actuelle de température est globalement bénéfique ; et qu’enfin, même dans l’hypothèse très improbable d’une augmentation majeure de la température due au taux de CO2, le coût qui en résulterait serait inférieur au coût consenti pour tenter de le limiter : voir à ce sujet William Nordhaus, prix Nobel d’économie 2018.