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Publié parGratien Duret Modifié depuis plus de 10 années
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1/63 Présentation référence Les changements climatiques et nous : quel climat ferons-nous ? Quelques bases scientifiques La responsabilité de lHomme Quelles conséquences pour le futur ? Qui est responsable ? Les ordres de grandeur de quelques « solutions » Merci en particulier à Philippe Ciais (LSCE), François-Marie Bréon (LSCE), Jean-Marc Jancovici (Manicore), Michael Raupach (CSIRO, Australie)…
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2/63 Présentation référence Lutilisation de lénergie : du nouveau ? -500.000 ans : lhomme domestique le feu Toutes les renouvelables sont utilisées depuis lAntiquité : bois, vent, soleil, hydraulique, traction animale... Ce qui caractérise notre civilisation « moderne », ce nest pas lutilisation de sources « nouvelles » (sauf le nucléaire), mais le changement dordre de grandeur dans lusage de lénergie… Le pétrole était connu des Summériens (-3.000 av. JC environ), donc bien avant Drake et son premier forage (1859 à Tittusville) Le charbon était exploité dans la Chine antique 1000 ans avant notre ère
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3/63 Présentation référence Un premier changement : la population Lhumanité a plus été multiplié par plus de 6 en 2 siècles.
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4/63 Présentation référence Un deuxième changement : par personne Conso. dénergie hors biomasse en tep par habitant Sources diverses La consommation dénergie de chaque terrien a été multipliée par 7 en un siècle Et ceci cache des inégalités considérables… Apparente stagnation qui résulte en fait de la proportion de plus en plus faible dOccidentaux dans la population mondiale…
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5/63 Présentation référence le résultat : beaucoup plus dénergie ! Depuis que lhomme a découvert les combustibles fossiles, chaque nouvelle source dénergie est venue se surajouter aux autres et connaît sa propre évolution exponentielle. Le charbon nest pas lénergie des pays « en développement » : un Américain consomme 4 fois plus de charbon quun Chinois. Gaz : 21% Pétrole : 34% Charbon : 24% Les hydrocarbures, cest plus de 80% de lénergie commerciale de lhumanité Consommation mondiale en Mtep (millions de tonnes équivalent pétrole).
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6/63 Présentation référence Le rapport Meadows Une première crainte (qui était aussi celle de Malthus) : le monde « seffondrera » faute de ressources Extrait de «Les limites de la croissance» ou «rapport Meadows», commandé par le Club de Rome
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7/63 Présentation référence Le rapport Meadows Une deuxième crainte : la « pollution ». Si les ressources ne sont pas limitantes, le monde pourrait seffondrer faute dêtre capable dépurer nos « déchets » Extrait de «Les limites de la croissance» ou «rapport Meadows», commandé par le Club de Rome
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8/63 Présentation référence Deux problèmes en un ? Combien de temps pouvons-nous jouer à « jextrais de plus en plus de carbone du sous- sol ? » -> limitation des ressources Combien de temps pouvons nous jouer à « je mets de plus en plus de carbone dans latmosphère ? » -> problème du changement climatique
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9/63 Présentation référence 1. Les bases scientifiques du changement climatique
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10/63 Présentation référence Leffet de serre 30% réfléchi = 10 + 20 % TERRE Rayonnement solaire arrivant 100% (UV, visible, IR) 10% Réfléchi par la surface et latmosphère 20% Réfléchi par les nuages Soleil : Environ 6000K
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11/63 Présentation référence Leffet de serre 50% absorbé par la surface 20% Absorbé par les nuages et par latmosphère 70% absorbé = 50 + 20 % 30% réfléchi = 10 + 20 % TERRE Rayonnement solaire arrivant 100% (UV, visible, IR) 10% Réfléchi par la surface et latmosphère 20% Réfléchi par les nuages Soleil : Environ 6000K
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12/63 Présentation référence Leffet de serre Lénergie absorbée chauffe le sol, les océans… La Terre rayonne son énergie sous forme de chaleur mais à une longueur donde beaucoup plus grande : IR lointain rayonné à une plus grande longueur donde T Terre << T Soleil TERRE IR lointain 70% absorbé = 50 + 20 % 30% réfléchi = 10 + 20 % Soleil : Environ 6000K Sans effet de serre -18°C
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13/63 Présentation référence Leffet de serre rayonné à une plus grande longueur donde T Terre << T Soleil TERRE IR lointain 70% absorbé = 50 + 20 % 30% réfléchi = 10 + 20 % Soleil : Environ 6000K Les gaz à effet de serre (moins de 1%) absorbent une grande partie de ce Rayonnement. Ce qui ponctuellement créé un décalage entre « ce qui arrive » et « ce qui repart ».
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14/63 Présentation référence Leffet de serre rayonné à une plus grande longueur donde T Terre << T Soleil TERRE IR lointain 70% absorbé = 50 + 20 % 30% réfléchi = 10 + 20 % Soleil : Environ 6000K Latmosphère compense ce décalage en augmentant sa température. Alors elle réémet davantage et on retrouve un équilibre. Mais à une température plus élevée. Avec effet de serre naturel 15°C
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15/63 Présentation référence Leffet de serre rayonné à une plus grande longueur donde T Terre << T Soleil TERRE IR lointain 70% absorbé = 50 + 20 % 30% réfléchi = 10 + 20 % Soleil : Environ 6000K En augmentant la concentration en gaz à effet de serre, on augmente la capacité dabsorption de latmosphère et donc sa température. Avec nos émissions ??°C
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16/63 Présentation référence Leffet de serre La composition de latmosphère a un impact sur le climat Sans effet de serre -18°C Avec leffet de serre naturel +15°C Avec nos émissions ?? La couche des gaz à effet de serre forme une sorte de couverture à sens unique, qui joue un rôle de filtre et qui confine lénergie près du sol. Il sagit simplement des propriétés radiatives des gaz qui composent latmosphère. La surface de la Terre est donc chauffée davantage En conséquence, la température moyenne est considérablement plus élevée
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17/63 Présentation référence Leffet de serre, ce nest pas nouveau… 1824 : Joseph Fourier, physicien français, publie "Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires", où il expose que la température du sol est augmentée par le rôle de l'atmosphère 1838 : Claude Pouillet, physicien français, attribue l'effet de serre naturel à la vapeur d'eau et au gaz carbonique. Il conclut que toute variation de la quantité de vapeur d'eau ou de CO2 devrait se traduire par un changement climatique 1896 : Svante Arrhenius, chimiste Suédois (Prix Nobel 1903) prédit que l'utilisation intensive des combustibles fossiles engendrera un réchauffement climatique. Il donne un ordre de grandeur : 4°C en plus pour un doublement du CO 2 dans lair.
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18/63 Présentation référence Assez loin dans le passé… En 2050 Si on continue comme maintenant ? en 2005 380 ppm Température Teneur en CO2 Petit & al, Nature, Juin 1999
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19/63 Présentation référence Un peu moins loin Il semble que quelque chose se soit passée dans les 200 dernières années… non ? IPCC, FAR, 2007
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20/63 Présentation référence On observe (bien) une hausse de T IPCC, TAR, 2001 MAIS EST-CE SUFFISANT ? IPCC, FAR, 2007
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21/63 Présentation référence Mais est-ce bien suffisant ? Le climat est un système très complexe Processus variés: dynamique, physique, chimie, biologie… Echelles spatiales extrêmes: cm à plusieurs milliers de km Echelles temporelles extrêmes: minute au siècle Le processus de leffet de serre est bien compris laugmentation de la température toute chose égales par ailleurs est fiable. Mais cela nest pas suffisant pour justifier la responsabilité humaine et encore moins pour prévoir lavenir (rétroactions ?). ce nest parce que les gaz à effet de serre réchauffent le climat et quon constate un réchauffement que ce sont les gaz à effet de serre qui sont les contributeurs principaux de ce réchauffement. NECESSITE DE MODELISER
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22/63 Présentation référence Les rétroactions forçage système climatique Q s Pour une perturbation donnée (effet de serre Q), la réponse dun système (la température de la Terre T) dépend de sa sensibilité à ce type de perturbation (s) et des rétroactions (f). T = s Q f f T = s (Q + f T) T = s Q / (1 - s f )
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23/63 Présentation référence Exemples de rétroactions La vapeur deau Lorsque la température augmente, la pression de vapeur saturante augmente très rapidement A taux dhumidité constante, le contenu en vapeur d'eau de l'atmosphère va donc augmenter Puisque H 2 O est un puissant gaz à effet de serre, c'est une rétroaction positive très forte. Effet bien compris Pression de vapeur saturante Température Lalbédo = Fraction de lénergie solaire réfléchie par la Terre A priori, un climat plus chaud conduit à une fonte des neiges plus rapide. L'albédo de la Terre risque donc de diminuer. Le flux solaire absorbé va donc augmenter On peut alors sattendre à une augmentation des températures encore plus forte Effet régional important
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24/63 Présentation référence les modèles
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25/63 Présentation référence Quid du futur ? IPCC, FAR, 2007 Les modèles ne savent pas reproduire lévolution de la température du 20ème siècle sans faire intervenir les émissions humaines. On « démontre » ainsi par labsurde la responsabilité de lhomme !
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26/63 Présentation référence Quest-ce qui réchauffe ? IPCC, FAR, 2007Based on Meehl et al., 2004
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27/63 Présentation référence Que disent les models pour le futur ? IPCC, FAR, 2007 Comme les modèles comprennent relativement bien le passé, pourquoi ne pas les faire continuer dans le futur ? Il faut alors faire des scénarios sur le comportement de lhomme…
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28/63 Présentation référence Que disent les modèles pour le futur ? IPCC, FAR, 2007
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29/63 Présentation référence Que disent les models pour le futur ? IPCC, FAR, 2007 Des différences entre les modèles montrent que les connaissances sont à ce jour insuffisantes pour se prononcer clairement sur les changements locaux de précipitations. En France, ce serait plutôt moins de pluie en été et plus de pluie en hiver…
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30/63 Présentation référence Un phénomène irréversible ? Le système climatique continue à évoluer bien après que les émissions soient réduites ! Aujourdhui 100 ans Emissions CO 2 Concentrations de CO2 100-300 ans Température (siècles) Niveau de locéan (expansion thermique) Niveau de locéan Fonte des calottes glaciaires 1000 ans Source : D. Hauglustaine, LSCE IPCC, 2001
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31/63 Présentation référence 2. Quels impacts dun réchauffement futur ?
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32/63 Présentation référence 5 degrés ça na pas lair grave, non ? Il y a 20000 ans : dernière ère glaciaire Aujourdhui -> Si 5 degrés de moins nous font passer daujourdhui à une ère glaciaire, on peut bien imaginer que quelques degrés de hausse entraînera une modification radicale du monde actuel Période glaciaire : dimmenses glaciers, épais de plusieurs km, recouvrent lAmérique et lEurope du nord. Le sol de la France est gelé en permanence, et inapte aux cultures. La température de lEurope est plus basse de 8 à 10 °C mais celle des tropiques a peu varié Période glaciaire : on passe à pied sec de France en Angleterre : la mer est plus basse de 120 mètres ! Depuis le dernier maximum glaciaire, la moyenne planétaire na augmenté «que» de 5°C, mais notre planète a considérablement changé.
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33/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Impacts sur les écosystèmes (affaiblissements, disparitions, déplacements)
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34/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Répartition du hêtre maintenant et dans 100 ans si on continue comme aujourdhui: Répartition de lépicéa maintenant et dans 100 ans si on continue comme aujourdhui: Badeau et al., 2004
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35/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Impacts sur les écosystèmes (affaiblissements, disparitions, déplacements) Augmentation du niveau des océans
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36/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Climate Change 2001, the scientific Basis, IPCC Élévation du niveau des océans à plus long terme, suite à la fonte partielle ou totale du Groenland. Les températures mentionnées sont les élévations au-dessus du Groenland atteintes en 3000 (nécessairement très supérieures aux élévations planétaires en 2100). Un problème analogue se pose pour la calotte «occidentale» de l Antarctique. Et si nous relisions les mythes du déluge…
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37/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Impacts sur les écosystèmes (affaiblissements, disparitions, déplacements) Augmentation du niveau des océans Impacts sur les courants marins et donc sur les climats régionaux Modification des phénomènes extrêmes (dont pics de chaleur, précipitations intenses, sécheresses, etc) Augmentation du « trou dozone » Impacts directs sur la santé humaine (déplacement des zones endémiques pour les maladies, conséquences des phénomènes brusques, etc).
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38/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Potentiel épidémique du paludisme en fonction de la température. J.-P. Besançenot, La jaune et La Rouge, 2000 La chaleur est généralement favorable aux micro-organismes, ce qui sapplique aussi à ceux qui sont pathogènes. Les risques évoqués concernent : augmentation des zones concernées par les maladies à vecteurs (paludisme, fièvre jaune, dengue, fièvre de la vallée du Rift...) aussi bien dans la population que pour les animaux sauvages ou domestiques (Lucilie bouchère, maladie de la langue bleue, etc), la remontée vers le Nord de pathologies des plantes et animaux augmentation de la virulence des micro-organismes pathogènes en général ?
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39/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Avec une amplitude qui dépendra de nos émissions : Impacts sur les écosystèmes (affaiblissements, disparitions, déplacements) Augmentation du niveau des océans Impacts sur les courants marins et donc sur les climats régionaux Modification des phénomènes extrêmes (dont pics de chaleur, précipitations intenses, sécheresses, etc) Augmentation du « trou dozone » Impacts directs sur la santé humaine (déplacement des zones endémiques pour les maladies, conséquences des phénomènes brusques, etc). Et nous ne ferons jamais le tour de toutes les mauvaises surprises possibles à lavance, puisque la situation est inédite Et encore acidification de locéan, risques géopolitiques, de conflits, etc...
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40/63 Présentation référence Les conséquences au premier ordre… Notre connaissance des processus nest que nécessairement partielle : il faut donc parler de risques de dommages, avec une probabilité plus ou moins élevée, et non de conséquences certaines. Attention à ne pas confondre conditionnels et futurs simples : tout ce qui est possible narrivera pas nécessairement, mais plus nous émettons, et plus le risque est sérieux de dépasser des seuils. Cest nous qui faisons donc le temps de lavenir ! Attention aussi à ne pas confondre « ignorance » et « garantie quil ne se passera rien » ! Lignorance nest pas une police d assurance. Attention aussi à ne pas raisonner à capacité de réaction constante : louragan Katrina aurait été beaucoup plus destructeur si les hélicoptères navaient pas eu de kérosène dans leurs réservoirs… En clair, plus nous attendons, plus ce sera difficile et douloureux.
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41/63 Présentation référence 3. Le cycle du carbone
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42/63 Présentation référence Le cycle du carbone ATMOSPHERE CARBONE GEOLOGIQUE (FOSSILE) OCEAN BIOSPHERE
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43/63 Présentation référence CARBONE GEOLOGIQUE (FOSSILE) Le cycle du carbone ATMOSPHERE OCEAN BIOSPHERE
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44/63 Présentation référence CARBONE GEOLOGIQUE (FOSSILE) Le cycle du carbone ATMOSPHERE OCEAN BIOSPHERE Utilisation des sols
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45/63 Présentation référence CARBONE GEOLOGIQUE (FOSSILE) Le cycle du carbone ATMOSPHERE OCEAN BIOSPHERE Utilisation des sols 6,4 + 1,6 – 2,6 – 2,2 = 3,2 PtC 3,2 6,4 1,62,6 2,2 Pour un monde durable il faut émettre de lordre de : (6,4 - 3,2) / 6,4 = 50% de ce quon émet aujourdhui
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46/63 Présentation référence Le cycle du carbone : en résumé Océan : 30 % mais jusquà quand ? Biosphère : variable Attention ! Canadell, Le Quere, Raupach et al. (2007) Nature (soumis)
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47/63 Présentation référence 4. Les tendances autour du globe
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48/63 Présentation référence Léquation de Kaya F = émissions de gaz à effet de serre P = population G = PIB E = énergie primaire utilisée LEquation de Kaya (Nakicenovic, 2004) : F = P * (G/P) * (E/G) * (F/E) Emissions = Population production par personne intensité énergétique de léconomie contenu en CO2 de lénergie A diviser par plus de 2 au niveau mondial !! Comment joue ton sur les 3 derniers termes ?
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49/63 Présentation référence Léquation de Kaya Emission de gaz à effet de serre Population PIB par habitant Intensité en carbone du PIB
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50/63 Présentation référence Léquation de Kaya pour les autres pays Kaya identity:
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51/63 Présentation référence Léquation de Kaya pour les autres pays Noter le changement déchelle
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52/63 Présentation référence Bilan par régions du globe Ce que les pays occidentaux reprochent à la Chine Ce que la Chine reproche aux pays occidentaux
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53/63 Présentation référence Cest quoi un développement durable ? Émissions de CO 2 par habitant (en tonne équivalent carbone) en 1998 et « droits maximaux à émettre sans perturber le climat ». Source UNFCCC. Droit maximal à émettre si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO 2 par 2, avec 6 milliards dhabitants Idem si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO 2 par 3, avec 9 milliards dhabitants
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54/63 Présentation référence 5. Quest-ce qui « fait » de leffet de serre ?
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55/63 Présentation référence En France par type dénergie Répartition par type d'énergie de la consommation d'énergie finale (celle qui est facturée au client) en France en 2002. Source Ministère de l'Industrie.
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56/63 Présentation référence En France par secteur émissions de gaz à effet de serre en France en 2001. Répartition par secteur des émissions de gaz à effet de serre en France en 2001. Source : CITEPA, 2002 Source : CITEPA, 2002
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57/63 Présentation référence Quel acte de la vie quotidienne ? Quelques exemples de contenus énergétiques (toutes énergies confondues) en kWh 1AR Paris - New York en avion (en comptant tous les gaz) Environ 400 litres dessence par passager environ 1 tonne de carbone 1 an de chauffage au gaz naturel dune maison de 100m2 (moyenne) Environ 30MWh environ 1,9 tonne de carbone 30 kg de légumes environ 5 kg de carbone 30 kg de viande de bœuf environ 120 kg de carbone 10000 km en voiture (cylindrée moyenne, mix urbain-campagne, prenant en compte raffinage et construction mais sans compter les autres gaz que le CO2) environ 1 tonne de carbone
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58/63 Présentation référence Les transports en France Emissions de gaz à effet de serre, en grammes équivalent carbone par km parcouru, selon les modes de transport. Source Jancovici, 2001
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59/63 Présentation référence Lalimentation Peut-on tous manger bio ? 100 kgs de viande par an par personne ! Hectares nécessaire à lalimentation en Allemagne en fonction du pourcentage de produits « animaux » dans lalimentation, Seemueller, 2000, cité par Lotter, 2003 Consommation de viande par Français et par an, Source : Bernard Sauvant, INRA Source : Jancovici/Ademe, Bilan Carbone, 2006
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60/63 Présentation référence 6. Que faire…
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61/63 Présentation référence Les Français sont des esclavagistes ! « Equivalent esclave » de chaque poste de consommation dénergie : chaque Français dispose aujourdhui de léquivalent de 100 esclaves à sa disposition en permanence. On a donc une marge de manœuvre importante avant le retour à l «Age de Pierre», non ? Source : Jancovici
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62/63 Présentation référence La tragédie des biens communs… Sur un pâturage utilisable par tous, chaque fermier essaie de maximiser son profit en ayant un maximum de vaches par rapport à son voisin. Après quelques temps le bien commun devient surexploité et commence à se dégrader. A ce moment-là, le fait quun fermier ajoute un animal de plus a une composante positive et négative : –Positive : environ tout laspect positif davoir un animal de plus. –Negative : la dégradation du bien commun pour le collectif, le fermier nen souffre que peu indivuellement. En conséquence il décide dajouter un animal, puis un autre, et chaque fermier fait de même. Jusquà… la destruction du bien commun "Freedom in a commons brings ruin to all". La réponse de Hardin : des mesures coercitives consenties communément. Hardin G (1968) The tragedy of the commons. Science 162, 1243. "If Australia stopped all its greenhouse gas emissions, the benefit would be wiped out by growth of Chinese emissions in just 9 months Australian Prime Minister, J. W. Howard, 2006 Mon avis : évitons de dire que ce sont dabord aux autres dagir. Lexemple est le meilleur moteur du changement.
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63/63 Présentation référence Les renouvelables : ordres de grandeur Mon avis : les renouvelables ne sont pas « LA solution » mais lutilisation des différentes sources est très intéressante... à condition que la consommation des autres énergies baissent ! Contribution des sources renouvelables, hors bois, à l'approvisionnement énergétique mondial, en Millions de tonnes équivalent pétrole. Contribution des sources renouvelables au bilan énergétique français, en millions de tonnes équivalent pétrole (1 tonne équivalent pétrole = 11.600 kWh).
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64/63 Présentation référence Baisser les dépenses de chauffage… Economies d'énergie cumulables 25 34 57 67 73 85 100 020406080100 Apports solaires 30% Oss bois ou iso ext Isolation +30% Système de chauffage Apports solaires 15% Ventilation Hygro B Bâtiment référence Consommation en kWh/m2.an ConsommationEconomie -15% -12% -6% -10% -23% -10% N.DESVIGNES et E.LHUILLIER CHAUZIT (architecte dplg), Présenté au salon Ecobat + 2 tonnes+ 400 ~ 23°CT-Shirt + 1 tonne+ 200 ~ 21°CChemise 5 tonnes1000 ~ 19°CPull Émission GES équivalent CO2 Dépenses annuelles Température Mais bien sûr le plus simple et le premier des gestes qui a un impact est de baisser le chauffage… RAPPEL : 1 an de chauffage au gaz naturel dune maison de 100m2 (moyenne) = environ 1,9 tonne de carbone
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65/63 Présentation référence Quelques pistes très intéressantes - Le bioclimatique joue sur la majeure partie des 1,9 teC émis par une maison moyenne pour se chauffer (un Français émet 2,2 teC par an en moyenne). Il peut être couplé à une baisse du chauffage, du solaire thermique, un puits canadien… - Développer une agriculture diversifiée, biologique, moins carnée et locale permet déviter le transport des marchandises, lutilisation de phytosanitaires et aident à préparer la biodiversité au changement climatique. Par exemple les AMAP et les Jardins de Cocagne qui participent aussi aux volets sociaux et économiques du développement durable. - Encourager le train, les transports en commun, le covoiturage, le vélo et non lavion et la voiture personnelle…
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66/63 Présentation référence Sauvés par la technique ? Les énergies renouvelables : attention de ne pas confondre 1 et 100… Le nucléaire : attention de ne pas confondre court et long terme. Des voitures qui ne consomment presque pas ? Un avion qui volerait au jus de citron ? Ou comment croire que les ingénieurs résoudront tout et détourneront les lois de la physique… Lefficacité énergétique naide pas à baisser nos émissions si le prix de lénergie naugmente pas. Ce qui se passera immanquablement un jour, mais plus violemment si on ne fait rien. Il faut donc mieux apprendre la sobriété en douceur… taxe carbone (2ème proposition du Pacte écologique de N. Hulot)
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67/63 Présentation référence La sobriété heureuse ? Quelques citations de Gandhi qui peuvent concerner notre problème… "La civilisation, au vrai sens du terme, ne consiste pas à multiplier les besoins, mais à les limiter volontairement. C'est le seul moyen pour connaître le vrai bonheur et nous rendre plus disponible aux autres. Il faut un minimum de bien-être et de confort; mais passé cette limite, ce qui devrait nous aider devient une source de gêne. Vouloir créer un nombre illimité de besoins pour avoir ensuite à les satisfaire n'est que poursuite du vent. Ce faux idéal n'est qu'un traquenard". "Il y a assez sur Terre pour les besoins de chacun mais pas assez pour lavidité de chacun". "Vivre tous, simplement, pour que tous puissent, simplement vivre". "Soyez vous-même le changement que vous voulez voir dans le Monde".
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68/63 Présentation référence MERCI DE VOTRE ATTENTION
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