QUELS SONT LES EFFETS DES GAZ A EFFET DE SERRE SUR LA COUCHE D'OZONE ? première partie
I) Les gaz à effet de serre
1) Définitions
-Gaz à effet de serre:
Les gaz à effet de serre sont des espèces chimiques contenues dans l'atmosphère où ils emprisonnent la chaleur. Ils retiennent une partie de la chaleur solaire, selon le mécanisme appelé effet de serre que l'on définira plus tard. Ces gaz, dont le principal est le dioxyde de carbone (CO2) constituent minoritairement l'atmosphère, ils représentent 1% de l'atmosphère. L'activité humaine en augmente la concentration.
-Effet de serre:
Les rayons du soleil qui atteignent la Terre réchauffent sa surface et les deux tiers sont absorbés. Sous l'effet de réverbération, le tiers restant est renvoyé sous forme de rayonnement infrarouge vers l'espace, mais se trouve en partie piégé par une couche de gaz située dans la basse atmosphère: celle-ci renvoie la chaleur vers la Terre et contribue à la réchauffer d'avantage. Grâce à cet effet de serre, la température de la Terre est maintenue à 15°C. Sans ce " thermostat naturel " , la température chuterait d'environ 33°C et arriverait donc autour de -18°C. L'effet de serre est dû en partie à l'absorbtion de la chaleur par la vapeur d'eau et les nuages. L'autre partie est donc dû au gaz à effet de serre. L'augmentation de l'effet de serre pourrait provoquer des catastrophes climatiques: sécheresse, fonte des glaces etc...
2) Les différents gaz à effet de serre existants
Il existe plusieurs gaz à effet de serre:
-Il y a l'eau ou H2O:
L'eau est donc un gaz à effet de serre, essentiel pour tous les organismes vivants. Ainsi le corps humain est composé à 70% d'eau. L'eau est généralement liquide, c'est un solvant très efficace. La formule donc de l'eau est H2O, deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. L'eau compose à 70% la surface de la Terre ( 97% d'eau salée et 3% d'eau douce,sous plusieurs formes : gazeuse, liquide et glace ) . L'eau occupe 0,3% de l'atmosphère.
-molécule d'eau
-Il y a le gaz carbonique ou CO2:
Le dioxyde de carbone est une espèce chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène, sa formule est CO2. Sa formule de Lewis est O=C=O. Le CO2 est un gaz incolore. Il est présent à environ 0,0375% dans l'atmosphère,sa concentration augmente de 0,0002% par an à cause de l'activité humaine. C'est donc un gaz à effet de serre. Il est notamment produit lors de la respiration des être-vivant, des végétaux, et lors de la combustion de composés carboniques.
-Il y a le méthane ou CH4 :
Le méthane est un gaz inodore, incolore et non-toxique. Il est composé de quatres atomes d'hydrogène et d'un atome de carbone. C'est le principal constituant du gaz naturel. Il est libéré dans l'atmosphère lors de la décomposition de matière organique dans des milieux à faible niveau d'oxygène.
Il contribue fortement à l'effet de serre et sa durée de vie est de l'ordre de la décénie: dix ans. Les sources naturelles de méthane sont les marais, les terres marécageuses et les océans. Les sources non naturelles c'est à dire humaine, sont la brûlure des combustibles fossiles, ou les sites où sont enfouits les déchets. La grande partie du méthane est détruite dans l'atmosphère par les réactions avec les ions hydroxydes (HO). Le méthane, dont la concentration a plus que doublée depuis la Révolution industrielle, est en troisième place, après la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone.
-molécule de méthane:
-Il y a le protoxyde d'azote ou N2O:
Le protoxyde d'azote ou oxyde nitreux a pour formule N2O, deux atomes d'azote et un atome d'hydrogène, il est aussi appelé gaz hilarant. C'est donc un gaz à effet de serre, il est aussi utilisé pour anésthésié, ou bien comme oxydant dans les moteurs de fusée. C'est le quatrième gaz le plus polluant, c'est à dire qui contribue au réchauffement de la planète après la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et le méthane. Son pouvoir de réchauffement correspond à 296 fois celui du CO2.
-molécule de protoxyde d'azote:
violet= N
rouge= O
-Il y a l'ozone ou O3:
L'ozone est une espèce chimique composé de trois atomes d'oxygène (O3). L'ozone a tendance à se décomposer naturellement en dioxygène. A température ambiante c'est un gaz bleu pale. Il se liquéfie à -111,9°C sous forme d'un liquide bleu foncé et se solidifie à -192,5°C. L'ozone est produit par décharge électrique dans du dioxygène. L'ozone réagit avec les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux pour former des ozonides (M + O3-----> MO3), instables et réagissent avec l'eau pour former du dioxygène. Cette succession de réactions chimiques explique le caractère polluant de l'ozone lorsqu'il est dans l'atmosphère près du sol. L'ozone est perçu par l'odorat humain contrairement au dioxygène inodore. Il a une odeur très caractéristique, légèrement piquante. Lorsqu'il est respiré a trop forte quantité, il devient toxique.
-molécule d'ozone:
-Il y a les CFC ou chlorofluocarbures:
Les CFC sont des composés chimiques commercialement appelé Féon. Ils sont incolores, inodores, ininflamables et non-corrosifs à l'etat liquide ou gazeux. Il ne sont pas toxiques mais leurs produits de décomposition peuvent être dangereux. Les Halons et les HCFC sont les deux principaux dérivés des CFC. Ils peuvent être utilisés comme gaz propulseur des aérosols, comme solvant ou comme extincteurs, ils peuvent avoir plusieurs autres fonctions. Les CFC sont responsables de la destruction de la couche d'ozone dans la stratosphère, de plus ils absorbent les rayons UV de haute énergie donc ils contribuent beaucoup à l'augmentation de l'effet de serre. La production de CFC à été stoppée en 1987 à Montréal par les grands pays producteur de CFC. En Europe, les CFC ne doivent plus être mis sur le marché, depuis le premier octobre 2000 et depuis le premier janvier 2002, ils doivent être récupérés et détruit.
-molécules de CFC:
Voici quelques valeurs des émissions des gaz à effet de serre:
Ce diagramme circulaire concerne le Canada
3) A quoi sont dû les gaz à effet de serre ?
Les gaz à effet de serre sont présent dans l'atmosphère naturellement, ils représentent 1% de la composition de l'atmosphère. Cependant l'homme en émet beaucoup, donc nous allons voir quels sont les pricipaux secteurs émeteurs de ces gaz:
-Transport routier:
Le secteur des transports routier est l'un des principaux secteurs émetteurs de gaz à effet de serre en agglomération urbaine. Les émissions liées à ce secteur sont dû à l'ensemble des véhicules : véhicules utilitaires, poids lourds, véhicules industriels et les deux roues.
-Secteur résidentiel:
Les émissions de ce secteur sont dû au chauffage et à l'utilisation de l'eau chaude sanitaire. Le chauffage consomme de l'énergie et donc émet des gaz à effet de serre.
-Secteur tertiaire:
La contributon de ce secteur, aux émissions de gaz à effet de serre est déterminée en calculant la consommation énergétique de chaque activité de ce secteur. Elle est proportionelle au nombre d'effectif dans les entreprises et dans les établissements scolaires.
-Secteur de transformation d'energie:
Dans ce secteur sont traitées les industries qui produisent et qui transforment l'énergie comme les chaufferies urbaines.
-Combustion dans l'industrie manufacturière:
Comme dans le secteur tertiaire la contribution de ce secteur est calculée à partir des données de consommation d'énergie.
-Secteur biogénique:
Ici le domaine concerné est l'agriculture. C'est à partir des exploitations agricoles, la quantité d'engrais utilisé, les surfaces agricoles et le type de culture que sont calculées les émissions des gaz à effet des serre. Comme autre domaine dans ce secteur, il y a les avions.
1) Définitions
-Gaz à effet de serre:
Les gaz à effet de serre sont des espèces chimiques contenues dans l'atmosphère où ils emprisonnent la chaleur. Ils retiennent une partie de la chaleur solaire, selon le mécanisme appelé effet de serre que l'on définira plus tard. Ces gaz, dont le principal est le dioxyde de carbone (CO2) constituent minoritairement l'atmosphère, ils représentent 1% de l'atmosphère. L'activité humaine en augmente la concentration.
-Effet de serre:
Les rayons du soleil qui atteignent la Terre réchauffent sa surface et les deux tiers sont absorbés. Sous l'effet de réverbération, le tiers restant est renvoyé sous forme de rayonnement infrarouge vers l'espace, mais se trouve en partie piégé par une couche de gaz située dans la basse atmosphère: celle-ci renvoie la chaleur vers la Terre et contribue à la réchauffer d'avantage. Grâce à cet effet de serre, la température de la Terre est maintenue à 15°C. Sans ce " thermostat naturel " , la température chuterait d'environ 33°C et arriverait donc autour de -18°C. L'effet de serre est dû en partie à l'absorbtion de la chaleur par la vapeur d'eau et les nuages. L'autre partie est donc dû au gaz à effet de serre. L'augmentation de l'effet de serre pourrait provoquer des catastrophes climatiques: sécheresse, fonte des glaces etc...
2) Les différents gaz à effet de serre existants
Il existe plusieurs gaz à effet de serre:
-Il y a l'eau ou H2O:
L'eau est donc un gaz à effet de serre, essentiel pour tous les organismes vivants. Ainsi le corps humain est composé à 70% d'eau. L'eau est généralement liquide, c'est un solvant très efficace. La formule donc de l'eau est H2O, deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. L'eau compose à 70% la surface de la Terre ( 97% d'eau salée et 3% d'eau douce,sous plusieurs formes : gazeuse, liquide et glace ) . L'eau occupe 0,3% de l'atmosphère.
-molécule d'eau
-Il y a le gaz carbonique ou CO2:
Le dioxyde de carbone est une espèce chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène, sa formule est CO2. Sa formule de Lewis est O=C=O. Le CO2 est un gaz incolore. Il est présent à environ 0,0375% dans l'atmosphère,sa concentration augmente de 0,0002% par an à cause de l'activité humaine. C'est donc un gaz à effet de serre. Il est notamment produit lors de la respiration des être-vivant, des végétaux, et lors de la combustion de composés carboniques.
-Il y a le méthane ou CH4 :
Le méthane est un gaz inodore, incolore et non-toxique. Il est composé de quatres atomes d'hydrogène et d'un atome de carbone. C'est le principal constituant du gaz naturel. Il est libéré dans l'atmosphère lors de la décomposition de matière organique dans des milieux à faible niveau d'oxygène.
Il contribue fortement à l'effet de serre et sa durée de vie est de l'ordre de la décénie: dix ans. Les sources naturelles de méthane sont les marais, les terres marécageuses et les océans. Les sources non naturelles c'est à dire humaine, sont la brûlure des combustibles fossiles, ou les sites où sont enfouits les déchets. La grande partie du méthane est détruite dans l'atmosphère par les réactions avec les ions hydroxydes (HO). Le méthane, dont la concentration a plus que doublée depuis la Révolution industrielle, est en troisième place, après la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone.
-molécule de méthane:
-Il y a le protoxyde d'azote ou N2O:
Le protoxyde d'azote ou oxyde nitreux a pour formule N2O, deux atomes d'azote et un atome d'hydrogène, il est aussi appelé gaz hilarant. C'est donc un gaz à effet de serre, il est aussi utilisé pour anésthésié, ou bien comme oxydant dans les moteurs de fusée. C'est le quatrième gaz le plus polluant, c'est à dire qui contribue au réchauffement de la planète après la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et le méthane. Son pouvoir de réchauffement correspond à 296 fois celui du CO2.
-molécule de protoxyde d'azote:
violet= N
rouge= O
-Il y a l'ozone ou O3:
L'ozone est une espèce chimique composé de trois atomes d'oxygène (O3). L'ozone a tendance à se décomposer naturellement en dioxygène. A température ambiante c'est un gaz bleu pale. Il se liquéfie à -111,9°C sous forme d'un liquide bleu foncé et se solidifie à -192,5°C. L'ozone est produit par décharge électrique dans du dioxygène. L'ozone réagit avec les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux pour former des ozonides (M + O3-----> MO3), instables et réagissent avec l'eau pour former du dioxygène. Cette succession de réactions chimiques explique le caractère polluant de l'ozone lorsqu'il est dans l'atmosphère près du sol. L'ozone est perçu par l'odorat humain contrairement au dioxygène inodore. Il a une odeur très caractéristique, légèrement piquante. Lorsqu'il est respiré a trop forte quantité, il devient toxique.
-molécule d'ozone:
-Il y a les CFC ou chlorofluocarbures:
Les CFC sont des composés chimiques commercialement appelé Féon. Ils sont incolores, inodores, ininflamables et non-corrosifs à l'etat liquide ou gazeux. Il ne sont pas toxiques mais leurs produits de décomposition peuvent être dangereux. Les Halons et les HCFC sont les deux principaux dérivés des CFC. Ils peuvent être utilisés comme gaz propulseur des aérosols, comme solvant ou comme extincteurs, ils peuvent avoir plusieurs autres fonctions. Les CFC sont responsables de la destruction de la couche d'ozone dans la stratosphère, de plus ils absorbent les rayons UV de haute énergie donc ils contribuent beaucoup à l'augmentation de l'effet de serre. La production de CFC à été stoppée en 1987 à Montréal par les grands pays producteur de CFC. En Europe, les CFC ne doivent plus être mis sur le marché, depuis le premier octobre 2000 et depuis le premier janvier 2002, ils doivent être récupérés et détruit.
-molécules de CFC:
Voici quelques valeurs des émissions des gaz à effet de serre:
Ce diagramme circulaire concerne le Canada
3) A quoi sont dû les gaz à effet de serre ?
Les gaz à effet de serre sont présent dans l'atmosphère naturellement, ils représentent 1% de la composition de l'atmosphère. Cependant l'homme en émet beaucoup, donc nous allons voir quels sont les pricipaux secteurs émeteurs de ces gaz:
-Transport routier:
Le secteur des transports routier est l'un des principaux secteurs émetteurs de gaz à effet de serre en agglomération urbaine. Les émissions liées à ce secteur sont dû à l'ensemble des véhicules : véhicules utilitaires, poids lourds, véhicules industriels et les deux roues.
-Secteur résidentiel:
Les émissions de ce secteur sont dû au chauffage et à l'utilisation de l'eau chaude sanitaire. Le chauffage consomme de l'énergie et donc émet des gaz à effet de serre.
-Secteur tertiaire:
La contributon de ce secteur, aux émissions de gaz à effet de serre est déterminée en calculant la consommation énergétique de chaque activité de ce secteur. Elle est proportionelle au nombre d'effectif dans les entreprises et dans les établissements scolaires.
-Secteur de transformation d'energie:
Dans ce secteur sont traitées les industries qui produisent et qui transforment l'énergie comme les chaufferies urbaines.
-Combustion dans l'industrie manufacturière:
Comme dans le secteur tertiaire la contribution de ce secteur est calculée à partir des données de consommation d'énergie.
-Secteur biogénique:
Ici le domaine concerné est l'agriculture. C'est à partir des exploitations agricoles, la quantité d'engrais utilisé, les surfaces agricoles et le type de culture que sont calculées les émissions des gaz à effet des serre. Comme autre domaine dans ce secteur, il y a les avions.