Limiter d’ici 2100 le réchauffement climatique global bien en deçà de 2°C par rapport aux niveaux préindustriels. L’objectif a été gravé dans le marbre avec l’Accord de Paris signé par 196 pays sur les 197 que reconnaît l’ONU. Pour atteindre cet objectif, les émissions de gaz à effet de serre (GES), première cause du réchauffement climatique, devront être réduites de moitié tous les 10 ans.

Mais pour s’assurer que les pays tiennent leurs engagements, faut-il encore être en capacité de mesurer et de suivre les émissions de gaz à effet de serre à travers le monde. En 2018, ce n’est toujours pas le cas.

Vingt scientifiques embarqués pour quatre ans

C’est alors tout l’objet de la chaire industrielle Trace (Tracking carbon emissions), un programme de recherche français sélectionné par l’ Agence nationale de recherche et lancé ce mardi à Paris. Pendant quatre ans, une vingtaine de scientifiques plancheront sur de meilleures méthodes de suivi des émissions anthropiques (produites par l’homme) de deux puissants gaz à effet de serre : le dioxyde de carbone et le méthane. Plusieurs laboratoires scientifiques sont impliqués. Essentiellement, le Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) et le Laboratoire de météorologie dynamique (LMD). Le budget ? 1,5 million d’euros, cofinancé pour moitié par les entreprises Suez, Total et Thales Alenia Space. « La France n’est pas la seule sur le coup, précise Philippe Ciais, directeur de recherche au LSCE et qui coordonnera ce programme de recherche. L’Allemagne, la Chine, les Royaume-Uni, les Etats-Unis ont aussi des programmes similaires. »

Si tous s’y mettent, c’est bien que les instruments de mesures actuels sont loin d’être satisfaisants. Il y a bien pourtant un peu plus de 150 stations au sol à travers le monde aujourd’hui. « C’est peu et on n’a gagné qu’une trentaine de nouvelles stations depuis le début des années 2000, explique Philippe Ciais. Surtout, ce réseau permet essentiellement de faire des analyses à l’échelle de très grandes régions et plus d’ailleurs sur les émissions naturelles de gaz à effet de serre. Quel est par exemple le rôle des océans dans l’absorption du CO2 ? »

Mettre sur pied des mesures indépendantes des Etats

Autrement dit, ces 150 stations ne permettent pas de rentrer dans le détail. A ce jour alors, les inventaires d’émissions de gaz à effet de serre reposent sur des données statistiques de consommation énergétique que fournissent chaque année les pays. En particulier les quantités consommées de charbon, de pétrole et de gaz. A chacune de ces énergies est associé un taux d’émissions de GES. « Par exemple, on sait que la combustion d’un kWh de fioul génère 270 g de CO2 », expliquait en 2015 au magazine Science et Avenir le climatologue Marc Gilet. « Le problème, reprend Philippe Ciais, c’est que ces inventaires sont très incertains dans certains pays et ne sont pas toujours vérifiés ni même vérifiables avec des données indépendantes ». Pour un pays émergent comme la Chine, le chercheur du LSCE estime la part d’incertitudes sur les chiffres fournis « de 10 à 15 % ».

Pour mettre sur pied des mesures qui ne dépendent pas du bon vouloir des Etats, la chaire Trace regarde vers le ciel, plus précisément du côté des satellites artificiels. L’idée n’est pas tout à fait nouvelle. GoSat, lancé par le Japon en 2009, puis Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2), mis en orbite en 2014, étaient déjà des satellites dédiés à la mesure des niveaux de dioxydes de carbone. « Ces deux expérimentations ont montré qu’il était possible de mesurer les émissions de C02 depuis l’espace, reprend Philippe Ciais. Leur impact a malgré tout été limité dans la mesure où les capteurs embarqués à bord ne permettaient de faire des mesures « que » sur les zones survolées. Il n’y avait pas de mesures en continu. »

Préparer une seconde génération de satellites

Une lacune que compte gommer Trace en préparant une seconde génération de satellites et d’outils. « Il nous faut mettre au point des capteurs "imageurs" comme celui qu’utilise le satellite Modis, de la Nasa, dédié à l’observation de la biosphère qui lui couvre toute la Terre en un jour, tout en améliorant la qualité des images recueillies », explique Philippe Ciais.

Voilà pour le premier chantier de Trace. Trace s’en fixe un deuxième, cette fois-ci au sol, en développant de nouveaux mini-capteurs qui, positionnés autour des sites industriels, permettront de connaître avec une précision accrue les quantités de gaz à effet de serre émises. Ce deuxième volet concerne plus particulièrement le méthane dont les émissions sont particulièrement difficiles à estimer car elles résultent de fuites lors de l’extraction et de la distribution des hydrocarbures et du charbon ou encore lors de la fermentation de déchets enfouis sous terre. « Nous avons aujourd’hui des capteurs qui permettent de détecter ce type de fuite, mais ils coûtent 60.000 euros, indique Philippe Ciais. Notre ambition sera justement de réduire drastiquement ce coût, de descendre même si possible à 600 euros. »

« Savoir où nous en sommes »

Les travaux de Trace seront très suivis sur ce point par Suez et Total pour arriver à des mesures plus précises des émissions de GES sur leurs sites respectifs. Des usines de traitements de déchets et d’eaux usées pour le premier et des sites d’extraction d’énergies fossiles (gaz naturel notamment) pour le second.

On peut aussi imaginer que les travaux de Trace puissent un jour servir à mieux fliquer -et donc sanctionner les importants émetteurs de gaz à effet de serre. Etats, régions ou entreprises… « Ce n’est pas aujourd’hui l’esprit de l’Accord de Paris, indique toutefois Philippe Ciais. On l’a vu au sommet de Copenhague en 2009, brandir la menace des sanctions fait fuir les acteurs plutôt qu’elle ne les implique. En revanche, nous avons réellement besoin de savoir sur quelle trajectoire de réchauffement climatique nous sommes aujourd’hui. Une trajectoire à 3°C n’a pas du tout les mêmes conséquences climatiques qu’une trajectoire à 2°C. »