La Terre chauffée par les rayons du Soleil réemet vers l'espace une partie de l'énergie reçue. Celle-ci peut être absorbée par la troposphère, qui s'élève à environ seize kilomètres, ce qui limite les pertes thermiques. Mais ce phénomène naturel peut aussi conduire à un réchauffement de la planète si le mécanisme d'absorption est trop efficace et confine le système terrestre, comme ce qui se passe pour des plantes à l'abri des vitrages d'une serre qui piègent le rayonnement du sol.

Des gaz indispensables…

Cette faculté de réchauffement, la troposphère la doit à la présence naturelle de gaz absorbeurs de rayonnement infrarouge, dits « gaz à effet de serre ». Il s'agit, en particulier, de vapeur d’eau, de gaz carbonique (CO2) – rejeté notamment par les êtres vivants lorsqu'ils respirent et qui représente plus de 70% des émissions de gaz à effet de serre – ou encore de méthane (CH4). Sans ces gaz, qui retiennent une partie de la chaleur émise par la surface de la Terre sous l'effet des rayons du Soleil, la température moyenne de la Terre avoisinerait les - 18 °C au lieu de + 15 °C ! L'effet de serre participe ainsi à l’équilibre thermique de la planète.

… dans certaines limites !

Depuis quelques décennies, il ne fait cependant plus aucun doute que les activités humaines viennent perturber un équilibre qui s’est maintenu durant des millions d’années. Elles entraînent, en effet, une augmentation de la concentration des gaz à effet de serre qui atteint aujourd’hui un seuil critique.
Mesuré de manière systématique depuis 1958, le taux de gaz carbonique est ainsi passé de 315 à 353 cm3 par m3 d’air en trente ans. L’analyse de l’air piégé dans les glaces polaires montre que cette augmentation remonte en réalité au début de l’ère industrielle.
Le CO2 est l’un des principaux gaz produit par l’utilisation des combustibles fossiles (charbon, gaz, pétrole) dans l’industrie et les transports. La destruction systématique des forêts tropicales participe aussi à cette élévation, et à plusieurs titres : par le dégagement de CO2 dans l'atmosphère lors des incendies, mais aussi parce que les végétaux détruits ne jouent plus leur rôle majeur d’absorption du carbone par photosynthèse.
Le méthane connaît lui aussi une augmentation : sa concentration a doublé depuis 200 ans et continue de s'élever au rythme de 1 % par an. Principale cause : l'augmentation des activités agricoles, avec l'accroissement du cheptel de ruminants et la multiplication des rizières. Une conséquence de la poussée démographique, la population mondiale étant passée, en un siècle, de 1,6 milliard d'habitants à plus 6 milliards aujourd'hui.
A ce bilan déjà lourd, viennent s’ajouter des gaz à effet de serre qui jusqu’alors étaient absents de l'atmosphère. Les composés chlorofluorocarbonés (CFC), utilisés durant des années par l’industrie dans les systèmes de refroidissement, les mousses et les solvants de nettoyage, se retrouvent ainsi dans la troposphère. Leur concentration est, certes, 46 000 fois inférieure à celle du CO2, mais leur contribution dans l’effet de serre se révèle autrement plus efficace. Ils absorbent en effet 10 000 fois plus le rayonnement infrarouge que le CO2. La Communauté européenne a interdit depuis 1995 la production et l'utilisation des CFC car ils ont été rendus responsables de la destruction de la couche d'ozone stratosphérique. Un phénomène qui n'a rien à voir avec l'effet de serre.
Les CFC ne sont pas les seuls nouveaux venus : engrais et carburants fossiles enrichissent la troposphère en oxyde d’azote à raison de 0,2 à 0,3% par an, tandis que la pollution fournit généreusement l’atmosphère en ozone.
En toute logique, l’augmentation des gaz à effet de serre doit se traduire par un réchauffement planétaire. Les climatologues estiment ainsi que la température moyenne de l’air pourrait s’accroître de 1,2 °C d’ici trente ans. Une élévation qui pourrait paraître négligeable et qui pourtant pourrait perturber toute la machinerie climatique.

Ozone : bonne fée ou mauvais génie

Cette molécule constituée de trois atomes d'oxygène a des effets bien différents selon qu'elle se trouve dans la troposphère (environ 16 km d'altitude) ou dans la stratosphère (environ 40 km d'altitude). A haute altitude, la couche d'ozone arrête le rayonnement ultraviolet nocif provenant du Soleil, alors qu'à basse altitude, ce gaz contribue à renforcer l'effet de serre.