PCF Paris-Saclay

Merci à Valérie Masson-Delmotte d’être parmi nous aujourd’hui. Nous allons parler du climat, du rôle des scientifiques et des politiques. Valérie Masson-Delmotte est climatologue, paléo-climatologue, directrice de recherche au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Elle est responsable du Centre climat-société de l’Institut Pierre-Simon Laplace et membre du Haut Conseil pour le climat et de plusieurs comités éthiques. Elle a été coprésidente du groupe de travail 1 du GIEC et elle a contribué à un récent rapport sur les indicateurs du changement climatique de 2024 qui pointe que les activités humaines augmentent le déséquilibre énergétique de la Terre et entraînent une élévation du niveau de la mer et un réchauffement plus rapide de la Terre dans la dernière décennie.

Nous allons entrer dans le détail pour évoquer d’abord l’état du climat, puis nous parlerons de l’action des politiques publiques, internationales et françaises, sur le climat. Nous ferons un détour sur la situation américaine et terminerons sur un sujet d’importance : les carrières des femmes scientifiques.

Valérie Masson-Delmotte, pourriez-vous nous retracer les grandes évolutions du climat de la Terre telles qu’elles sont connues actuellement ?

VMD

Je ne vais pas vous faire toute l’histoire de la Terre depuis son origine, mais si on regarde à l’échelle des dernières dizaines de millions d’années, l’histoire du climat de la Terre est marquée par une succession de périodes très chaudes, plus chaudes qu’aujourd’hui à l’échelle géologique, avec un niveau naturel plus élevé de dioxyde de carbone (CO₂) et de gaz à effet de serre, par exemple à la période des dinosaures, il y a environ 60 millions d’années. À partir de ce moment-là, on a eu un refroidissement graduel, notamment parce que des facteurs géologiques ont retiré graduellement ce CO₂ de l’atmosphère. Donc le climat s’est refroidi, et à partir d’un certain moment, il a été un peu plus frais. La configuration des continents et des océans a permis le début de l’englacement de l’Antarctique, ce qui a amplifié cette tendance au refroidissement parce que les glaces réfléchissent (donc la Terre absorbe moins et se refroidit – ndlr) ; une fois qu’elles s’installent il y a un effet miroir. Ça a commencé il y a environ 35 millions d’années.

Il y a à peu près 3 millions d’années, l’englacement du Groenland marque le début d’une succession de périodes douces, qu’on appelle interglaciaires, et de périodes encore plus froides, qu’on appelle glaciaires, que l’on décrit parfois comme des cycles. On les comprend comme étant l’ajustement du climat aux variations lentes de la position de la Terre par rapport au Soleil. L’orbite de la Terre autour du Soleil est parfois plus circulaire ou plus elliptique. Le moment où la Terre est plus proche du Soleil change ce qui va répartir différemment l’énergie solaire (une trajectoire très elliptique crée des variations saisonnières importantes, pas de variation avec une trajectoire circulaire – ndlr). C’est le moteur des glaciations. Ce qui est assez formidable, c’est que les premières connaissances sur ce sujet, viennent à partir du XVIIIe siècle avec les travaux des naturalistes sur les fossiles qui témoignent d’environnements différents ou des pollens. La première idée que c’est la position de la Terre autour du Soleil qui a été le moteur des glaciations a été formulée par un mathématicien dans les années 1940, un mathématicien serbe : Milankovic. Plus tard, on a réussi à extraire des sédiments au fond de l’océan et des carottes de glace. C’est à ce moment-là, en les datant, que finalement on a confirmé l’hypothèse du rôle de la position de la Terre autour du Soleil en pouvant dater ces grandes périodes glaciaires ou plus douces. La dernière période glaciaire était il y a 20 000 ans : plus de glace en Europe, plus de glace en Amérique du Nord, et un niveau marin plus bas.

À partir des années 1970, on a réussi aussi à modéliser le climat, l’atmosphère, l’océan, la surface des continents, les glaces et leurs interactions. Cela nous a permis de comprendre les mécanismes à l’œuvre. Ce qui est intéressant, c’est de comprendre justement tous les facteurs qu’on appelle des boucles de rétroaction, qui font que quand on affecte la répartition de l’ensoleillement ou l’effet de serre, on va avoir des phénomènes amplificateurs qui font passer d’une période douce à une glaciation graduellement. Puis, quand les calottes deviennent instables, plus brutalement d’une période glaciaire à une période douce. C’est la même machine climatique qui, aujourd’hui, est profondément perturbée par les activités humaines. Ce qui est intéressant, c’est de situer les changements en cours dans ce temps long. Si on regarde la teneur en CO₂ dans l’atmosphère, on sait aujourd’hui que c’est nous qui en ajoutons en brûlant des énergies fossiles, charbon, pétrole, gaz, par la déforestation, et par la production de ciment. Le niveau actuel de CO₂ dans l’atmosphère est inédit sur 3 à 14 millions d’années. En 150 ans de période industrielle, nous avons refaçonné une atmosphère plus riche en CO₂ comme déjà connu à l’échelle géologique mais brutalement. Le climat s’y ajuste avec les mêmes mécanismes que dans le passé.

Un point très important est le fait d’arriver à simuler les grandes périodes passées, les périodes très chaudes, les glaciations. C’est un élément clé dans la confiance qu’on a sur notre compréhension du fonctionnement du climat et sur les simulations d’évolution à venir.

Donc, teneur en CO₂ dans l’atmosphère inédite sur 3 à 14 millions d’années et réchauffement en cours depuis 150 ans qui se produit à un rythme encore plus élevé. Le réchauffement des derniers 50 ans est inédit sur plus de 2 000 ans à la surface de la Terre et sur 10 000 ans à la surface de l’océan. Une des conséquences du réchauffement, comme dans le passé en fait, est que les glaces sur les continents reculent. Avec l’océan qui gonfle en se réchauffant, cela fait monter le niveau de la mer, également de façon inédite sur plus de 2 000 ans. On est dans une phase où on est en train de sortir brutalement de la variabilité naturelle du climat telle qu’on l’a connue. Par exemple, si on dépasse un niveau de réchauffement d’un degré et demi, on sort de la plage des périodes douces les plus chaudes du dernier million d’années. Et pour trouver un monde 2 degrés plus chaud que le climat préindustriel, il faut remonter quasiment 3 millions d’années en arrière. Mais on le fait brutalement. Et c’est ça aussi l’enjeu. Parce que les variations climatiques passées, graduelles ont aussi façonné, ont interagi avec l’évolution du vivant et ont aussi façonné les capacités d’adaptation de la végétation, des animaux, des coraux et du reste. Mais nous perturbons cet ensemble brutalement.

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Merci beaucoup pour ce tour d’horizon. Je voudrais creuser un peu le détail de votre activité. Comment une climatologue travaille-t-elle ? Sur quels objets ?

VMD

Il y a tout un travail d’observation, observation météorologique, observation océanographique, avec des réseaux d’instruments, des stations de mesure, de bouées, des instruments dans l’océan qui mesurent en profondeur. Ça s’est construit au cours du XXe siècle. Depuis les années 1970, l’observation de la Terre depuis l’espace est assez géniale, parce que, par exemple, on peut observer le niveau de la mer au niveau planétaire depuis l’espace. De même pour observer l’évolution de la glace de mer, la banquise autour de l’Arctique ou la quantité de glace dans le Groenland ou l’Antarctique, alors que par des mesures de terrain, c’est vraiment difficile. Mais nos séries de mesures sont limitées. Si on prend les données météorologiques fiables dans le monde pour reconstituer l’évolution de la température à la surface de l’océan ou du continent, c’est à peu près sur 150 ans. Du côté de l’Antarctique, par exemple, c’est seulement sur une cinquantaine d’années que l’on a des mesures directes. D’où tout le travail qu’on fait sur les archives naturelles pour arriver à tirer une information ou des données historiques. Cela nous permet d’allonger notre perspective et d’avoir un panorama beaucoup plus complet de l’évolution du climat.

J’ai travaillé essentiellement sur l’analyse de carottes de glace du Groenland, de l’Antarctique, du Tibet. Dans les Alpes, il fait trop chaud, il y a trop d’eau qui percole et efface cette mémoire des couches de neige successives. J’ai aussi travaillé sur les anneaux de croissance des arbres qui, par exemple, pour les chênes en France, sont stressés quand il fait chaud et sec. Cela va se marquer dans l’épaisseur ou la densité des anneaux des arbres. Nous avons utilisé des marqueurs de rapports de molécules lourdes et légères sur la cellulose du bois exactement comme l’on fait sur l’eau des glaces polaires. Cela nous a permis de reconstituer les variations de température d’été ou les fréquences de sécheresse sur 800 ans à partir d’analyses d’arbres dans différentes régions de France. On les a d’ailleurs croisées avec les dates des vendanges. Vous l’avez vu, les vendanges sont plus précoces en ce moment. 800 ans de chronologie de date de vendange est un très bon marqueur des variations passées du climat. Chaque étude, chaque archive, chaque carottage, chaque source historique, est une pièce de puzzle. Chaque méthode d’analyse ou de datation permet de mieux tirer parti de ce qu’on a en agrégeant toutes ces données. On met toutes les pièces de puzzle ensemble et cela nous permet de reconstituer quasiment en trois dimensions, du haut des montagnes au fond de l’océan, au fur et à mesure du temps, l’état du climat de la Terre.

En ce moment nous travaillons sur la partie glace de l’Antarctique, sur les deux extrémités du spectre (les indices des variations récentes mais aussi des variations historiques de millions d’années passées – ndlr). On tente de reconstituer très finement les variations des dernières décennies, ce qui n’est pas facile parce qu’il neige peu. D’autre part, mes collègues ont été impliqués dans un nouveau forage qui pourrait permettre de remonter encore plus loin sur ce qu’on sait dans les glaces de l’Antarctique, actuellement jusqu’à 800 000 ans, peut-être jusqu’à 1,5 million d’années vers le passé. Le rythme des glaciations à ce moment-là a évolué de glaciations fréquentes et peu intenses à des glaciations ensuite plus longues et plus intenses. On ne comprend pas exactement les mécanismes à l’œuvre. D’où nos travaux actuels.

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Si on glisse un peu plus sur l’actualité, vous avez parlé d’observation de la Terre, par satellite. Évidemment, on n’y a accès que depuis récemment. Comment ce type de données, et beaucoup d’autres j’imagine, permettent de mieux connaître le climat actuel ? Que valident-elles en termes d’évolution climatique ?

VMD

Il y a juste un point que j’ai oublié de mentionner, mais je veux le faire. C’est que quand on s’intéresse au climat passé et à ces archives naturelles, elles sont fragiles. Par exemple, le réchauffement, qui entraîne de l’eau liquide dans les glaciers, efface cette mémoire. Les feux de forêt, qui font brûler des arbres anciens, effacent aussi nos archives. Donc je voulais mentionner cette menace. Et puis aussi le besoin de financement de cette recherche fondamentale, indépendamment de la période actuelle de l’influence humaine sur le climat. Caractériser, comprendre les grandes variations passées, c’est de la recherche fondamentale. C’est intéressant par rapport à l’évolution du vivant, à l’histoire humaine, l’archéologie et le reste. Nous avons ce défi d’arriver à convaincre du besoin de financement de la recherche dans la durée, pas pour vous servir demain pour vos décisions, mais simplement pour augmenter le niveau de connaissance de l’humanité dans toutes les régions du monde. Je voulais le dire parce que la communauté en France qui travaille sur les climats passés a fait un livre blanc de la paléoclimatologie qui va être publié prochainement, justement pour expliquer quelles sont nos voies de recherche et les aspects innovants même dans l’étude du passé. C’est quelque chose qui peut être intéressant pour de jeunes étudiants d’aller aussi dans cette voie-là qui est vraiment une voie de recherche qu’on peut appeler fondamentale, motivée d’abord par la curiosité même si elle débouche sur des choses importantes pour le climat actuel.

Sur l’état actuel du climat, que se passe-t-il ? On a des grandes bases de données dans lesquelles on agrège toutes les observations. Ensuite, on a différents groupes de chercheurs dans le monde qui font une synthèse avec des méthodes différentes. Parce qu’on n’a pas des données partout, parce que les instruments ont changé dans le temps, on doit mettre des corrections en place, et donc avec des approches statistiques qui peuvent être différentes. Ensuite, on compare les résultats de tous ces groupes pour arriver à reconstituer la meilleure estimation et l’incertitude sur le réchauffement actuel. Ça se fait dans les travaux scientifiques. Les méthodologies sont passées en revue dans un cadre collectif dans les rapports du groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC). Le dernier que j’avais supervisé a été publié en 2021, donc avec des données qui s’arrêtaient en 2019 ou 2020. Ça fait donc un moment. On s’est dit que ce temps de 8 ans entre deux évaluations successives, était trop long pour éclairer les prises de décisions. On a décidé de réactualiser tous les ans.

Dans cette réactualisation on regarde les émissions de gaz à effet de serre des activités humaines, ce qui réchauffe, les émissions de polluants qui ont un effet plutôt refroidissant sur le climat des activités humaines, ce qui peut masquer le réchauffement. Ensuite, on s’intéresse à comment évolue leur concentration dans l’atmosphère et comment ça affecte le bilan d’énergie de la Terre. On compare ensuite le réchauffement observé et à celui qui peut être attribué aux activités humaines et aux facteurs naturels. Les facteurs naturels qui jouent sont les petites fluctuations de l’activité du Soleil, de temps en temps l’effet des éruptions volcaniques. On les quantifie et on en tient compte. Ensuite, il y a un travail qu’on appelle d’attribution, c’est-à-dire sur ce qui est observé, quelle est la part due aux activités humaines et puis quels sont les facteurs naturels. Si on regarde l’année 2024, celle pour laquelle on a réactualisé l’état des connaissances, on voit un réchauffement qui se poursuit à un rythme encore plus rapide que sur la dernière décennie. On voit que le poids de l’activité humaine a été encore plus fort parce que, à l’effet réchauffant des gaz à effet de serre qu’on continue à ajouter dans le monde, on ajoute la baisse des émissions de polluants, des particules de pollution, ce qui est une bonne nouvelle pour la santé, mais qui permet à davantage de rayonnement solaire d’arriver à la surface et qui est un facteur de réchauffement. Les deux facteurs-là jouent dans le même sens.

Ce qu’on peut également dire, c’est que si on regarde les activités humaines, on a deux réussites et quelque chose qui est en cours de route.

Première réussite, les composés qui étaient des gaz à effet de serre et qui détruisaient l’ozone. Ils sont encadrés. Et pour ceux qui avaient le plus gros effet sur le climat, leur concentration baisse depuis les années 90. Donc ça, c’est une réussite. Leurs produits de substitution qui sont utilisés dans les clims et tout le reste montent, mais c’est encadré. Il y aura des substitutions. Donc ça, c’est en bonne voie. Deuxième réussite : les émissions de soufre, qui est un polluant à l’origine de particules nocives pour la santé. Le pic est passé depuis une vingtaine d’années, grâce à l’encadrement, au cadre de régulation en Europe, aux États-Unis, en Chine, pour améliorer la qualité de l’air, y compris dans le transport maritime.

Si on prend les gros morceaux du réchauffement, ce sont les émissions de dioxyde de carbone. Et là, le rythme de hausse s’est ralenti. On n’a pas atteint au niveau mondial un pic ni une baisse nette, mais le rythme de hausse s’est ralenti. Et il s’est ralenti parce qu’on a des politiques publiques qui ont fonctionné. En Europe, les émissions baissent depuis les années 90, aux États-Unis depuis 2005. La bonne nouvelle qui arrive, c’est que du côté de la Chine, les émissions ont baissé sur les derniers 12 mois pour la première fois. C’est un pays émergent qui, aussi par ses politiques publiques, permet de maîtriser les émissions de CO₂ liées aux énergies fossiles. Et dans les analyses sous-jacentes, ce qu’on voit qui joue surtout, c’est la production d’électricité décarbonée de toutes sortes, nucléaire et renouvelable. C’est l’électrification des mobilités qui permet de répondre aux besoins en recourant moins au charbon, en recourant moins au pétrole. Puis un début de maîtrise de la déforestation, même si elle se poursuit dans certaines régions. C’est encourageant. Les émissions de méthane continuent à augmenter fort. Les émissions des autres gaz à effet de serre, aussi. On voit qu’il y a un panorama de choses où il y a eu vraiment des avancées nettes. Le gros morceau, c’est d’arriver à tenir le cap par rapport au facteur principal du réchauffement : le dioxyde de carbone. Et puis les émissions de méthane qui sont le deuxième facteur le plus important.

Comment le regarde-t-on le réchauffement ? Sur une seule année ? Sur une moyenne de 10 ans ? D’une année à l’autre, la température à la surface de la Terre fluctue. Elle fluctue parce qu’on a une variabilité spontanée du climat naturel, notamment les interactions entre l’océan et l’atmosphère dans les régions tropicales, ce qu’on appelle les phénomènes la Niña et le Niño, qui, d’une année à l’autre, fluctuent aléatoirement. Au sens du climat, on ne regarde pas sur un an, on va regarder sur une période un peu plus longue. Si on prend les derniers 10 ans, le niveau de réchauffement observé, est de 1,24 degré par rapport au climat pré-industriel. Notre estimation, robuste, vérifiable, réplicable, c’est que 1,22 degrés sont dus aux activités humaines. En fait, il n’y a aucun facteur naturel qui réchauffe sur 150 ans. C’est un point important à retenir. En l’état des connaissances, la quasi-intégralité du réchauffement est la conséquence des activités humaines. On peut aussi montrer que le réchauffement est plus prononcé au-dessus des continents qu’au-dessus de l’océan. L’Europe est le continent qui se réchauffe le plus hors région polaire. En France on en est déjà à 2 degrés de réchauffement, quasiment intégralement dû aux activités humaines. Les extrêmes chauds montent plus que la température moyenne. On l’a encore vu cet été : deux vagues de chaleur intenses. Ce qu’on n’a pas réactualisé, c’est le lien avec les sécheresses ; mais c’est déjà bien établi. Plus l’air est chaud, plus il va vider les sols de leur humidité par l’évaporation et la transpiration quand il ne pleut pas. Le réchauffement aggrave directement les sécheresses agricoles. Dans un climat plus chaud, l’atmosphère peut contenir 7% de vapeur d’eau par degré en plus ce qui va doper les pluies de forte intensité. Si chaque année vous regardez la quantité maximum de pluie en un jour, il y a une tendance nette à l’augmentation. Ce n’est pas le cas partout en France. C’est le cas en région méditerranéenne, très nettement.

Dans notre étude, on a aussi réactualisé la montée du niveau de la mer, qui est une conséquence du réchauffement : 90% de la chaleur rentre dans l’océan. Et quand il se réchauffe, il gonfle. Il se réchauffe sur 3000 m d’épaisseur. Quand on réchauffe les continents, les glaciers fondent. Donc l’eau qui était sur les continents rejoint l’océan. Puis l’Antarctique est attaqué par l’eau de mer par en dessous, sur les parties flottantes. L’eau s’écoule plus rapidement et accélère la montée du niveau de la mer. Le rythme actuel, c’est plus de 4 mm par an sur les derniers 10 ans, contre 2 mm par an en moyenne au XXe siècle. On a vraiment un rythme plus élevé comme conséquence directe de nos activités. Cette tendance ne va pas s’arrêter demain. Même si on stabilise le réchauffement, les glaciers vont s’ajuster. La chaleur continuera de rentrer en profondeur dans l’océan et la montée du niveau de la mer va se poursuivre à l’échelle de siècles voire de milliers d’années. On a acté déjà plus d’un mètre à venir sur le long terme de montée du niveau de la mer.

Les questions du public

Question

Vous aviez évoqué les émissions de CO₂ qui viennent des combustibles, qui à la fois réchauffent l’atmosphère par leur pouvoir réchauffant, mais aussi qui ont en effet refroidissant avec l’émission de particules. Pensez-vous qu’en France et dans le monde, on sous-estime les émissions dues à l’agriculture, avec notamment les émissions de gaz oxydés et azotés ?

VMD

On a des inventaires d’émissions qui portent sur tous les secteurs. Si vous regardez les rapports par exemple du Haut Conseil pour le climat, vous verrez qu’on estime la contribution de chaque secteur à chacun des gaz, qu’on peut agréger de différentes manières. Si on regarde en France, le premier secteur émetteur ce sont les transports, puisque notre électricité est décarbonée, ce qui est un peu différent du reste du monde. Le deuxième secteur émetteur après les transports, c’est l’agriculture. Ensuite on a le secteur des bâtiments, le secteur de l’industrie, puis tout en bas le secteur des déchets. Les gaz émis par le secteur agricole, ce ne sont pas nécessairement du CO₂, sauf pour la déforestation ou les machines agricoles, mais des gaz qui ont d’autres propriétés, comme le méthane, gaz à effet de serre qui a un effet réchauffement fort mais une durée de vie courte, ou comme l’oxyde nitreux qui a une durée de vie d’à peu près 100 ans. On a cet enjeu d’arriver à agir sur chacun de ces aspects d’une manière intelligente, d’une manière intégrée, pour construire une production agricole qui émette moins et qui soit aussi plus résiliente, ce qui demande des approches système. Ce n’est pas simplement ce que l’on produit, mais aussi ce que l’on consomme.

Question

Ma question est assez technique, en fait. Je vais partir d’une image. Lorsque je décongèle mon frigo ou mon congélateur, je commence par avoir des gouttes d’eau, puis des petits bouts de glace qui se détachent, enfin des gros bouts de glace. J’ai l’impression que c’est ce qui se passe en Antarctique avec la calotte. Comment on peut intégrer ces modèles sur la montée des eaux ? Parce que les morceaux de glace, qui glissent dans l’océan, font monter l’océan d’un seul coup, une sorte d’effet de seuil.

VMD

Concernant l’Antarctique, on est devant des verrous scientifiques, des points d’incertitude importants, notamment sur la possibilité d’influence rapide de certains secteurs qui conduiraient à drainer de la glace et acter une montée plus importante du niveau de la mer. On travaille donc sur les climats passés, des périodes plus chaudes, pour le caractériser. On travaille sur les observations actuelles, sur l’amélioration des modèles, mais on est conscient de cette incertitude. Le risque est de ne pas la communiquer aux décideurs. On a alors construit des scénarios, qu’on appelle des trames narratives, pas simplement le meilleur résultat moyen de tous nos calculs, mais au cas où on ait la fonte la plus forte avec ces processus incertains, quelle en serait l’ampleur plausible.

Actuellement, par exemple, la France a choisi de ne pas l’intégrer comme référence pour l’adaptation du littoral. De la même manière, en fait, quelle pourrait être la pire combinaison d’événements extrêmes à un endroit donné, qui sera importante pour la protection civile, pour assurer la sécurité des personnes ? À l’Institut Pierre-Simon Laplace, on essaie de travailler sur ces aspects-là, un peu dans une approche de catastrophisme éclairé, de creuser les éventualités qui seraient les plus difficiles à gérer et fournir cette information à ceux qui réfléchissent à des infrastructures critiques à longue durée de vie par exemple, de sorte à ce qu’ils puissent avoir tout le spectre des risques possibles.