Historique du changement climatique
L'histoire du climat terrestre est jalonnée de fluctuations naturelles des concentrations de gaz à effet de serre (GES), qui ont façonné les grands cycles climatiques de la planète depuis des millions d'années, des périodes glaciaires aux interglaciaires. Ces variations naturelles s'étalaient toutefois sur des dizaines ou des centaines de milliers d'années. Ce qui distingue fondamentalement la période actuelle, c'est la vitesse à laquelle les concentrations de GES augmentent depuis le début de la révolution industrielle au 18e siècle : un rythme sans équivalent dans les archives géologiques des 800 000 dernières années. Depuis le 19e siècle, des scientifiques de plusieurs disciplines ont progressivement construit une compréhension de plus en plus précise de l'effet de serre et du rôle des activités humaines dans le réchauffement du climat. En parallèle, des militants, des politiciens et des institutions internationales ont cherché à traduire cette compréhension scientifique en action collective. Cette page retrace les principales étapes de cette double histoire, scientifique et politique.
Les premières découvertes : l'étude de l'effet de serre
C'est au début du 19e siècle que la question de la chaleur atmosphérique commence à faire l'objet d'une réflexion scientifique rigoureuse. Le mathématicien et physicien français Jean-Baptiste Joseph Fourier publie en 1824 des travaux dans lesquels il propose que l'atmosphère terrestre agit un peu comme une vitre, laissant entrer le rayonnement solaire tout en retenant une partie de la chaleur réémise par la surface. Fourier mobilise des concepts thermodynamiques pour expliquer pourquoi la Terre maintient une température relativement stable malgré sa distance du Soleil. Son intuition de la "serre" atmosphérique reste à ce stade spéculative et qualitative, mais elle ouvre la voie à des investigations plus approfondies.
Au milieu du 19e siècle, une figure scientifique injustement méconnue apporte une contribution décisive. Eunice Newton Foote, une scientifique américaine, mène en 1856 une série d'expériences en exposant des cylindres de verre remplis de différents gaz à la lumière solaire et en mesurant leur température interne. Elle démontre ainsi que le dioxyde de carbone possède une capacité supérieure à retenir la chaleur par rapport à l'air ordinaire. Ses conclusions, présentées lors d'une conférence de l'Association américaine pour l'avancement des sciences, sont lues par un collègue masculin en son absence, ce qui était la norme pour les femmes à l'époque. Largement ignorées par la communauté scientifique de l'époque en raison des préjugés sexistes qui structuraient l'accès aux institutions savantes, ses travaux constituent pourtant la première démonstration expérimentale directe du pouvoir radiatif du CO2.
Le physicien irlandais John Tyndall confirme et approfondit ces résultats à partir de la fin des années 1850. Équipé d'instruments plus précis, Tyndall mesure de façon systématique l'absorption du rayonnement infrarouge par différents gaz atmosphériques, notamment le CO2, le méthane et la vapeur d'eau. Il démontre que ces gaz piègent la chaleur bien plus efficacement que l'azote et l'oxygène, qui constituent pourtant l'essentiel de l'atmosphère. Ses travaux fournissent la première quantification expérimentale de l'effet de serre et posent les fondements empiriques sur lesquels la climatologie allait se construire.
L'avènement de la climatologie : quantification et prédictions
À la fin du 19e siècle, le chimiste suédois Svante Arrhenius franchit une étape décisive en tentant de quantifier l'effet du CO2 sur la température globale. En 1896, il publie des calculs dans lesquels il estime que le doublement des concentrations atmosphériques de CO2 pourrait entraîner une hausse de la température terrestre de l'ordre de 5 à 6 °C. Cette unité de mesure, aujourd'hui appelée sensibilité climatique, demeure l'un des paramètres centraux de la science du climat. Arrhenius envisage également, de façon remarquablement précoce, que la combustion massive du charbon pourrait à terme provoquer un réchauffement planétaire. Ses méthodes de calcul étaient imparfaites selon les standards actuels, mais ses estimations se rapprochent étonnamment des fourchettes que le GIEC retient aujourd'hui.
Le géologue américain Thomas Chrowder Chamberlin développe des théories complémentaires autour des cycles du carbone et de leur rôle dans les variations climatiques à très long terme. Ses travaux mettent en lumière les interactions complexes entre l'atmosphère, les océans et la biosphère dans la régulation du CO2, et contribuent à ancrer la climatologie dans une perspective géologique longue, essentielle pour distinguer la variabilité naturelle du signal anthropique.
Ces recherches pionnières posent les bases de ce qui deviendra progressivement la climatologie moderne, une discipline à l'intersection de la physique de l'atmosphère, de la chimie, de l'océanographie et des sciences de la Terre.
Le début du 20e siècle : confirmation et consolidation de la science
Le 20e siècle marque l'entrée de la climatologie dans l'ère des mesures continues et systématiques. En 1958, Charles David Keeling commence à mesurer les concentrations de CO2 atmosphérique à l'observatoire de Mauna Loa, à Hawaï, un site choisi pour son éloignement des sources d'émission industrielles. Les données qu'il accumule au fil des années révèlent une tendance sans ambiguïté : les concentrations augmentent de manière constante et régulière d'une année à l'autre. La courbe de Keeling est devenue l'un des symboles les plus reconnaissables de la science climatique, une ligne qui monte sans jamais redescendre au niveau de l'année précédente. Pour approfondir ce point, voir la section sur les gaz à effet de serre.
Roger Revelle, océanographe américain, apporte à la même époque une contribution fondamentale à la compréhension du cycle du carbone. Contrairement à ce que supposaient plusieurs géoscientifiques avant lui, dont Chamberlin et Arrhenius, Revelle démontre que les océans ne peuvent pas absorber indéfiniment le CO2 excédentaire produit par les activités humaines. Leur capacité d'absorption est limitée par des mécanismes chimiques et physiques, ce qui signifie qu'une part croissante du CO2 émis s'accumule dans l'atmosphère plutôt que d'être absorbée par les eaux. Cette découverte change radicalement la perception du problème : le CO2 anthropique n'est pas un déchet transitoire qui se dissoudra dans les océans, c'est un gaz qui s'accumule.
Dans un article publié en 1957 avec son collègue Hans Suess, intitulé Carbon Dioxide Exchange Between Atmosphere and Ocean and the Question of an Increase of Atmospheric CO2 during the Past Decades, Revelle formule ce constat avec une clarté saisissante : les êtres humains mènent en ce moment une vaste expérience géophysique d'un type qui n'a jamais pu se produire dans le passé et qui ne pourra pas se reproduire dans le futur. Il sera plus tard le professeur d'Al Gore à Harvard en 1967, et une source d'inspiration déterminante pour l'engagement climatique de ce dernier.
La mobilisation globale : activisme, politiques et conférences internationales
C'est dans les années 1960 que les questions environnementales commencent à sortir des laboratoires et des revues spécialisées pour atteindre le grand public. La publication de Silent Spring par Rachel Carson en 1962 marque un tournant dans la conscience environnementale collective. En documentant les effets dévastateurs des pesticides, notamment le DDT, sur les écosystèmes et la chaîne alimentaire, Carson montre que les activités industrielles peuvent perturber des équilibres naturels d'une façon qui dépasse largement leur usage immédiat. En 1968, la NASA capture la photo Earthrise, montrant la Terre depuis la Lune, puis en 1972, la photo The Blue Marble. Ces images, les premières à montrer la planète entière depuis l'espace, ont un effet profond sur la façon dont les humains perçoivent leur rapport à leur environnement.
Sur le plan scientifique, deux témoignages retentissants devant le Congrès américain ancrent définitivement le réchauffement climatique dans le débat politique. En 1985, Carl Sagan s'adresse aux sénateurs américains en affirmant avec force que la combustion de combustibles fossiles menace de déstabiliser le climat planétaire (voir son témoignage). En 1988, le climatologue James Hansen, directeur de l'Institut Goddard d'études spatiales de la NASA, déclare au Sénat américain avec un niveau de certitude inhabituel pour l'époque que le réchauffement global est déjà en cours et qu'il est causé par l'activité humaine (voir son témoignage). Ces prises de position publiques, largement couvertes par les médias, transforment le changement climatique en enjeu politique de premier plan.
En réponse à ces alertes répétées, des institutions internationales commencent à se structurer. En 1979, la première Conférence mondiale sur le climat réunit des scientifiques et des responsables politiques à Genève. En 1988, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) est créé conjointement par le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) et l'Organisation météorologique mondiale (OMM). Sa mission est d'évaluer et de synthétiser la littérature scientifique sur le changement climatique à l'intention des décideurs politiques. Depuis sa création, le GIEC a publié six cycles de rapports d'évaluation qui font autorité dans les négociations internationales.
En 1992, le Sommet de la Terre de Rio de Janeiro aboutit à l'adoption de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC), qui établit le cadre juridique dans lequel se déroulent depuis lors toutes les négociations climatiques multilatérales. En 1997, le Protocole de Kyoto va plus loin en imposant des objectifs contraignants de réduction des émissions de GES aux pays industrialisés. Si le Protocole de Kyoto représente une avancée réelle dans le principe de la responsabilité différenciée, son application a été sérieusement limitée par le refus des États-Unis de le ratifier et par l'exclusion des grands pays émergents de tout objectif contraignant.
L'Accord de Paris, adopté en 2015 et signé par 195 pays, reformule les termes de l'engagement international. Il vise à limiter le réchauffement bien en dessous de 2 °C par rapport aux niveaux préindustriels, en s'efforçant d'atteindre la cible de 1,5 °C. Par rapport au Protocole de Kyoto, il présente deux différences fondamentales qui ont alimenté des débats considérables : il n'impose plus d'obligations de résultats chiffrées et juridiquement contraignantes sur les émissions, et il n'opère plus de distinction formelle entre pays développés et pays en développement dans les engagements. Chaque État soumet ses propres contributions nationales déterminées (CDN), dont l'ambition est censée augmenter à intervalles réguliers. Pour comprendre les mécanismes de l'accord en détail, le site web de la CCNUCC offre une présentation claire.
Dans les premières décennies du 21e siècle, l'activisme climatique prend une ampleur nouvelle. Le documentaire An Inconvenient Truth d'Al Gore (2006) atteint des millions de personnes à travers le monde et vaut à son auteur le prix Nobel de la paix conjointement avec le GIEC en 2007. Plus tard, la militante suédoise Greta Thunberg donne un visage générationnel à l'urgence climatique en déclenchant en 2018 le mouvement des grèves scolaires pour le climat, qui se propage rapidement à des centaines de pays.
En conclusion
L'histoire du changement climatique est celle d'une accumulation patiente de connaissances scientifiques qui s'est heurtée, pendant des décennies, à des structures économiques et politiques peu disposées à remettre en question les fondements de leur prospérité. Les travaux de Fourier, Foote, Tyndall, Arrhenius et Keeling ont construit, sur près de deux siècles, une image cohérente et bien documentée d'un phénomène réel, mesurable et d'origine humaine. Les institutions internationales et les accords successifs ont progressivement établi un cadre de coopération, mais les engagements pris restent, jusqu'ici, bien en deçà de ce que la science juge nécessaire.
Le Emissions Gap Report 2023 du Programme des Nations Unies pour l'environnement conclut que les engagements nationaux actuels mettent la planète sur une trajectoire de réchauffement de l'ordre de 2,5 à 2,9 °C d'ici la fin du siècle, loin des cibles de l'Accord de Paris. L'Adaptation Gap Report 2023 du même organisme documente par ailleurs les lacunes importantes dans les efforts d'adaptation aux impacts climatiques déjà inévitables. Ces rapports ne disent pas que l'action est inutile. Ils disent qu'elle doit être considérablement plus ambitieuse et plus rapide que ce qui a été accompli jusqu'ici.
Pour voir concrètement ce que cette trajectoire a déjà produit en termes de données mesurables, la section suivante présente l'état actuel du climat.