Depuis quelques décennies, le dioxyde de carbone est devenu un symbole : celui de la crise climatique, mais aussi des tensions économiques et géopolitiques qui traversent le monde.
Pourtant, le CO₂ n’est pas un ennemi en soi. Il fait partie du fonctionnement normal du système Terre.
Ce qui a changé, ce n’est pas son existence, mais la manière dont nos sociétés le déplacent dans le système.
Dans cette série d’articles consacrée à l’énergie, au climat et à la géopolitique, nous partons du visible — le mix énergétique mondial — pour remonter jusqu’à l’invisible : les grands cycles naturels qui structurent la planète.
Comprendre le cycle du carbone, c’est comprendre comment nos choix énergétiques forcent aujourd’hui le système Terre à un rythme qu’il n’a jamais connu. Ce n’est donc pas seulement un problème environnemental, mais une reconfiguration globale des équilibres climatiques, économiques et géopolitiques.
1) Le système Terre : un équilibre dynamique, pas un décor figé
La Terre ne fonctionne pas comme un simple décor immobile. Elle se comporte comme un système : un ensemble d’éléments reliés entre eux, qui échangent en permanence de la matière et de l’énergie.
On parle de sous-systèmes pour désigner les grandes « parties » de ce système Terre, par exemple :
- l’atmosphère (l’air),
- les océans,
- la biosphère (les êtres vivants),
- les sols,
- les roches.
Chacun de ces sous-systèmes contient du carbone. On les appelle alors des réservoirs de carbone.
Le carbone circule entre ces réservoirs par des flux : respiration, photosynthèse, dissolution dans l’océan, sédimentation, combustion, etc.
Pendant des millions d’années, ces échanges sont restés globalement équilibrés. Ce n’était pas un état immobile, mais un équilibre dynamique : ce qui entrait dans un réservoir finissait par en sortir ailleurs.
L’industrialisation rompt cet équilibre en injectant, en quelques générations, du carbone fossile stocké depuis des dizaines de millions d’années dans les roches.
2) Ce que montrent les données : une rupture de rythme
Les données issues du Global Carbon Project, de la NASA et des rapports du GIEC portent notamment sur :
- la concentration de CO2 dans l’atmosphère (mesurée en parties par million),
- les émissions annuelles de carbone liées aux activités humaines,
- les reconstructions des climats passés à partir des glaces et des sédiments.
Ces séries montrent une différence de rythme très nette :
- avant l’ère industrielle : des variations lentes, sur des milliers d’années ;
- depuis le XIXe siècle : une hausse rapide et continue de la concentration de CO2 ;
- un rythme d’augmentation sans équivalent à l’échelle géologique récente.
Ce n’est donc pas seulement une augmentation, mais un changement d’échelle temporelle : le système Terre n’a pas le temps de se réajuster à une perturbation aussi rapide.
Les flèches vertes représentent les échanges biologiques naturels, les flèches bleues les échanges océaniques et géologiques lents, et les flèches orange les émissions d’origine humaine.
Ce schéma permet de comprendre pourquoi on parle d’équilibre dynamique. Le carbone circule en permanence entre plusieurs réservoirs :
- l’atmosphère (CO₂),
- les océans (carbone dissous),
- la biosphère (forêts, sols, êtres vivants),
- les roches et sédiments,
- les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz).
Les flèches vertes représentent les échanges biologiques rapides (photosynthèse, respiration, décomposition).
Les flèches bleues correspondent aux échanges océaniques et géologiques lents (dissolution du CO₂ dans l’océan, sédimentation, altération des roches), qui se font sur des siècles ou des millénaires.
Les flèches orange montrent une rupture récente : les émissions humaines. En brûlant des combustibles fossiles, l’humanité transfère en quelques décennies du carbone stocké depuis des millions d’années vers l’atmosphère.
Le système n’a pas le temps de réabsorber ce surplus au même rythme. Ce n’est donc pas seulement une hausse du CO₂, mais un changement brutal de vitesse dans le cycle du carbone.
La courbe du CO₂ atmosphérique observée à Mauna Loa illustre concrètement cette rupture : elle traduit dans l’atmosphère le déséquilibre visible dans le cycle du carbone.
Source : NOAA Global Monitoring Laboratory.
Ce graphique représente la concentration de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère, mesurée de manière continue depuis 1958 à l’observatoire de Mauna Loa (Hawaï). Cette série est l’une des références mondiales pour le suivi du climat.
Deux éléments sautent aux yeux :
- la courbe ne présente aucun retour à l’équilibre : la concentration augmente chaque année ;
- le rythme d’augmentation s’accélère progressivement, ce qui traduit une rupture de dynamique par rapport aux périodes antérieures.
Ce qui est décisif, ce n’est donc pas seulement le niveau atteint, mais la vitesse du changement. À l’échelle géologique, une telle variation s’est toujours produite sur des milliers d’années. Ici, elle se concentre sur quelques décennies.
Autrement dit, le système Terre n’est pas seulement « perturbé » : il est soumis à un choc de rythme. Les océans, les sols, la biosphère et l’atmosphère n’ont pas le temps d’absorber ce surplus de carbone au même rythme que celui auquel il est émis.
2 bis) Ce qui alimente la rupture : le mix énergétique mondial
La hausse rapide du CO2 n’est pas une fatalité abstraite. Elle est directement liée à la manière dont l’humanité produit son énergie. Autrement dit, le cycle du carbone est aujourd’hui piloté par le mix énergétique mondial.
Le graphique ci-dessous montre la répartition des sources d’énergie primaire utilisées dans le monde. Il permet d’identifier la cause structurelle du déséquilibre du cycle du carbone.
Ce graphique montre que le système énergétique mondial repose encore massivement sur des énergies carbonées : pétrole, charbon et gaz. Ces combustibles sont précisément ceux qui transfèrent du carbone des roches et sédiments vers l’atmosphère.
Autrement dit, le mix énergétique mondial agit comme une pompe géante qui accélère artificiellement le cycle du carbone. Ce n’est plus un cycle naturel, mais un cycle forcé.
La courbe de Mauna Loa n’est donc pas une simple donnée climatique : elle est la trace atmosphérique de nos choix énergétiques collectifs.
3) Le carbone ne “reste” pas : il se redistribue
Contrairement à une idée répandue, le CO2 ne s’accumule pas uniquement dans l’air :
- Les océans en absorbent une part importante → réchauffement + acidification.
- Les sols et forêts en stockent temporairement → puits fragiles et réversibles.
- L’atmosphère conserve l’excédent → forçage radiatif.
Mais ces réservoirs ont des limites physiques et biologiques. À mesure que les flux augmentent, leur capacité d’absorption peut ralentir.
C’est ce décalage entre émissions rapides et absorption lente qui explique l’accumulation.
4) Du carbone au climat : une chaîne de causalité
L’augmentation du CO2 agit sur le bilan radiatif de la Terre :
- plus de gaz absorbant le rayonnement infrarouge ;
- plus d’énergie retenue dans le système ;
- stockage majoritaire dans les océans ;
- élévation progressive de la température moyenne ;
- dérèglement des équilibres régionaux.
Ce n’est donc pas un mécanisme isolé, mais une cascade d’effets physiques.
5) Pourquoi ce n’est pas qu’un problème scientifique
Le cycle du carbone est aujourd’hui au cœur de choix politiques, économiques et géopolitiques :
- Qui émet ?
- Qui subit ?
- Qui finance la transition ?
- Qui contrôle les technologies bas carbone ?
La question climatique révèle des inégalités de développement, des dépendances énergétiques et de nouveaux rapports de puissance. Le climat devient un nouvel espace de rivalités stratégiques.
Ressources essentielles pour approfondir
Données et synthèses
- Global Carbon Project : https://www.globalcarbonproject.org
- Our World in Data – CO₂ : https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions
Science du climat
- GIEC (IPCC) : https://www.ipcc.ch
- NASA Climate : https://climate.nasa.gov
- NOAA – Carbon Cycle : https://www.noaa.gov/education/resource-collections/climate/carbon-cycle
Références françaises
- Office for Climate Education (OCE) : https://www.oce.global
- SDES : https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr
Trois questions pour penser
- Le système Terre peut-il absorber indéfiniment nos émissions ?
- La transition est-elle une rupture ou une recomposition du modèle énergétique ?
- Le climat est-il devenu un nouvel enjeu de puissance mondiale ?
Dans la série “Énergie, climat et géopolitique”, cet article prolonge l’analyse du système énergétique mondial.
Après avoir étudié la structure du mix énergétique mondial, nous montrons ici comment ces choix énergétiques se traduisent, à travers le cycle du carbone, par une perturbation du système Terre.
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