La technologie pour s’adapter au réchauffement climatique

 Par Pierre Brisson.

En cette fin d’été boréal particulièrement chaud et sec, la Chine, comme le rapporte CNN, a « employé les grands moyens », en ensemençant des nuages au-dessus du Hubei avec de l’iodure d’argent pour amorcer la pluie. Cela pose la question du danger éventuel de cette molécule chimique et bien sûr de la nécessité d’intervenir sur l’environnement, mais aussi de la possibilité que nous avons de le faire précisément sur le climat.

Pour traiter le premier point il faut d’abord dire que cette pratique de forçage de la pluie est effectivement prouvée comme efficace, pourvu bien sûr qu’il y ait des nuages. Les particules d’iodure d’argent ont une structure cristalline très proche de celle de la glace d’eau. À leur contact, les gouttelettes d’eau surfondues (refroidies en dessous du niveau de congélation mais encore liquides) contenues dans l’air qui s’élève en altitude parce que chaud, se congèlent.

Le contraire n’est évidemment pas possible car la particule d’iodure d’argent, elle, ne peut pas fondre. Les gouttelettes agglomèrent, toujours en la congelant, la vapeur d’eau qui les environne et grossissent ainsi par coalescence jusqu’à atteindre la masse d’une goutte, c’est-à-dire une masse telle que, par gravité, elle sera conduite à précipiter vers le sol (et y parvenant après s’être éventuellement liquéfiée, si elle a atteint une température suffisante). Il est reconnu que par sa stabilité chimique et par la quantité/densité que l’on en utilise (elle est très efficace), l’iodure d’argent n’a pas d’effet négatif notable sur les êtres vivants.

Mais il faut qu’il y ait des nuages ! Les nuages font partie du cycle de l’eau de notre planète et résultent de l’évaporation à partir de surfaces d’eau (mer ou lac) ou d’humidité (forêt) chauffées par le Soleil. Il y a évidemment d’autant plus d’eau qui s’évapore que la mer et la température de l’atmosphère sont plus chaudes. Mais quand il n’y a pas d’eau ou pas d’évaporation parce que l’eau est trop froide (notamment le long des terres désertiques), il n’y a pas de nuage, sous réserve bien sûr que les vents ne les aient pas apportés de plus loin !

Chacun le sait bien, les nuages sont portés par les vents. Ces flux naissent naturellement du différentiel des vitesses de rotation entre le solide (la masse de la planète Terre) et le fluide (l’atmosphère), différentiel qui crée un mouvement apparent d’Ouest en Est (le plus évident dans les jet-streams car ils sont peu perturbés en altitude).

Mais ils sont aussi générés par les mouvements de convection qui animent l’atmosphère (densification ou détente) et ils sont modifiés par toutes sortes de facteurs : la différence de températures entre le jour et la nuit ou le sol et l’altitude ; les différences de latitudes (plus on va vers le Nord, moins le rayonnement du Soleil est vertical et traverse moins d’épaisseur d’atmosphère), sans oublier que ces différences de latitudes changent en fonction des saisons, donc de l’évolution de la position de la Terre par rapport au Soleil puisque notre axe de rotation est incliné sur l’écliptique (plan défini par l’orbite de la planète).

L’orientation générale est, comme mentionnée, d’Ouest en Est mais comme la Terre n’est pas plate et que l’attraction gravitationnelle est orthogonale par rapport à la surface, les mouvements de l’atmosphère sont déviés vers le Sud ou vers le Nord, avec l’équateur comme ligne de partage, selon des trajectoires qui ne sont pas totalement parallèles à ce dernier puisque l’équateur forme un angle avec l’écliptique.

Si on observe de plus près, les vents étant des courants de fluide génèrent par la densité et l’interférence de leurs différentes masses animées par différentes vitesses, des tourbillons chaotiques autour de masses plus chaudes ou plus froides, que l’on nomme « dépressions » (air chaud, léger) ou « anticyclones » (air froid, lourd), génératrices elles-mêmes de mouvements, attirants/condensants (froids) ou repoussants/diffusants (chauds).

Une fois créés, les nuages connaissent une évolution qui résulte de phénomènes complexes qui sont, dans un contexte de mobilité créé par les vents, la densité de l’atmosphère, la différence de température en fonction de l’altitude, les différences de hauteur du relief. Le saupoudrage d’iodure d’argent ne fait que catalyser un phénomène qui devrait se produire naturellement si les conditions étaient plus favorables.

Donc l’intervention humaine dans le fonctionnement du climat, ça commence à marcher. Il n’y a aucune raison de s’en priver puisqu’il vaut mieux qu’il pleuve là où la pluie est utile plutôt que là où elle ne l’est pas.

 

La technologie pour des solutions plus globales

Ceci dit la pluie sur commande ne changera rien à la hausse des températures si elle résulte de l’augmentation de l’effet de serre qui résulte lui-même de la pollution de l’atmosphère (augmentation du CO2 et augmentation des poussières). Elle ne changera donc rien à la fonte des inlandsis (Groenland et Antarctique) et à la hausse du niveau général des mers. Elle ne changera rien au lessivage des sols qui ont été privés de leur couvert végétal et qui ainsi s’appauvrissent. Elle ne changera probablement rien non plus à l’accroissement des déserts car pour qu’il y ait pluie, même forcée artificiellement, il faut qu’il y ait au moins des nuages dans ces régions particulières où il y en a déjà très peu.

Une solution pour les quelques déserts au-dessus desquels passent des nuages, c’est de tenter de capter l’humidité avec des filets comme on le fait notamment dans le désert d’Atacama. Il suffit de choisir une matière qui soit plus froide que l’air environnant ou dont le réchauffement soit moins rapide au lever du jour que celui de l’air ambiant. Le filet laisse passer l’air mais se mouille par condensation et les gouttes d’eau qui en résultent peuvent être recueillies dans une rigole à son pied. Bien entendu on ne peut s’attendre à capter des quantités énormes mais seulement ce qui est nécessaire à la survie des quelques hommes qui se trouvent dans ces conditions.

Une solution, théorique, pour lutter contre la montée de température à un endroit donné (une grande ville par exemple), pourrait être de déployer dans l’espace, au-dessus de la région considérée, de grands écrans réfléchissants, occultant partiellement la lumière solaire. Cela permettrait de réduire l’irradiance solaire reçue au sol et accessoirement de capter l’énergie solaire si ces écrans étaient composés de panneaux photovoltaïques. Cependant plusieurs problèmes se posent du fait de la taille de ces écrans, de leur positionnement dans le ciel et de leur masse sinon de leur stabilité.

Pour le premier point, il faut savoir que le diamètre-angulaire (la taille du disque) de notre Soleil est d’environ 32°carrés, soit 1920’’(secondes) carrés. Lorsque Vénus est au plus près de nous, à 41 millions de km, son diamètre-angulaire ou diamètre-apparent est de 65’’ (diamètre réel 12 104 km). On peut difficilement imaginer qu’une occultation inférieure à ces 65’’ ait une influence quelconque sur le rayonnement solaire reçu au sol de la Terre. Or pour qu’un écran satellisé sur l’orbite géostationnaire (36 000 km d’altitude) ait la même taille apparente, il devrait avoir un peu plus de 10 km de diamètre-réel.

Par ailleurs, une telle occultation n’aurait d’intérêt que si elle était permanente. Or sur une orbite géostationnaire, un satellite est en permanence au-dessus du même point géographique mais ne se trouve qu’une fois toutes les 24 heures (et seulement le temps du passage) dans la même position par rapport au Soleil. Il faudrait beaucoup plus d’énergie que nous pourrions lui en fournir pour qu’il puisse suivre le Soleil dans sa course. Cela, ajouté à la masse et au volume de ce disque de 10 km rend le concept totalement irréalisable. Seul bémol, pour opérer comme un panneau photovoltaïque, le disque du côté soleil devrait absorber la lumière et non la réfléchir. La poussée exercée par le rayonnement ne serait donc pas trop importante même si elle ne serait sans doute pas nulle (sauf si le disque ne génère absolument aucun reflet, comme le parallélépipède de 2001 Odyssée de l’espace !).

Donc si certains moyens technologiques existent (comme aussi le dessalement de l’eau de mer), il ne faut pas envisager n’importe quoi. La solution au problème du réchauffement climatique reste essentiellement le choix des meilleures sources d’énergie possibles (le nucléaire), la construction intelligente (en nous référant à la circulation de l’air aménagée depuis l’antiquité dans les villes du désert, comme aujourd’hui Masdar dans l’Émirat d’Abou Dhabi), l’utilisation économe de nos ressources rares et surtout le recyclage de tout ce que nous pouvons produire.

Enfin il est grand temps d’être raisonnable sur le plan démographique. L’accroissement de la population mondiale (nous allons vers les 10 milliards alors que nous n’étions qu’un peu plus de deux milliards quand je suis né !) ne devrait pas être une fin en soi. Il n’est aujourd’hui pas raisonnable, avec les progrès de la médecine, qu’une famille ait plus de deux enfants, surtout quand les parents n’ont pas une activité économique qui leur permet de les nourrir et de les élever. Nous sommes partis dans une course folle qui pourrait bien se terminer dans le mur.