SO2 et NO2, deux compères turbulents.

16 Mars 2011

Le CO2 a jusqu’à présent constitué la cible préférée dans la campagne contre le réchauffement climatique. Deux grands axes ont été tracés pour mener à bien ce combat:

D’une part, réduction drastique des consommations de sources d’énergie fossile carbonée et optimisation des rendements des moteurs et chaudières utilisant ces énergies. Les actions les plus spectaculaires étant la règlementation des émissions de CO2 et le développement de la voiture électrique.

D’autre part, développement des applications utilisant des énergies propres et durables. Essentiellement solaire thermique et photovoltaïque, et éolien.

Pour accompagner ces deux programmes industriels visant à combattre le CO2 à sa source, et ainsi réduire le taux d’accroissement de sa concentration dans l’atmosphère, deux axes complémentaires de recherche ont été privilégiés:

En premier lieu un programme d’encadrement des applications utilisant l’énergie de la biomasse ( Bois essentiellement ), donc intégrant le cycle naturel du carbone, programme visant à améliorer les rendements et à réduire les émissions polluantes.

En second lieu, un ensemble de programmes de recherche orientés vers la capture et la séquestration du carbone ( CSC).

A travers ces programmes, de nombreux secteurs de la recherche et de l’industrie se trouvent ainsi mobilisés sur des actions pluriannuelles motivées par la lutte contre le CO2.

Mais ce gaz , bien qu’étant considéré comme le principal facteur anthropique du réchauffement climatique, n’est pas le seul en cause.

D’autres composés gazeux, également d’origine partiellement anthropique, et présents dans l’atmosphère, sont impliqués dans les phénomènes climatiques ainsi que dans la pollution atmosphérique.

Parmi eux se trouvent  le dioxyde de soufre SO2, alias anhydride sulfureux, et le dioxyde d’azote NO2.

Ces deux compères ont la fâcheuse tendance, en présence d’eau, à donner de l’acide sulfurique (vitriol) et de l’acide nitrique ( acide azotique), tous deux violemment toxiques. Ces acides se forment soit dans l’atmosphère, soit dans les poumons des individus qui ont la malchance de se trouver là.

Ils sont, entre autres dégâts, à l’origine des pluies acides de sinistre réputation. Rappelons que ces pluies détruisent la végétation et provoquent une acidification des océans, ce qui porte un préjudice grave au plancton (qui fabrique notre oxygène) , aux organismes à coquilles calcaires ( dont les barrières coralliennes), et au cycle de solubilité du CO2 dans l’eau.

En plus de ces dégâts, qui suffiraient en eux-mêmes à justifier une lutte sans merci, ces gaz sont des précurseurs d’aérosols sulfatés qui constituent d’excellent noyaux de condensation notamment pour les brouillards toxiques. Le NO2 participe de plus aux réactions atmosphériques qui donnent l’Ozone.

Ces brouillards, dopés à l’acide sulfurique et à l’acide nitrique, sont à l’origine de plusieurs dizaines de milliers de morts chaque année.

Une raison supplémentaire de leur faire la guerre.

Mais, car il y a toujours un mais,

Etant à l’origine de noyaux de condensation, on leur doit une  partie des formations nuageuses de la basse troposphère, nuages qui ont la propriété de faire baisser la température, par des mécanismes assez mystérieux dont seuls les spécialistes pourraient nous dévoiler les arcanes.

Toujours est-il que, par ce biais, ils acquièrent un statut de gaz climato-influents, donc à manipuler avec précaution.

Le SO2 naturel provient essentiellement du volcanisme, et de la végétation. Par exemple le Phytoplancton est à l’origine de sulfure de diméthyle, qui s’oxyde en SO2.

En version anthropique, le SO2 est issu des transformation de produits soufrés dégagés par la combustion des combustibles fossiles (spécialement du charbon) et des raffineries. Des sulfures proviennent aussi du fumier animal, et de certaines industries ( pâte à papiers ).

L’augmentation du taux de SO2 dans a suivi la croissance de l’activité industrielle. Le pic est apparu en 1970-80, suivi d’une décrue due aux mesures de dépollution mises en place à cette époque.

Actuellement la production est repartie à la hausse, en rapport avec le décollage industriel de la Chine, accompagné de la mise en service de nombreuses centrales au charbon.

On notera le facteur d’accroissement de 70 fois par rapport à 1850, à rapprocher de celui du CO2, qui est de 1,25 «seulement»　.

NO2 est surtout d’origine anthropique, issu des combustions ( transports, centrales au fuel et au charbon, incinérateurs), et des décompositions.

En tant que précurseurs d’aérosols, SO2 et NO2 sont impliqués dans la formation des couches nuageuses, et donc du climat.

L’effet de serre conduit à un équilibre radiatif entre les différents gaz de l’atmosphère. Si l’on modifie significativement la concentration de l’un des gaz actifs, l’équilibre est rompu, dans un sens qu’il est très difficile de prévoir exactement.

Certains experts estiment qu’il est hasardeux de chercher à réduire fortement SO2 et NO2 car leurs modèles indiquent que leur effet sur la température peuvent être contraire à celui du CO2.

La stratégie à propos des dioxydes de soufre et d’azote n’est donc pas évidente, il est souhaitable de chercher à en savoir plus avant d’agir.

La première démarche consiste à évaluer avec précision les rôles respectifs des GES dits «　secondaires　» dans la variation de température moyenne du globe, et particulièrement ceux qui participent au processus de nucléation.

Ce processus de nucléation devra être étudié dans ses effets sur la formation des couches nuageuses de la basse troposphère, et donc sur les variations de température.

Dans ces études on peut inclure le projet CLOUD ( Cosmics Leaving Outdoor Droplets) qui se propose d’analyser l’influence des rayons cosmiques galactiques sur le processus de nucléation autour des aérosols sulfatés. Il s’agit de chercher à mettre en évidence l’influence des rayons cosmiques sur la température moyenne du globe, par l’intermédiaire de ces gaz considérés jusqu’à présent comme de simples polluants à éliminer.