Comprendre le Pouvoir ou Potentiel de Réchauffement Global (PRG)

Qu'est-ce que le PRG ?

Le PRG, ou Potentiel de Réchauffement Global (également appelé Pouvoir de Réchauffement Global), est un indicateur qui permet d’évaluer l’impact des gaz à effet de serre sur le climat à court, moyen ou long terme. Il exprime la capacité de ces gaz à retenir la chaleur dans l'atmosphère, en comparaison avec un gaz de référence : le dioxyde de carbone (CO₂). Cette capacité est mesurée sur une période déterminée, généralement de 20, 100 ou 500 ans. Cependant, la valeur la plus couramment utilisée est le PRG à 100 ans.

À titre d’exemple, le méthane possède un PRG sur 100 ans nettement supérieur à celui du CO₂. Cela signifie qu’il est beaucoup plus efficace pour piéger la chaleur sur cette période donnée.

Dans un Bilan d'Emissions de Gaz à Effet de Serre (BEGES) ou un Bilan Carbone®, le PRG joue un rôle essentiel pour comptabiliser de manière simplifiée l’ensemble des gaz à effet de serre émis par une organisation. Il permet d’unifier ces émissions sous une seule unité commune : le CO₂ équivalent.

A quoi sert le PRG ?

Le PRG permet d'établir une unité commune pour comptabiliser l’ensemble des gaz à effet de serre, en tenant compte des différences de leur impact sur le réchauffement climatique. Il repose sur une normalisation utilisant le dioxyde de carbone (CO₂) comme gaz de référence. On parle ainsi de CO₂ équivalent et non simplement de CO₂. Vous rencontrerez fréquemment des unités telles que : tCO₂eq, tCO₂e, kgCO₂eq, kgCO₂e, etc.

Plus le PRG d’un gaz est élevé, plus son impact sur le réchauffement climatique est important par rapport au CO₂. Par exemple, le protoxyde d’azote (N₂O) a un PRG d’environ 300. Cela signifie qu’à quantité égale, le N₂O contribue 300 fois plus au réchauffement climatique que le CO₂.

En pratique, pour convertir une quantité d’un gaz en CO₂ équivalent, il suffit de multiplier cette quantité par son PRG 100. Le PRG du CO₂ étant fixé à 1 (car il sert de référence), une quantité donnée de CO₂ est équivalente à cette même quantité en CO₂ équivalent.

Comment calcule-t-on un PRG ?

Dans la plupart des cas, le PRG d’un gaz à effet de serre est défini comme le rapport entre l’impact de l’émission d’une tonne de ce gaz sur l’effet de serre, évalué sur une période de 100 ans, et celui d’une tonne de dioxyde de carbone (CO₂).

On parle ainsi de PRG à 100 ans (PRG 100), mais, par simplification, on utilise souvent simplement le terme PRG.

Cet impact sur l’effet de serre est déterminé à l’aide du forçage radiatif, qui mesure l’efficacité d’un gaz à absorber la chaleur infrarouge, exprimée en watts par mètre carré par partie par milliard (W/m²/ppb).

Le terme ppb signifie "partie par milliard" et désigne la concentration d’un gaz dans l’atmosphère. Par exemple, une concentration de 1 ppb signifie qu’il y a une partie de ce gaz pour un milliard de parties d’air. Une autre unité fréquemment utilisée est les parties par million (ppm), correspondant à une partie de gaz pour un million de parties d’air.

Le calcul du PRG d’un gaz à effet de serre s’exprime donc comme suit :

Pourquoi le CO₂ comme référence et pas un autre gaz ?

Le CO₂ a été choisi comme référence pour plusieurs raisons exposées ci-dessous :

• Sa prédominance parmi les gaz à effet de serre

Le CO₂ est le gaz à effet de serre (GES) anthropique (d'origine humaine) le plus émis en quantité par les activités humaines, notamment par la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel), la déforestation et certains procédés industriels (comme la fabrication du ciment). Son impact massif sur le climat en fait un point de référence évident pour les comparaisons.

• Sa durée de vie longue et bien étudiée

Le CO₂ reste dans l'atmosphère pendant des siècles, ce qui lui confère un effet de réchauffement à très long terme. Même si une partie est absorbée relativement rapidement par les océans et les sols, une fraction significative reste piégée dans l'atmosphère pendant des centaines, voire des milliers d'années. Sa dynamique est bien connue et documentée, ce qui en fait un choix fiable pour établir une base de comparaison.

• Son impact direct sur le réchauffement global

Bien que d'autres gaz à effet de serre, comme le méthane (CH₄) ou le protoxyde d’azote (N₂O), aient un PRG plus élevé que le CO₂, le volume beaucoup plus important de CO₂ émis dans l'atmosphère signifie qu'il reste le principal contributeur au réchauffement climatique global.

Exemple du méthane (CH₄)

On peut illustrer le calcul du PRG graphiquement. Dans l’exemple du méthane (CH₄), on obtient le graphique ci-dessous avec :

• La courbe verte pointillée représentant le forçage radiatif cumulé du CO₂ qui sert de référence et qui reste constant sur les 100 ans (PRG = 1)

• La courbe bleue représentant le forçage radiatif cumulé du méthane. Au début, le méthane​ a un impact beaucoup plus élevé que le CO₂​, mais cet impact diminue au fil du temps en raison de sa dégradation dans l'atmosphère.

Pour obtenir l’impact cumulé sur 100ans, on prend en compte l'aire sous chaque courbe qui représente le forçage radiatif total. Le rapport entre ces aires donne le PRG du méthane sur 100 ans, qui est environ 28 fois celui du CO₂​.

Pourquoi le PRG varie-t-il avec le temps ?

Certains gaz, comme le méthane, ont une durée de vie relativement courte dans l'atmosphère, mais leur effet de réchauffement est particulièrement intense sur le court terme. Pour cette raison, leur PRG est plus élevé sur une période de 20 ans que sur 100 ans. Par exemple, le PRG du méthane sur 20 ans est estimé entre 84 et 86, ce qui illustre son impact immédiat beaucoup plus marqué.

Cela est visible sur le graphique précédent, qui représente le forçage radiatif cumulé du méthane (en bleu) et du dioxyde de carbone (en vert pointillé) en fonction du temps. La courbe bleue, représentant le méthane, se situe bien au-dessus de la courbe verte dans les premières années, mais diminue rapidement pour passer en dessous au-delà de 40 ans. Ainsi, lorsque l’on ne considère que les 20 premières années, le rapport des aires sous les courbes est nettement plus important que lorsqu’on évalue l’effet sur une période de 100 ans ou 500 ans.

Ainsi, lorsque l'on parle de PRG, il est essentiel de garder à l’esprit la durée sur laquelle il est calculé. En effet, la période choisie influence fortement la valeur du PRG, notamment pour les gaz à courte durée de vie comme le méthane. Par convention, le PRG à 100 ans est la référence la plus couramment utilisée, notamment pour exprimer les émissions en CO₂ équivalent.

PRG des principaux GES

Les valeurs de PRG des principaux Gaz à Effet de Serre (GES) sont résumées dans le tableau ci-dessous. Elles sont issues du 6ème rapport du GIEC (AR6) de 2023. Ces valeurs n’ont pas évolué et sont les mêmes que dans le dernier rapport du GIEC de 2013 (AR5).

On remarque que certains gaz, bien qu'émis en quantités bien plus faibles dans l'atmosphère, ont un impact jusqu'à des milliers de fois supérieur au CO2. Il est donc important de les comptabiliser lors de la réalisation d'un Bilan d'Emissions de Gaz à Effet de Serre (BEGES).