Pourquoi le CO2 domine parmi les gaz à effet de serre

Dans les calculs de la NOAA pour 2024, une seule ligne pèse 66 % du forçage radiatif effectif total des gaz à effet de serre à longue durée de vie : celle du CO2. Le méthane, molécule pour molécule bien plus efficace pour piéger la chaleur, ne pèse que 16 %. Cette apparente contradiction, tous les articles de vulgarisation la mentionnent en une phrase. Peu vont jusqu'à aligner les chiffres qui l'expliquent, et beaucoup confondent au passage deux grandeurs qui n'ont rien à voir : le forçage radiatif et le pouvoir de réchauffement global.

Le CO2 domine les gaz à effet de serre parce qu'il combine un volume d'émissions massif et une empreinte atmosphérique qui ne s'efface pas en quelques décennies, contrairement au méthane. Selon l'indice AGGI de la NOAA, il pesait 66 % du forçage radiatif effectif des gaz à longue durée de vie en 2024, loin devant le méthane (16 %).

Trois gaz, un tableau qui manque au web#

Voici ce qu'on trouve rarement réuni en un seul endroit : les concentrations 2024 mesurées par deux organismes distincts, le forçage radiatif de l'année en cours et celui évalué par le GIEC sur la période 1750-2019, la durée de vie atmosphérique et le pouvoir de réchauffement global (PRG) à deux horizons.

Gaz	Concentration 2024	Forçage radiatif effectif 2024 (NOAA AGGI)	Forçage radiatif effectif 1750-2019 (GIEC AR6)*	Durée de vie atmosphérique (GIEC AR6)*	PRG à 20 ans (GIEC AR6)*	PRG à 100 ans (GIEC AR6)*
CO2	422,80 ± 0,10 ppm (NOAA) / 423,9 ± 0,2 ppm (OMM)	2,333 W/m2 (66 % du total)	2,16 [1,90 à 2,41] W/m2	pas de valeur unique, voir plus bas	référence du calcul, non chiffré dans nos sources	référence du calcul, non chiffré dans nos sources
CH4	1929,56 ± 0,61 ppb (NOAA) / 1942 ± 2 ppb (OMM)	0,567 W/m2 (16 % du total)	0,54 [0,43 à 0,65] W/m2	9,1 ans (chimique) / 11,8 ± 1,8 ans (perturbation)	82,5 ± 25,8 (origine fossile)	29,8 ± 11 (fossile) / 27,0 ± 11 (non fossile)
N2O	337,71 ± 0,02 ppb (NOAA) / 338,0 ± 0,1 ppb (OMM)	0,226 W/m2	0,21 [0,18 à 0,24] W/m2	109 ± 10 ans	273 (incertitude propre non documentée à cet horizon)	273 ± 118

* Valeurs de l'AR6 reprises par des sources secondaires concordantes, le site du GIEC ayant bloqué l'accès direct à ses tableaux au moment de la recherche. À traiter comme des chiffres du GIEC, pas comme le résultat d'une lecture personnelle du rapport.

Deux lignes de lecture sautent aux yeux. D'abord, les deux organismes de mesure ne racontent pas exactement la même histoire : la NOAA calcule une moyenne annuelle sur la couche limite marine, l'OMM une moyenne mondiale de surface toutes stations confondues. Les écarts sont faibles, mais réels, et il faut toujours préciser lequel des deux chiffres on cite. Ensuite, le forçage radiatif 2024 de la NOAA (base 1750, mis à jour chaque année) et celui de l'AR6 (période 1750-2019) ne mesurent pas exactement la même chose : le second est un état des lieux figé à 2019, la référence commune aux travaux sur les modèles climatiques et leurs scénarios, quand le premier continue de grimper depuis. La comparaison directe des deux séries est donc informative, pas contradictoire.

Pourquoi une molécule moins puissante l'emporte#

Le budget carbone mondial donne la mesure du problème : 38,1 milliards de tonnes de CO2 fossile pour 2025, un record, selon l'estimation du Global Carbon Project publiée en novembre 2025. Ce volume-là n'a pas d'équivalent chez les autres gaz à effet de serre, ni en tonnage ni en régularité d'émission.

Mais le volume ne suffit pas à expliquer la domination du CO2 dans le bilan radiatif : il faut aussi la persistance. C'est là que réside la différence structurelle avec le méthane. Le CH4 a une durée de vie chimique de 9,1 ans, une durée de vie de perturbation de 11,8 ± 1,8 ans utilisée pour le calcul des PRG : sur une échelle de temps humaine, il apparaît et disparaît vite. Le CO2, lui, s'accumule sans horizon de sortie clair, comme on le détaille plus bas. Résultat : depuis 1990, l'indice AGGI de la NOAA a progressé de 54 % (valeur 2024 : 1,54), et le CO2 est responsable d'environ 81 % de cette hausse, soit près de 1,0 W/m2 de forçage supplémentaire à lui seul.

J'ai mis les deux séries de concentration, NOAA et OMM, côte à côte sur un tableur en pensant trouver une erreur de saisie quelque part. Il n'y en avait pas : ce sont deux protocoles de mesure différents, avec deux résultats légèrement différents, tous les deux corrects. Ce genre de détail ne change rien au diagnostic d'ensemble, mais il oblige à écrire les choses avec plus de précision qu'un simple « le CO2 est à 420 ppm ».

Cette accumulation a un coût mesuré en années disponibles : il restait 170 milliards de tonnes de CO2 à émettre pour garder une chance sur deux de rester sous 1,5 °C, soit environ quatre ans au rythme d'émission de 2025, selon le Global Carbon Project. C'est aussi une question de répartition entre pays, un sujet que nous avons creusé à l'échelle des habitants.

Forçage radiatif et pouvoir de réchauffement global : deux questions différentes#

C'est l'erreur la plus répandue dans les articles de vulgarisation, et elle mérite d'être posée noir sur blanc : le forçage radiatif effectif et le pouvoir de réchauffement global ne mesurent pas la même chose.

Le forçage radiatif se mesure en watts par mètre carré (W/m2). C'est un déséquilibre énergétique instantané : combien de chaleur supplémentaire l'atmosphère retient à un moment donné, du fait de la présence de tel gaz, par rapport à l'ère préindustrielle. C'est cette grandeur qui classe le CO2 en tête avec 66 % du total en 2024.

Le pouvoir de réchauffement global (PRG, ou GWP en anglais) est une grandeur sans unité, intégrée sur un horizon de temps choisi (20 ou 100 ans), qui compare l'effet d'une tonne d'un gaz donné à l'effet d'une tonne de CO2 sur cette même période. C'est cette grandeur qui donne au méthane fossile un score de 82,5 sur 20 ans mais seulement 29,8 sur 100 ans : la molécule est redoutable tant qu'elle est présente, puis elle disparaît de l'équation. Confondre les deux revient à confondre la puissance d'un radiateur et la facture d'électricité sur l'année : ce ne sont pas des questions qui s'opposent, mais elles ne répondent pas à la même chose.

Le méthane, une durée de vie à deux vitesses#

La table plus haut donne deux chiffres pour la durée de vie du méthane, et ce n'est pas une coquille. Le GIEC AR6 distingue la durée de vie chimique (9,1 ans, le temps que met une molécule de CH4 à être détruite par oxydation dans l'atmosphère) de la durée de vie de perturbation (11,8 ± 1,8 ans), utilisée spécifiquement pour calculer les PRG parce qu'elle intègre des effets de rétroaction sur la chimie atmosphérique. Honnêtement, la distinction entre les deux reste le point sur lequel j'ai le plus hésité en préparant cet article : elle est technique, mais elle explique pourquoi on trouve des durées de vie légèrement différentes selon les sources qui citent l'AR6.

À cela s'ajoute une deuxième variable, l'origine du méthane : fossile ou non fossile. L'écart entre les deux PRG à 100 ans (29,8 contre 27,0) est faible en valeur absolue, mais il n'est pas nul, et il compte dans les inventaires nationaux d'émissions qui distinguent les sources.

Et le CO2, quelle durée de vie ?#

C'est là que le CO2 se distingue radicalement du méthane et du protoxyde d'azote : il n'a pas de durée de vie atmosphérique unique. Le GIEC l'a formulé ainsi dans son cinquième rapport d'évaluation (AR5, et non l'AR6) : « No single lifetime can be defined for CO2 because of the different rates of uptake by different removal processes. » En français : aucune durée de vie unique ne peut être définie pour le CO2, en raison des différents rythmes d'absorption propres à chaque processus d'élimination.

Concrètement, une molécule de CO2 émise aujourd'hui est absorbée en partie par les océans en quelques années, en partie par la végétation sur des décennies, et pour une fraction résiduelle, elle reste dans le cycle atmosphérique sur des échelles de temps géologiques. C'est cette absence de « date de péremption » qui rend le CO2 différent des autres gaz à effet de serre à longue durée de vie, et qui explique pourquoi les carottes de glace polaires restent la meilleure archive pour suivre son accumulation sur le temps long : la concentration préindustrielle de référence, environ 278,3 ppm en 1750, ne s'est jamais reconstituée depuis.

FAQ#

Le CO2 est-il le gaz à effet de serre le plus puissant molécule pour molécule ?#

Non. Sur 100 ans, une tonne de méthane fossile équivaut à 29,8 tonnes de CO2 en pouvoir de réchauffement global, et une tonne de protoxyde d'azote à 273 tonnes de CO2, selon les valeurs du GIEC AR6. Le CO2 domine le bilan radiatif global par le volume émis et sa persistance, pas par sa puissance unitaire.

Quelle est la concentration actuelle de CO2 dans l'atmosphère ?#

En 2024, la NOAA mesurait 422,80 ± 0,10 ppm en moyenne mondiale (couche limite marine), et l'OMM 423,9 ± 0,2 ppm (moyenne mondiale de surface, toutes stations). Les deux organismes utilisent des méthodologies distinctes, ce qui explique le léger écart entre les deux chiffres.

Le méthane a-t-il une durée de vie précise ?#

Le GIEC AR6 distingue deux durées : une durée de vie chimique de 9,1 ans et une durée de vie de perturbation de 11,8 ± 1,8 ans, cette dernière servant au calcul du pouvoir de réchauffement global. Il n'existe donc pas un chiffre unique, mais deux valeurs selon la question posée.

Qu'est-ce que l'indice AGGI de la NOAA ?#

L'AGGI (Annual Greenhouse Gas Index) mesure l'évolution du forçage radiatif total des gaz à effet de serre à longue durée de vie, avec 1990 comme référence (valeur 1,0). En 2024, il atteignait 1,54, soit une hausse de 54 % du forçage depuis 1990, dont environ 81 % imputable au seul CO2.

Combien de temps reste-t-il avant d'épuiser le budget carbone pour 1,5 °C ?#

Selon le Global Carbon Project, il restait environ 170 milliards de tonnes de CO2 à émettre à l'échelle mondiale pour garder une chance sur deux de rester sous 1,5 °C, soit environ quatre ans au rythme d'émission de 2025.