4000 scénarios pour le changement climatique
Grâce à une vaste simulation informatique du climat, de l'économie mondiale et du système énergétique global, des chercheurs du PSI ont analysé, en collaboration avec des collègues des États-Unis, de Chine, d'Irlande, de Finlande et de Suède, différentes possibilités de changement climatique.
Actuellement, l’humanité émet 42 milliards de tonnes de dioxyde de carbone par an. Selon les calculs du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), seuls 300 à 600 milliards de tonnes supplémentaires sont autorisés depuis 2020, faute de quoi l’objectif de limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius sera difficilement réalisable. Evangelos Panos, du laboratoire d’analyse des systèmes énergétiques du PSI, se rallie à cette conclusion : « Cela pourrait être juste, car dans 70% de nos scénarios, le monde dépassera la barre des 1,5 degré Celsius dans les cinq prochaines années »
Quelles mesures climatiques ont le plus de succès ?
Dans le contexte du changement climatique, de nombreuses décisions politiques, économiques et sociales doivent être prises. Celles-ci sont toutefois entachées de nombreuses incertitudes. Il est compréhensible que les responsables cherchent des bases solides pour répondre par exemple à l’une des questions centrales : Quelles sont les mesures qui ont le plus d’impact et qui sont économiquement avantageuses pour atteindre l’objectif de zéro émission nette, comme la Suisse s’y est engagée ? Les réponses sont désormais fournies par une grande simulation informatique qui a été développée sur ce thème. Elle associe des modèles climatiques à des modèles économiques et à 1200 technologies de fourniture et d’utilisation de l’énergie ainsi que de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Dans le cadre de l’étude, un superordinateur a calculé 4000 scénarios pour 15 régions du monde, en tenant compte à chaque fois des évolutions possibles par étapes de dix ans jusqu’en 2100. « Cela nécessite des techniques sophistiquées d’analyse et de visualisation des données », ajoute le co-auteur James Glynn, responsable de la plate-forme d’analyse pour la modélisation des systèmes énergétiques à l’université de Columbia aux États-Unis. Le fichier final représente 700 gigaoctets. L’article de recherche y afférent vient d’être publié dans le média spécialisé Energy Policy.
Ce qui rend le travail d’Evangelos Panos et des co-auteurs si particulier : Leurs modèles d’évaluation intégrés tiennent compte pour la première fois de nombreuses incertitudes inhérentes aux modèles. Jusqu’à présent, les scénarios partaient généralement du principe que tous les paramètres étaient connus pour l’avenir, comme la date de disponibilité des technologies et leur coût ou l’ampleur du potentiel de développement des énergies renouvelables. Les calculs du GIEC se concentrent en outre uniquement sur les options technologiques, c’est-à-dire sur la question de l’impact du choix de certaines technologies sur le climat. Les incertitudes liées aux modèles climatiques et à la manière dont le climat réagit à la croissance économique ne sont pas prises en compte, pas plus que de nombreuses autres incertitudes, comme celles liées à l’évolution démographique ou aux mesures politiques. « La contribution la plus importante de notre recherche est qu’elle permet aux décideurs politiques de prendre des décisions concrètes sur les mesures climatiques en toute connaissance des incertitudes existantes », souligne le co-auteur Brian Ó Gallachóir de l’University College Cork.
18 facteurs d’incertitude et 72 000 variables
Lorsque les chercheurs veulent calculer des scénarios contenant de nombreuses variables et incertitudes, ils ont souvent recours à la méthode dite de Monte Carlo. La méthode de Monte Carlo ne prédit pas l’avenir. « Elle dresse plutôt une sorte de carte de données avec des chemins décisionnels de type « what if » », explique Evangelos Panos. C’est le cas dans l’étude actuelle : l’équipe a fait varier 72 000 variables pour chaque scénario. « Nous avons pris en compte 18 facteurs d’incertitude, notamment la croissance démographique et économique, la sensibilité au climat, le potentiel des ressources, l’impact des changements dans l’agriculture et la sylviculture, le coût des technologies énergétiques et le découplage entre la demande d’énergie et le développement économique », explique James Glynn de l’université de Columbia.
Base solide pour les trajectoires nationales vers la transition énergétique
Pour décomposer les scénarios individuels axés sur les questions politiques et économiques en différentes trajectoires nationales vers la transition énergétique, des paramètres supplémentaires spécifiques à chaque pays doivent être pris en compte. « Un système énergétique qui permet la transition vers une économie sans carbone est un système à forte intensité de capital qui nécessite la mobilisation des ressources de tous les acteurs », résume Panos. Pour cela, des analyses sur mesure au niveau national sont nécessaires : « Notre étude fournit une base solide pour cela »