Une nouvelle étude suggère que les pires scénarios tablant sur un réchauffement de 4 à 5°C ne sont plus plausibles si l’on prend en compte les observations et les projections de l’Agence Internationale de l’Energie. Toutefois, les scénarios jugés plausibles indiquent également que le monde n’est toujours pas en mesure de limiter le réchauffement du XXIe siècle à 1,5 °C ou à moins de 2 °C.

Publiée dans Environmental Research Letters, la nouvelle étude identifie un sous-ensemble de scénarios climatiques du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) cohérent avec les données récentes et les prévisions de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) jusqu’en 2050. Ce sous-ensemble conforme aux observations et aux prévisions se traduit par un réchauffement situé entre 2 et 3 °C à l’horizon 2100, avec une médiane de 2,2°C. D’après les auteurs de l’étude, les pires scénarios, qui prévoient de 4 à 5 °C de réchauffement d’ici la fin du siècle, apparaissent aujourd’hui invraisemblables. L’objectif de 2°C degrés fixé à Paris est encore à portée de main avec des efforts supplémentaires.

Afin d’explorer l’avenir, les chercheurs utilisent des scénarios d’émissions de gaz à effet de serre qu’ils testent dans des modèles. Les scénarios utilisés dans les études parues ces dernières années sont principalement ceux des deux derniers rapports, le cinquième (AR5 ; GIEC 2014) et le sixième (AR6 ; GIEC 2021) avec respectivement les « voies de concentration représentatives » (RCP) et les » trajectoires socio-économiques partagées » (SSP).

La nouvelle analyse se propose de déterminer lesquels de ces scénarios sont aujourd’hui crédibles compte-tenu des informations dont nous disposons aujourd’hui. Un scénario  » plausible  » est défini par Roger Pielke et ses coauteurs comme un scénario dans lequel les taux de croissance futurs des émissions de CO2 montrent une cohérence avec les observations et les projections à court terme établies par l’AIE (World Energy Outlook 2021). Un scénario qui s’est déjà écarté de la réalité n’est, par définition, pas « réalisable ». Les scénarios STEPS de l’AIE concernent « les politiques annoncées » qui prennent en compte ce qui a réellement été mis en place par les Etats pour atteindre les objectifs liés à l’énergie, mais aussi les intentions politiques annoncées, dans la mesure où elles sont complétées par des mesures permettant leur réalisation. Sur le graphique ci-dessous, il s’agit des « stated policies », à distinguer des « announced pledges », qui prennent en compte tous les engagements en supposant qu’ils seront mis en oeuvre.

Après avoir identifié un sous-ensemble de scénarios plausibles à partir de l’ensemble plus large de scénarios disponibles, les auteurs de l’étude ont ensuite identifié ce que ce sous-ensemble de scénarios plausibles prévoyait jusqu’en 2100 en terme de changement de température mondiale. Pour évaluer la plausibilité des scénarios du GIEC, Pielke et ses collègues ont déterminé lesquels des scénarios prévoyaient des divergences de croissance des émissions de dioxyde de carbone inférieures à 0,1 ou 0,3 % par an par rapport aux taux de croissance observés entre 2005 et 2020 puis pour les projections des émissions futures de l’AIE jusqu’en 2050.

La figure ci-dessous montre les émissions de CO2 dans les scénarios respectant les seuils de divergence de ±0,1%/an et ±0,3%/an pour 2005-2050. La limite supérieure des fourchettes de scénarios plausibles avec les deux filtres STEPS de l’AIE (2021) approche 40 gigatonnes (Gt) de CO2 par an d’ici 2100. Les sous-ensembles de divergence de ±0,1 %/an et de ±0,3 %/an comprennent également des scénarios avec des émissions négatives nettes (c’est-à-dire l’élimination du dioxyde de carbone de l’atmosphère) dans la seconde moitié du 21e siècle. Les scénarios sélectionnés avec les filtres d’erreur 2005-2019 et 2005-2020 (sans les projections) ont des limites supérieures plus élevées : ∼60-80 Gt CO2/an d’ici 2100 avec les filtres 2005-2020 (figure S3), et ∼70-100 Gt CO2/an d’ici 2100 avec les filtres 2005-2019.

Pour leur étude, Pielke et ses coauteurs ont commencé avec un total de 1 311 scénarios climatiques (1184 scénarios AR5 et 127 scénarios SSP) pour les comparer aux observations 2005-2020 et aux projections de l’Agence Internationale de l’énergie (AIE) jusqu’en 2050. Le nombre de scénarios qui correspondent le plus aux données des 15 dernières années et aux projections d’émissions ultérieures varie de 100 à près de 500, selon les différentes méthodes appliquées. Ces scénarios sont ainsi censés représenter les futurs plausibles si les tendances actuelles se poursuivent et si les pays adoptent les politiques climatiques prévues pour réduire les émissions de CO2.

Le sous-ensemble de scénarios plausibles du GIEC ne représente pas toutes les trajectoires possibles des émissions et du réchauffement futurs. Les auteurs de l’étude concèdent que d’autres scénarios, plus optimistes ou pessimistes, ne sont pas exclus. Mais d’après eux, le scénario du pire, le RCP8.5, a été trop mis en avant dans la recherche scientifique. La gamme RCP/SSP avec un forçage radiatif de 8,5 W m-2 se traduirait en 2100 par un réchauffement de 4 à 5 °C par rapport aux niveaux préindustriels. Plusieurs études récentes ont remis en question la plausibilité des scénarios à fortes émissions couramment utilisés (RCP8.5, SSP5-8.5) en raison notamment de leur hypothèse d’une expansion rapide du charbon au XXIe siècle.

La plausibilité des scénarios fait l’objet de discussions depuis de nombreuses années, mais le GIEC n’a pas vraiment évalué le réalisme des projections qui sont au cœur de la plupart des recherches et évaluations sur le climat. Le rapport du groupe de travail 1 du sixième rapport d’évaluation du GIEC (2021) précise bien qu’aucune probabilité n’est attachée aux scénarios évalués dans ce rapport. Le rapport du GIEC AR6 reconnaît tout de même que « la probabilité de scénarios à fortes émissions tels que RCP8.5 ou SSP5-8.5 est considérée comme faible et que les récents scénarios de « politique déclarée » de groupes tels que l’Agence internationale de l’énergie sont « approximativement conformes aux scénarios moyens RCP4.5, RCP6.0 et SSP2-4.5 ».

Pour la période 2005-2020, 64 scénarios AR5 (6%) et 7 scénarios SSP (6,6%) atteignent le seuil d’erreur de ±0,1%/an, et 243 scénarios AR5 (22,9%) et 23 scénarios SSP (21,9%) atteignent le seuil de ±0,3%/an. Pour la période 2005-2050, par rapport au scénario STEPS, 26 scénarios AR5 (2,4%) et 9 SSP (8,6%) atteignent le seuil de divergence de ±0,1%/an, et 85 scénarios AR5 (8%) et 19 SSP (18,1%) atteignent le seuil de ±0,3%/an.

La plupart des scénarios plausibles (62 % avec le filtre 0,1 %/an ; 56,3 % avec le filtre 0,3 %/an) projettent des trajectoires d’émissions jusqu’en 2100 qui sont cohérentes avec le SSP 3.4 (3,4 W m-2, 2,0 °C-2,4 °C de réchauffement). Tous les scénarios plausibles se situent entre 2 °C et 3 °C d’ici 2100. Les scénarios de référence à fortes émissions des SSP – SSP3-7.0 (7,0 W m-2, ∼4 °C de réchauffement) et SSP5-8.5 (8,5 W m-2, ∼5 °C de réchauffement) – se situent bien en dehors de l’enveloppe des scénarios plausibles. Aucun des scénarios plausibles ne se situe dans la fourchette des scénarios SSP 6.0.

La figure ci-dessous représente les scénarios plausibles (en utilisant les filtres STEPS 2005-2050) en termes d’émissions cumulées de CO2 de 2000 à 2100 et d’augmentation associée de la température moyenne mondiale à la fin du siècle (par rapport à la référence préindustrielle).

Plusieurs points semblent cependant poser problème dans cette étude. Tout d’abord, il faut préciser que les filtres 2005-2019 et 2005-2020, qui ne prennent pas en compte les projections de l’AIE, admettent un petit nombre de scénarios avec un réchauffement supérieur à 3 °C. Ainsi, l’invraisemblance des scénarios de réchauffement supérieur à 3 °C dépend de l’exactitude des projections STEPS de l’AIE (2021), et plus particulièrement de sa projection selon laquelle les émissions mondiales de dioxyde de carbone plafonneront tout au plus au cours des prochaines décennies. Si le rythme de la décarbonisation mondiale ne parvient pas à suivre les projections STEPS de l’AIE (2021), les scénarios présentant un réchauffement supérieur à 3 °C d’ici 2100 redeviendraient plausibles.

Une autre interrogation majeure porte sur la trajectoire retenue. Il est tout à fait possible qu’un scénario qui s’est écarté de manière significative des observations et des projections – et qui est donc éliminé par l’étude – soit plus conforme à la réalité par la suite. On peut voir sur la figure ci-dessus que certains scénarios jugés peu plausibles se soldent en 2100 par des émissions cumulées de 4000 Gt, soit 40 Gt/an sur le siècle, comme la valeur haute des scénarios retenus dans l’étude. Si leur trajectoire ne rentre pas dans les critères de l’étude, au final les émissions cumulées sont similaires. Et on peut voir que certaines modélisations permettraient un réchauffement de 3,5°C en 2100 (scénario SSP 4-6.0) avec moins de 40 Gt/an. Le graphique ci-dessous montre les scénarios plausibles selon la méthode de Pielke et al. mais en prenant en compte les seules observations 2005-2019 et non les projections de l’AIE. Un total cumulé de 6000 Gt de CO2 n’est pas exclu, ce qui rendrait possible une température globale de plus de 4°C.

Il est par ailleurs important de noter que parmi les scénarios que l’analyse identifie comme plausibles, beaucoup d’entre eux prévoient un déploiement important des technologies d’élimination du carbone dans la seconde moitié du siècle, dont la faisabilité n’est pas évaluée par l’analyse.

Pour conclure, l’étude permet d’entrevoir une limitation du réchauffement entre 2 et 3°C à la condition que les projections de l’AIE soient confirmées à l’horizon 2050 avec le concours des outils de transition énergétique. Mais on peut se demander si ce type d’analyse (symptomatique d’une évolution récente ?) ne prend pas trop pour acquis ce qui ne dépend au final que des engagements des Etats.