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Enjeux

Effets environnementaux

Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, un forceur climatique à courte durée de vie ainsi qu’un précurseur d’ozone troposphérique. Il est ainsi concerné à la fois par les problématiques de changement climatique et de pollution atmosphérique. Selon l’édition 2019 du Bulletin annuel sur les GES publié par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM), le CH₄ est le deuxième contributeur au forçage radiatif total des GES, à hauteur de 17% en 2018, après le CO₂ (66%) et avant le N₂O (6%). En 2018, les concentrations moyennes mondiales de CH₄ dans l’atmosphère ont atteint les niveaux les plus élevés jamais enregistrés depuis l’époque préindustrielle (1750) : 1 869 parties par milliard (ppb), soit +159% depuis 1750 (722 ppb).  Par rapport à d’autres gaz à effet de serre (CO₂, N₂O, HFC, PFC, SF₆, NF₃), le CH₄ a une durée de vie dans l’atmosphère courte. Ainsi, dans son 5^e rapport d’évaluation (2013), le Giec l’estime à 12,4 ans, soit une légère réévaluation de son estimation de 12 ans indiquée dans son 4^e rapport (2007). C’est pour cette raison que le CH₄ fait partie de la catégorie des forceurs climatiques à courte durée de vie. Quant à la valeur PRG du CH₄, elle diffère sensiblement selon que le PRG soit considéré sur 20 ans ou sur 100 ans. Sur 100 ans, le 5^e rapport d’évaluation l’estime à 28 ans (contre 25 ans dans le 4^e rapport). Cependant, sur 20 ans, le PRG du CH₄ est beaucoup plus important : 84 dans le 5^e rapport (contre 72 dans le 4^e rapport). Autrement dit, le CH₄ a un effet sur le climat beaucoup plus fort à court terme (20 ans) qu’à long terme (100 ans).

Le CH₄ impacte aussi la qualité de l’air, indirectement en tant que précurseur de l’ozone qui lui a des effets négatifs importants sur la santé respiratoire, et peut également impacter à la baisse les rendements agricoles en réduisant la photosynthèse. Le CH₄ figurait d’ailleurs parmi les six polluants initialement visés dans le cadre de la révision, en 2013, de la directive NEC. Cependant, sur la base des préoccupations des Etats membres, tant au niveau politique que technique, en vue de parvenir à une position commune sur ce texte au sein du Conseil Environnement de l’UE, la Présidence lettone de l’époque a retiré le CH₄ du champ d’application de la future directive NEC 2 pour éviter d’éventuels chevauchements avec la politique climat de l’UE.

Enjeux actuels

Au niveau mondial

Dans le rapport spécial 1,5°C du Giec (2018), il est souligné que pour limiter le réchauffement à +1,5°C, il faut réduire les émissions de CH₄ de 35% d’ici 2050 (par rapport à 2010). En plus de ces réductions, il faudrait également tenir compte des éventuelles émissions de carbone (CO₂ et CH₄) du futur dégel du permafrost, ainsi que des émissions de CH₄ des zones humides. Ces émissions additionnelles réduiraient les budgets carbone de 100 Gt CO₂e au cours du 21^e siècle et d’une quantité supérieure au-delà du 21^e siècle.

En parallèle, en 2019, les résultats d’une étude menée par une équipe de chercheurs du National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA, Nouvelle-Zélande) ont mis en avant l’évolution récente à la hausse des concentrations atmosphériques mondiales de CH₄. Selon les chercheurs, après une période de stabilisation (2000-2007), une première hausse des concentrations a été observée sur la période 2007-2014, suivie par une nouvelle forte hausse entre 2014 et 2018. Ces évolutions vont à l’encontre des prescriptions indiquées par le Giec dans son rapport spécial 1,5°C. Les chercheurs concluent que si cette tendance à la hausse se poursuit sans mise en œuvre de mesures supplémentaires visant spécifiquement le CH₄, les réductions des émissions de CO₂ et d’autres GES devront être encore plus fortes.

Au niveau européen

Dans son rapport intitulé “Perspectives pour un air propre”, publié le 7 juin 2018, la Commission a indiqué que sur la base des travaux du Centre commun de recherche (JRC), elle évaluerait en 2019 le potentiel de réduction des émissions de CH₄ dans l’ensemble de l’hémisphère nord, afin de fixer des objectifs de réduction en coopération avec la Convention de la CEE-NU sur la pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance, la Coalition pour le climat et l’air pur (CCAC) et l’Initiative mondiale CH₄ (GMI). La Commission a insisté sur l’importance d’examiner régulièrement l’impact des émissions de CH₄ sur les concentrations d’ozone dans l’UE. Elle a précisé qu’elle évaluerait plus en détail les impacts des émissions de CH₄ sur la réalisation des objectifs “qualité de l’air”, qu’elle tiendrait compte des mesures de réduction et, le cas échéant, soumettrait une proposition législative, sur la base des éléments de preuves obtenus au niveau de l’UE et mondial.

Par ailleurs, la Commission a été mandatée, compte tenu du PRG élevé du CH₄ et de sa durée de vie relativement réduite dans l’atmosphère, pour analyser les implications de la mise en œuvre de politiques et de mesures de réduction de l’impact à court et à moyen terme des émissions de CH₄ sur les émissions de GES de l’UE. La Commission est ainsi chargée d’étudier des options stratégiques pour lutter rapidement contre les émissions de CH₄ et de présenter un plan stratégique de l’UE pour le CH₄, dans le cadre de la stratégie de développement bas-carbone 2050 de l’UE.

Enfin, le pacte vert pour l’Europe (European Green Deal) vise également le CH₄. Stratégie présentée par la Commission le 11 décembre 2019, ce pacte vert souligne que la décarbonation du secteur du gaz sera encouragée, notamment par un soutien accru au développement des gaz décarbonés, par la conception d’un marché du gaz décarboné compétitif, et par la résolution du problème des émissions de CH₄ liées à l’énergie. Le pacte vert insiste également sur l’importance pour l’UE de nouer un dialogue avec les pays tiers au sujet de questions transversales en matière de climat et d’environnement, en particulier pour agir afin de réduire les émissions de CH₄.

Objectifs de réduction nationaux

La stratégie nationale bas carbone (SNBC) de la France se traduit par une série de budgets carbone, dont l’ambition initiale a dû être revue à la baisse en 2018. En effet, si l’on considère le budget initial 2015-2018 pour le CH₄ (périmètre Kyoto (Métropole + Outre-Mer inclus dans l’UE) hors UTCATF), celui-ci était de 42 Mt CO₂e/an. Or, la moyenne des émissions de CH₄ 2015-2018 s’établit finalement autour de 57 Mt CO₂e/an.

La nouvelle ambition affichée pour la période 2019-2023 sur le CH₄ est de 52 Mt CO₂e/an (total hors UTCATF), soit une baisse de 7,3% par rapport à l’année 2018. Si l’on regarde la tendance, les émissions de CH₄, au même périmètre, ont diminué de 4,3% entre 2014 et 2018. Pour atteindre les objectifs fixés, la tendance à la baisse actuellement observée doit s’accélérer. Pour cela, parmi les principales techniques de réduction citées dans la SNBC, se retrouvent les pratiques visant le principal secteur émetteur, à savoir l’agriculture :

• Améliorer la gestion des effluents d’élevage (couverture des fosses et torchères, méthanisation) ;
• Optimiser la conduite des troupeaux pour diminuer les périodes improductives ou pour faire évoluer les produits mis sur le marché (gestion de l’état sanitaire, diminution de la mortalité à la naissance, optimisation de l’âge au premier vêlage, évolution des systèmes d’engraissement…) ;
• Limiter la fermentation entérique, via des ajustements de l’alimentation animale (apport de lin par exemple), ou via la sélection génétique.

Le budget final prévu pour le CH₄ pour la période 2029-2033 est de 44 Mt CO₂e/an (total hors UTCATF), soit une baisse d’environ 20% par rapport à 2018.  

A noter

Sont exclus du total national l’ensemble du trafic international fluvial, maritime et aérien, les émissions naturelles des eaux terrestres et marais ainsi que les feux de forêt.

 

Tendance générale

Les émissions de méthane (CH₄) ont baissé de manière significative sur la période 1990-2018 (-13,2 Mt CO₂e au niveau du total national avec UTCATF, soit environ -20%).

Cette baisse est due en particulier aux évolutions du secteur de la transformation d’énergie (-5,5 Mt CO₂e soit -83%) avec la cessation progressive de l’exploitation des gisements de charbon en France et le développement des programmes de remplacement des tronçons les plus vétustes du réseau de transport et de distribution gazier. Aujourd’hui, les émissions de ce secteur sont faibles et majoritairement dues à la distribution de gaz.

Le secteur agricole, principale source d’émission de méthane du fait majoritairement de la fermentation entérique et des déjections animales, présente également une baisse de ses émissions, dans des proportions modestes. On peut considérer que les émissions de CH₄ du secteur agricole ont faiblement évolué sur la période (-4,2 Mt CO₂e soit ‑10%).

En 2018, la fermentation entérique représente presque 90% des émissions de CH₄ du secteur agricole. Il est possible de réduire ces émissions des ruminants en modifiant l’alimentation des animaux (ajout de lipides dans les rations), mais ces techniques demeurent limitées dans la mesure où les émissions de CH₄ restent intrinsèquement liées au métabolisme de ces animaux. Pour les vaches laitières, par exemple, les émissions estimées actuellement par le Citepa sont positivement corrélées au rendement laitier. D’une manière générale, les émissions de CH₄ de la fermentation entérique des ruminants peuvent assez difficilement être réduites sans diminuer le cheptel des animaux. Cette réduction peut se faire tout en maintenant la production (intensification de la production par animal) ou bien par une réduction pure et simple de la production.

En France, sur la période 1990-2018, le cheptel laitier a fortement décru (-1,76 millions de vaches laitières soit -33%) compensé par une hausse des rendements laitiers ce qui a conduit à une réduction effective des émissions de CH₄ de la fermentation entérique des vaches laitières d’environ 2,2 Mt CO₂e soit –17%. Cette évolution est à mettre en lien avec la politique agricole commune (PAC) qui a fortement impacté la structure des exploitations dans les années 90 en poussant vers une intensification supplémentaire de la production. En effet, lors de la mise en place des quotas laitiers en 1984 (supprimés depuis 2015), les exploitations laitières se sont concentrées dans le « croissant laitier français » qui va du Grand Ouest (Pays de Loire, Bretagne, Normandie) à l’Auvergne, en passant par le Nord Pas-de-Calais, la Lorraine avec ses sabots, la Franche-Comté, et la région Rhône-Alpes. La production laitière par exploitation ayant été limitée, de nombreux éleveurs se sont alors tournés vers la création d’ateliers d’engraissement ou allaitants. Sur le reste du cheptel bovin, les variations ont été plus discrètes avec des émissions légèrement à la baisse pour la fermentation entérique (-0,97 Mt CO₂e soit -5%).

En plus du cheptel bovin, le cheptel ovin a également (malgré lui) contribué à la baisse des émissions de CH₄ liées à la fermentation entérique (-1,25 Mt CO₂e soit -35%) du fait d’un très net recul des cheptels (-4,3 millions d’ovins soit      -38%). Cette baisse peut s’expliquer par les crises sanitaires subies par la filière (fièvre aphteuse en Grande Bretagne en 2001, fièvre catarrhale ovine en 2008-2009), mais aussi par des facteurs économiques et climatiques (sécheresse en 2003 et en 2011 affectant les pâturages, hausse des coûts de l’alimentation, cours de l’agneau plus ou moins élevé). Cette tendance correspond à la tendance globale du recul de l’élevage en France, en particulier dans les zones de montagne et d’élevage extensif. Les autres cheptels ont une contribution marginale à ces émissions et donc à la tendance globale observée.

Pour les émissions de CH₄ liées à la gestion des déjections, la problématique est différente car elle est moins liée au fonctionnement de l’animal qu’aux pratiques d’élevage. Les émissions de CH₄ sont liées aux conditions anaérobies (sans oxygène) auxquelles sont exposées les déjections animales. Les situations sont multiples : ainsi les émissions de CH₄ liées aux déjections lors du pâturage sont faibles tandis que des stockages prolongés dans des fosses à lisier ou en litières accumulées sont très émetteurs. Ces pratiques obéissent à des schémas organisationnels différents dans les exploitations agricoles et sont peu orientées par les questions d’émissions de CH₄. D’une manière générale, plus les exploitations seront grandes plus elles évolueront vers des systèmes lisiers potentiellement émetteurs de CH₄.

Les exploitations agricoles peuvent néanmoins mettre en œuvre des techniques de réduction dont la plus répandue est la méthanisation, qui permet non pas de limiter la production de CH₄, mais au contraire de la favoriser en vue d’un captage et d’une valorisation énergétique. En France, un plan de développement de ces installations de méthanisation est en cours (Plan Energie Méthanisation Autonomie Azote – EMAA) qui a favorisé l’émergence de nombreuses installations. Cependant, l’impact réel de ces installations doit être considéré avec attention, tous les systèmes de méthanisation ne se valent pas en termes de captage du CH₄ et les quantités de déjections effectivement méthanisées demeurent relativement faibles en comparaison des quantités totales de déjections. La méthanisation reste le principal levier évoqué pour baisser les émissions de CH₄ de l’agriculture dans les politiques actuelles.

Le CH₄ est aussi une problématique importante pour le secteur déchet du fait des émissions des décharges. Le émissions de CH₄ de ces décharges présentent un profil en cloche sur la période 1990-2018. Elles ont fortement augmenté entre 1990 et 2003 (+5,1 Mt CO₂e soit +40%) pour baisser ensuite et retrouver en 2018 le niveau qu’elles avaient en 1990. Cette évolution recouvre évidemment plusieurs dynamiques : la mise en décharge a à peu près suivi cette même courbe en cloche mais les émissions de CH₄ des décharges sont estimées à partir d’un historique de plusieurs décennies, il y a donc une inertie forte à ces émissions. La réduction des émissions observées depuis 2003 tient également beaucoup au fait que le torchage et la valorisation des émissions de CH₄ se sont fortement développés sur la période permettant de limiter les émissions de CH₄ des décharges dans l’atmosphère.

Enfin le dernier secteur réellement concerné est le secteur résidentiel/tertiaire en lien avec la consommation de bois essentiellement. La baisse des émissions de CH₄ de ce secteur (-2,9 Mt CO₂e soit -46%) est corrélée à la baisse de consommation de bois des ménages sur la période 1990-2000 (la consommation des ménages est depuis 2000 relativement stabilisée) et à l’amélioration du parc des chaudières (renouvellement avec des chaudières plus performantes). La baisse significative observée entre 1990 et 2010 semble plafonner sur les dernières années mais cette source ne représente en 2018 qu’une part assez modeste (6%) des émissions globales de CH₄ de la France.

 

Évolution récente

Lors des dernières années, la baisse des émissions de CH₄ de la France est principalement due à la baisse des émissions agricoles car les émissions des décharges se stabilisent depuis 2016 et les autres secteurs demeurent de faibles contributeurs aux émissions totales nationales. Néanmoins, cette tendance observée des émissions agricoles sur quelques années ne permet pas de prédire le maintien d’une baisse pour le secteur agricole. Certes, il y a une tendance globale de diminution de l’élevage en France mais il y aussi une tendance à l’expansion de certains élevages et donc des systèmes lisiers potentiellement émetteurs de CH₄. Quoi qu’il en soit, le constat demeure : pour baisser de manière supplémentaire et significative les émissions de CH₄ de la France, il faudra baisser les émissions de l’agriculture.

 

Part des émissions liée aux combustibles

En France, les émissions de CH₄ ne sont que très peu liées aux combustibles. Cette part est dominée par l’usage du bois et de gaz naturel.

 

Et ailleurs ?

En 2018, les émissions de CH₄ (456 Mt CO₂e) représentaient 10,5% des émissions totales de GES dans l’UE hors UTCATF (4 235 Mt CO₂e), en baisse de 38% depuis 1990 (où leur niveau était de 740 Mt CO₂e). Les deux principales sources d’émission sont l’agriculture (72% des émissions de CH₄ dans l’UE en 2018, en particulier la fermentation entérique des ruminants [bovins principalement]) ; et les déchets (notamment le traitement anaérobie) (source : Rapport d’inventaire de l’UE (UE27 avec R-U, + Islande) à la CCNUCC (NIR), éd. 2020).

D’après l’interface de visualisation des données d’émissions de GES de la CCNUCC, la France en 2017 est au 1^er rang des pays émetteurs au sein de l’UE 27, en y ajoutant également le Royaume Uni et l’Islande.  A noter : ces émissions correspondent aux inventaires édition 2019. Ces estimations ont été mises à jour en 2020, mais les données ne sont pas encore disponibles sur l’interface.

Une étude réalisée par l’économiste Geoffrey Lorre à partir des données de la FAO (lien) sur la place de l’agriculture française et européenne dans le monde indique qu’en 2012, la France a produit près de 17% de la valeur agricole européenne contre seulement 14,4% pour l’Allemagne, 11,9% pour l’Italie et 11,7% l’Espagne. Quatre autres pays produisent une part non négligeable de la valeur agricole : la Pologne 7,8%, le Royaume-Uni 6,8%, les Pays-Bas 5,8% et la Roumanie 3,3%. Sur le graphique précédent, ce sont bien ces pays agricoles qui ressortent en tête de liste pour les émissions de CH₄.

 

En savoir plus

Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire (2018). Stratégie Nationale Bas-Carbone. Lien.

Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat – Giec (2018). Réchauffement planétaire de 1,5°C – Résumé à l’intention des décideurs. Lien.

Agence Internationale de l’Energie (2020). Outil de suivi des émissions de CH₄ (Methane tracker). Lien.

HMIEL B. et al (2020). Article publié le 19 février 2020 dans la revue scientifique Nature : “Preindustrial CH₄ indicates greater anthropogenic fossil CH₄ emissions“. Lien.

Centre commun de recherche (Joint Research Centre, JRC) (2020). Arctic permafrost thawing – impacts on high-latitude emissions of carbon dioxide and methane. Lien.

Centre commun de recherche (Joint Research Centre, JRC) (2018). Global trends of methane emissions and their impacts on ozone concentrations. Lien.

CCNUCC. Interface de visualisation des émissions de GES. Lien. https://di.unfccc.int/time_series.