Dioxyde de carbone (CO2) : définition, rôle et impact climatique

Le CO2, ou dioxyde de carbone, est un gaz à effet de serre naturellement présent dans l'atmosphère terrestre. Indispensable à la vie sur Terre, ce gaz carbonique joue pourtant aujourd'hui un rôle majeur dans le réchauffement climatique. Sa concentration croissante est liée aux activités humaines, comme l'industrie ou les transports. Cet article explique comment se mesure sa présence dans l'atmosphère et pourquoi il sert de référence pour comparer les gaz à effet de serre. Il présente ensuite les principales sources d'émission de CO2 et les leviers pour les réduire.

Qu'est-ce que le CO2 ?

Le CO2 (dioxyde de carbone) est un gaz incolore et inodore. On l'appelle aussi gaz carbonique ou anhydride carbonique.

En chimie, une molécule de CO2 est composée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène. Il fait partie du cycle naturel du carbone et reste indispensable à la photosynthèse. Au cours de ce processus, les plantes utilisent l'énergie de la lumière pour transformer ce gaz et l'eau en sucres et en oxygène.

Ce gaz est naturellement émis par la respiration, la décomposition des matières organiques ou encore les éruptions volcaniques. Il joue un rôle crucial dans la régulation de la température terrestre : il retient une partie de la chaleur émise par la Terre et l'empêche de s'échapper dans l'espace. Ce phénomène, appelé effet de serre, est vital, mais il devient problématique lorsqu'il s'intensifie. Or sa concentration explose depuis la révolution industrielle, ce qui crée un déséquilibre.

Le rôle des puits de carbone

Un puits de carbone est un milieu naturel qui capte et stocke durablement du CO2, comme les forêts, les océans, les sols ou les zones humides. Les océans absorbent environ 30 % des rejets liés aux activités humaines, et les forêts environ 15 %.

À eux deux, ils captent donc près de la moitié de ces rejets. Le reste s'accumule dans l'atmosphère.

Quel est le volume de CO2 présent dans l'atmosphère ?

La NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) publie chaque année un rapport sur la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre. Ses mesures montrent des concentrations en hausse continue, qui battent des records année après année. Selon la NOAA, la concentration moyenne mondiale de CO2 a atteint 425,62 ppm (parties par million) en 2025, un record. Elle était d'environ 317 ppm en 1960 à l'observatoire de Mauna Loa, à Hawaï.

Pourquoi le CO2 est-il considéré comme une norme pour représenter la pollution de l'air ?

Une norme pour créer un référentiel global

Le CO2 est considéré comme le principal gaz responsable du réchauffement climatique. C'est pourquoi il sert d'unité de mesure pour évaluer l'impact environnemental des activités humaines en général. Ce n'est toutefois pas le seul gaz en jeu. Pour les autres gaz, on parle « d'équivalent CO2 » (CO2e).

Le principe est simple : les émissions de différents gaz à effet de serre (méthane, protoxyde d'azote, ozone, etc.) se comparent selon un référentiel commun, celui de l'équivalent CO2. Ce référentiel s'appuie sur leur potentiel de réchauffement global (PRG). Le PRG mesure combien un gaz réchauffe l'atmosphère sur une période donnée, comparé à la même masse de CO2.

Le calcul de l'équivalent CO2

Ces équivalents s'expriment généralement en millions de tonnes métriques d'équivalent dioxyde de carbone. Pour un gaz donné, le calcul est le suivant : (millions de tonnes métriques de gaz) × (PRG du gaz).

Exemple 🔍 : le 6e rapport d'évaluation du GIEC (2021) fixe les PRG sur 100 ans. Il retient 29,8 pour le méthane d'origine fossile et 27,0 pour le méthane d'origine biologique (élevage, décharges). Le protoxyde d'azote atteint 273. Dès lors, 1 million de tonnes de méthane fossile équivaut à 29,8 millions de tonnes de CO2e, et 1 million de tonnes de protoxyde d'azote à 273 millions de tonnes de CO2e.

Aperçu du potentiel de réchauffement global (PRG)

Tous les gaz ne contribuent pas autant à l'effet de serre. Leur contribution dépend de deux facteurs : leur pouvoir de réchauffement et leur durée de vie dans l'atmosphère.

Voici un aperçu du PRG des principaux gaz présents dans l'atmosphère.

Une standardisation des données bénéfique pour tous

Cette standardisation des données et des unités de référence permet de quantifier et de comparer plus facilement l'empreinte carbone des entreprises, des produits, des personnes ou des transports. Elle facilite aussi la mise en place de politiques publiques de réduction des émissions.

Ce gaz ne résume pas à lui seul la pollution atmosphérique. Une vision complète du sujet inclut aussi les particules fines, les oxydes d'azote et les composés organiques volatils, qui ont de nombreux effets sur la santé humaine.

Quelles sont les principales sources d'émission de CO2 en France et dans le monde ?

Depuis 1990, 70 à 90 % des émissions de CO2 d'origine humaine proviennent de la combustion des énergies fossiles. En France, elles proviennent principalement de cinq activités 👇

• La combustion d'énergie fossile (pétrole et ses dérivés, gaz, charbon) : ces énergies servent par exemple aux transports, au chauffage ou à l'industrie. La combustion de produits fossiles émet principalement du dioxyde de carbone.
• La modification de l'usage des terres (déforestation, artificialisation des sols, etc.)
• Les procédés industriels et la fabrication de solvants (production de ciment, chaux, plâtre, terre cuite, céramiques, verre…)
• Les activités d'élevage, en particulier l'élevage bovin, pour trois raisons : les terres qu'il accapare, le fourrage et l'alimentation du bétail, qui nécessitent beaucoup de produits à base de pétrole (engrais, carburant des tracteurs) et d'eau, et le méthane émis par les vaches, au PRG plus élevé que celui du dioxyde de carbone.
• L'incinération des déchets

Quel est le rôle du CO2 dans le réchauffement climatique ?

Le CO2 agit comme un « couvercle thermique ». Il piège la chaleur dans l'atmosphère et augmente la température moyenne de la planète. Depuis 1850, sa concentration est passée d'environ 280 ppm à plus de 420 ppm, un niveau inédit depuis 800 000 ans.

Les conséquences de cette hausse sont multiples : fonte des glaces, montée du niveau des mers, canicules, sécheresses et perturbation des écosystèmes. Chaque tonne de CO2 émise a donc un effet durable sur le climat.

Comment mesurer les émissions de CO2 ?

Ces émissions se mesurent à différentes échelles :

• Individuelle : le bilan carbone personnel estime l'empreinte de vos activités quotidiennes (transport, alimentation, logement, eau, etc.).
• Entreprise : les organisations réalisent un bilan carbone pour quantifier leurs émissions directes et indirectes. Plusieurs solutions existent, notamment le calculateur CO2.
• Nationale : les États mesurent leurs émissions selon les cadres du GIEC et de l'Accord de Paris.

Comparatif des émissions de CO2 par pays (2024)

Pays	Émissions totales de CO2 (MtCO₂/an)	Part dans les émissions mondiales	Tendance 2023 → 2024
Chine	13 124 MtCO₂	33,12 %	↗️ +0,79 %
États-Unis	4 632 MtCO₂	11,69 %	↗️ +0,3 %
Inde	3 153 MtCO₂	7,96 %	↗️ +4,62 %
UE (27)	2 462 MtCO₂	Non précisée	Non précisée
Allemagne	579 MtCO₂	1,24 %	↘️ -6,2 %
France & Monaco	274 MtCO₂	0,69 %	↘️ -4,1 %
Royaume-Uni	292 MtCO₂	0,74 %	↘️ -3,8 %

Découvrir le tableau complet des émissions de CO2 par pays à travers le monde

Ce qu'il faut retenir

• La Chine est de loin le premier émetteur mondial
• Les États-Unis sont en deuxième position, loin derrière la Chine
• L'Inde est en troisième position et ses émissions tendent à croître fortement
• L'Union européenne, et en particulier la France, poursuivent une tendance à la baisse, portée par les politiques de décarbonation et l'usage du nucléaire.

Quels sont les objectifs de l'Europe pour réduire les émissions de CO2 ?

La Commission européenne veut que l'Europe atteigne la neutralité carbone d'ici 2050. Cette notion désigne l'équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre et leur absorption par les puits naturels. Des jalons intermédiaires sont fixés par rapport aux niveaux d'émissions de 1990 : -55 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) d'ici 2030 et -90 % d'ici 2040.

La France vise elle aussi cet objectif pour 2050, inscrit dans la loi énergie-climat de 2019. Elle pilote sa trajectoire avec la stratégie nationale bas-carbone (SNBC), sa feuille de route de réduction des émissions par secteur.

Les trois leviers pour réduire les émissions de CO2

Réduire les émissions de CO2 nécessite des actions à plusieurs niveaux. Voici un aperçu des sujets clés qui peuvent être déployés :

• Transition énergétique : l'enjeu est de remplacer les énergies fossiles par des sources renouvelables (éolien, solaire, hydraulique, biomasse) dans tous les domaines.
• Sobriété et efficacité énergétique : il s'agit de réduire la consommation d'énergie des bâtiments, des transports et des industries. L'isolation, la mobilité douce et l'électrification des usages sont considérées comme des leviers efficaces.
• Captage et stockage du carbone (CSC) : il s'agit d'investir dans des technologies qui capturent le CO2 avant son rejet dans l'atmosphère. Il est ensuite stocké sous terre ou réutilisé dans des procédés industriels.

Rôle des citoyens : chacun peut agir sur ses émissions indirectes à travers son alimentation, ses transports, son logement et ses placements.

Rôle des entreprises : la première étape consiste à mesurer vos émissions sur les scopes 1, 2 et 3. Ces scopes regroupent les émissions directes, celles liées à l'énergie achetée et les autres émissions indirectes. Cette mesure passe par un bilan carbone, sur lequel se construit ensuite un plan de réduction chiffré.

Parmi les actions possibles, votre organisation peut choisir un fournisseur d'électricité renouvelable et réduire la consommation d'énergie de ses bâtiments. Elle peut aussi intégrer l'éco-conception, encourager la mobilité durable des salariés et sensibiliser ses équipes.

En résumé

Le CO2 est à la fois un gaz vital et un puissant moteur du réchauffement climatique. Sa concentration actuelle, alimentée par les modes de production et de consommation, menace l'équilibre climatique mondial. Reste que chaque individu, entreprise et État peut contribuer à inverser la tendance en agissant dès aujourd'hui sur la réduction des émissions et sur la transition énergétique.

Foire aux questions

Qu'est-ce que le CO2 et pourquoi est-il dangereux ?

Ce gaz n'est pas toxique pour l'être humain à faible concentration. En revanche, son accumulation dans l'atmosphère intensifie l'effet de serre et modifie le climat. Il représente donc un danger pour la stabilité climatique.

Quelle est la part du CO2 dans le réchauffement climatique ?

Selon le Ministère de la Transition Écologique, le CO2 représenterait près des deux tiers des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Le CO2 peut-il être recyclé ?

Oui. Certains procédés le réutilisent pour produire des carburants synthétiques, du béton bas carbone ou des matières plastiques.

Comment reconnaître du CO2 ?

Il ne se reconnaît pas à l'œil ni à l'odorat, car c'est un gaz incolore et inodore. Sa concentration dans l'air se mesure en ppm, comme le fait la NOAA à l'échelle mondiale.

Comment réduire efficacement ses émissions de CO2 ?

Plusieurs solutions existent : opter pour les mobilités douces, consommer local, réduire la viande, isoler son logement ou choisir un fournisseur d'énergie verte. Côté entreprise, le bilan carbone mesure les émissions et sert de base aux actions de réduction.