une main sur la gauche de l'image avec les ongles peints en bleu fait tomber des dominos posés sur une table. Le texte une cinquième limite planétaire franchie est écrit sous les dominos. Le fond de la photo est bleu.
Climat Limites planétaires Pollution

Une cinquième limite planétaire franchie

En janvier 2022, les scientifiques du Stockholm Resilience Centre avertissaient sur le franchissement d’une cinquième limite planétaire. Le seuil de pollution chimique et plastique est désormais dépassé. En quoi cette nouvelle alerte est préoccupante pour l’humanité ? Mais avant d’aborder les conséquences de cette annonce, il est important de comprendre la notion de limite planétaire apparue à la fin des années 2000.

Les limites planétaires, un concept pour appréhender les changements environnementaux globaux

Le concept de limite planétaire a été développé par Johan Rockström et une équipe internationale de recherche en 20091,2. Elles et ils en ont défini neuf. En ne dépassant pas ces limites planétaires, l’humanité et les générations futures peuvent se développer de manière sûre. En revanche, le franchissement de ces limites entraîne un risque élevé de changement environnemental brutal et irréversible. Ce concept de limites planétaires permet d’avoir une vision globale des changements qui ont lieu sur Terre suite à l’intervention humaine. Il ne se limite pas aux émissions de CO2, indicateur trop souvent mis en avant mais cachant des problématiques tout aussi inquiétantes comme l’érosion de la biodiversité ou la modification du cycle de l’eau. En outre, cette notion de limites planétaires permet de voir les interactions sous-jacentes. Par exemple, le changement d’affectation des sols peut avoir des conséquences sur le changement climatique. De plus, il peut être appliqué localement, à l’échelle d’un pays ou d’une région. Sur les neuf limites planétaires, sept ont pu être quantifiées dès 2009.

Quelles sont les neuf limites planétaires ?

Les neuf limites planétaires définies par le Stockholm Resilience Centre sont :

  1. le changement climatique,
  2. l’intégrité de la biosphère,
  3. la perturbation des cycles biogéochimiques de l’azote et du phosphore,
  4. les changements d’affectation des sols,
  5. l’acidification des océans,
  6. l’utilisation de l’eau douce,
  7. la diminution de l’ozone stratosphérique,
  8. l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère,
  9. l’introduction de nouvelles substances dans la biosphère.

Il serait plus exact de parler de frontières planétaires que de limites planétaires. Devant les incertitudes et les difficultés à déterminer des seuils au-delà desquelles la résilience du système Terre n’est plus assurée, les chercheuses et chercheurs de Stockholm Resilience Centre définissent la notion de frontière planétaire. Cette frontière planétaire est la valeur basse de la zone d’incertitude et la limite planétaire la valeur haute qui correspond au point de bascule (tipping point). Dans la suite de cet article, j’utiliserai le terme de limites planétaires, communément utilisé en français et non de frontières planétaires.

Schéma du concept de frontière planétaire définie par Rockström, Steffen et al.
Illustration de la notion de frontière planétaire en prenant l’exemple du changement climatique.

Pour approfondir cette notion de limites planétaires, vous pouvez consulter le livre de Natasha Gondran et Aurélien Boutaud, Les Limites Planétaires aux éditions La Découverte.

Quatre limites déjà franchies entre 2009 et 2015

Dans l’article initial paru dans Nature2 en 2009, Rockström et ses collègues montraient que trois des neuf limites étaient déjà franchies : le changement climatique, la perte de biodiversité et le cycle de l’azote. L’acidification des océans, l’utilisation de l’eau douce, le cycle du phosphore et le changement d’usages des sols étaient proches des limites à ne pas dépasser. A noter que les limites planétaires pour la pollution chimique des substances nouvelles et l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère n’ont pas pu être quantifiées.

Les auteurs·rices insistent aussi sur la dépendance des limites planétaires entre elles. Par exemple, « Transgressing the nitrogen–phosphorus boundary can erode the resilience of some marine ecosystems, potentially reducing their capacity to absorb CO2 and thus affecting the climate boundary.2» (Franchir la limite pour l’azote et le phosphore peut affaiblir la résilience de certains écosystèmes marins, réduisant potentiellement leur capacité à absorber le CO2 et affectant ainsi la limite climatique.)

En 2015, l’équipe de Steffen et al. approfondit et met à jour ce concept de limites planétaires3. Il apparaît que le changement climatique et l’intégrité de la biosphère, fortement liés aux sept autres limites planétaires, sont des limites planétaires critiques à ne pas franchir pour garder un environnement favorable à l’être humain. Le modèle s’intéresse également aux limites planétaires locales à l’échelle d’une région ou d’un bassin ainsi qu’aux interactions entre elles. Certaines de ces limites planétaire sont déjà franchies pour certaines régions (ex : l’ozone en Antarctique). Enfin, pour six limites planétaires, les auteurs·rices définissent un contrôle à deux variables. Par exemple, la concentration de CO2 atmosphérique et le forçage radiatif sont retenus pour le changement climatique.

En conclusion, en plus des trois limites planétaires franchies en 2009, le changement climatique, la perte de biodiversité et le cycle de l’azote, celle du phosphore (regroupé dans l’appellation cycles biogéochimiques) et le changement d’usages des sols sont dorénavant au-delà du seuil défini par Rockström et Steffen. Cependant, on peut noter que le trou dans la couche d’ozone semble sous contrôle grâce à une régulation mondiale par le protocole de Montréal.

Graphique illustrant le dépassement ou non des limites planétaires définies par le Stockholm Resilience Centre
Les neuf limites planétaires en janvier 2022 telles que définies par Steffen et al., 2015 et Persson et al., 2022. En vert, l’espace sûr. En orange, les limites planétaires franchies. En gris, les limites non encore quantifiées.

Une cinquième limite franchie en 2022

En janvier 2022, une nouvelle publication4 vient compléter le travail de Rockström et Steffen. Jusqu’ici la pollution chimique rebaptisée « nouvelles substances » en 2015 n’avait pas encore pu être quantifiée. Ces « nouvelles substances » correspondent à toutes les substances chimiques (pesticides, antibiotiques, produits chimiques manufacturés, plastiques…), les métaux lourds et les matériaux radioactifs qui ont potentiellement des effets irréversibles sur les êtres vivants et l’environnement. Toutes ces nouvelles substances ont la particularité d’avoir été créées par l’être humain.

La difficulté d’établir une limite planétaire due aux pollutions de ces nouvelles substances, qui inclut le plastique, vient du fait que, depuis l’apparition de la chimie moderne, de nombreuses substances ont été synthétisées et mises sur le marché. En 2020, on estime que plus 350 000 produits chimiques ou mélange de produits chimiques sont disponibles. Plus de 50 000 ne sont pas connus car les industriels ne communiquent pas dessus car ils sont classés comme confidentiel5. De plus, l’évaluation de ces substances chimiques est insuffisante. En décembre 2020, environ 23 000 produits chimiques étaient enregistrés dans le cadre de la réglementation européenne REACH. La capacité des États a recensé ces nouvelles substances disponibles est de fait limitée au vu de leur nombre croissant et de leur diversité.

Entre 1950 et 2017, la production annuelle de plastiques est passée de 2 millions de tonnes à 438 millions de tonnes. La quantité cumulée de plastiques fabriqués durant cette période est de 9,2 milliards de tonnes soit l’équivalent de 900 000 Tour Eiffel. On estime que 76 % a été jeté dans la nature6. Et cette tendance ne semble pas s’infléchir.

La quantité de produits chimiques et de plastiques produite et disséminée dans l’environnement est telle qu’elle dépasse les capacités de l’être humain à les surveiller. En conséquence, la chercheuse Linn Persson et ses collègues en concluent que la limite planétaire de la pollution des substances nouvelles est d’ores et déjà franchie.

des déchets plastique (bouchons de bouteille, brosse à dents...) alignés sur le sable en diagonale et regroupés par couleur : rouge, orange, vert, bleu.
Crédit photo : Jasmin Sessler via Unsplash

Quelles limites planétaires sont franchies en France ?

Ce concept de limites planétaires peut s’appliquer au niveau mondial mais aussi régional. Il est donc intéressant de se pencher sur le cas de la France. Le rapport sur l’environnement en France paru en 20197 a abordé cette question pour la première fois.

Rappelons qu’un·e Français·e consomme chaque année l’équivalent des capacités de régénération des ressources biologiques de 2,9 Terre. De plus, la France produit 56 % des émissions de gaz à effet de serre à l’étranger dues à l’importation de biens et services. Il est donc important d’utiliser le concept de limites planétaires pour connaître notre impact global sur l’environnement.

Dans cette première tentative, les auteurs·rices du rapport font une analyse qualitative et non quantitative en se basant sur les définitions des limites planétaires définies par Rockström et Steffen entre 2009 et 2015. A noter que le rapport est sorti en 2019, il ne prend pas donc en compte la quantification de la pollution des nouvelles substances.

En 2019, la France dépassait six des neufs limites planétaires : le changement climatique, l’érosion de la biodiversité, la perturbation du cycle de l’azote et du cycle du phosphore, les changements d’utilisation des sols, l’acidification des océans et l’utilisation mondiale de l’eau douce. Dans la suite, nous allons détailler chaque catégorie.

Le changement climatique

La France dépasse le budget carbone de 1,6 à 2,8 tonnes de CO2 par personne et par an en 2017. Le budget cible annuel par personne est de 1,5 tonnes selon ce rapport. Les émissions actuelles sont comprises entre 5 et 8 tonnes si on prend en compte les émissions importées. Cette valeur devra être divisée par 4 en 2050. La France contribue ainsi au changement climatique.

L’intégrité de la biosphère

Concernant la biodiversité, la France abrite environ 10 % des espèces répertoriées sur la liste de l’UICN. Elles sont surtout présentes en Outre-Mer qui possède une grande biodiversité. La France a donc une grande responsabilité vis-à-vis de la biosphère. 14 % des espèces sont soit éteintes soit menacées d’extinction en France contre 28 % au niveau mondial. L’inquiétude est forte sur les espèces endémiques présentes sur les territoires insulaires. Le rapport conclut qu’« en France, les services rendus par les écosystèmes sont mis en péril, sous l’effet d’une pression anthropique grandissante sur tous les milieux. »

Carte représentant le taux d'espèces éteintes ou menacées, quasi menacées et avec une préoccupation mineure sur chaque territoire français.
Proportion d’espèces évaluées par catégorie de menace dans la liste rouge mondiale
de l’UICN, pour chacun des territoires français.(Source : Rapport sur l’environnement en France 2019, p 114)

Perturbation des cycles géochimiques de l’azote et du phosphore

Le milieu agricole est un grand pourvoyeur d’azote et de phosphore à l’origine des algues vertes en Bretagne et des algues brunes, les sargasses, aux Antilles et en Guyane. C’est le phénomène d’eutrophisation. La limite planétaire pour l’azote est franchie dans certaines régions comme la Nouvelle-Aquitaine, les Pays de la Loire, la Bretagne ou la Normandie.

Le phosphore provient aussi de l’usage d’engrais agricoles mais le surplus en phosphore diminue fortement depuis les années 2000. Cependant, au niveau local, le seuil de cette limite planétaire est dépassé.

Le changement d’affectation des sols

La surface des terres agricoles diminue en France au profit de l’artificialisation des sols alors que, dans le même temps, la forêt gagne du terrain depuis le milieu du 19ème siècle. Si le changement d’usage des sols sur le territoire français est préoccupant, il l’est d’autant plus à l’étranger, notamment à cause de notre consommation. La tension est forte sur la déforestation des forêts tropicales puisque nous importons une grande quantité de matières premières (soja, huile de palme, cacao…). Cette déforestation importée accroît la pression sur la limite planétaire du changement d’affectation des sols.

L’acidification des océans

L’acidification des océans est liée la quantité de CO2 présente dans l’atmosphère. Une partie est absorbée contribuant à acidifier mers et océans. On sait déjà que les émissions de CO2 de la France dépasse le seuil, aggravant la situation à l’échelle mondiale. La France avec ses territoires d’Outre-Mer possède une large façade maritime. Cette acidification est préjudiciable pour les coquillages, les poissons et les coraux d’eau froide et tropicaux.

L’utilisation de l’eau douce

Enfin la dernière limite planétaire franchie pour la France est l’utilisation de l’eau douce. Le secteur agricole est le plus grand consommateur d’eau. Les pénuries d’eau sont de plus en plus fréquentes et plus seulement en été, période où la consommation est la plus importante. Des solutions pour économiser l’eau sont donc indispensables.

La diminution de l’ozone stratosphérique, l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère, l’introduction de nouvelles substances dans la biosphère

Pour les trois dernières limites planétaires, les conclusions sont moins préoccupantes mais elles sont à nuancer. La France a signé le protocole de Montréal même si des dérogations sont possibles. Ainsi la France continue à produire des substances nuisibles à la couche d’ozone. Cependant, il semble que la couche d’ozone se rétablisse petit à petit.

La pollution aux particules fines inférieures à 10 µm est due aux transports, aux activités agricoles, à la combustion du bois de chauffage (prépondérantes pour les particules inférieures à 2,5 µm) et à l’industrie. Selon l’association Respire, la pollution de l’air provoque la mort de 100 000 Français·es par an soit 2,5 fois plus que le chiffre de l’agence européenne pour l’environnement7.

Enfin, la France participe à l’introduction de nouvelles substance chimiques comme les déchets plastiques, les déchets nucléaires, les pesticides, les nanomatériaux… Ainsi « la France contribue à hauteur de 19 % aux déchets nucléaires mondiaux. » puisque trois quarts de son électricité est d’origine nucléaire. Concernant les déchets plastiques, les réglementations ne sont pas à la hauteur des enjeux. Les plastiques à usage unique ne seront interdits qu’en 2040. Enfin, la France reste une grande consommatrice de pesticides. Contrairement aux promesses des plans Ecophyto, qui prévoyaient une baisse de 50 % des produits phytosanitaires en 10 ans, la consommation de pesticides a augmenté de 15 % entre 2009 et 2019.

Le concept du donut de Kate Raworth, relier justice climatique et justice sociale

Au début des années 2010, Kate Raworth, travaillant pour Oxfam Grande-Bretagne, assiste à une présentation du concept des neuf limites planétaires de Rockström. Économiste de formation, elle cherche donc à repenser le développement économique pour répondre aux besoins humains de base sans dépasser les limites planétaires. Voici comment est née sa théorie du donut. L’intérieur du donut représente l’espace sûr et juste pour l’humanité. La frontière extérieure (plafond environnemental) est défini par les neuf limites planétaires. La frontière intérieure (plafond social) doit assurer l’accès aux besoins humains essentiels (se nourrir, se loger, accéder à l’éducation, vivre dans un pays en paix…) et le respect des droits humains. Dans le cadre de ces deux frontières, l’être humain peut s’épanouir.

Représentation de la théorie u donut selon Kate Raworth
Représentation de la théorie du donut selon Kate Raworth. (Source : Oxfam France)

Si les études sur le théorie de donut sont encore balbutiantes, on peut citer celle de Fanning et al.8 paru dans Nature Sustainability en novembre 2021 qui analyse l’évolution d’indicateurs sociaux9 et environnementaux10 de 140 pays entre 1992 et 2015. Les auteur·rices concluent qu’une grande majorité de pays dépassent les limites planétaires avant d’assurer l’accès aux besoins humains fondamentaux pour leur population. Des milliards de personnes vivent dans des pays où les besoins essentiels ne sont pas satisfaits alors que 5 des 6 limites biogéophysiques (prises en compte dans l’étude de Fanning et ses collègues) sont franchies à l’échelle globale. Aucun pays n’accède à l’espace « sûr et juste » du donut tel que l’a défini Kate Raworth. Les pays riches atteignent un niveau élevé pour les indicateurs sociaux mais dépassent les limites planétaires. En revanche, les pays pauvres transgressent les limites environnementales sans qu’un progrès très significatif soit fait dans le domaine social dans la période de temps considéré.

En conclusion, en 2022, les besoins essentiels vitaux ne sont pas assurés pour l’ensemble de la population mondiale alors que 5 des 9 limites planétaires (selon la définition de Rockström et Steffen) sont déjà franchies. La crise du Covid-19, survenu début 2020, a encore exacerbé les inégalités mondiales.

Au delà d’une pensée centrée sur les émissions de gaz à effet de serre

Le concept des limites planétaires développé par Rockström et Steffen permet de ne plus réfléchir seulement en terme d’émissions de gaz à effet de serre. Les atteintes à la biosphère, l’accumulation de polluants chimiques et d’aérosols, la raréfaction de l’eau douce sont autant de limites à ne pas dépasser pour vivre dans un environnement sûr.

La théorie du donut de Raworth permet, quant à elle, de définir un environnement juste et sûr où les besoins essentiels de l’ensemble de l’humanité sont satisfaits. Le défi est donc de « se développer » sans dépasser les limites planétaires. Les pays riches doivent réduire leurs besoins en ressources tandis que les plus pauvres doivent assurer à leur population l’accès à des conditions de vie sûres dans un contexte où ils seront de plus en plus exposés au changement climatique.

Connaissez-vous le concept des neuf limites planétaires ou la théorie du donut ?

Logo Empreinte Minimale . Au centre les lettres E et M superposés verticalement . Encercle au dessus le texte empreinte minimale, au dessous écologie consciente

Bibliographie :

1 Rockström J. et al., Planetary Boundaries: Exploring the Safe Operating Space for Humanity, Ecology and Society , 2009, Vol. 14, No. 2, http://www.jstor.org/stable/26268316

2 Rockström J. et al., A safe operating space for humanity, Nature, 2009, Vol, 461, https://doi.org/10.1038/461472a

3 Steffen W. et al., Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet, Science, 2015, Vol 347 Issue 6223, doi: 10.1126/science.1259855.

4 Persson L. et al., Outside the Safe Operating Space of the Planetary Boundary for Novel Entities, Environmental Science and Technology. 2022, 56, 1510−1521, https://doi.org/10.1021/acs.est.1c04158

5 Wang Z. et al., Toward a Global Understanding of Chemical Pollution: A First Comprehensive Analysis of National and Regional Chemical Inventories, Environmental Science & Technology, 2020, 54, 5, 2575–2584, DOI: 10.1021/acs.est.9b06379

6 Roland Geyer, Chapter 2 – Production, use, and fate of synthetic polymers, Plastic Waste and Recycling, Academic Press, 2020, Pages 13-32, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817880-5.00002-5.

7 L’environnement en France, rapport de synthèse, 2019

8 Fanning, A.L., O’Neill, D.W., Hickel, J. et al. The social shortfall and ecological overshoot of nations. Nature Sustainability 5, 26–36 (2022). https://doi.org/10.1038/s41893-021-00799-z

9 Les 11 indicateurs sociaux sont la satisfaction de vie, l’espérance de vie (2 mesures de bien-être), l’accès à la nourriture, l’assainissement, la pauvreté, l’accès à l’énergie, l’éducation, le soutien social, la démocratie, l’égalité et l’emploi (9 mesures de besoins essentiels).

10 Les indicateurs environnementaux sont les émissions de CO2, le cycle biogéochimique de l’azote et celui du carbone, le changement d’usages de sols (4 limites planétaires définies par Rockström et Steffen) auxquels les auteurs ajoutent deux empreintes environnementales, l’empreinte écologique et l’empreinte matérielle.

Crédit photo : Bradyn Tollip via Unsplash pour la photo de couverture

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