Le CO2, bénéfique pour la planète? Les limites de l'effet positif du dioxyde de carbone sur les végétaux

Les gaz à effet de serre, bénéfiques pour la planète? Depuis début mars 2023, une étude scientifique de 2016 portant sur l'effet fertilisant du CO2 sur les végétaux ressurgit sur les réseaux sociaux dans les sphères climatosceptiques. Ces dernières y voient la preuve qu'il est inutile de lutter contre les émissions de gaz à effet de serre et remettent en cause les messages d'alerte lancés par la communauté scientifique. En réalité, cet effet fertilisant diminue avec le temps et est loin d'être suffisant pour compenser les émissions due à l'activité humaine et le rythme d'augmentation du CO2 dans l'atmosphère terrestre, qui accélèrent le réchauffement climatique, soulignent plusieurs spécialistes interrogés par l'AFP.

"Alors les écolos?" : sept ans après sa publication, une étude publiée en 2016 dans la revue Nature Climate Change par une équipe internationale de scientifiques et faisant état d'un verdissement de la Terre sous l'effet des émissions de CO2 continue d'être brandie sur les réseaux sociaux par des internautes climato-sceptiques comme preuve de l'inutilité de la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre.

Une capture d'écran d'un article du quotidien Le Monde publié au moment de la parution de l'étude et intitulé "La Terre verdit grâce aux émissions de CO2" a été partagée depuis quelques jours plusieurs centaines de fois sur Twitter et Facebook. Citant les résultats de l'étude, l'article évoque un accroissement de "la quantité de feuilles des arbres entre 1982 et 2009", causé par le "dioxyde de carbone rejeté par les activités humaines".

Capture d'écran prise le 14 mars 2023 de publications partagées sur les réseaux sociaux reprenant un article du Monde

Sur les réseaux sociaux, cette augmentation du verdissement est mis en avant pour minimiser les effets néfastes des gaz à effet de serre sur le climat. "Le dioxyde de carbone rejeté par les activités humaines a accru la quantité de feuilles des arbres entre 1982 et 2009. Et là, ils veulent nous faire croire que c’est nuisible", réagit une internaute sur Facebook.

"Comment une forêt bien verte pourrait-elle provoquer le réchauffement climatique?", s'interroge un autre. "Voyez ce que l'on disait en 2016 sur le CO2, avant de vous faire peur en 2022", peut-on lire encore lire. "A cause des émissions de CO2 des vilains Humains, on va tous cre...Oh, wait! wait wait wait" (ici) ou encore "le CO2 produit essentiel à la vie est loin d'être un polluant" ().

Attention : ces publications occultent une partie de l'article du Monde dans laquelle des auteurs de l'étude en question tempèrent le caractère positif de l'effet fertilisant du CO2 sur le climat. Interrogés par l'AFP, des spécialistes pointent effectivement les limites de la fertilisation par le carbone et mettent en avant des recherches plus récentes révélant un ralentissement du verdissement.

Revenons à l'étude "Greening of the Earth and its drivers" publiée le 25 avril 2016. Menée par une équipe d'une trentaine de scientifiques issus de 24 centres de recherche répartis dans huit pays, elle a exploité les données de trois satellites pour déterminer l'évolution, entre 1982 et 2015, de l'indice de surface foliaire - la densité de feuillage par mètre carré.

L'analyse de ces données a montré"une augmentation persistante et généralisée" du verdissement sur 25 à 50% de "la surface végétalisée mondiale". Pour expliquer cette tendance au verdissement, des simulations factorielles ont été menées et ont établi un lien avec les effets de fertilisation du CO2 (70%), les dépôts d'azote (9%), le changement climatique (8%) et des changements d'occupation du sol (4%).

Résumé de l'étude publiée en avril 2016 portant sur le verdissement de la planète

L'utilisation par les plantes du CO2 pour produire des glucides et de l'oxygène par le biais de la photosynthèse est une réalité scientifique connue depuis longtemps. Grâce à ce processus, les plantes fixent le carbone de l'air dans leurs feuilles, leurs tiges et leurs racines, créant ainsi des puits de carbone naturels où le carbone est stocké. L'augmentation des niveaux de CO2 dans l'atmosphère peut donc bien, dans une certaine mesure, stimuler la croissance des plantes.

"On a observé jusqu’à un passé récent, un reverdissement, et une des raisons principales c’est l’effet de fertilisation de CO2 sur les plantes", confirme Nicolas Viovy, l’un des auteurs de l’étude de 2016 et chercheur au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE), contacté par l'AFP le 14 mars 2023. "On a constaté cette tendance particulièrement dans les hautes altitudes, dans les zones boréales ou dans les zones tempérées".

Capture d'écran de l'étude de 2016

Ce phénomène est connu sous le nom d'effet de fertilisation par le carbone: avec plus de dioxyde de carbone disponible, les plantes peuvent pousser plus rapidement. L'effet a été prouvé dans de nombreuses expériences et est en partie utilisé dans la culture de légumes en gazant les serres avec davantage de dioxyde de carbone pour augmenter les rendements.

Le CO2 peut donc bien avoir un effet positif sur les plantes.

Mais cet effet est en trompe l'oeil et se révèle être bien plus complexe que ne le laissent entendre certains comptes sur les réseaux sociaux. Ces derniers ne précisent en effet pas que ce effet est variable, limité et conditionné à certains facteurs.

"C’est très variable suivant les plantes : certaines réagissent, certaines ne réagissent pas du tout. Sur le long terme, des expériences menées sur des forêts montrent que si au départ on a un effet qui est assez fort, cet effet va en diminuant avec le temps", souligne Nicolas Viovy. "C’est lié à différents phénomènes, il y a entre autres des limitations en nutriment : si la plante a besoin de carbone, elle a également besoin d’azote et de phosphore, donc si on augmente la quantité de carbone il faut plus d’azote et de phosphore que la plante n’a pas nécessairement".

En février 2022, Eckhard George, professeur en physiologie nutritionnelle des cultures à l' Université Humboldt de Berlin, et expert en métabolisme des plantes, pointait déjà, auprès de l'AFP, les limites du caractère positif de l'effet fertilisant du CO2.

"Il est exact que la surface foliaire augmente lorsque l'apport de CO2 augmente. Mais cela ne se produit que si la croissance n'est pas limitée par d'autres facteurs, tels que le stress hydrique, le manque de nutriments, les fluctuations de température, le manque ou l'excès de soleil ou l'étanchéité de la surface", relevait-il alors.

Le soleil se lève sur la centrale électrique au charbon de la multinationale française EDF à Cordemais Lavau-sur-Loire, dans l'ouest de la France, le 1er décembre 2022 ( AFP / LOIC VENANCE)

Plus globalement, se concentrer sur "l'effet à court terme de l'amélioration de la croissance des plantes grâce à une concentration plus élevée de CO2", c'est mettre de côté un élément central, résumait pour sa part le 13 décembre 2022 Ranga Myneni, professeur au département de la terre et de l'environnement de l'Université de Boston et co-auteur de l'étude de 2016.

"Le CO2 est un gaz à effet de serre, il provoque un changement climatique dont les effets incluent le réchauffement climatique, la fonte des glaces, l'élévation du niveau de la mer, etc.", rappelait-il. Des études plus récentes ont par ailleurs révélé "un ralentissement du verdissement et un renforcement des tendances au brunissement, en particulier au cours des deux dernières décennies", ajoutait-il.

C'est le cas de l'étude publiée en 2020 dans la revue "Science" qui conclut, à l'aide de données satellitaires, que l'effet de fertilisation par le CO2 a diminué à l'échelle mondiale entre 1982 et 2015, ce qui s'explique par exemple par le manque de nutriments et la diminution de la disponibilité de l'eau du sol. Une étude de 2021 publiée dans "Biogeosciences" constate également, à l'aide de données satellites, que l'augmentation de la surface foliaire mondiale ralentit.

"Si on regarde les études qui font des projections, on voit que l'effet positif va globalement se renverser et sera de moins en moins efficace. On est actuellement sur une concentration de CO2 à peu près à 400ppm [400 parties par million, NDLR], on a encore un peu de marge, mais quand on va arriver vers 700/800ppm l’effet sera quasiment négligeable", prévient Nicolas Viovy.

La concentration de CO2 est traditionnellement mesurée en "partie par million" ou ppm, un indicateur qui permet de calculer le taux de pollution dans l'air et plus globalement dans l'environnement. Comme son nom l’indique, le ppm permet de savoir combien de molécules de polluants on trouve sur un million de molécules d’air. La concentration de CO2 est passée de 282 ppm en 1800 à 407 ppm en 2018.

L'impact de l'effet fertilisant du C02 sur les végétaux est quant à lui à mettre en perspective, soulignent les spécialistes. "Les plantes fixent effectivement plus de CO2 lorsque la concentration en CO2 dans l'atmosphère augmente. Mais la quantité de CO2 supplémentaire fixée par les plantes est loin d'être suffisante pour compenser les émissions supplémentaires émises par l'Homme", note Eckhard George.

"Actuellement, la végétation absorbe un quart de nos émissions, un quart est également absorbé par les océans mais il y a des fortes chances que dans le futur cet effet d’absorption de la végétation soit de moins en moins important", souligne de son côté Nicolas Viovy, citant entre autres l'augmentation des sécheresses et des épisodes caniculaires. "Si on absorbe le quart aujourd'hui, dans 30 ans, la végétation n'en absorbera peut-être plus qu'un dixième".

Et la situation devrait encore se complexifier au regard du rythme d'augmentation du CO2 dans l'atmosphère terrestre. Selon les projections provisoires du Global Carbon Project, organisation qui cherche à quantifier les émissions mondiales de gaz à effet de serre et leurs causes en collectant et en analysant des données sur le sujet qui sont consultables sur son site, les émissions mondiales de CO2 devaient atteindre en 2022 40,6 milliards de tonnes, un record jamais atteint.

L'origine humaine du changement climatique est régulièrement remise en question sur les réseaux sociaux. L'AFP a déjà démystfié des affirmations erronées prétendant ce n'est pas l'activité humaine mais le soleil ou les modifications de l'orbite terrestre qui sont responsables du réchauffement climatique ou encore que les émissions de CO2 ne seraient pas responsables du changement climatique.