C'est un phénomène que nous considérons aujourd'hui comme totalement nouveau dans l'histoire de l'humanité; pour tous, le changement climatique est un drame moderne déchaîné par les machines à vapeur de la révolution industrielle, puis aggravé par le roi du pétrole et ses longues files de voitures, d'avions, de bateaux fumants ou par ses bulldozers broutant d'immenses forêts vierges pour abriter et nourrir maintenant 7 milliards de terriens. De quoi regretter l'ère bénie où les hommes vivaient en harmonie avec la nature, cultivaient discrètement leur jardin et laissaient dans leur sillage une atmosphère pure, intacte et naturelle.

Ah, le bon vieux temps!

Sauf que, depuis quelques années, cette vision idyllique du monde pré-industriel a été brisée par une quantité écrasante d'études archéologiques ou paléo-écologiques. Tous ces travaux récents décrivent, en effet, une Terre battue et usée par les hommes depuis le Néolithique. Et ces perturbations semblent avoir été si profondes qu'elles auraient pu avoir un impact sur le climat de l'époque. "Nous avons de plus en plus de preuves d'une influence humaine précoce sur le climat mondial" , explique Stephen Vavrus, climatologue à l'Université du Wisconsin (États-Unis).

Il est difficile d'imaginer que quelques millions d'hommes à peine équipés pourraient avoir une quelconque influence sur les grandes machines terrestres! Mais il ne faut pas sous-estimer la puissance de feu des premiers agriculteurs et leur capacité à bouleverser la planète. "Les nouvelles méthodes d'analyse des pollens fossiles nous permettent de mieux quantifier les zones affectées par la déforestation au cours des derniers millénaires, précise Marie-José Gaillard, chercheuse au programme international Past Global Changes. Et, partout dans le monde, les chiffres sont souvent plus élevés que nous ne l'imaginions! " Une étude récente montre, par exemple, qu'un cinquième des coupes dans les forêts européennes tempérées ont été enregistrées avant la fin de l'âge du bronze (1000 avant JC).

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Nous avons de plus en plus de preuves d'une influence humaine précoce sur le climat mondial (…) Si cela se confirme, je vous laisse imaginer le climat à venir… – STEPHEN VAVRUS Climatologue à l'Université du Wisconsin (États -Unis)

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UNE VISION À GRANDE ÉCHELLE

Cette observation s'applique également aux endroits les plus reculés de la planète, qui ne sont plus à l'abri des systèmes de télédétection laser (Lidar) ou des satellites capables de révéler des vestiges d'activités humaines insoupçonnées. "Presque chaque mois, une nouvelle image obtenue de Google Earth révèle d'anciennes structures agricoles dans le sud-ouest de l'Amazonie, s'enthousiasme Umberto Lombardo, archéologue à l'Université de Berne (Suisse). La plupart des gens imaginent cette région comme une forêt vierge traversée par certains groupes nomades, mais la vérité est que la domestication des plantes a commencé il y a 10 000 ans. "

Jusqu'à présent, les archéologues et les anthropologues se sont limités à l'étude descriptive de tel ou tel site pris isolément. Cette approche fait désormais place à des analyses quantitatives à grande échelle: "Nous synthétisons tous les résultats pour avoir une vision complète de la façon dont les humains ont transformé la Terre" , explique Neil Roberts, archéologue environnemental à l'Université de Plymouth (Royaume-Uni).

Dans une première analyse majeure publiée l'été dernier dans la revue Science , 255 chercheurs couvrant les cinq continents n'ont pas hésité à parler d'un "début anthropocène": selon eux, l'humanité serait devenue une véritable force de la nature il y a au moins 3000 ans, et il n'y a pas deux siècles ou juste après la Seconde Guerre mondiale.

Cependant, ces transformations radicales des paysages pourraient avoir une influence sur les propriétés physiques mais aussi sur la composition chimique de l'atmosphère. C'est en tout cas ce qui ressort des derniers travaux sur les grandes civilisations anciennes, telles que les Romains, les Mayas, ou sur les conquistadors (voir modules). "Le climat n'est pas aussi inerte que nous l'imaginons" , souligne Gustav Strandberg, spécialiste des paléoclimats à l'Institut météorologique suédois.

Le simple fait de remplacer une parcelle de forêt par un champ cultivé ou une prairie modifie les bilans énergétiques locaux: "Un environnement ouvert a généralement une couleur plus claire qu'une forêt, ce qui signifie qu'il absorbe moins de rayonnement solaire et devient donc plus froid, dit le chercheur suédois . Globalement, la déforestation a un effet de refroidissement: cet effet est plus fort pour les climats froids car la neige, qui reste longtemps au sol en hiver, renvoie encore plus de rayonnement. " Il y a aussi l'évapotranspiration, qui est plus faible dans les céréales et autres pâturages herbacés que dans les arbres, dont les racines profondes puisent de l'eau même au milieu de la sécheresse. "Les arbres mobilisent plus de chaleur latente pendant l'été, ce qui rend les forêts plus fraîches pendant la saison chaude" , ajoute Gus-tav Strandberg. "À cet égard, la déforestation a un effet de réchauffement, en particulier dans les régions tropicales" , ajoute Feng He, climatologue à l'Université du Wisconsin. De plus, avec la disparition des arbres, les vents rencontrent moins de résistance et les tempêtes pénètrent plus facilement à l'intérieur des terres. "De nombreux processus, aux effets parfois opposés, entrent en jeu … Mais vous pouvez être sûr que tout cela a un impact sur le climat régional" , tranche Gustav Strandberg.

Quelle est la portée d'un impact? Difficile de répondre avec précision. "Les modèles climatiques actuels n'ont pas encore pleinement intégré les reconstitutions historiques de l'utilisation des terres, qui sont en tout cas incomplètes et très probablement sous-estimées" , reconnaît Klein Goldewijk, de l'Université d'Utrecht (Pays-Bas), responsable de la base de données de référence historique sur l'environnement mondial (HYDE). Les incertitudes restent importantes sur le nombre d'hectares utilisés par habitant il y a plusieurs millénaires, l'intensité des pratiques agricoles, le nombre de bovins, la consommation moyenne de bois, etc.

CLIMAT CONDITIONNÉ PAR DES SOLS

Jusqu'à présent, seule une poignée d'équipes ont tenté d'estimer ces changements climatiques ancestraux. Une simulation réalisée à l'Université de Reading (Royaume-Uni) montre que les premiers signaux d'un changement apparaissent en été dès 5000 avant JC. La transformation des paysages aurait entraîné à cette époque un refroidissement global encore modeste de 0,03 ° C, mais l'effet est plus évident en Europe, où il atteint -0,24 ° C, avec localement jusqu'à -1,2 ° C.

"Au Conseil Chauffage, ces transformations d'affectation des terres réalisées jusqu'en 1850 ont provoqué un refroidissement global de près de 0,17 ° C" , modelé Feng He. Le refroidissement climatique, rythmé cependant par un réchauffement local important en Afrique, en Inde et en Asie du Sud-Est. Sachant que ces variations de températures régionales pourraient provoquer des événements extrêmes, estime le chercheur américain: "Il est fort possible, compte tenu de leur ampleur, qu'ils aient favorisé l'apparition de sécheresses, par exemple". Ces différences locales sont tellement frappantes qu'elles auraient pu également étendre leurs effets sur une longue distance: certains modèles montrent un impact thermique jusqu'au milieu de l'Atlantique ou du Pacifique, et des changements dans la trajectoire des tempêtes dans l'Atlantique Nord ou l'Indien mousson… Même si, tempère Stephen Vavrus, "cet aspect du problème a encore été très peu étudié".

Et ces études ne prennent même pas en compte l'impact des incendies déclenchés par les agriculteurs pionniers – et parfois les chasseurs-cueilleurs – pour faire de la place: "L'effet des aérosols libérés par la combustion n'est pas linéaire, donc une petite augmentation de ces émissions peut avoir un effet réel sur le climat local" , analyse Anina Gilgen, climatologue à l'École polytechnique fédérale de Zurich.

LA CHIMIE DE L'ATMOSPHÈRE CONCERNÉE

Mais nos lointains ancêtres l'ont peut-être rendu encore plus fort … En effet, une hypothèse folle est explorée par certains scientifiques: depuis le néolithique, les activités humaines auraient également modifié de manière significative la chimie de l'atmosphère, au point de générer un effet de global serre – sans moteur à combustion. Cette idée, avancée pour la première fois il y a vingt ans par le géologue William Ruddiman (Université de Virginie), est basée sur l'étrange observation d'une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère, il y a 7000 ans, ainsi qu'une concentration de méthane, il y a 5000 ans. Étrange, car presque toutes les périodes interglaciaires des 800 000 dernières années ont naturellement connu une forte baisse de ces deux composés. Pendant la période interglaciaire appelée MIS 19 (il y a environ 780 000 ans), lorsque la Terre avait une configuration orbitale similaire à celle d'aujourd'hui, la teneur en CO2 avait ainsi diminué de 17 ppm (parties par million) … puis qu'elle a augmenté de 20 ppm, en présence de l'homme, au cours des millénaires précédant la période industrielle. Comme par hasard!

De nombreuses causes naturelles ont été avancées pour expliquer ce mystère: ralentissement de l'absorption du CO2 dans les mers du Sud, libération de méthane au niveau des terres boréales… Mais William Ruddiman ne renonce pas, modèles à l'appui: "Ce phénomène est d'origine humaine! Le moment de l'augmentation du CO2 correspond à celui de l'expansion de l'agriculture presque partout dans le monde; celui du méthane est contemporain de l'apparition de la riziculture irriguée en Chine. Et de l'extension de l'élevage. "

Autrement dit, la disparition des forêts, au profit des champs ou des pâturages, aurait entraîné un excédent de CO2 dans l'atmosphère. L'équipe de climatologues qui assiste William Ruddiman estime l'excès de carbone dans l'atmosphère préindustrielle à environ 350 milliards de tonnes. Outre la transformation des sols, la consommation de charbon de bois par plusieurs civilisations anciennes aurait également pu jouer un rôle dans ces émissions à effet de serre.

Coïncidence même inquiétante pour le méthane: une étude archéologique britannique a établi que son augmentation correspondait à l'arrivée de l'irrigation des rizières en Chine, dans la vallée du fleuve Yangzi Jiang, puis à son expansion vers l'Asie du Sud-Est. La décomposition de la matière organique dans ces marais artificiels serait ainsi responsable de 70% de l'augmentation de méthane enregistrée. L'irrigation pratiquée par les Amérindiens aurait également pu y contribuer. Le reste serait lié aux divers éructations de bovins domestiques en Europe, en Asie et en Afrique, ainsi qu'aux phénomènes de combustion déclenchés par l'homme. L'effet méthanogène des incendies agricoles, domestiques ou artisanaux se retrouve également dans les carottes de glace du Groenland et de l'Antarctique: "Certains signaux isotopiques que nous avons observés entre 100 avant JC et l'an 1600 ne peuvent pas être d'origine naturelle, témoigne Célia Sapart, chercheuse au laboratoire de Glaciologie de l'Université Libre de Bruxelles. Un des sommets correspond à l'apogée puis au déclin de l'Empire romain, un autre à l'évolution de la dynastie Han chinoise. On estime que pendant cette période, les humains étaient responsables de 20 à 30% des émissions de méthane liées aux incendies … "

Pour quel résultat, enfin? Les simulations effectuées par des chercheurs de l'Université du Wisconsin conduisent à un réchauffement climatique de + 0,9 ° C jusqu'en 1850. En simulant certains phénomènes océaniques, ce réchauffement pré-industriel aurait même pu atteindre + 1,5 ° VS! Compte tenu du refroidissement lié aux transformations physiques de l'atmosphère, la Terre aurait donc chauffé de 0,7 ° C à 1,3 ° C sous l'effet de nos soi-disant ancêtres exemplaires. Un chiffre choquant quand on sait que depuis la révolution industrielle, l'effet de serre a contribué à une augmentation d'environ 1 ° C. "Oui, c'est vrai, nous doublons ainsi le réchauffement climatique attribué aux activités humaines! proclame William Ruddiman. Et ce degré supplémentaire n'est pas pris en compte dans les discours. "

Face à des conclusions aussi choquantes, la communauté scientifique est divisée. "Autant que l'utilisation des sols aurait certainement pu avoir un effet grave à l'échelle locale ou régionale, l'impact sur le niveaules civilisations anciennes restent à vérifier " , pèse la climatologue Céline Bonfils (Los Ala-mos), qui vient de publier une étude mettant en évidence les effets du réchauffement climatique des années 1900. Gustav Strandberg a également du mal à croire à un réchauffement climatique si précoce: "Les gaz à effet de serre se diluent rapidement dans l'atmosphère, et les activités locales n'auront qu'une contribution minime. Eh bien, il est possible que la déforestation à grande échelle il y a 1 000 ans en Europe et en Amérique centrale ait eu un impact climatique mondial, mais dire que cela l'impact commencé il y a 6 000 ans reste hautement spéculatif. " Seulement, s'oppose à Feng He, "leles premiers agriculteurs ont eu du temps libre pour brûler librement les forêts, et ils ont pu atteindre cette élévation de température en 6000 ans, au lieu de 150 ans pour le réchauffement actuel ". "Il n'y a pas nécessairement un besoin de combustibles fossiles pour influencer le climat, ajoute Peter Douglas, biogéochimiste à l'Université McGill (Canada). Il est bien connu que les sols et les plantes stockent des quantités considérables de carbone et l'agriculture, déjà très répandue il y a plusieurs millénaires, a suffisamment perturbé ces cycles. "

Armés de nouveaux modèles et de données archéologiques, plusieurs groupes de travail tentent actuellement de régler définitivement la question. "Les calculs sont en cours, c'est une période passionnante, mais il est encore trop tôt pour conclure, dit Klein Goldewijk. Il faut beaucoup de temps pour rassembler et travailler des archéologues, des paléo-écologistes, des géographes, des historiens et surtout des climatologues, dont la plupart sont mobilisés par l'urgence du moment; même si l'on peut espérer que ces modèles historiques difficiles simuleront mieux le climat futur. "

Noter l'impact délétère de nos lointains ancêtres n'effacerait pas nos actions modernes; aucun partisan de "l'anthropocène précoce" ne nie la terrible accélération des perturbations humaines depuis les années 1950, ni la vitesse sans précédent du réchauffement actuel. "Il y a des millénaires, les gens n'étaient probablement pas conscients des conséquences climatiques à grande échelle de leurs actions, évoque Neil Roberts. L'ignorance n'est plus une excuse aujourd'hui. " En fait, personne ne peut ignorer l'extrême sensibilité du climat de la Terre: "Il est encore déstabilisant de penser que de petites populations équipées de technologies primitives auraient pu réchauffer artificiellement la planète, admet Stephen Vavrus. Si ces résultats se confirment, alors, je vous laisse imaginer le climat à venir … "

Freesuns, une start-up née à Colombier (VD) a trouvé la solution pour permettre aux constructions du passé de contribuer à un avenir plus vert.

L'entreprise a créé une tuile à capteurs photovoltaïques invisibles, dont la forme est identique à celle d'une tuile conventionnelle. Il s'adapte à toutes les toitures, rendant l'énergie solaire accessible aux bâtiments classés patrimoine tout en préservant leur aspect architectural.

Tout a commencé lorsque John Morello, un ingénieur australien, s'est installé en Suisse à Colombier (VD) avec sa famille. Lorsqu'il a acheté sa maison au toit décrépit, il a eu la brillante idée de créer sa propre tuile solaire. Depuis 2016, les 4000 pièces qui ornent sa maison le font tourner à plein régime, et bien plus encore.

Une demi-heure pour tout recharger

En une journée, sa maison consomme 10 kWh par jour pour l'électricité et le chauffage, et autant pour alimenter sa voiture électrique. Ou, un Conseil Chauffage de 20 kWh. La toiture lui permet de produire 140 kWh. Bien plus que nécessaire. "Pour vous dire, en une demi-heure, nous obtenons tout ce dont vous avez besoin pour la journée!" Enthousiasme John Morello.

Cette maison solaire intrigante avec un toit noir a rapidement attiré l'attention de tout le monde dans le village de Colombier. À tel point que c'est un voisin qui est venu proposer à son propriétaire de commercialiser son invention. D'autant plus que le surplus d'énergie peut être réinjecté dans le réseau au profit de tout le quartier.

«Nous nous sommes donc lancés dans l'aventure en vendant d'abord nos toitures pour de nouvelles constructions, puis les architectes nous ont demandé de modifier la conception pour rendre les capteurs invisibles. Nous l'avons fait, ce qui a rendu la tuile adaptée aux bâtiments protégés », explique l'ingénieur.

Une tuile de cuivre pour les villages protégés

En 2018, la première maison à en bénéficier a été "Le Grand chalet de Rossinière", joyau de l'architecture traditionnelle suisse achevée en 1754 qui est également le plus grand bâtiment en bois du pays. Le succès est tel que la start-up travaille actuellement sur une centaine de projets en Suisse. A ce jour, elle a vendu une quarantaine de toitures à Neuchâtel, Lausanne, Nyon, Genève, ainsi qu'en Valais.

En collaboration avec des experts en énergie solaire de l'EPFL et le laboratoire photovoltaïque de Neuchâtel (CSEM), Freesuns relève désormais un nouveau défi: créer une tuile couleur cuivre qui ressemble à celles qui ornent la plupart des villages suisses dont les centres sont protégés.

8000 kg de CO2 économisés

«Avec un toit comme celui-ci, nous économisons 8 000 kg de CO2 sur un an», note Benoit Emery, directeur du développement commercial. Et comme ces carreaux durent jusqu'à 100 ans, ils aideront les générations futures et iront jusqu'à préserver l'atmosphère de 800 tonnes de CO2. L'impact positif sur l'environnement est énorme! "

Avec un prix de départ de 300 francs le mètre carré, on comprend que certains soient tentés par des panneaux solaires désormais moins chers. Mais à ce sujet, la start-up regorge d'arguments. «Ces carreaux sont faciles à installer, ce qui réduit les coûts d'installation, la surface solaire sera plus grande et donnera donc accès à plus de subventions, ce qui réduit les coûts de 30%», précise Benoit Emery. Et cela sans compter la rentabilité à long terme. "

Un avenir 100% solaire?

A l'écoute des besoins des architectes, la start-up, qui ne compte que trois salariés, souhaite apporter sa contribution à la création d'une Suisse plus verte. «Le photovoltaïque doit faire partie intégrante des matériaux de construction et de la réflexion lors de la conception du bâtiment», explique Marine Olesen, responsable marketing.

Peut-on imaginer une Suisse où tous les bâtiments fonctionneraient un jour à l'énergie solaire? "Oui, absolument", déclare John Morello. Nous croyons en un avenir où toutes les maisons bénéficieront de l'énergie solaire à travers leurs toits ou via une batterie alimentée par des réseaux de 10 à 100 logements. Mais c'est un défi titanesque de savoir qu'il y a deux millions de toits en Suisse et qu'aujourd'hui moins de 10% fonctionnent aux énergies renouvelables. "

Laura Juliano

Créé: 22.03.2020, 15h06