La géoingénierie ou géo-ingénierie est l'ensemble des techniques qui visent à manipuler et modifier le climat et l'environnement de la Terre et par extension d'une planète en première intention et à grande échelle. L'objectif est généralement correctif, plus que préventif (le préventif relevant plutôt du génie écologique et de l'écoconception). Elle ne doit pas être confondue avec la géoingénierie du sous-sol (mines).
Éléments de définitions Une définition française produite par un groupe réuni par l'Agence nationale de la recherche (ANR), se voulant , publiée en 2014 est . Les auteurs précisent que cette définition . Pour ce groupe, la traduction de l'anglais « geoengineering » par le mot « géo-ingénierie » n'est pas satisfaisante ; d'autres traductions proposées sont qui ne semblent pas non plus se calquer sur le contenu sémantique du mot anglais.
Histoire de la géoingénierie et de sa perception Au , les géologues montrent que la terre a connu des périodes chaudes et froides et des environnements très différents au cours des âges, en lien notamment avec les teneurs de l'air en dioxyde de carbone et/ou en méthane.
À la fin des années 1940 on s'inquiète des effets possibles d'un hiver nucléaire planétaire en cas de troisième guerre mondiale si l'armement nucléaire était utilisé. Les changements climatiques intéressent de nombreux chercheurs, tant pour leurs causes que pour leurs effets. Les scientifiques montrent que l'être humain est devenu capable de modifier certains aspects de son environnement à une vitesse qui dépasse celle des grandes forces géologiques, et parfois avec de petits moyens (par exemple, l'effet des fréons sur la couche d'ozone). Durant la guerre froide, .
On cherche alors à provoquer des pluies ou dompter des tornades, à des échelles locales, puis des propositions de géoingénierie ont été étudiées et parfois expérimentées par des armées en tant qu'arme de guerre depuis la Seconde Guerre mondiale RAF rainmakers 'caused 1952 flood' - John Vidal et Helen Weinstein, The Guardian, 30 août 2001 Why can't we manufacture water? : Cloud Seeding and the British Disaster - Josh Clark, HowStuffWorks, . Des tentatives peu concluantes sont faites pour puis lors de la guerre du Vietnam, au début des années 1970. Certains États s'inquiètent des effets des expériences faites par les pays riverains. Ainsi, en 1975, le Canada et les États-Unis signent un accord bilatéral .
En 1977, les usages militaires, sous l'effet de l'opinion publique notamment, sont réprouvés par les Nations uniesConvention sur la modification de l'environnement - ONU, 5 octobre 1978, par la Convention sur l'interdiction d'utiliser des techniques de modification de l'environnement à des fins militaires ou toutes autres fins hostiles (ENMOD). L'opinion publique et la plupart des scientifiques selon l'historien de la météorologie aux États-Unis James Fleming qui évoque rétrospectivement en 2006 une des modifications du climat J.R. Fleming, The pathological history of weather and climate modification : Three cycles of promise and hype, Historical Studies in the Physical and Biological Sciences, 2006, 37:3-25. doi:10.1525/ hsps.2006.37.1.3 et qui dénonce en 2010 cette volonté démiurgique de contrôler le ciel et le climat J. R. Fleming, Fixing the sky: The checkered history of weather and climate control, Columbia University Press, 2010, 344 pages ; Kwa en 2001C. Kwa, « The rise and fall of weather modification: Changes in American attitude toward technology, nature and society. », in C.A. Miller et P.E. Edwards, Changing the atmosphere: expert knowledge and environmental governance, MIT Press, 2001 ; Hamblin (2013) et le rapport de l'ANR (2014) rejettent ces approches, mais comme une mode passée, qui réapparait parfois elles conservent des partisans, dont certains estiment qu'elles pourraient être développée pour un usage pacifique, dans l'anthropocène et notamment dans le contexte de la conquête spatiale pour terraformer d'autres planètes afin de les rendre habitable, par exemple pour Mars en transformant son atmosphère, thème repris ou anticipés par de nombreux auteurs de science-fiction.
La géoingénierie est un sujet volontiers repris par la science fiction et par les médias grand public (par exemple Libération du , Le Monde du ou La Tribune du ), mais aussi des journaux de vulgarisation scientifique et technique (par exemple Science et Vie, hors série , « Le climat » ; Science et Vie, , ; l'épisode de X:enius du sur Arte ou La Recherche du ). En 2008 en Amérique du Nord, Discovery Channel a présenté une série documentaire télévisuelle (Project Earth) de huit épisodes sur la géoingénierie, chaque épisode présentant une approche radicale de protection du climat (pour certaines relevant de la géoingénierie), émissions où l'on a pu constater selon le rapport 2014 de l'ANR que .
En 2013, la géoingénierie par boisement intensif de grandes surfaces puis brûlage du bois dans des installations qu'on espère dans le futur capables de récupérer et stocker le carbone est citée par le GIEC dans la liste des options se présentant aujourd'hui comme disponibles Working Group I contribution to the IPCC 5th Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis - Ébauche finale du rapport de l'IPCC, 30 septembre 2013 comme l'un des moyens étudiés pour contrecarrer les effets du réchauffement climatique dû à l'émission de gaz à effet de serre. Cette idée fait suite à la crainte que les changements climatiques ne deviennent tellement importants que des effets graves soient dorénavant inévitables, ou que des mécanismes de rétroaction accélèrent les changements climatiques même si les émissions étaient drastiquement réduites. La plupart des scientifiques, des environnementalistes et des ingénieurs qui prennent parti pour la géoingénierie la voient comme une mesure additionnelle requise pour stabiliser le climat, et non comme une alternative à une économie à basse émission de carbone. Les détracteurs de cette approche l'assimilent à de la pensée magique et à une prise de risques inconsidérée tant les défis à relever semblent importants, en particulier dans un contexte où les terrains à boiser ne sont pas disponibles, ce qui risque d'induire des processus d'accaparement de terres cultivables ou d'aires naturelles Will Unicorns Save us from Climate Change? (BECCS won't.) - ETC Group, 31 octobre 2014. Le GIEC a ensuite précisé qu'il ne recommandait aucune stratégie d'atténuation ou politique climatique, et qu'il ne recommandait pas la géoingénierie comme une façon de limiter le réchauffement global à 1.5- à la fin du siècle.
Selon le rapport ANR 2014 (page 7), le concept et/ou le mot géoingénierie a chez certains un effet anxiogène, évoquant des expériences prométhéenne ou d'apprenti-sorcier, alors que pour d'autres, il a un effet libérateur et évoque une voie qui éviterait d'avoir à se préoccuper des émissions de gaz à effet de serre, des énergies fossiles et pourrait même éventuellement être une « source de valeur ».
Dans un discours du , John Brennan, directeur de la CIA, fait part de sa circonspection pour l’ensemble des technologies rassemblées sous le vocable « géoingénierie » et en particulier pour l'injection d'aérosols dans la stratosphère. Malgré son efficacité pour inverser le réchauffement climatique pour un coût modéré, il en pointe les risques technologiques et géopolitiques. Cette opinion est également partagée par Théodore Tallent, chercheur en science politique, qui pointe les risques de retardement dans l'adoption de politiques environnementales ambitieuses.
Cette position n'est cependant pas forcément partagée par tous, puisque de riches hommes d'affaires, comme Bill Gates, ont financé des recherches dans ce domaine, notamment le projet SCoPEx piloté par David Keith et Frank Keutsch à Harvard. En , le projet annonçait dans Nature être en mesure de lancer un premier ballon instrumenté chargé de suivre la dispersion de noyaux de carbonate de calcium injectés dans le stratosphère, au printemps ou à l'automne 2019. Conscient de la part d'inconnu liée à ce projet, les responsables du projet ont souhaité qu'un comité d'experts indépendants puisse se prononcer sur l'opportunité d'une telle expérimentation. Ce comité a donc été créé et Louise Bedsworth de l'Université de Californie en assure la présidence.
Typologies de la géoingénierie Dans un contexte de prise de conscience des phénomènes climatiques en jeu sur Terre, certaines entreprises très polluantes et notamment émettrices de gaz à effet de serre, des scientifiques et des hommes politiques s'interrogent sur la possibilité de sciemment les modifier en utilisant des technologies et produits disponibles.
La cible climatique est la plus souvent évoquée (contrôle des températures, précipitations, évènements extrêmes…) mais en théorie, les cibles de la géoingénierie pourraient aussi porter sur l'acidité globale des pluies ou des océans, le cycle global de l’eau et les hydrosystèmes, le cycle des eutrophisants dans l'eau, l'air et les sols et plus largement encore les grands cycles biogéochimiques (C, N, K, P et micronutriments, oligoéléments), la qualité de l’air, les gyres océaniques comme lieux de concentration des plastiques et de certains polluants
Typologies de géoingénieries climatiques Selon un rapportShepherd J (2009 ), climate.pdf Geoengineering the Climate : Science, governance and uncertainty. The Royal Society, 98 p. publié par Shepherd en 2009 pour la Royal Society, les techniques de géoingénierie visant à freiner ou stopper le réchauffement climatique peuvent être classées en deux grandes catégories : L'élimination du dioxyde de carbone dans l'atmosphère en tant qu'étant l'une des causes importantes du réchauffement climatique, c'est-à-dire en diminuant la quantité de l'un des gaz à effet de serre de l'atmosphère (qui est aussi un nutriment pour les plantes) ; Le contrôle du rayonnement solaire atteignant la Terre, de manière à compenser certains effets de l'effet de serre en réduisant la quantité de rayonnement solaire absorbée par le système Terre-atmosphère, mais la lumière solaire est source de photosynthèse, base des puits de carbone naturel et de l'alimentation humaine.
La géoingénierie est toujours intentionnelle. Elle pourrait intervenir en première intention, mais aussi parfois en seconde intention en se greffant sur des lieux et activités pouvant l’accueillir.
Techniques de géoingénierie Un certain nombre de méthodes sont imaginées ou disponibles pour modifier le climat, et notamment pour lutter contre le changement climatique observé aujourd'hui.
Ces moyens sont parfois très techniques (miroir dans l'espace par exemple, ou biotechnologies), mais l'ANR note qu'ils pourraient aussi être plus simples avec par exemple un changement à grande échelle des pratiques agricoles ou forestières (ici ce sont des changements de pratiques, qui peuvent se passer de techniques nouvelles).
Injection stratosphérique d'aérosols
Après l'éruption du mont Pinatubo (en 1991), Paul Crutzen a proposé d'utiliser du soufre ou des dérivés soufrés sous forme d'aérosols de sulfate qui, massivement injectés dans l'atmosphère augmenteraient l'albédo atmosphérique. Il s'appuie sur une simulation selon laquelle une diminution de 1,8 % du rayonnement solaire atteignant la Terre suffirait à compenser le réchauffement climatique consécutif à un doublement de la quantité de dioxyde de carbone () atmosphérique.