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1.2. Du cycle naturel du carbone aux émissions anthropiques de CO 2 :
Le carbone est un élément clef de la vie sur terre, son recyclage influence
particulièrement la productivité biologique et le climat. Son cycle biogéochimique est très
complexe, il implique à la fois des processus qui agissent en milieu terrestre et en milieu
océanique et où interviennent des réactions chimiques et biologiques.
Quatorzième élément constitutif de notre planète en terme d’abondance, le carbone est
omniprésent dans l’environnement (tableau 1), où il existe sous deux formes : le carbone
organique (C org ) qui est produit par des organismes vivants (photosynthèse, respiration,
oxydation de la matière organique) et qui est lié à d'autres carbones ou à des éléments comme
l'hydrogène (H), l'azote (N) ou le phosphore (P) dans les molécules organiques ou les
hydrocarbures. Le carbone inorganique (C inorg ) est celui qui est associé à des composés
inorganiques, et qui ne contiennent pas de lien C-C ou C-H, comme par exemple le carbone du
CO 2 atmosphérique ou celui des calcaires CaCO 3 .
Tableau 1 : Réservoirs du carbone (hors couches profondes). (KUMP et al, 1999 in AUDIBERT,
2003)
Grands réservoirs de C
Contenue en Gt C ( 10
15
g C)
CH 4 atm
10
Biomasse vivante (matière organique)
610
CO 2 océanique dissous
740
CO 2 atmosphérique
760
Ions carbonates océaniques
1300
Carbone organique dans les sols et sédiments 1600
Réserves connues de combustibles fossiles
4200
Ions carbonates océanique
37 000
Carbone organique des roches sédimentaires 10 000 000
Calcaire des roches sédimentaires
40 000 000
1.2.1- cycle naturel du carbone :
La plus grande partie du carbone est retenue dans la lithosphère sous forme de
carbonate, de carbone fossile et de sédiment. L’océan est le deuxième réservoir par importance,
il est toutefois séparé en deux parties : la couche de mélange océanique dans laquelle les
échanges avec l’atmosphère s’effectuent et l’océan intermédiaire et profond.
Afin de simplifier, le cycle du carbone peut être décomposé en plusieurs sous- cycles en
fonction de son temps de stockage dans les réservoirs et de la nature des réactions chimiques
(carbone organique et inorganique). Néanmoins, il est important de noter que toute
hiérarchisation en sous cycle est artificielle, puisque les processus physiques, chimiques et
biologiques agissent ensemble et sont intimement liés.
Les échanges de carbone sont influencés par des processus de nature géologique qui
opèrent sur des milliers et des millions d’années. Les flux de carbone reliés à ces processus
1.2. Du cycle naturel du carbone aux émissions anthropiques de CO 2 :
Le carbone est un élément clef de la vie sur terre, son recyclage influence
particulièrement la productivité biologique et le climat. Son cycle biogéochimique est très
complexe, il implique à la fois des processus qui agissent en milieu terrestre et en milieu
océanique et où interviennent des réactions chimiques et biologiques.
Quatorzième élément constitutif de notre planète en terme d’abondance, le carbone est
omniprésent dans l’environnement (tableau 1), où il existe sous deux formes : le carbone
organique (C org ) qui est produit par des organismes vivants (photosynthèse, respiration,
oxydation de la matière organique) et qui est lié à d'autres carbones ou à des éléments comme
l'hydrogène (H), l'azote (N) ou le phosphore (P) dans les molécules organiques ou les
hydrocarbures. Le carbone inorganique (C inorg ) est celui qui est associé à des composés
inorganiques, et qui ne contiennent pas de lien C-C ou C-H, comme par exemple le carbone du
CO 2 atmosphérique ou celui des calcaires CaCO 3 .
Tableau 1 : Réservoirs du carbone (hors couches profondes). (KUMP et al, 1999 in AUDIBERT,
2003)
Grands réservoirs de C
Contenue en Gt C ( 10
15
g C)
CH 4 atm
10
Biomasse vivante (matière organique)
610
CO 2 océanique dissous
740
CO 2 atmosphérique
760
Ions carbonates océaniques
1300
Carbone organique dans les sols et sédiments 1600
Réserves connues de combustibles fossiles
4200
Ions carbonates océanique
37 000
Carbone organique des roches sédimentaires 10 000 000
Calcaire des roches sédimentaires
40 000 000
1.2.1- cycle naturel du carbone :
La plus grande partie du carbone est retenue dans la lithosphère sous forme de
carbonate, de carbone fossile et de sédiment. L’océan est le deuxième réservoir par importance,
il est toutefois séparé en deux parties : la couche de mélange océanique dans laquelle les
échanges avec l’atmosphère s’effectuent et l’océan intermédiaire et profond.
Afin de simplifier, le cycle du carbone peut être décomposé en plusieurs sous- cycles en
fonction de son temps de stockage dans les réservoirs et de la nature des réactions chimiques
(carbone organique et inorganique). Néanmoins, il est important de noter que toute
hiérarchisation en sous cycle est artificielle, puisque les processus physiques, chimiques et
biologiques agissent ensemble et sont intimement liés.
Les échanges de carbone sont influencés par des processus de nature géologique qui
opèrent sur des milliers et des millions d’années. Les flux de carbone reliés à ces processus