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Qu’est-ce que les limites planétaires ?

Le concept des 9 limites planétaires résulte des travaux d’une équipe internationale de scientifiques. Ces indicateurs permettent d’améliorer l’information sur les risques de bouleversements environnementaux induits par les activités humaines, et leurs conséquences sur les écosystèmes. On est partis pour un tour d’horizon de ce concept qui fait largement parler de lui autour du globe.

Qu’est-ce que les limites planétaires ?

Neuf limites planétaires modélisent des seuils à ne pas dépasser pour assurer des conditions de développement futures pérennes à l’humanité et, plus largement, à toute vie sur Terre. Les activités humaines influent sur de multiples axes interconnectés ; interaction des océans, de la terre, de l’atmosphère et de la vie de façon générale. Ce sont ces évolutions biophysiques qu’englobent et mesurent les limites planétaires.

Concrètement, ce concept définit un espace de développement sécurisé pour l’humanité tant que nous sommes en-deçà des limites. Ce terrain de jeu planétaire (“planetary playing field“, en anglais) dépend de notre exploitation et de notre gestion des ressources naturelles et des écosystèmes. Le dépassement simple ou multiple de ces frontières du système terrestre expose l’humanité à des modifications plus ou moins brutales, imprévisibles et potentiellement catastrophiques de l’environnement.

Origine du concept

Depuis les années 1970, les scientifiques alertent sur l’épuisement des ressources et le réchauffement climatique. En 1972, le rapport Meadows du Club de Rome établit les premières notions de croissance limitée par les ressources naturelles. Pour ce faire, les scientifiques présentent différents scenarii ; ceux-ci établissent que nos sociétés industrialisées se dirigent vers un pic suivi, par conséquent, d’un déclin.

C’est dans la lignée des travaux scientifiques du Club de Rome qu’une équipe internationale de 28 scientifiques publie, en 2009, un article dans les revues Nature et Ecology and Society. C’est dans ce papier qu’ils proposent leur concept des 9 limites planétaires. Les travaux des chercheurs, menés par Johan Rockström, font grand bruit et se répercutent dans divers domaines à l’échelle mondiale.

modèle limites planétaires 2009
Modèle des limites planétaires tel que paru en 2009.
Crédits – Rockström et al., 2009

Quelles sont les 9 limites planétaires ?

Les 9 limites planétaires sont les suivantes :

  • changement climatique ;
  • pertes de biodiversité ;
  • perturbations globales du cycle de l’azote et du phosphore ;
  • usage des sols ;
  • acidification des océans ;
  • déplétion de la couche d’ozone ;
  • aérosols atmosphériques
  • usage de l’eau douce ;
  • pollution chimique (plus largement l’introduction d’entités nouvelles dans la biosphère).

Ces facteurs ont été retenus par l’équipe de Johan Rockström car ils englobent l’ensemble des processus interdépendants qui régulent la stabilité de la biosphère.

Que mesure-t-on pour chacune des limites ?

Les indicateurs utilisés pour mesurer objectivement chaque limite sont les suivants :

  • changement climatique : la concentration de CO2 dans l’atmosphère doit être inférieur à 350 ppm (partie par million, soit combien on trouve de molécules de polluant sur un million de molécules d’air) ;
  • perte de biodiversité : taux annuel d’extinctions inférieur à 10 extinctions par million d’espèces) ;
  • perturbations globales du cycle de l’azote et du phosphore : on mesure la fixation du diazote par l’agriculture et l’industrie, et le rejet de phosphore dans les océans, qui ne doit pas dépasser 10 fois le rejet naturel ;
  • usage des sols : les terres cultivées ne doivent pas dépasser 15 % de la surface de terres disponibles ;
  • acidification des océans : mesure de l’état de saturation en sel de l’eau de mer de surface ;
  • appauvrissement de la couche d’ozone : mesure de la concentration en ozone (03) ;
  • utilisation mondiale de l’eau douce : doit être inférieure à 4 000 km3 par an ;
  • pollution chimique : l’introduction d’entités nouvelles dans la biosphère ;
  • aérosols atmosphériques : non quantifiables à l’heure actuelle.

Il faut également noter qu’au moment de la parution du concept des limites planétaires, la pollution chimique et la concentration des aérosols atmosphériques étaient toutes deux non quantifiables. A l’époque les chercheurs n’ont pu trouver d’indicateurs mesurables, ou les informations sur le seuil de basculement à ne pas dépasser étaient insuffisantes.

Combien de limites planétaires avons-nous déjà dépassées ?

Entre 2009 et 2022, les travaux scientifiques sur les limites planétaires et le dépassement probable ou attesté de certaines a évolué.

2009 : 3 limites planétaires

Lors de la parution de l’étude de Rockström et son équipe en 2009, les chercheurs estimaient que 3 limites planétaires étaient déjà dépassées :

  1. 1.Changement climatique
  2. 2.Erosion de la biodiversité
  3. 3.Perturbation des cycles chimiques de l’azote

2015 : 4 limites planétaires

En 2015, les chercheurs mettent à jour leur étude et publient un nouvel article dans la revue scientifique Science. 6 ans après les premiers travaux, l’article conclut qu’une quatrième limite planétaire aurait été franchie : la perturbation des cycles du phosphore. Nous obtenons donc le listing suivant :

  1. 1.Changement climatique
  2. 2.Erosion de la biodiversité
  3. 3.Perturbation des cycles chimiques de l’azote
  4. 4.Perturbation des cycles chimiques du phosphore (importantes variations selon les régions)

Il est à noter que les perturbations chimiques de l’azote et du phosphore sont regroupées sous une unique limite. Néanmoins du fait des disparités, elles sont considérées séparément afin d’avoir une vision au plus près de la réalité.

modèle limites planétaires 2015
Modèle des limites planétaires lors de sa révision en 2015 : 4 limites ont été dépassées.
Crédits – Steffen et al., 2015

2022 : 5 limites planétaires

Le 18 janvier 2022, une nouvelle mise à jour des travaux scientifiques sur les limites planétaire est publiée dans la revue Environmental Science & Technology. L’étude annonce qu’une cinquième des neufs limites planétaire aurait été franchie : la pollution chimique. Ainsi, Patricia Villarubia-Gomez, doctorante au Stockholm Resilience Center (SRC) déclare que “la production de produits chimiques a été multipliée par 50 depuis 1950. Elle devrait encore tripler d’ici 2050.

La liste actuelle des limites planétaires franchies est donc :

  1. 1.Changement climatique
  2. 2.Erosion de la biodiversité
  3. 3.Perturbation des cycles chimiques de l’azote
  4. 4.Perturbation des cycles chimiques du phosphore
  5. 5.Pollution chimique
modèle limites planétaires 2022
Le modèle des limites planétaires actualisé début 2022 : 5 limites ont été franchies.
Crédits – Persson et al., 2022

2023 : 6 limites planétaires

Début septembre 2023, une équipe internationale publie une nouvelle étude montrant qu’une sixième limite planétaire vient d’être franchie : celle de l’eau douce. Cet indicateur tient compte de l’ensemble des systèmes hydriques terrestres, divisés en 2 parties :

  • eau bleue : celle qui s’écoule dans les cours d’eau, lacs, nappes phréatiques ;
  • eau verte : celle qui est absorbée par les sols et les végétaux.

La limite planétaire a été fixée à 10,5 %, ce qui correspond aux variations des systèmes d’eaux douces (plus sèches ou plus humides), dans leurs cas extrêmes, à l’ère pré-industrielle. Aujourd’hui, 16 % des eaux vertes et 18 % des eaux bleues connaissent d’importantes variations. Une limite planétaire amplement dépassée, donc.

modèle limites planétaires 2023
Le modèle des limites planétaires actualisé en septembre 2023 : 6 limites ont été dépassées.
Crédits – Richardson et al., Science, 2023

Une situation planétaire urgente

Face à ces nouvelles conclusions, les chercheurs appellent à une action urgente pour la gestion et la prévention de la pollution. Selon l’une des scientifiques ayant co-écrit l’étude, la professeure Bethanie Carney Almroth : “la masse totale des plastiques dépasse désormais la masse totale de tous les mammifères vivants“.

Au-delà des alertes continues de milliers de scientifiques du monde entier sur l’urgence climatique et environnementale, le risque vient également des synergies entre ces 9 limites planétaires. En effet, leurs interactions peuvent amener à un effet boule de neige, qui aurait pour conséquence un emballement du système terrestre. Il serait donc possible de voir s’accélérer le rythme de dépassement des 4 dernières limites.

Pour aller plus loin

Notre environnement (site gouvernemental) -Présentation du concept des limites planétaires
Wikipedia – Limites planétaires
Nature – A safe operating space for humanity (publié le 23/09/2009)
Reporterre – Pollution chimique : la planète a franchi la ligne rouge (publié le 20/01/2022)
ACS Publications – Outside the safe operating space of the planetary boundary for novel entities (publié le 18/01/2022)
Science – Earth beyond six of nine planetary boundaries (publié le 13/09/2023)
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Rédigé par Arcadie Brouard