CO2 et température: lequel influence l’autre ?
1 Introduction
Le GIEC affirme avoir trouvé dans le CO2 anthropique le responsable du réchauffement observé depuis l’ère pré-industrielle. La Science serait établie, et tout débat contradictoire serait superflu. De nombreux arguments s’opposent à cette position. En s’aidant de l’intelligence artificielle, les auteurs de (Grok 3 beta et al. 2025) en ont dressé une liste que l’on peut résumer comme suit:
Les émissions anthropiques de CO2 ne représentent qu’environ 4% du flux total annuel.
La baisse des émissions anthropiques pendant la crise du COVID n’a eu aucun impact perceptible sur la teneur atmosphérique de CO2.
Des études récentes estiment le temps de résidence du CO2 dans l’atmosphère à 3-4 ans au lieu de de cent ans ou plus dans les modèles du GIEC.
La température précède le CO2 de quelques mois pour les observations récentes et d’environ 800 ans dans les archives paléoclimatiques.
La corrélation des modèles CMIP5/CMIP6 avec les données satellitaires UAH est très faible. Ces modèles surestiment très fortement le réchauffement, ainsi que la sensibilité climatique (ECS).
La forte corrélation entre l’irradiance totale solaire (ITS) et la température obtenue avec des reconstructions d’ITS à forte variabilité est ignorée parce que le GIEC ne prend en compte qu’une ITS à très faible variabilité.
Les séries temporelles de température NOAA/GISS ont artificiellement refroidi les années 1930-1940 et réchauffé la période post-2000.
Ces auteurs considèrent donc que le consensus scientifique dominant n’a pas de base empirique solide et que la variabilité naturelle du climat ne peut être ignorée dans le réchauffement depuis l’ère post-industrielle.
2 Observations
On observe indéniablement une relation linéaire entre le logarithme de la teneur atmosphérique moyenne en CO2 et la température moyenne globale. Voir Fig. 1.
La régression linéaire entre ces deux variables présente une belle corrélation: R2 = 0.882
Une corrélation peut être incidentelle (« spurious correlation » en anglais) et n’indique en aucun cas le sens d’une éventuelle causalité.
3 Position du GIEC
Le GIEC s’appuie sur la formule de Myhre (Eq. 1) pour faire du CO2 le bouton de contrôle du climat. \[ \Delta F = 5.35\ log([CO_2]/[CO_2]_0) \tag{1}\]
Dans cette formule, \([CO_2]\) représente la concentration de CO2 à un instant donné \(t\), \([CO_2]_0\) représente la concentration de CO2 à un instant de référence \(t_0\), et \(\Delta F\) est un forçage radiatif égal à la variation de rétro-radiation entre les instants \(t\) et \(t_0\) induite par les gaz à effet de serre (GES).
Le GIEC considère que la variation de température \(\Delta T\) est proportionnelle au forçage radiatif \(\Delta F\), de telle manière que la relation entre la variation de température et le CO2 s’écrit comme suit (Eq. 2), \(\alpha\) étant une constante.
\[ \Delta T = \alpha\ log([CO_2]/[CO_2]_0) \tag{2}\]
Selon le GIEC, cette formule ne doit être appliquée que dans le sens CO2 => température. Si le CO2 augmente, la température augmente, et il suffirait de capturer et stocker le CO2 pour faire diminuer la température.
Pour se justifier, le GIEC considère que
les émissions anthropiques de CO2 restent quasiment indéfiniment dans l’atmosphère. En violation flagrante avec le principe d’indiscernabilité, la nature ferait la différence entre les émissions naturelles et anthropiques de CO2.
l’optimum climatique du moyen-âge et ceux qui l’ont précédé n’ont pas existé. La célèbre courbe en forme de crosse de hockey de M. Mann aurait invalidé du jour au lendemain les nombreuses études qui ont mis ces optimums en évidence.
le climat aurait été stable jusqu’à l’époque pré-industrielle. Depuis lors, l’augmentation du CO2 serait exclusivement d’origine anthropique, ainsi que l’augmentation de température.
4 Dérivation de la formule de Myhre fondée sur la loi de Henry et la relation de van ’t Hoff
Des considérations basées sur la loi de Henry et la relation de van ‘t Hoff permettent de dériver une relation linéaire entre le logarithme du CO2 et la température analogue à l’Eq. 2 . C’est repris de manière détaillée dans (Van den Broek et Masson 2023d).
La chimie carbonatée de l’eau de mer est cependant beaucoup plus complexe, mais un calculateur en ligne de l’Université du Colorado permet de faire des simulations qui exhibent la même relation linéaire entre le logarithme du CO2 et la température, ce qui constitue en quelque sorte une extension de la loi de Henry (Van den Broek et Masson 2023c).
Trois approches différentes ont été utilisées pour décrire l’équilibre entre le CO2 naturel et la température, tout en vérifiant les contraintes d’abondance isotopique sur le \(\Delta^{14}C\) et le \(\delta^{13}C\). Les formules qui en dérivent sont très voisines, ce qui conforte l’hypothèse de l’équilibre de Henry - van ’t Hoff (Van den Broek et Masson 2023a).
5 Analyse
Sur le court terme, l’essentiel se passe à l’interface océan-atmosphère, après que l’océan ait accumulé l’énergie solaire incidente. A l’interface, il y a transfert convectif couplé de chaleur et de matière (dont la vapeur d’eau et le CO2). Le transfert de matière est régi par les lois d’EQUILIBRE de Henry et Van t’Hoff. Ces conditions d’équilibre ne se réalisent jamais exactement (sinon rien ne changerait jamais) mais le système évolue selon des trajectoires autour du point d’équilibre (qui change en fonction de la température). Cet échange, comme pour tout phénomène équilibré, se réalise dans les deux sens (dégazage de l’océan vers l’atmosphère en zone intertropicale, où la surface de l’océan est chaude, et absorption gaz-liquide en zones polaires, où la surface de l’océan est froide).
La température et les transferts de matière sont liés par la loi de van t’Hoff, qui permet de retrouver la formule empirique de Myhre (chère au GIEC), liant la température au logarithme de la concentration en CO2. Comme il s’agit d’une loi d’équilibre, on est donc, du point de vue de la causalité, dans la situation de l’œuf et de la poule.
L’équilibre décrit par l’Eq. 2 étant bidirectionnel, une augmentation de CO2 anthropique peut induire une augmentation de température. Cet effet est cependant très faible et quasiment indiscernable. L’augmentation de température due au total des émissions anthropiques depuis l’ère préindustrielle est inférieure à 0.05 °C. Pour la même raison, si on retirait de l’atmosphère le total cumulé du CO2 anthropique émis, on observerait une diminution de température inférieure à 0.05 °C (Van den Broek et Masson 2023f).
6 Discussion
Les analyses de corrélation croisée entre les variations de température et les variations de CO2 montrent que les fluctuations de CO2 suivent celles de la température avec un décalage de 8 mois (Van den Broek et Masson 2023b).
Ceci confirme une étude antérieure de (Humlum, Stordahl, et Solheim 2013).
Des analyses de causalité au sens de Granger confirment le caractère bidirectionnel de la liaison entre CO2 et température. La causalité est cependant beaucoup plus marquée dans le sens T => CO2 que dans le sens contraire (Van den Broek et Masson 2023e).
On retrouve des résultats similaires basés sur des analyses de causalité plus sophistiquées dans (Koutsoyiannis et Kundzewicz 2020) et (Koutsoyiannis et al. 2023) . Une étude plus récente basée sur des proxys paléoclimatiques (Koutsoyiannis 2024b) a confirmé ces résultats pour des périodes beaucoup plus longues (2000 ans et un million d’années).
Mais comment expliquer alors les décalages de plusieurs mois observés entre les séries chronologiques de température et de CO2 atmosphérique ? Nous opterions pour la réaction de la photosynthèse en réponse à des variations de CO2 atmosphérique. Pour les brusques changements de température à l’échelle paléoclimatique (cycles de Milankovich) et le décalage observé de 800 ans des réponses en concentration de CO2 atmosphérique, nous opterions pour une redistribution de chaleur via les macro-courants océaniques (« conveyor belt » ou « circulation thermohaline ») suite à de violents épisodes de volcanisme sous-marin à la jonction des plaques tectoniques, au niveau de « l’Anneau de Feu » (Ring of Fire) ceinturant le Pacifique et/ou au niveau de l’Islande. Il y aurait donc au moins trois mécanismes liant la température aux concentrations atmosphériques de CO2, agissant en parallèle mais à des échelles de temps différentes (Mather et al. 2026) 1.
L’institut norvégien de statistiques (Dagsvik et Moen 2023) ne voit pas d’influence du CO2 sur la température au cours des 200 dernières années.
Dans une étude exhaustive de la rétro-radiation (Tian et al. 2023) basée sur les observations FLUXNET, le jeu de données NASA-CERES et la réanalyse ERA5, les auteurs arrivent à la conclusion que la chaleur accumulée dans la basse atmosphère est la principale source des variations diurnes et saisonnières de la rétro-radiation. Leurs formules 3, 4, 5, qui ne dépendent pas du tout du CO2 et qui produisent d’excellentes corrélations, ne laissent planer aucun doute: la basse atmosphère se comporte comme un corps gris.
Plus récemment, des formules optimisées de calcul de la rétro-radiation au-dessus des océans ont été mises au point (Peng et al. 2025). Elles dépendent de la température, de la teneur en eau de l’atmosphère et des nuages, mais pas du CO2.
Le rôle marginal du CO2 dans « l’effet de serre » est exposé dans (Koutsoyiannis 2024a). L’auteur estime que la part du CO2 dans cet effet serait de l’ordre de 4 à 5% tandis que l’action combinée de la vapeur d’eau et des nuages y interviendrait pour environ 90%.
Les formules empiriques de calcul de la rétro-radiation dépendent de la température, de différents paramètres liés à l’eau contenue dans l’atmosphère et de la couverture nuageuse. A la fin de la section 5.4.1 dans (Monteith et Unsworth 2013), les auteurs estiment que l’effet des nuages est prépondérant par temps couvert:
In general, for climatological work, the more complex formulae for estimating Ld that require humidity or precipitable water data have little additional merit over the simpler expressions above since the main uncertainty lies in the influence of cloud.
Enfin, pour conclure, n’oublions pas qu’en 1917, Einstein a montré que l’émission et l’absorption de rayonnement par les molécules ne modifiait pas la distribution de leurs vitesses (Einstein 1917). L’équilibre thermodynamique local n’étant pas modifié par les GES, ceci revient à dire que leur action est un phénomène isotrope à moyenne nulle. Voir Fig. 2.
On observe également une belle corrélation entre la dérivée du CO2 et la température. Elle resurgit régulièrement dans les milieux climato-réalistes. Ce n’est malheureusement qu’une corrélation fallacieuse dans laquelle le temps est déguisé en température (Van den Broek 2023).
7 Conclusion
La formule de Myhre est entièrement fondée sur des modèles de transfert radiatif. Elle n’est pas corroborée par les formules empiriques de calcul de la rétro-radiation qui sont largement indépendantes des GES.
Dans ces conditions, le calculateur de la pCO2 mis au point par des spécialistes de la chimie carbonatée de l’eau de mer de l’Université du Colorado semble être une alternative très crédible à la formule de Myhre. Ce calculateur produit des résultats très voisins de nos estimations du CO2 naturel basées sur des analyses de mélangeurs à simple et double flux.
Ceci nous incite à penser que la température est un bouton de contrôle bidirectionnel du CO2 avec un effet quasiment imperceptible dans le sens CO2 => T, contrairement au GIEC qui ne voit qu’une causalité unique et importante dans le sens CO2 => T.
Déclaration d’absence de conflits d’intérêts
Les auteurs déclarent n’avoir perçu aucun émolument pour leurs travaux et être financièrement et légalement indépendants de toute organisation publique ou privée et de toute entité industrielle ou commerciale.
Contributions
L’idée de dériver la formule de Myhre de l’équilibre de Henry - van ’t Hoff, ainsi que la mise en évidence de son équivalence avec le calculateur en ligne de la pCO2 et les observations, sont à porter au crédit de Roland Van den Broek. Il a également réalisé l’essentiel des calculs sous-tendant cette étude et les documents internes cités.
Les deux auteurs ont contribué au choix des méthodes de recherche à utiliser et des conclusions à tirer des résultats obtenus. Ils ont travaillé ensemble à la rédaction du présent document.
Références principales
Dagsvik, John K, et Sigmund H Moen. 2023. « To what extent are temperature levels changing due to greenhouse gas emissions? » Discussion Papers. https://www.econstor.eu/bitstream/10419/298348/1/1860608507.pdf.
Einstein, Albert. 1917. « On the quantum theory of radiation ». Physikalische Zeitschrift 18 (121): 167‑83. http://www.stat.phys.kyushu-u.ac.jp/B4/Papers/Einstein-1917-QRadiation.pdf.
Grok 3 beta, Jonathan Cohler, David Legates, Franklin Soon, et Willie Soon. 2025. « A Critical Reassessment of the Anthropogenic CO\(_2\)-Global Warming Hypothesis: Empirical Evidence Contradicts IPCC Models and Solar Forcing Assumptions ». Science of Climate Change 5.1: 13‑28. https://doi.org/10.53234/SCC202501/06.
Humlum, Ole, Kjell Stordahl, et Jan-Erik Solheim. 2013. « The phase relation between atmospheric carbon dioxide and global temperature ». Global and Planetary Change 100: 51‑69. https://www.researchgate.net/publication/257343053_The_phase_relation_between_atmospheric_carbon_dioxide_and_global_temperature.
Koutsoyiannis, Demetris. 2024a. « Relative importance of carbon dioxide and water in the greenhouse effect: Does the tail wag the dog? » https://climate-science.press/wp-content/uploads/2025/03/SCC-Koutsoyiannis-DogTail-Nov-2024.pdf.
———. 2024b. « Stochastic assessment of temperature–CO 2 causal relationship in climate from the Phanerozoic through modern times ». Mathematical Biosciences and Engineering 21 (7): 6560‑6602. https://www.aimspress.com/article/doi/10.3934/mbe.2024287.
Koutsoyiannis, Demetris, et Zbigniew W Kundzewicz. 2020. « Atmospheric temperature and CO2: hen-or-egg causality? » Sci 2 (4): 83. https://www.mdpi.com/2413-4155/2/4/83.
Koutsoyiannis, Demetris, Christian Onof, Zbigniew W Kundzewicz, et Antonis Christofides. 2023. « On hens, eggs, temperatures and CO2: Causal links in earth’s atmosphere ». Sci 5 (3): 35. https://www.mdpi.com/2413-4155/5/3/35.
Mather, Ben R, R Dietmar Müller, Adriana Dutkiewicz, et Sabin Zahirovic. 2026. « Carbon emissions along divergent plate boundaries modulate icehouse-greenhouse climates ». Communications Earth & Environment 7 (1): 48. https://www.nature.com/articles/s43247-025-03097-0.pdf.
Monteith, John, et Mike Unsworth. 2013. Principles of environmental physics: plants, animals, and the atmosphere. Academic press. https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/49025326/2014_Principle_of_Enviromental_Physics_4th_Ed-libre.pdf?1474512709=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DPrinciples_of_Environmental_Physics_4th.pdf&Expires=1769528177&Signature=Fh~SpE4YJM6uOkJXjn2nruwGOw~BZ01YOFAsD0JYcX-TrdBFm5h5ZTQuC1T-Zh4Su4cs9g57RBlJQJgBafYxe~xLYD78nOpFy6lzg-QZkuTRd7kK3eLjzVTR~wQqtH-qnXQ-syVC5ERd~RdCnTBERVcGVD5TJQ0~1j56la2YvBZ5k0-RylI1VNV7jgVXEL4Os9mXYVMV3Pk16MpuYyEZPtPnFd9wZf12eu3LrW2MnRV9FcZ88zldxrjE4kK19a5p0GA5BA~H-cfQJqGnD3cIEzX20SSb2eSxm~v1LII03TzZKncPHOnI76EcSZg69WRgtkFCTcod7r34C7A17fZcHg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA.
Peng, Jianghai, Bo Jiang, Hui Liang, Shaopeng Li, Jiakun Han, Thomas C Ingalls, Jie Cheng, Yunjun Yao, Kun Jia, et Xiaotong Zhang. 2025. « Development and comparison of empirical models for all-sky downward longwave radiation estimation at the ocean surface using long-term observations ». Atmospheric Measurement Techniques 18 (13): 2877‑98. https://amt.copernicus.org/articles/18/2877/2025/amt-18-2877-2025.pdf.
Tian, Yinglin, Deyu Zhong, Sarosh Alam Ghausi, Guangqian Wang, et Axel Kleidon. 2023. « Understanding variations in downwelling longwave radiation using Brutsaert’s equation ». Earth System Dynamics 14 (6): 1363‑74. https://esd.copernicus.org/articles/14/1363/2023/esd-14-1363-2023.pdf.
Littérature grise - Documents de travail
Van den Broek, Roland. 2023. « Dérivée du CO2 et anomalie de température ». https://qblog-rcli.netlify.app/posts/derivee-co2-temp/.
Van den Broek, Roland, et Henri Masson. 2023a. « Comparaison des formules de Henry - van ’t Hoff ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/06-relation-co2-temp_new#sec-CompForm-Henry-Vanthoff.
———. 2023b. « Corrélation croisée température et CO2 ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/02-base_data_new#fig-figCrossCorrTempCO2.
———. 2023c. « Figure 6.4 ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/06-relation-co2-temp_new#fig-figRegrGraphPreindToModern.
———. 2023d. « Loi de Henry et relation de van ’t Hoff ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/06-relation-co2-temp_new#sec-Henry-Vanthoff.
———. 2023e. « Synthèse des tests de Granger ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/02-base_data_new#tbl-grangersnt.
———. 2023f. « Table 6.3 ». https://soleil-temp-co2.netlify.app/06-relation-co2-temp_new#tbl-deltaTCombFossiles.
Notes de bas de page
Notons cependant qu’assez bizarrement, les auteurs négligent dans leur approche le flux géothermique qui se répand lorsque les plaques tectoniques s’écartent, et se focalisent exclusivement sur le CO2.↩︎