Réchauffement climatique : l’innocence du carbone

43 Comments

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  Auditeur Libre , 25 septembre 2013 @ 23 h 13 min

  En effet l’expression admise de “effet de serre” (greenhouse effect) peut prêter le flanc à la critique comme toute formule imagée et même ici elliptique. Depuis Galileo Galilei (“le grand livre de l’univers est écrit en langage mathématique”), on sait que le langage commun ‘littéraire’ peut conduire à de sévères contre-sens quant au discours authentique et “loyal” obtenu comme ‘output’ de l’activité scientifique. C’est là un défi immense auquel essaient de répondre didactique, pédagogie, vulgarisation.
  En l’espèce le dit effet de serre s’expérimente banalement au long des situations météo nocturnes en comparant la grande déperdition par rayonnement infra-rouge des nuits étoilées avec la “rétention” (absorption infra-rouge par la nébulosité d’où création d’une surface de ré-émission secondaire infra-rouge vers le sol) constatée à l’aube après une nuit de couverture nuageuse.
  La vapeur d’eau et les nuages de gouttelettes en suspension sont de bons écrans absorbeurs d’infra-rouge, comme le CO2 et également le monoxyde CO et tant d’autres molécules. Pour penser le dit “effet de serre”, il faut avoir intégré le schéma explicatif des échanges d’énergie par voie dite radiative. Le vitrage d’une serre, d’une véranda, est translucide à la gamme visible mais bien moins au rayonnement ré-émis dans le domaine IR par les surfaces intérieures. La comparaison est globalement pertinente.
  Si on éprouve une sorte de détestation émotionnelle pour le mot ‘serre’, on peut alors parler d’effet de “piège radiatif” : les plus grandes longueurs d’onde repassent mal la vitre vers l’extérieur alors que les plus courtes longueurs d’onde du visible et de l’UV ont passé plus aisément venant du soleil… Un moyen assez efficace de prévenir sa voiture du piège radiatif est de disposer des panneaux métalliques polis sous les vitres pour ré-expédier ‘sin embargo’ le flux visible+UV vers l’extérieur SANS ABSORPTION intermédiaire signifiant source consécutive de IR (dit encore “rayonnement thermique”).
  Le foyer d’une cheminée à l’ancienne chauffe surtout l’air extérieur par convection spontanée (poussée d’Archimède) et un peu l’intérieur par rayonnement (visible des flammes et des braises rouges, IR de l’ensemble et notamment de la plaque de fonte noircie mate qui est derrière…). Inversement lors de la canicule de 2003 j’ai offert à ma vieille maman de 86 ans quelques heures de fraîcheur gratuite, à 10 km d’ici, dans un fauteuil installé à quelques mètres de l’entrée fermée par grille d’une grotte géologique : le bilan radiatif entre ses surfaces personnelles émettant à 35°C et les surface intérieures de la grotte émettant vers les 12°C faisait un très performant climatiseur gratuit ! (voir la dite loi de Stefan avec sa dépendance très puissante à la température : la puissance quatrième de la température absolue, rien que ça !).
  Enfin au pays de Sadi Carnot, dans la lignée d’un général-savant d’Empire (Lazare) et d’un futur président assassiné (Sadi), je ne vois aucun sens général à ceci :
  ” l’énergie totale par unité de masse de gaz »atmosphère » est constante “,
  en l’absence de toute considération restrictive. Désolé.
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  scaletrans , 26 septembre 2013 @ 10 h 06 min

  Oulala ! Cette notion de réémission est combattue par les physiciens comme “machine à mouvement perpétuel du second type” (G & T). Quant au fonctionnement de la serre, il n’est aucunement mention de bilan radiatif mais de blocage de la convection: référez-vous à l’expérience de Wood qui date de plus de cent ans et réfuta du même coup Arrhénius, qui, il est vrai, n’était pas physicien mais chimiste. Enfin, la référence à la loi de Stefan-Boltzman est sans objet car elle ne s’applique qu’aux corps noirs. Je crois que le biais principal des discussions entre tenants du bilan radiatif et sceptiques tient, pour les premiers, à la confusion entre énergie et chaleur.
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  Bernnard , 26 septembre 2013 @ 11 h 23 min

  Bien sur, le CO2 tout comme l’eau absorbe les rayonnements infra-rouges ( beaucoup plus pour l’eau d’ailleurs car les modes de vibrations de la molécule d’eau sont plus nombreux que pour le CO2).

  MAIS:

  En mécanique quantique, il y a réémission du rayonnement absorbé à une longueur d’onde plus grande (ou égale) au rayonnement absorbé. Il s’ensuit qu’après une succession d’absorption-réémission que les rayonnements en fin de compte sont absorbé par toutes les molécules gazeuse et augmente la vitesse de déplacement ce ces molécules (augmentation de l’énergie cinétique). Ce qui abouti à une dilatation du gaz.
  En effet un gaz de dilate s’il est chauffé et ce qui signifie que le volume de la tropopause augmente pour absorber les calories ou diminue pour les restituer. La terre ne chauffe pas plus.

  Dans une serre (de jardin) , on empêche la dilatation du gaz d’où un échauffement. On pourrait voir aussi une légère augmentation de la pression (juste sous le toit).

  On montre (en physique) que le produit “Pression x volume “est homogène à une energie ou à des calories.

  En fin de compte un gaz qu’on nomme “à effet de serre ” amorti les variations d’énergie et nous évite la nuit d’avoir un refroidissement rapide très au dessous de zéro quand le soleil se couche et le jour d’avoir une chaleur d’enfer à midi (comme sur la lune où il n’y a pas ni CO2, ni eau , ni azote, ni oxygène).

  De plus, une chose que les physiciens savent est qu’une compression d’un gaz chauffe (vous pouvez facilement expérimenter cela en gonflant une roue de vélo).
  A l’inverse une décompression refroidi.
  la pression atmosphérique auto-génère de la chaleur et cette pression est due à la masse volumique de l’air et à l’épaisseur de la l’atmosphère.
  Sur Venus l’atmosphère composée de CO2, plus lourd que l’air , et beaucoup plus épaisse et dense ce qui génère une pression qui fait monter fortement la température. Ce n ‘est pas de “l’effet de serre”.
  Je précise enfin que ce que je dis est vérifiable mathématiquement en étudiant les phénomènes de compression/décompression adiabatiques des gaz.
  Le CO2 n’est pas du tout responsable d’un quelconque chauffage! Au pire on pourrai l’accuser de faire trop bien son rôle de tampon thermique. L’eau, le CO2, et les autres gaz de l’atmosphère ne sont rien d’autre que le “duvet” qui entoure la Terre.
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  PetitBonhomme , 26 septembre 2013 @ 18 h 09 min

  Je crois que la vapeur d’eau a moins d’effet car elle reste moins longtemps dans l’atmosphère, enfin il y a une explication dans ce genre.
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  Auditeur Libre , 26 septembre 2013 @ 22 h 44 min

  Ne généraliser pas à “les physiciens” … pourquoi pas les frères Bogdanoff à ce compte là ?
  Donc en plein hiver sans vent comment expliquer votre sensation de chaleur face à une paroi sombre orientée plein sud au midi solaire ?
  Pas de réémission parce que corps pas “parfaitement noir” ?
  L’obscure expérience de Woods n’a pas laissé de souvenir impérissable, en revanche le radiomètre (on devrait dire radioscope) de Crookes avec ses quatre palettes à faces noires mates d’un côté et métallisées de l’autre est compréhensible dès l’âge de 10 ans, surtout avec les 2 variétés de tube de Crookes :
  – l’un à vide poussé qui montre la quantité de mouvement des photons
  – l’autre à gaz inerte raréfié qui montre justement l’échauffement des faces noircies d’où par convection locale l’augmentation de l’énergie cinétique des molécules du gaz, donc de leur pression et en conséquence : il tourne dans l’autre sens que la variété sous vide !
  Le modèle dit du “corps noir” est une épure idéale d’une surface noire mate qui donne zéro émission dans le spectre de la lumière visible, ceci précisément pour séparer l’émission dite thermique infra-rouge de tout effet parasite. Mais cela ne veut nullement dire que les surfaces non-noires n’émettent pas d’IR !!! Dans la loi généralisée, on introduit un coefficient d’émissivité (entre 0 et 100 %) pour chiffrer la part d’activité de la surface en tant que corps noir imparfait, le reste (complément) correspondant à la fraction du rayonnement entrant qui est absorbé et non réémis. Un titulaire de BTS du Bâtiment sait cela ! Les climatologues utilisent la notion d’albédo qui est très voisine de cela.
  Enfin du haut de votre chaire très originale, vous stigmatiser les pauvres esprits selon vous qui confondent énergie et chaleur …
  Du moment que vous n’êtes pas prof de physique, continuez !
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  Auditeur Libre , 26 septembre 2013 @ 22 h 56 min

  Complément sur le “blocage de la convection”.
  Certes il est aussi recherché dans la serre horticole, et c’est une des variables d’ajustement pour ne pas outrepasser la température ad-hoc voulue (on ventile plus ou moins).
  Maintenant prenez trois hangars de mêmes dimensions,
  – le 1er construit en vitrages et garni en son sol de tôle de peinture noire mate (noir de fumée)
  – le 2ème également en vitrages mais avec un sol recouvert d’aluminium poli brillant
  – le 3ème bâti entièrement en matériaux opaques.
  Les trois sont fermés et “bloquent la convection”.
  Si après cette “expérience de pensée”, vous persistez à nier ce qu’est un bilan radiatif en pensant à la différence entre Visible et Infrarouge, alors votre cas est désespéré.
  Ne mettez alors plus de panneau réfléchissant brillant métallisé sous votre pare-brise de voiture dans le cagnard solaire en plein été !
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  Auditeur Libre , 26 septembre 2013 @ 23 h 30 min

  Votre texte commençait plutôt bien avec référence au mécanisme moléculaire d’absorption par vibrations (des liaisons intramoléculaires excitées par les photons). Vous auriez pu préciser que le “four” à micro-ondes utilise un mode de résonance sur une rotation interne de la molécule d’eau. C’est pour cela que le transfert y nécessite des denrées non sèches.
  Puis vous vous égarez sur une piste non pertinente de la dilatation issue de l’augmentation de température. Dans une serre horticole l’échauffement se produit au niveau des surfaces absorbantes à l’intérieur, donc en bas, et détermine à coup sûr des cellules de convection interne avec des vitesses très faibles (comme dans une pièce chauffée par un convecteur électrique non soufflant). La densité de l’air intérieur par dilatation diminue légèrement en bas, et par poussée d’Archimède différentielle avec le reste de l’air intérieur cela détermine de la convection interne. Vous voyez donc que le “Professeur scaletrans” aurait déjà dû préciser s’il parlait de convection interne dans la serre ou de circulation d’air entre intérieur et extérieur…
  Puis vous sautez au produit P.V sans lien logique.
  Puis vous reprenez mon illustration par les ciels nocturnes (confer supra le 25 sept 2013 à 23:13): c’est mieux !
  Puis vous recasez un petit coup de compression-détente, et aboutissez à cette énormité :
  ”
  la pression atmosphérique auto-génère de la chaleur
  ”
  Avant de bidouiller des formalismes comme
  P fois (V à la puissance gamma) = constante
  dans le cas d’une transformation adiabatique, il faudrait d’abord savoir ce qu’est la réalité de la pression dans un gaz, ce que vous ignorez manifestement.
  Personne n’a dit que le CO2 était une source de chaleur en-soi !
  Avec votre image de “tampon thermique” c’est acceptable à condition de préciser :
  – transparent pour le flux initial solaire Visible + UV
  – un peu opaque (absorbeur) pour le flux IR réémis depuis les surfaces du globe.
  Estimez vous heureux que j’aie consacré du temps pour tenter de vous dé-tromper … cela doit être mon côté Missionnaire …

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