La lumière occupe une toute petite place dans le domaine des ondes « électromagnétiques » où l'on compte également rayonnements ultraviolet et infrarouge, ainsi que les rayons X, les ondes hertziennes... Ondes électromagnétiques 1. rayonnement  2. rayons X 3. Rayonnement ultraviolet (UV) 4. rayonnement visible5. rayonnement infrarouge (IR) 6. « micro-ondes »7. ondes hertziennes (radar, TV, FM, radio AM) 3 pm 3  m 3 nm 3 mm3 m 3 km

Rayonnement électromagnétique d’un corps Tout corps, du fait de sa température, émet de l’énergie sous forme de rayonnement électromagnétique. N.D.L.R. La température T est la température absolue, exprimée en kelvin (K), unité légale. T (K) =  (°C) Corps ( température T, émissivité e ) rayonnement Les propriétés de ce rayonnement : - longueurs d’onde des radiations ; - puissance P du rayonnement. dépendent : - de la température T du corps ; - de la nature du corps.

Loi de Wien. Le spectre d’émission du corps noir est un spectre continu, encore appelé spectre thermique. La puissance émise est maximale pour une longueur d’onde pic telle que : pic.T = 2, m.K. Plus la température de l'objet est faible plus la longueur d’onde du maximum d’émission ( pic ) est élevée. pic =10 µm pic=0,5 µm Puissance surfacique (en W.m -2 ) Spectres thermiques du corps noir pour T = 300 K et T = 6000 K Longueur d’onde (en micromètres) 1. Calculer pic pour un radiateur porté à la température de 70°C. Conclure sur le type de radiation. 2. Estimer la température du soleil sachant que pic = 550 nm.

1,0 0,5 0 Facteur de transmission 0 0,25 0,5 0,75 1,0 2,03,0 4,0 5, Longueurs d’onde, en  m (3 échelles différentes) L’effet de serre (Wood ; 1909) L’effet de serre est ainsi appelé par analogie aux maisons de verre utilisées par les jardiniers pour protéger leurs cultures des rigueurs du climat. Le graphique ci-dessous montre que le verre possède la propriété de se laisser traverser par le rayonnement visible (0,45  m < < 0,75  m) et le proche infrarouge (0,75  m < < 3,0  m) issus du soleil. Par contre il ne transmet pas le rayonnement ultraviolet (celui-ci est majoritairement réfléchi). C’est pour cette raison qu’on ne peut pas bronzer à travers une vitre. Il ne transmet pas non plus l’infrarouge lointain ( > 3,0  m), qui est également réfléchi.

L’effet de serre est donc la capacité d’une substance à se laisser traverser par un rayonnement (en l’occurrence la lumière visible) tout en étant opaque pour un autre type de rayonnement (dans le cas présent les infrarouges). Capteur solaire thermique infrarouge absorbeur verre visible Le rayonnement solaire transmis par le verre provoque l’échauffement des objets qui se trouvent dans la serre. Ces objets vont émettre du rayonnement infrarouge de grande longueur d’onde qui sera pour une grande part réfléchi par la surface de verre. De l’énergie se trouve ainsi capturée.

NUIT JOUR IR perdus IR émis par le sol (énergie solaire absorbée le jour) IR réémis par la paroi de la serre (verre ou plastique) salade sol sableux serre (plastique translucide ou verre) rayonnement solaire incident (avant et après la paroi de la serre) Une serre

… Mais TROP C’EST TROP !! A l’échelle de la Terre, la substance responsable de l’effet de serre n’est évidemment pas du verre. Il s’agit d’un certain nombre de gaz qu’on trouve dans l’atmosphère, soit naturellement, soit du fait de l’activité humaine (le plus souvent du fait des deux) et qu’on dénomme "gaz à effet de serre". Par gaz à effet de serre, on pense tout de suite au dioxyde de carbone, mais il en existe bien d’autres comme le méthane (on accuse même les vaches)… mais aussi la vapeur de cette eau tellement nécessaire à notre existence ! Il faut savoir que l’effet de serre est indispensable à notre survie puisqu’il maintient l’équilibre thermique de la planète…