A propos de serre et d'effet de serre

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A propos de serre et d'effet de serre

Bonjour.
Je viens de lire votre page sur Le verre et l'effet de serre et les explications d'Antoine Warnier, Jean Matricon et Jean-Pierre Gazeau donnent à penser que l'échauffement d'une serre provient uniquement du rayonnement infra-rouge émis par les objets/parois intérieurs à la serre réchauffés par le rayonnement incident qui reste piégé dans la serre. Outre que ce rayonnement n'est pas réfléchi comme l'explique M. Gazeau mais bien absorbé comme le dit M. Matricon, cette explication me semble inexacte. En effet les travaux du physicien Robert W. Wood ( http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_W._Wood ) ont établi par son expérience des deux serres (l'une close par du verre, l'autre par un matériau totalement transparent aux infra-rouges et qui montrent un échauffement quasi-identique) que l'effet de serre est dû au confinement de l'air et à son échauffement par convection et non par absorption des IR réémis par le verre.

Merci de votre réponse.

Cordialement

Jean-Michel Reboul

 

C'est parfaitement exact : dans une serre, il fait chaud pour 2 raisons :

  • à cause de l'effet de serre proprement dit (si la serre possède des parois en verre ou tout autre matériau opaque dans l'infrarouge et transparent dans le visible)
  • à cause du confinement, comme vous l'avez très bien expliqué

Il y a des facteurs d'échelle à prendre en compte. En général, dans les "petites" serres, c'est l'effet du confinement qui domine. Autrement dit : il fait plus chaud dans la serre car l'air réchauffé ne peut pas être remplacé par de l'air froid (ce qui arrive quand il n'y a pas de "couvercle").
A tel point qu'on trouve dans le commerce (chez Leroy Merlin par exemple) des serres fabriqués dans des matériaux transparents dans le visible ET dans l'infrarouge ... c'est à dire des serres sans effet de serre !

C'est donc toujours un peu maladroit d'illustrer l'effet de serre en construisant une serre dans la classe. Nous proposons, dans le projet "Le Climat, ma planète... et moi !" (www.leclimatmaplaneteetmoi.fr), de bien différencier les 2 phénomènes. Il n'en reste pas moins que la construction d'une serre, même si elle est peu justifiée scientifiquement, est très intéressante d'un point de vue pédagogique car elle permet de se raccrocher à ce que connaissent les enfants (la serre), et elle offre aussi l'occasion de travailler sur l'analogie entre la serre et l'effet de serre, et ainsi de faire un peu d'histoire des sciences.

Cordialement,
David Wilgenbus


Nouvelle question de J.-M. Reboul :

Merci de cette réponse mais elle ne me satisfait pas vraiment. En effet si vous appelez "effet de serre proprement dit" le réchauffement dû aux parois de verre alors vous devez conclure qu'il n'existe pas "d'effet de serre proprement dit" car cet effet là est quasiment nul.
L'expérience de Wood qui met en parallèle deux serres, dont l'une est close par un verre opaque à l'infrarouge, et l'autre par un verre transparent à l'infrarouge, montre que cette transparence différentielle n'a quasiment pas d'influence sur la température à l'intérieur de la serre. "L'effet de serre" en soi est donc quasiment uniquement dû au confinement et non à une opacité quelconque à l'infrarouge.
L'expérience de Wood dont je parle est explicitée ici.
Elle conduit à la conclusion que les serres de Leroy-Merlin dont vous parlez ne sont pas "sans effet de serre", car l'effet de serre dont vous parlez n'existe pas. Le seul effet de serre existant est celui dû à la convection et non aux parois de verre.
D'où mon interrogation sur votre site puisque l'expérience de Wood montre qu'il n'y a pas d'effet de serre autre que celui dû au confinement. C'est bien ce qui me fait m'interroger car la croyance populaire est l'inverse de la réalité.
Ou bien ai-je oublié quelque chose dans le raisonnement ? Je suis très intrigué par ces éléments.
Cordialement,
Jean-Michel Reboul

Réponse de David Wilgenbus :
On estime que dans une serre, l'effet thermique (convection) est 4 fois plus important que l'effet de serre. Cela ne veut pas dire que l'effet de serre n'existe pas, mais tout simplement qu'il est faible.
D'ailleurs c'est exactement ce que dit Wood (il mesure un écart de 1 °C entre les 2 serres, c'est peu, mais ça n'est pas rien). Ses termes exacts sont "This shows us that the loss of temperature of the ground by radiation is very small in comparison to the loss by convection".
Et puis, il ne faut pas non plus sanctifier Wood, qui s'est largement trompé sur l'interprétation de sa propre expérience. Il en a conclu que l'atmosphère ne pouvait pas être réchauffée par les gaz à effet de serre (puisque cet effet est trop faible selon lui). Ce faisant, il a commis plusieurs erreurs (je résume les propos de W. M. Connolley) :
1. Il a omis le fait que, contrairement à la troposphère, la stratosphère n'est pas sujette à la convection.
2. Contrairement à ce qu'il affirme, la troposphère est largement opaque aux infrarouges, et l'effet radiatif n'est donc pas négligeable, loin de là.
David