11. L'effet de serre

Objectif : assimiler la notion d'effet de serre en construisant un piège à chaleur.

Les médias parlent souvent de l'effet de serre d'une façon négative comme un danger qui nous menace. Pourtant, ce n'est pas l'effet de serre qui est en cause, sans lui il n'y aurait pas de vie sur Terre, c'est son accroissement et le réchauffement qu'il peut entraîner qui est un risque.

L'effet de serre est un phénomène naturel. Les radiations solaires pénètrent dans l'atmosphère et atteignent le sol qu'elles réchauffent. La surface de la Terre, ainsi chauffée, émet la nuit des rayons infrarouges (invisibles pour nos yeux) qui la refroidissent. Les nuages, la vapeur d'eau et certains gaz de la basse atmosphère (troposphère), en interceptent alors une partie qu'ils rabattent vers le sol (en fait ils les absorbent et rayonnent à leur tour vers le sol), diminuant ainsi la déperdition de chaleur, c'est l'effet de serre. Cela explique que la nuit est moins froide lorsque elle est nuageuse.

La troposphère se comporte donc comme une serre de jardin dont la chaleur est maintenue par une vitre. Ce phénomène est nécessaire à la vie sur Terre, en effet, sans ces gaz la température moyenne du globe serait de -20°C au lieu de +15°C. Les gaz à effet de serre sont le méthane, le gaz carbonique (CO2), les composés chlorofluorocarbonés (CFC), l'ozone O3 (venant de la pollution à ne pas confondre avec ceux de la couche d'ozone de la haute atmosphère), l'oxyde d'azote (N2O) et, bien sûr, la vapeur d'eau.

Cependant, les activités humaines (voitures, usines, …) relâchent actuellement dans l'atmosphère de grosses quantités de gaz à effet de serre comme le CO2. L'équilibre thermique du globe est donc en train d'être rompu car l'excès de ces gaz augmente l'effet de serre. Il est ainsi prouvé que la Terre se réchauffe et les modèles numériques estiment que l'augmentation de la température pourrait être de 5°C dans le siècle prochain si les hommes ne font rien. Cette valeur est conséquente, elle entraînerait de gros changements comme une montée importante du niveau des océans.

Nous proposons ici une expérience pour donner une idée du mécanisme de l'effet de serre.


La boite à effet de serre

Piéger la chaleur dans une boite comme la Terre le fait avec son atmosphère.

Matériel nécessaire :

Marche à suivre :

 

Les rayons du soleil traversent le film plastique, ils se réfléchissent sur l'aluminium (voir l'expérience sur l'albédo) mais ils sont ensuite piégés par le film qu'ils ne peuvent traverser dans l'autre sens. Les rayons sont donc rabattus, rebondissent à l'intérieur de la boîte et chauffent l'eau. La chaleur a été piégée. Le film plastique agit donc grossièrement comme les gaz à effet de serre qui piègent la chaleur sur la Terre.