saturation de l’effet de serre du CO2

La saturation de l’effet de serre du CO2
Les rayons du soleil se transforment en chaleur en touchant les objets. Les atomes de ces objets s’échauffent et transmettent leur chaleur d’une part par contact avec les autres atomes, et d’autre part, par irradiation dans l’infrarouge. La radiation infrarouge est arrêtée par une vitre. Ainsi s’explique l’effet de serre dans une voiture. Les rayons du soleil y rentrent, mais la chaleur infrarouge ne peut pas sortir par les vitres. La chaleur reste donc dans la voiture.

Les rayons du soleil se transforment en chaleur lorsqu’ils touchent la Terre. Et la Terre irradie alors de l’infrarouge. Cette radiation infrarouge repart en partie dans l’espace et en partie est absorbée par l’eau et par le CO2 présent dans l’air. L’oxygène et l’azote n’arrêtent pas les rayons infrarouges. S’il n’y avait que de l’oxygène et de l’azote dans l’atmosphère, la température sur Terre serait de -18°C, donc très froid. L’effet de serre est donc vital pour la vie sur Terre. Grâce aux molécules d’eau de l’humidité de l’air et des nuages, et grâce aux molécules de CO2, notre atmosphère arrête une partie de l’irradiation infrarouge en chauffant les molécules d’eau et de CO2 présentes dans l’air. Le CO2 assure entre 8 et 10% de l’effet de serre. Il y a aussi d’autres gaz qui contribuent, mais beaucoup moins, à l’effet de serre atmosphérique.

Le rayonnement infrarouge émet des radiations de plusieurs sortes, émet des photons de plusieurs sortes. Ces sortes de photons correspondent à de plages de fréquences différentes. Le CO2 absorbe et émet un certain type de photons, et l’eau absorbe et émet un autre type de photons. Ce ne sont pas les mêmes photons. Le CO2 n’absorbera pas un photon du type absorbé par l’eau. Et réciproquement, l’eau n’absorbera pas un photon du type de ceux qui sont absorbés par le CO2. Une molécule qui absorbe un photon infrarouge se réchauffe en vibrant davantage. Elle émet alors des photons identiques à que ceux qu’elle reçus. Les photons émis par le CO2 sont de même type que les photons reçu par le CO2.

Dans un gaz, chaque molécule se déplace à une vitesse de quelques 500 mètres à la seconde, et percutera une autre molécule au hasard, après une durée de parcours d’environ une nanoseconde, et d’une distance d’environ un demi micromètre. Puis ces deux molécules changeront toutes les deux de direction comme deux boules qui se percutent dans un jeu de billard. Dans cette "collision", la molécule la plus chaude transmet à la molécule plus froide une partie de sa chaleur. Les molécules plus chaudes se refroidissent et les molécules plus froides se réchauffent. Une molécule de CO2 perd ainsi sa chaleur par des collisions successives en réchauffant ainsi des molécules d’oxygène, d’azote, d’eau, ou d’autres molécules de CO2.

Dans même temps, chaque molécule envoie des photons d’un certain type, d’une certaine fréquence. Une molécule de CO2 émet sans cesse des photons et perd ainsi peu à peu de sa chaleur. La chaleur d’une molécule de CO2 se transmet ainsi par les collisions et par les radiations de photons de type CO2. Cette irradiation de photons sera ensuite absorbée par d’autres molécules de CO2, et uniquement par du CO2. La quantité totale des irradiations de photon CO2 décroit très vite avec l’altitude puisque 95% de la chaleur des molécules du CO2 est rapidement transmise par collisions, à des molécules qui ne sont pas du CO2.

Le GIEC sait que le rayonnement des photons de type CO2 sont absorbés et ré-émis par les molécules de CO2 de l’atmosphère. Mais le GIEC affirme, sans preuve, que ces molécules de CO2 ré-émettraient toute ces radiations reçues aux autres molécules de CO2. Pour le GIEC, les transferts de chaleur par collisions seraient négligeables. C’est inexact pour deux raisons. D’une part un satellite passant au dessus de la stratosphère ne voit quasiment aucun rayonnement de CO2. C’est donc que cette radiation du CO2 a été entièrement absorbée avant d’arriver à la stratosphère et de se perdre dans l’espace. Mais il y a une deuxième raison apportée par le Dr Heinz Hug en 1998. Hug a fait une expérience de laboratoire sur le transfert des radiations infrarouges de CO2 dans l’air. Il en a conclu qu’au dessus d’une couche de dix mètres d’air, il n’y reste plus que un millième du rayonnement de photons de type CO2. Or la stratosphère est à dix kilomètres de hauteur, c’est à dire mille couches de dix mètres d’air. Il est donc impossible qu’un satellite voit un rayonnement infrarouge significatif de CO2 venant de la Terre.

Alors la question centrale du GIEC est de savoir si un doublement de CO2 dans l’atmosphère pourrait, ou non, conduire à un plus grand réchauffement de l’air. Puisque une couche d’air de dix mètres suffit à stopper le rayonnement des photons de type CO2, un doublement de la quantité de CO2 dans l’atmosphère ne stopperait pas plus ce rayonnement. Il serait alors stoppé par une couche de cinq mètres d’air au lieu de dix mètres. Mais en aucun cas, cela ne peut changer le climat. Le terme "saturation de l’effet de serre du CO2" signifie qu’une quantité de CO2 supplémentaire dans l’atmosphère ne modifiera pas le réchauffement de notre planète.

Pour moi, le débat scientifique est désormais quasiment clos. Il n’existe aucun réchauffement climatique qui serait causé par une émission anthropique de CO2. Il reste le débat sociologique et politique de savoir comment une telle erreur banale peut se transformer en immense gaspillage.

Pour en savoir plus, on peut lire le livre de François Gervais, "l’innocence du carbone". Le professeur François Gervais a été nommé critique officiel du GIEC. Mais le GIEC n’a pas tenu compte de ses objections. La partie plus technique et thermodynamique est au chapitre 3. Un non-scientifique pourra quand même lire ce chapitre avec profit. Le livre "l’innocence du carbone" est une bonne synthèse des débats scientifiques du réchauffement climatique. Ce sont aussi de nombreuses questions de bon sens que se pose un citoyen étonné par des décisions politiques fondées sur des théories scientifiques erronées.

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11 Responses to saturation de l’effet de serre du CO2

  1. Damien Vasse dit :

    Je vous suis dans votre raisonnement : vous dites, les radiations thermiques CO2 disparaissent après 10m d’épaisseur d’atmosphère (je veux bien vous croire) ; vous dites aussi que le GIEC fait erreur sur la négligeabilité des transferts par collision (là aussi).
    Par contre, vous dites aussi qu’augmenter la quantité de CO2 (doublement par exemple) ne peut pas impacter significativement l’effet de serre. Là je ne vous suis plus, vous vous contredites.

    En effet, la chaleur du CO2 passe bien quelque part (cf ce que vous dites), elle est donc transmise d’une manière ou d’une autre aux autres fluides, autrement dit essentiellement l’eau liquide (océans, rivières, humidité) et les gaz atmosphériques. Cette énergie calorique est donc transférée du CO2 (qui n’émet ainsi quasiment plus de photons CO2) à d’autres molécules qui vont devenir relais et émettrices à leur tour (photons H2O par exemple).
    Si vous augmentez la quantité de CO2, vous augmentez la quantité absolue d’infrarouges captés par les molécules de CO2, par conséquent vous en laissez moins partir dans l’espace. Ces molécules excitées vont se désexciter par transfert (quel qu’en soit le moyen) et donc chauffer d’autres molécules. Cette augmentation du nombre de molécules excitées (chauffage) entraîne l’augmentation de l’évaporation, donc le nombre de molécules d’eau qui vont pouvoir elles aussi retenir des infrarouges. Voilà qui s’appelle une boucle de rétroaction positive, car à leur tour les molécules d’eau vont pouvoir exciter le CO2.
    Ce qui se passe c’est que vous augmentez les capacités de captation d’infrarouges et de diffusion thermique, donc vous augmentez l’agitation moléculaire globale, autrement dit la chaleur.

    Je reviens sur l’histoire des 10 mètres, de manière un peu plus scientifique plutôt que seulement logique. Le CO2 n’est pas concentré au raz du sol, de même pour les infrarouges à capter. Quant à ces derniers ils ne sont pas intégralement arrêtés par les gaz à effet de serre, comme je le disais plus haut et comme vous le disiez aussi dans l’article. Augmenter le nombre de molécules de CO2 augmente la concentration de l’atmosphère en CO2 (vu que le volume de l’atmosphère reste constant peu ou prou).
    L’équation des gaz parfaits nous dit : PV = nRT, or on peut considérer que Pression et Volume restent constants (R étant une constante) quand n (quantité de matière = nombre de molécules) augmente dans notre atmosphère (en ce qui concerne le CO2). Ce qui veut dire que la Température pour que l’égalité soit toujours vraie est plus basse, autrement dit que le gaz (CO2) a perdu de la chaleur par rapport à l’état de départ (son excitation est moindre, son état est un peu moins gazeux). Cette chaleur a forcément été transmise quelque part donc à tout ce qui peut l’accueillir, par exemple les océans qui peuvent se dilater (devenir moins liquides, ce qui est observé) et s’évaporer, les glaciers qui peuvent devenir moins froids. Ce d’autant plus que les échanges de chaleur sont facilités par les circulations océaniques qui apportent de l’eau à réchauffer.

    • gidmoz dit :

      Il faut se souvenir que O2 et N2 représentent 90% de l’air environ. Or O2 et N2 laissent entièrement passer tous les infrarouges. Lorsque une molécule de CO2 transfert de la chaleur à une molécule de O2 par collision, cette chaleur ne va pas irradier. Cette molécule de O2 sera plus chaude et elle montera plus haut dans l’atmosphère.
      Lorsque une molécule de CO2 "chauffe" les molécules de O2 ou de N2, le transfert de chaleur ne sera plus jamais radiatif pour cette quantité de chaleur là.

      En d’autres termes, le CO2 transfère une partie sa chaleur aux molécules de O2 et de N2, lesquelles molécules ne rayonneront pas du tout.

      Apres quelques mètres d’atmosphère, le flux radiatif des photons CO2 sera entièrement transformé en chaleur non radiative. ce qui infirme la thèse du GIEC.

      Cette réfutation de la thèse du GIEC est tellement simple que le professeur François Gervais se demande comment le GIEC a osé écarter cette réfutation du flux radiatif de CO2. Pourtant l’expérience de Heinz Hug date de 1998, depuis cinq ans. C’est un délai suffisant pour que chacun puisse voir si la mesure de Hug serait erronée ou non.

      Pour moi, cette affaire n’est pas entièrement close. Je veux encore vérifier qq détail scientifique malgré mon manque de compétence en mécanique quantique, en cinétique des gaz et en thermodynamique.

      Je me renseigne pour savoir ce qui se passe exactement lorsqu’une molécule de CO2 reçoit un "photon CO2". Quel est le délai pour que cette molécule émette à nouveau un photon CO2? J’aimerai qu’un scientifique me confirme que la molécule de CO2 émettra après un délai supérieur à la nanoseconde. C’est le délai qui permet à la molécule de CO2 d’entrer en collision avec une autre molécule quelconque d’air transférant sa chaleur par collision et cessant alors l’émission de photon CO2.

      J’attend donc de connaitre, pour une molécule moyenne de CO2 recevant un photon CO2, la proportion d’énergie retransmise par rayonnement et la proportion émise par collision. Ce résultat confirmera sans doute que l’énergie est principalement transmise par collision. Mais, c’est probablement possible de le vérifier avec les formules de la thermodynamique. J’attend, en ce moment, des réponses de deux scientifiques compétents dans ce domaine.

      • Damien Vasse dit :

        Très simplement, lorsque vous chauffez un gaz, il ne reste pas froid. La chaleur n’est pas limitée à l’émission d’infrarouges, c’est avant tout un état d’agitation de la matière. Vous semblez ne considérer que l’effet radiatif or un gaz est un état de la matière. Toute matière peut irradier, peut conduire et peut participer à la convection. Ce sont les 3 modes de transfert de chaleur. Plus une matière est chaude, plus ses atomes/molécules vont être agités, plus ils vont être excités, ce qui résultera en l’émission de photons et en une augmentation des collisions avec ce qui les environne.
        Dans le cas présent, si O2 et N2 sont collisionnés plus souvent, leur température augmente et donc la température de l’air augmente.
        Je ne sais pas bien si vous réalisez ce que vous dites : quand je chauffe ma couche d’air, sa température reste constante. Ça n’a bien évidemment pas de sens. Et si ce phénomène était ce que l’on mesurait, cela voudrait dire que cet excédent de chaleur est rapidement transféré hors du système « couche d’air », autrement dit – je me répète – aux autres masses susceptibles d’être chauffées, les meilleurs candidates étant les masses d’eau liquide car le transfert de chaleur vers les sols est un peu plus difficile.

      • Damien Vasse dit :

        Oh et je rajoute que toute émission de photon chauffe par radiation (prenez les micro-ondes, les rayons ionisants, pour ne citer qu’eux) seulement les infrarouges sont les plus efficaces. Que l’O2 et le N2 n’émettent pas d’infrarouges ne change rien à l’affaire, ils émettent eux aussi des photons qui participent du transfert radiatif.

        • shuniata dit :

          yes but !

          l’oxygène et l’azote réémettent une partie de l’énergie reçue du dioxyde de carbone et une partie de cette réémission se perd dans l’espace.

          tout la question est de connaitre la proportion d’énergie perdue par le CO2 du fait des collisions et de l’énergie ultérieurement dissipée dans l’espace par les autres gaz

          si au final la proportion réémise et perdue est négligeable, le GIEC a raison de ne pas prendre le phénomène en considération

          sinon et bien au GIEC on n’en est pas à une erreur prêt……….

          voir http://www.pensee-unique.fr/

  2. Damien Vasse dit :

    Oh et je rajoute que toute émission de photon chauffe par radiation (prenez les micro-ondes, les rayons ionisants, pour ne citer qu’eux) seulement les infrarouges sont les plus efficaces. Que l’O2 et le N2 n’émettent pas d’infrarouges ne change rien à l’affaire, ils émettent eux aussi des photons qui participent du transfert radiatif.

    • gidmoz dit :

      40 ans après mes cours de thermo, mes connaissances se sont bien effacées. Enfin je vais m’y replonger. Je veux approfondir l’exposé rudimentaire que donne Gervais dans son livre. En particulier, une bonne approche théorique me semble possible, sans même procéder à une expérience. En effet, ce que nous recherchons est de savoir comment réagit une molécule de CO2 lorsqu’elle reçoit un rayonnement de photons CO2. je les appelles photons CO2 pour faire court.

      On a qq élements d’information sur sa vitesse, sur la durée entre les collisions. Mais je veux savoir encore qq détails qui me semblent utiles. quelle quantité d’énergie la molécule recoit-elle entre deux collisions? quelle énergie échange t elle dans une collision. La molécule de CO2 envoie-t-elle un photon dès qu’elle a reçu un photon? Ou bien avec un délai de retard. Et cet hypothétique délai serait-il supérieur à une nanoseconde?

      Si la molécule de CO2 émet sans aucun délai les photons lorsqu’elle en reçoit, alors la thèse du GIEC serait vraie. Mais comme on ne constaterait aucun rayonnement de CO2 à 10 mètre d’altitude, cette thèse du GIEC serait fausse. Mais j’aimerai aussi le comprendre par une analyse précise du comportement de la molécule de CO2.

      Muni de toutes ces informations, on pourra en déduire si la molécule de CO2 transmet davantage l’énergie des photons reçus, par collision ou par émission de photons.

      Il y aura ensuite une approximation à faire pour faire la résultante de tous les collisions.

      Si un lecteur a qq connaissances ou qq compétence en thermodynamique, j’attend ses réponses à mes questions avec grand intérêt.

      • Damien Vasse dit :

        Vous faites une fixette sur la radiation or, comme je l’ai souligné, ce n’est qu’un seul des 3 processus de transfert d’énergie et donc de chaleur. Dois-je vous rappeler ce qu’il se passe quand vous posez un pied sur le carrelage ou une barre de métal ? Vous avez l’impression qu’ils sont froids parce que la chaleur de votre pied se trouve très rapidement diffusée (et non irradiée) dans le matériau en question. La même chose avec l’eau liquide, qui a un pouvoir de diffusion important, d’où son utilisation comme fluide caloporteur dans les centrales.
        La vitesse de réémission d’un photon par le CO2 n’a aucune espèce d’importance, tout ce qui compte c’est que plus vous injectez de carbone dans l’atmosphère, plus vous capturez de photons infrarouges qui auraient normalement dû quitter la Terre, donc plus vous séquestrez d’énergie solaire dans le système ouvert planète Terre, séquestration qui se produit essentiellement dans les couches fluides. Ça n’est pas plus compliqué que cela.

        Je le redis, la chaleur n’est pas limitée aux infrarouges, je ne sais pas si ce sont les lunettes de vision nocturne qui vous amènent à le penser mais non, vraiment.

        « Si un lecteur a qq connaissances ou qq compétence en thermodynamique, j’attend ses réponses à mes questions avec grand intérêt. »
        Hum… c’est pas pour me vanter mais je crois bien être dans cette catégorie hein ;)

  3. Ping : saturation de l’effet de serre du CO2 | FAITS ET ANALYSE ECONOMIQUES

  4. Ce que tu dis est vrai : En augmentant la concentration du CO2, on n’augmente pas la proportion de rayon capturée par l’effet de serre mais on élève l’altitude à laquelle ils sont libérés.

    Maintenant on applique ça à la terre : si on double la concentration de CO2, l’altitude à laquelle les rayons sont libérés augmente. Mais avec l’altitude, la pression et donc la température diminue et le gradient de température avec le fond cosmologique diminue.

    Et donc l’échange thermique est moins élevés. La conséquence, c’est que toutes la colonne d’air voit sa température augmentée. Y compris au niveau du sol.

    PS : je n’ai pas trouvé ça tout seul. Ce que tu écrivais n’était pas en contradiction avec mes souvenirs de thermo. Et comme je continue à croire à la qualité du débat scientifique, je me suis dit que d’autres avaient étudié la question. Et je suis tombé sur ce lien : http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/publi/2011/Effet_de_serre_Palais_smi2010.pdf ;

  5. shuniata dit :

    yes but !

    l’oxygène et l’azote réémettent une partie de l’énergie reçue du dioxyde de carbone et une partie de cette réémission se perd dans l’espace.

    tout la question est de connaitre la proportion d’énergie perdue par le CO2 du fait des collisions et de l’énergie ultérieurement dissipée dans l’espace par les autres gaz

    si au final la proportion réémise et perdue est négligeable, le GIEC a raison de ne pas prendre le phénomène en considération

    sinon et bien au GIEC on n’en est pas à une erreur prêt……….

    voir http://www.pensee-unique.fr/

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