Chapitre 11: L ATMOSPHÈRE

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1 Chapitre 11: L ATMOSPHÈRE 1) a) Qu est-ce que l atmosphère? L atmosphère c est l enveloppe gazeuse qui entoure la Terre. b) Quelles sont les 4 couches de l atmosphère? 1 ) La troposphère qui se situe de 0 à 10 km. 2 ) La stratosphère qui se situe de 10 à 50 km. 3 ) La mésosphère qui se situe de 50 à 80 km. 4 ) La thermosphère qui se situe de 80 à environ 450 km. c) Quelle est la composition gazeuse actuelle de l atmosphère? (fig. 16 p. 242) A) L effet de serre, naturel ou pollution? 1) a) Comment se produit l effet de serre naturel? Les rayons infrarouges ne repartent pas dans l espace à cause des gaz présents dans l atmosphère. (livre Synergie, figure 17 p.243) b) Quels son les gaz à effet de serre (GES) naturel? Les gaz responsables de l effet de serre sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l oxyde de diazote (N2O). c) Quelle est son utilité? L effet de serre naturel permet de conserver une température qui permet la vie. Sans l effet de serre naturel la température à la surface de la Terre serait de - 18 C.

2 2) a) Comment se produit l effet de serre renforcé? L effet de serre renforcé est le réchauffement accéléré de l atmosphère dû à la présence d un surplus de GES. b) Quels son les gaz à effet de serre (GES) renforcé? Ce sont les mêmes gaz que pour l effet de serre naturel soit le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l oxyde de diazote (N2O) mais en plus grande quantité. c) Que provoque-t-il? Il provoque une augmentation progressive de la température de la surface de la Terre en retenant plus longtemps la chaleur. B) L ozone, un gaz particulier... (STE) 1) a) Quelle est la composition chimique de l ozone? C est une molécule gazeuse composée de 3 atomes d oxygène (O3). Illustration: O=O+-O- b) L ozone est-il utile ou nuisible? L ozone peut être utile et nuisible tout dépendant à quelle hauteur il est dans l atmosphère. 2) a) Qu est-ce que l ozone stratosphérique? L ozone stratosphérique c est la couche d ozone qui est située dans la stratosphère. Il représente 90 % de tout l ozone présent dans l atmosphère. b) À quoi sert-il? Il sert à protéger la Terre des rayons ultraviolets qui attaquent l ozone pour en faire du dioxygène (O2). Illustration: (Livre Synergie, figure 42, p. 261

3 c) Qu est-ce que le trou dans la couche d ozone? C est l amincissement de la couche d ozone qui est dû à la présence de composés halogénées comme les CFC. Illustration: (livre Synergie, figure 44 p. 262) 3) a) Qu est-ce que l ozone troposphérique? L ozone troposphérique est situé dans la troposphère. Il est un des composants du smog et il participe à l effet de serre renforcé. b) D où vient-il? Cet ozone est essentiellement produit par les réactions entre le rayonnement solaire et des polluants chimiques tels que le monoxyde d azote (NO) et le dioxyde d azote (NO2) qui proviennent, en grande partie, de la combustion des énergies fossiles, des moteurs à explosion et des centrales électriques thermiques. C) L atmosphère contaminé... malheureusement! (STE) 1) a) Qu est-ce que la contamination atmosphérique? C est la modification de la composition de l atmosphère par diverses substances qui proviennent de sources naturelles ou qui sont issues d activité humaine. b) Quels sont les corps étrangers que nous retrouvons dans l atmosphère? L atmosphère contient de nombreuses poussières ainsi que des particules solides ou liquides en suspension (aérosols) qui émanent de plusieurs sources: marines (embruns), minérales (sable), volcanique (cendres), biologiques (bactéries, pollen) et même météoriques. Ces particules (noyau) permettent la formation des nuages 2) a) Quels sont les différents polluants de l atmosphère? Il y a les polluants primaires émis directement par l activité humaine et les polluants secondaires (transformation chimique des polluants primaire)

4 b) Tableau des polluants primaires et leurs principales sources: POLLUANTS PRIMAIRES Particules en suspension Dioxyde de soufre (SO2) Monoxyde de carbone (CO) Oxyde d azote (NOx) Composés organiques volatils (COV) PRINCIPALES SOURCES Activités industrielles Centrales thermiques (charbon, pétrole), métallurgie, pâtes et papiers, transport routier Transport routier Centrales thermiques (charbon, pétrole), agriculture, transport routier Produits dérivés du pétrole (hydrocarbures): solvants, produits nettoyants, etc. 3) a) Comment les polluants voyagent-ils dans l atmosphère? Les polluants voyagent dans l atmosphère grâce aux vents dominants. Pour le Kébèk, les vents dominants suivent le fleuve, ils vont, donc, de l ouest vers l est. b) Quels sont les effets des polluants primaires? Les polluants primaires ont des effets sur la santé humaines et sur l environnement. c) Tableau de quelques effets des polluants primaires: POLLUANTS PRIMAIRES Particules en suspension Dioxyde de soufre (SO2) Monoxyde de carbone (CO) Oxyde d azote (NOx) Composés organiques volatils (COV) EFFETS SUR LA SANTÉ HUMAINE Altèrent les fonctions pulmonaires chez les personnes sensibles (enfants, asthmatiques, personnes agées) Peuvent véhiculer des composés toxiques. Cause de l irritation chez les personnes sensibles (enfants, asthmatiques, personnes agées) Empêche l oxygénation Peuvent provoquer des troubles respiratoires. Ont des effets variables. Ils peuvent être cancérigènes, mutagènes. EFFETS SUR L ENVIRONNEMENT Entravent la respiration des végétaux par le dépôt de poussières. Contribue aux pluies acides. Participe à la formation de l ozone troposphérique. Contribue aux pluies acides. Participent à l effet de serre renforcé et à la formation de l ozone troposphérique.

5 D) De l énergie avec de l air, wow! 1) a) Quelles sont les ressources énergétiques de l atmosphère? Les ressources énergétiques de l atmosphère sont l énergie éolienne qui peut être transformée en énergie mécanique ou énergie électrique, et l énergie thermique contenue dans l atmosphère. b) Qu est-ce qui provoque ces ressources énergétiques? Les ressources énergétiques de l atmosphère dérivent de l énergie rayonnante du Soleil. En réchauffant l air de l atmosphère, le rayonnement solaire génère de grands courants de convection qui sont à l origine du vent, donc de l énergie éolienne. De plus, l énergie solaire chauffe continuellement l air, de sorte que l énergie thermique disponible peut être utilisée pour chauffer ou climatiser l intérieur des habitations. 2) a) Qu est-ce que l énergie éolienne? L énergie éolienne est l énergie cinétique (énergie du mouvement) produite par le déplacement des vents. De tout temps, on s est servi de l énergie éolienne pour faire avancer les bateaux. On s en est également servi pour irriguer les champs, moudre le grain, pomper de l eau. Aujourd hui, on s en sert essentiellement pour produire de l énergie électrique. b) Quels sont les 2 types d éolienne? Il y a les éoliennes à axe horizontal (la majorité) et à axe vertical (très rare, une seule au Kébèk à Cap-Chat en Gaspésie). Illustration: (livre Synergie, figure 52 p. 269)

6 3) a) Qu est-ce que l énergie thermique de l air? L énergie thermique de l air c est l énergie contenue dans l air à cause de l énergie rayonnante du Soleil. b) Comment récupère-t-on cette énergie? On récupère cette énergie avec une thermopompe qui permet de chauffer ou climatiser l intérieur des habitations. c) Qu est-ce que le coefficient de performance (COP)? Le coefficient de performance (COP) permet de déterminer à quelle température l air contient assez d énergie pour qu il soit avantageux d utiliser une thermopompe. Illustration: (livre Synergie, figure 53 p. 270) Comment interprète-t-on le COP? Quand l air extérieur est de 10 C, le COP est de 3. Cela veut dire qu on obtient 3 kwh d énergie puisée dans l air pour chaque kwh d électricité consommée par la thermopompe. Il n est plus avantageux d utiliser une thermopompe lorsque la température extérieure = - 20 C. Exercices d application 1) Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses? Pourquoi? a) L atmosphère est la couche d air de 30 km d épaisseur qui entoure la Terre. FAUX! L atmosphère a une épaisseur approximative de 450 km (de la surface de la Terre à l extrémité de la thermosphère. b) L atmosphère est composé majoritairement de dioxygène (O2). FAUX! L atmosphère est composé majoritairement de diazote (N) (78 %). L oxygène n occupe que 21 % de l atmosphère. c) L atmosphère nous protège contre les rayons nocifs du Soleil. VRAI! La couche d ozone de la stratosphère nous protège des rayons ultraviloet (UV).

7 2) À quelle couche de l atmosphère correspond chacune des descriptions suivantes? a) Il s agit de la couche la plus froide de l atmosphère. La mésosphère b) Les phénomènes météorologiques se produisent dans cette couche. La troposphère c) Elle abrite la couche d ozone. La stratosphère d) C est la couche la plus chaude de l atmosphère. La thermosphère e) La plupart des satellites spatiaux circulent dans cette couche. La stratosphère 3) Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses? Pourquoi? a) L effet de serre est un phénomène récent, engendré par les activités humaines sur Terre. FAUX! L effet de serre est un phénomène naturel. b) En s accumulant dans l atmosphère les gaz à effet de serre piègent de plus en plus les rayons ultraviolets. FAUX! Les gaz à effet de serre piègent les rayons infrarouges et les empêchent de retourner dans l espace. c) Le déboisement entraîne une augmentation de l effet de serre à cause de la libération de dioxyde de carbone (CO2) lors de la décomposition des arbres coupés. VRAI! Le carbone emmagasiné dans la forêt retourne dans l atmosphère sous forme de dioxyde de carbone (CO2). d) La photosynthèse par les végétaux joue un rôle majeur dans la stabilité des températures sur Terre. VRAI! Les végétaux absorbent du dioxyde de carbone (CO2) lors de la photosynthèse. Cela a pour effet de diminuer l effet de serre. 4) Nommez une des sources d émission des gaz à effet de serre suivants. a) dioxyde de carbone (CO2): Combustion du pétrole, du gaz naturel, du charbon, b) méthane (CH4): Élevage du bétail, fumier, ordures ménagères, etc. c) oxyde nitreux (N2O): Épandage D,engrais (nitrates), procédés chimiques, etc. 5) La décomposition des déchets dans les sites d enfouissement génère du méthane (CH4). Dans plusieurs sites, on recueille ce gaz et on le brûle pour le transformer en dioxyde de carbone (CO2). Ce geste a-t-il un impact positif ou négatif sur l environnement? Pourquoi? POSITIF! Le méthane (CH4) est un gaz à effet de serre 21 fois plus puissant que le dioxyde de carbone (CO2). Lorsqu on élimine du méthane (CH4), on diminue l effet de serre renforcé en le remplaçant par un gaz moins puissant.