LES A'CROCs DE L'INFO Tout sur l'effet de serre L'effet de serre est un processus naturel de réchauffement de l'atmosphère qui intervient dans le bilan radiatif de la Terre. Il est dû aux gaz à effet de serre (GES) contenus dans l'atmosphère, à savoir principalement la vapeur d'eau (qui contribue le plus à l'effet de serre), le dioxyde de carbone, CO2, et le méthane, CH4. Mode d'action ❶. Le Soleil diffuse son énergie sous forme de rayons. Ces derniers traversent l'espace et atteignent l'atmosphère terrestre. ❷. Une partie des rayons les plus dangereux sont renvoyés dans le vide spatial par la couche d'ozone, située dans la partie supérieure de l'atmosphère. ❸. Les autres rayons pénètrent l atmosphère et arrivent à la surface de la Terre, qu ils réchauffent. ❹. Une partie de l énergie non absorbée par la Terre est renvoyée directement dans l atmosphère : c est l effet de serre naturel. ❺. Mais les gaz polluants rejetés de plus en plus massivement par les activités de l homme s accumulent dans la partie supérieure de l atmosphère et renvoient une partie de cette chaleur vers la Terre. C est l effet de serre dû à l homme. Il est la cause d un changement rapide du climat mondial Lorsque le rayonnement solaire atteint l'atmosphère terrestre, une partie (environ 28 %) est directement réfléchie (renvoyée vers l'espace), par l'air, les nuages blancs et la surface claire de la Terre (en particulier les régions blanches et glacées comme l'arctique et l'antarctique) ; ce rapport s appelle l'albédo.
Les rayons incidents qui n'ont pas été réfléchis vers l'espace sont absorbés par l'atmosphère (21 %) et/ou la surface terrestre (51 %). Cette partie du rayonnement absorbée par la Terre lui apporte de la chaleur (énergie), qu'elle restitue à son tour, la nuit notamment et en hiver, en direction de l'atmosphère sous forme de rayons infrarouges, c'est le rayonnement du corps noir. Ce rayonnement est alors absorbé en partie par les gaz à effet de serre. Puis dans un troisième temps, cette chaleur est réémise dans toutes les directions, notamment vers la Terre. C'est ce rayonnement qui retourne vers la Terre qui crée l'effet de serre : il est à l'origine d'un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. Sans ce phénomène, la température moyenne sur Terre chuterait d'abord à -1 8 C. Puis, la glace s'étendant sur le globe, l'albédo terrestre augmenterait et la température se stabiliserait vraisemblablement à -1 00 C. On peut considérer l'atmosphère comme un réservoir d'énergie. Si l'effet de serre est plus efficace pour retenir l'énergie (en fait, ralentir la déperdition de l'énergie), ce réservoir se remplit et l'énergie emmagasinée par la surface terrestre augmente. En moyenne, l'énergie venue de l'espace et reçue par la Terre et l'énergie de la Terre émise vers l'espace sont quasiment égales. Si ce n'était pas le cas, la température de surface de la Terre évoluerait toujours en augmentant ou en diminuant. En effet, si les échanges moyens d'énergie avec l'espace n étaient pas équilibrés, il y aurait un stockage ou un déstockage d'énergie par la Terre. Ce déséquilibre provoquerait alors un changement de température de l'atmosphère. L'effet de serre doit son nom à l'analogie entre l'atmosphère terrestre et une serre destinée à abriter des plantes. Les parois vitrées de la serre laissent entrer le rayonnement visible (qui transporte la majeure partie de l'énergie solaire) mais réfléchissent (ne laisse pas échapper) des rayonnements infrarouges, cause importante des pertes thermiques de tout corps (loi du corps noir). Le verre de la serre joue donc un rôle analogue à celui de l'atmosphère, qui contient les gaz à effet de serre. Les gaz a effet de serre Les gaz à effet de serre sont des composants gazeux de l'atmosphère qui contribuent à l'effet de serre. Les principaux gaz à effet de serre sont : - la vapeur d'eau, - le dioxyde de carbone (CO2), - le méthane (CH4), - l'oxyde nitreux (ou protoxyde d'azote, de formule N2O) - l'ozone (O3). Les gaz à effet de serre industriels incluent les halocarbones lourds (fluorocarbones chlorés incluant les CFC, les molécules de HCFC-22 comme le fréon et le perfluorométhane) et l'hexafluorure de soufre (SF6).
Les contributions approximatives à l'effet de serre des principaux gaz sont : vapeur d'eau : 55 % dioxyde de carbone : 39 % ozone : 2 % méthane : 2 % oxyde nitreux : 2 % Bien que contribuant fortement à l'effet de serre, la vapeur d'eau ne peut s'accumuler indéfiniment dans l'atmosphère : en raison des équilibres physiques, les quantités excédentaires (hygrométrie supérieure à 1 00 %) sont naturellement et rapidement éliminées par précipitation. L'activite humaine La plupart des gaz à effet de serre sont d'origine naturelle. Mais certains d'entre eux sont uniquement dus à l'activité humaine ou bien voient leur concentration dans l'atmosphère augmenter en raison de cette activité. C'est le cas en particulier de l'ozone (O3), du dioxyde de carbone (CO2) et du méthane (CH4). La preuve que l'augmentation du CO2 atmosphérique est d'origine humaine se fait par analyse isotopique. L'ozone est fourni en grande quantité par l'activité industrielle humaine, alors que les CFC encore largement utilisés détruisent eux, l'ozone, ce qui fait que l'on peut constater un double phénomène : une accumulation d'ozone dans la troposphère au-dessus des régions industrielles, une destruction de l'ozone dans la stratosphère au-dessus des pôles. La combustion des carbones fossiles comme le charbon, le lignite, le pétrole ou le gaz naturel (méthane) rejette du CO2 en grande quantité dans l'atmosphère. Si bien que seule la moitié est recyclée par la nature, et que l'autre moitié reste dans l'atmosphère, ce qui augmente l'effet de serre. Un des secteurs d'activités qui dégage le plus de gaz à effet de serre est la production d'énergie. Les activités humaines dégagent donc une abondance de GES : la très grande majorité des scientifiques qui étudient le climat pensent que l'augmentation des teneurs en gaz d'origine anthropique est à l'origine d'un réchauffement climatique. Ces gaz à effet de serre fonctionnent donc comme une couverture qui maintient une température chaude à la surface de notre Terre et l'empêchent ainsi de se refroidir. En France, selon le groupe Facteur 4, les émissions de gaz à effet de serre proviennent des transports pour 26 %, suivis de l industrie (22 %), de l agriculture (1 9 %), des bâtiments et habitations (1 9 %), de la production et de la transformation de l énergie (1 3 %, chiffre bas dû au nucléaire), et du traitement des déchets (3 %). Entre 1 990 et 2006, les émissions ont augmenté de plus de 20 % pour les transports et les bâtiments. En revanche, elles ont diminué de 22 % dans l industrie, de 1 0 % dans le secteur agricole, de 9 % dans le secteur de l énergie et de 8 % pour le traitement des déchets. (Voir le projet de rapport 2006 du groupe Facteur 4).
CONSÉQUENCES POUR L'ENVIRONNEMENT L'effet de serre n'est pas en soi nocif aux écosystèmes ; sans lui, la température terrestre avoisinerait les -1 8 C. Cependant un excès de GES dépassant la capacité des écosystèmes à les piéger et les absorber est un danger pour la plupart des espèces dites évoluées. Un réchauffement global provoquerait d'abord une augmentation mécanique du volume d'eau de mer par dilatation et par la fonte des calottes polaires, qui engloutirait les terres basses (les îles coralliennes comme les îles Maldives sont les premières menacées), mettant en péril de nombreuses espèces dont peutêtre, par acidification des océans, le phytoplancton qui produit 80 % du dioxygène que nous respirons et qui absorbe l'essentiel du dioxyde de carbone dissous dans l'eau de mer (le CO2 est 60 fois plus présent dans la mer que dans l'air (1,8 % au lieu de 0,03 %). D'autres conséquences sont attendues, dont une augmentation de la pluviométrie et la modification des courants marins, ce qui modifierait aussi le niveau moyen des mers avec des conséquences potentiellement désastreuses. Des conséquences plus ou moins difficiles à prévoir risquent de provoquer un véritable changement climatique. Un effet " boule de neige " auto-entretenu pourrait être amorcé par la fonte du pergélisol (sol gelé en permanence des régions froides) avec évaporation d'hydrates de méthane, s'ajoutant à celui qui pourrait aussi être libéré en mer, ainsi que par l'augmentation des incendies de forêts et d'inondations se traduisant par la méthanisation de matière organique immergée, qui sont autant de facteur de réchauffement. Les scientifiques prévoient une augmentation de 1,5 C à 6 C pour le siècle à venir en supposant que l'augmentation des rejets de GES continue au rythme des 20 dernières années (on n'a pas observé de ralentissement global des émissions, même depuis Kyoto). Un arrêt total et immédiat des rejets de carbone n'empêcherait cependant pas la température moyenne de la planète de continuer à augmenter pendant plusieurs dizaines à centaines d'années, car certains GES ne disparaissent de l'atmosphère que très lentement. CONSÉQUENCES POUR LES HUMAINS Le changement climatique ne peut que perturber les activités humaines, plus ou moins directement. Par exemple, après s'être plaints d'avoir de plus en plus chaud en 2006, les Inuit du Grand Nord québécois, ont obtenu une réduction des tarifs d'électricité. En juin, la température ayant atteint 31 C pendant près d'une semaine, Larry Watt, le bien-nommé maire de Kuujjuak, la capitale du Nunavik, a passé commande d'une dizaine de climatiseurs pour le conseil municipal. Le réchauffement climatique semble une réalité au nord du 55 ème parallèle : même si les avis diffèrent d'un spécialiste à l'autre, les modèles prévoient que la température devrait y progresser de 4 à 7 degrés d'ici le XXII ème siècle et que le niveau des mers des régions polaires devrait augmenter d'un demi-mètre. D'ici seulement 1 5 ans, certains passages de l'océan Arctique pourraient être navigables quatre ou cinq mois par an au lieu de deux actuellement.
Les differents types de vitrages isolants LE COEFFICIENT DE TRANSMISSION THERMIQUE U L isolation thermique s exprime par le coefficient de transmission thermique U [W/m2K]. Ce coefficient caractérise la transmission de chaleur au travers d une paroi, de surface égale à 1 m 2, séparant deux ambiances dont les températures diffèrent de 1 K. La valeur U d un simple vitrage est calculée en fonction des résistances thermiques d échange, de l épaisseur du verre et de sa conductivité thermique. Plus U est bas, au plus le vitrage est isolant. LE FACTEUR SOLAIRE G Le facteur solaire G est le rapport entre l énergie totale entrant dans le local à travers le vitrage et l énergie solaire incidente. L énergie totale entrant dans le local par le vitrage est égale à la somme de l'énergie entrant par transmission directe et de l énergie cédée par le vitrage à l ambiance intérieure à la suite de son échauffement par absorption énergétique (flux transmis + flux absorbé réémis vers l intérieur). Plus le facteur solaire G est grand, plus la quantité d énergie solaire qui pénètre est élevée. L INDICE D AFFAIBLISSEMENT ACOUSTIQUE RA Il caractérise les qualités acoustiques d une paroi, c est-à-dire la différence de niveaux sonores qui règnent de part et d autre de cette paroi pour un spectre donné. Cet indice est exprimé en décibel db(a) ou db(w). Un indice élevé représente un vitrage ayant de bonnes qualités acoustiques. Type de vitrage U vitrage Facteur solaire G Ra Prix au m² en 201 2 Simple vitrage 5, 8 0, 85 27 45 à 50 Double vitrage 4/6/4 Double vitrage à basse émissivité avec lame d air Double vitrage à basse émissivité avec argon Triple vitrage 3,3 0,75 27 48 à 57 1,8 0,64 27 65 à 75 1,4 0,64 28 RAS 2,1 0,67 35 80 à 85 Triple vitrage à gaz 1,1 0,60 38 90 à 1 00
SOURCES L EFFET DE SERRE http://fr. wikipedia. org/wiki/effet_de_serre http://www. cite-sciences. fr/parrainage/animations/fr/effetdeserre. htm http://www. ladocumentationfrancaise. fr/dossiers/changement-climatique/effet-serre. shtml LES DIFFÉRENTS VITRAGES http://www. fermalux. be/images/files/double%20vitrage. pdf http://www. medglassindustry. com/prescription-fr-vitrage_isolant_types. html http://solaire2000. pagesperso-orange. fr/faq/faq_materiaux/vitrages_isolants. htm http://www. idverre. net/veille/dostec/isolation-thermique/isolation-thermique. pdf