L’effet de serre du CO2 : réalité ou fiction ?

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Les ingénieurs experts dans l’industrie des radiations infra-rouges, en particulier celle du chauffage domestique, sont formels : la théorie de l’effet de serre du gaz carbonique atmosphérique est fausse. Seuls les modèles fantaisistes des climatologues prennent en considération cette théorie pour expliquer le réchauffement du climat d’origine humaine. Revenons aux origines de la physique c’est-à-dire à la loi de Newton sur le refroidissement qui stipule que « La vitesse de perte de chaleur d’un corps est proportionnelle à la différence des températures entre celle de ce corps et celle de son environnement« . Il s’agit de la loi de physique qui définit le flux de chaleur entre deux corps physiques en contact et dans le cas qui nous préoccupe entre la l’atmosphère et la surface de la Terre et des océans. Elle s’écrit ainsi :

T2 = T0 + (T1 – T0) e (-kΔt)

où :

T2 est la température finale du corps considéré,

T1 est sa température initiale,

T0 est la température de l’espace environnant,

Δt est le temps d’équilibre entre les températures T2 et T1

k est une constante à déterminer et qui requiert des calculs dont aucun d’entre eux n’a de lien avec la radiation infra-rouge émise par le corps considéré.

La théorie de l’effet de serre tente de définir les transferts de chaleur entre la Terre et l’atmosphère en utilisant la loi de Stefan-Boltzmann relative aux radiations infra-rouges qui nécessite un facteur qui est absent dans ce cas : la partie la plus basse de l’atmosphère devrait selon cette loi être séparée de la surface de la Terre par du vide, or elle est directement en contact avec la surface terrestre et celle des océans. Seule la loi du refroidissement de Newton peut donc s’appliquer dans le cas du système Terre-atmosphère. N’est-il pas axiomatique de ne pas pouvoir obtenir la bonne réponse quand on utilise la mauvaise loi pour décrire un phénomène ? Puisque Newton est mentionné ici auriez-vous la prétention d’utiliser la loi de la chute d’une sphère d’une hauteur de 5 mètres pour déterminer son volume ?

La question qui nous intéresse est donc de savoir si oui ou non il est possible de chauffer l’atmosphère à l’aide de radiations infra-rouges. Et si c’est le cas comment un tel transfert de chaleur entre la surface de la Terre et l’atmosphère selon la loi de Newton du refroidissement est-il affecté.

Plutôt que de faire des spéculations examinons ce que des centaines d’expériences scientifiques et des millions d’heures de retour d’expérience de chauffage domestique ont montré. D’abord considérons les travaux de John Tyndall (1820-1893), un physicien du XIXe siècle qui réalisa un grand nombre d’expériences dans son laboratoire pour tester l’aptitude de divers gaz à bloquer la transmission des rayons infra-rouges qu’il appela à l’époque les « rayons calorifiques ». Il testa par exemple le gaz carbonique jusqu’à une concentration de 80000 ppm, soit 200 fois plus que la teneur actuelle en ce gaz dans l’atmosphère et il conclut ainsi :

« Le gaz carbonique est l’un des plus faibles (feeblest dans le texte de Tyndall) absorbants de la chaleur radiante émise par une source solide. Il est par exemple extrêmement transparent au rayons émis par la plaque de cuivre chauffée à laquelle nous nous référons » (voir le lien en fin de billet).

Tyndall nota aussi qu’aux concentrations atmosphériques le gaz carbonique n’avait aucun effet sur la température de l’air quelle que soit la quantité de « radiations calorifiques » la traversant. Il écrivit : « À travers l’air (…) les ondes de l’éther passent sans absorption, et la température de ces gaz n’est pas sensiblement modifiée par les plus puissantes radiations calorifiques. »

En dépit de ces observations Svante August Arrhenius (1859-1927) spécula 30 ans après ces travaux de Tyndall que le gaz carbonique augmente la température du sol non pas selon la loi de Newton mais selon celle de Stefan-Boltzmann. Pour tester l’hypothèse d’Arrhenius le physicien suédois Knut Ångström (1857-1910) publia en 1900 des expériences qu’il réalisa dans son laboratoire dans un article intitulé « De l’importance de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone dans l’absorption de l’atmosphère« . (Annalen der Physik Bd3. 1900, p720-732). L’expérience d’Angström consistait à remplir un tube de verre avec un gaz contenant du CO2 simulant une colonne d’air en contact avec le sol et atteignant le sommet de l’atmosphère. Il fit varier la teneur en gaz carbonique de moitié puis en la doublant et il fut incapable d’observer un quelconque changement de la température du gaz contenu dans cette colonne de verre quelle que soit l’intensité de la source d’infra-rouges.

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Les observations d’Angström ont été confirmées par des millions d’heures d’utilisation des chauffages domestiques à infra-rouges par les ingénieurs et techniciens de cette discipline. Voici ce qu’ils en disent : « L’énergie infra-rouge se déplace à la vitesse de la lumière sans chauffer l’air qu’elle traverse car les radiations infra-rouges ne sont absorbées par le gaz carbonique, la vapeur d’eau et les autres gaz présents dans l’atmosphère que de manière négligeable. Les appareils de chauffage infra-rouge atteignent les objets présents dans une pièce mais n’affectent en rien l’air contenu dans une pièce. C’est le rayonnement diffus qui en résulte qui fait qu’une personne se sent confortable dans une pièce chauffée par un tel système de chauffage« .

Ainsi ce dont nous disposons est d’une part une somme d’ expérimentations scientifiques et d’autre part les observations du monde réel dans le domaine de l’application des rayons infra-rouges qui démontrent que les radiations IR ne chauffent pas l’air, et pourquoi ? Tout simplement parce qu’il a été démontré depuis la fin du XIXe siècle qu’une molécule de ces gaz composant l’atmosphère absorbent les rayons infra-rouges mais les réémettent tout aussitôt. John Tyndall écrivit aussi : « Selon cette expérience il a pu être prouvé qu’un arrangement moléculaire rendant un gaz un puissant absorbant de radiations calorifiques le rend aussi un puissant émetteur de ces radiations. Ainsi, alors que les atomes des gaz élémentaires de l’atmosphère font qu’ils sont incapables d’émettre de la chaleur radiante ils ont pu être montrés comme des perturbateurs de l’éther environnant« . En d’autres termes – disons « plus modernes » – accroître la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère accroît aussi l’émissivité de l’atmosphère. La loi de Stefan-Boltzmann définit la relation entre l’atmosphère et l’espace et un paramètre de cette loi décrit l’émissivité de l’atmosphère. Il a depuis longtemps été démontré qu’une constante d’émissivité élevée permet à la matière d’émettre la même quantité d’infra-rouges à une température plus basse. L’hypothèse de l’effet de serre suggère au contraire qu’accroître l’émissivité de l’atmosphère en ajoutant des « gaz à effet de serre » aura l’effet inverse et nécessitera alors que l’atmosphère soit plus chaud afin d’émettre la même quantité de rayonnement infra-rouge vers l’espace.

Comment peut-on ne pas comprendre que certaines personnes soient sceptiques au sujet d’une théorie qui d’une part utilise la mauvaise loi de la physique pour définir la relation entre l’atmosphère et l’espace extra-planétaire et qui d’autre part applique la loi de Stefan-Boltzmann à l’inverse de sa définition première !

Traduction aussi fidèle que possible d’un article écrit par Carl Brehmer, ingénieur thermicien dans l’industrie du chauffage domestique, en 2012 et paru sur le site de John Sullivan. Il est parfois salutaire de réexaminer les résultats scientifiques acquis il y a près de 150 ans.

De récentes publications scientifiques confirment les travaux de Tyndall qui ne disposait pas de thermomètre sensible au centième de degré. Par exemple un récent article du docteur B. M. Smirnov (lien) démontre que ce qui est suggéré dans l’article de Brehmer, à savoir la réémission du rayonnement infra-rouge par les molécules des gaz constituant l’atmosphère conduit à un élargissement des bandes d’absorption de ces derniers et que par conséquent un doublement de la teneur en gaz carbonique dans l’atmosphère provoquerait un accroissement d’au plus 0,4 °C au sol. Or comme la quantité totale du CO2 atmosphérique produite directement par l’activité humaine n’est que de 5 % du total de ce CO2 la contribution d’origine humaine dans l’évolution récente de la température de la planète Terre n’est que de 0,02 °C ! Il n’y a pas lieu de s’alarmer plus avant car il y a encore de la marge pour tous être grillés comme des toasts comme le clamait il y a quelques années la Directrice du FMI Christine Lagarde.

Tyndall J., Fragments of Science : A series of Detached Essays, Addresses ans Reviews, (1879) disponible sur le site http://www.gutenberg.org

B.M. Smirnov, Journal of Physics D, doi : 10.1088/1361-6463/aabac6

26 réflexions au sujet de « L’effet de serre du CO2 : réalité ou fiction ? »

  1. Nous ne gelons pas sur notre planète, il y a forcément un « manteau » conservant la chaleur reçue.

    Je pensais jusqu’ici que ce rôle était essentiellement attribuable à la vapeur d’eau, supposition démontée ds votre article, et me laissant pantois…

    • Le fait de « ne pas geler sur notre planète » est essentiellement lié au fait qu’il y a de la vapeur d’eau dans l’atmosphère qui sert aussi à évacuer vers l’espace l’énergie solaire reçue et aussi et surtout l’inertie thermique considérable des océans.

      • « est essentiellement lié au fait qu’il y a de la vapeur d’eau dans l’atmosphère »

        « « L’énergie infra-rouge se déplace à la vitesse de la lumière sans chauffer l’air qu’elle traverse car les radiations infra-rouges ne sont absorbées par le gaz carbonique, la vapeur d’eau et les autres gaz présents dans l’atmosphère que de manière négligeable »

        L’inertie thermique des océans me parait plus cohérent, quoique la question se pose concernant certains satellites un peu plus éloigné, certes mais en permanence gelés, je pense à Io, bien couverte de glace, mais bien sur, nous n’en connaissons pas l’épaisseur.

  2. @albundy
    Parler de Io est un bon exemple ! Si le temps est clair ce soir dans votre contrée, regardez le ciel. Vous verrez Jupiter situé entre les constellations de la Balance et du Scorpion et aussi Mars près du Sagittaire, c’est majestueux. Jupiter est un énorme monstre et apparaît comme un astre minuscule. Si vous vous trouvez à la surface de Io vous verrez le Soleil à peu près comme on voit Jupiter en ce moment depuis la Terre, un peu plus brillant tout de même mais pas de quoi prendre un bain de soleil …

    • Non, erreur, Jupiter se trouve dans la Balance, c’est Saturne qui se trouve dans le Sagittaire, parfaitement visible et enfin plus tard dans la nuit Mars dans le Capricorne. Excusez-moi pour cette erreur !

    • Malheureusement, j’habite aux cotés d’une petite ville (La Rochelle) mais suffisante pour avoir fait disparaître la voie lactée en moins de dix ans…

      Observer le plus « proche » reste lui aussi décevant, je mettrais à profit mon prochain séjour au fin fond de l’île de beauté.

      J’ai bien noté votre remarque du bain de soleil, mais pardonnez moi, les glaces de cette lune, à priori, fondent devant le soleil, et reglacent derrière Jupiter, il doit donc bien y avoir un élément dans notre atmosphère retenant la chaleur, et le scientifique dont vous relatez l’article indique que ce n’est pas non plus la vapeur d’eau. (Bien que le plein désert m’inciterait a retenir là aussi cette hypothèse)

      • Il y a une multitude de facteurs à prendre en considération. D’abord le gradient adiabatique dû à la pesanteur est essentiel pour maintenir une température au sol acceptable. Ensuite l’inertie thermique des océans comme je l’ai mentionné et enfin une donnée qui est trop souvent oubliée : la Terre tourne sur elle-même ce qui permet au Soleil de la chauffer en permanence d’une manière quasi uniforme. Prenez l’exemple de Venus qui tourne autour d’elle-même comme la Lune tourne autour de la Terre c’est-à-dire que cette planète présente toujours la même face au Soleil. La répartition de l’énergie reçue par le Soleil ( deux fois plus que pour la Terre et température moyenne au sol 460 degrés) se fait par l’intermédiaire de vents extrêmement violents qui interdiraient mécaniquement toute vie sur la Terre si c’était le cas de notre planète !

  3. @albundy17; Il ne faut pas oublier, en plus de l’effet radiatif, les effets conductifs et convectifs de la valeur d’eau…

    @jacqueshenry; à la rapidité de la rotation terrestre (tel un rôtissoire…), on peut prendre en compte que les gaz à effet de serre ralentissent le rayonnement vers le vide sidéral.

    L’atmosphère pourrait être encore « réchauffé », quoique à un ordre de grandeur infinitésimal pour la perception d’un être humain, dans sa totalité. Mais que l’Océan soit réchauffé par une masse de 100 fois inférieure, ou par un rayonnement qui traverse à peine la couche d’eau en surface (le mm ?)…

  4. Si je résume, un gaz rare ne peut jouer le rôle d’un amplificateur de températures (Tyndal + Boltzman + Stefan).
    SI c’était le cas, on pourrait créer des machines thermiques à très hauts rendements sur ce principe (il suffit de superposer de nombreuses unités de transfert thermique en série et on obtient au final des machines à très hauts rendements thermodynamiques capable de pallier aux besoins énergétiques de toute la planète).
    Qu’on me montre ces machines fonctionnant avec des traces de CO2, et alors je croirais alors au réchauffement climatique terrestre d’origine carbonique.
    Bon courage à ceux qui seraient tentés de réaliser leur mise au point !
    (comme le disait François GERVAIS, « l’effet de serre du CO2 a atteint ses limites avec la concentration actuelle de 390 ppm : il y a saturation des molécules de CO2 dans l’absorption du rayonnement infrarouge; deux vibrations principales sont en effet actives: à 20 et à 70 térahertz, soit moins de 10% de la gamme infrarouge »).

  5. Ce rappel historique est intéressant. Cependant il ne me paraît pas convaincant en ce qui concerne l’effet de serre. J’avais retenu de mes anciens cours que les rayons infra-rouges venant du soleil avaient une longueur d’onde qui leur permettait de traverser le verre aisément. Par contre la longueur d’onde des radiations infra-rouges réémises par le sol n’avaient plus cette capacité.
    Autant on sent bien l’effet semblable avec les couches nuageuses, autant le CO2 paraît hors course. On ne peut parler d’effet de serre que si une « paroi » est perméable dans un sens et imperméable dans l’autre.

      • À Camembert et Louis.
        Je ferai deux remarques en une seule prose. En vertu du deuxième principe de la thermodynamique la chaleur piégée dans une serre en verre fermée est justement piégée car il ne peut pas y avoir de transfert de chaleur depuis l’intérieur de la serre vers l’extérieur plus froid et ce deuxième principe ne s’applique donc plus en raison de la présence physique d’une barrière. Ce n’est pas le cas de l’atmosphère qui est un système ouvert vers l’espace interplanétaire et les transferts d’énergie thermique sous forme d’infra-rouges facilités par les changement d’état de l’eau (vapeur-liquide-glace) ont parfaitement bien lieu et en vertu de ce deuxième principe foulé des pieds par les climatologues de l’IPCC la surface de la Terre et des océans ne peuvent en aucun cas être chauffés par l’atmosphère car l’atmosphère est plus froide que la surface du sol. C’est la remarque très simple qu’avait formulé un ingénieur allemand dont j’avais relaté sur ce blog les articles quelques mois avant la COP21. Prenez un détecteur infra-rouge (vous en trouverez dans n’importe quel magasin d’électronique) orientez-le vers la surface du sol il détectera un flux d’IR. Orientez-le vers le ciel (pas en direction du Soleil naturellement) il ne détectera aucun signal, que ce soit de jour ou de nuit ! J’ai toujours été un expérimental dans ma carrière passée et je n’ai toujours cru que ce que j’avais observé !

  6. Une serre fermée échange de la chaleur avec l’extérieur via le verre et les pont thermiques inhérents à sa structure.
    Le second principe qui mesure les pertes de chaleur s’applique aussi à un système non isolé.
    Un gaz à effet de serre est par définition un gaz qui en altitude absorbe les radiations émises par la terre, les ré-émet vers la terre et vers l’espace.
    C’est la fraction de ces radiations qui sont ré-émises vers la terre qui sont appelées improprement « effet de serre ».

    • « un gaz qui en altitude absorbe les radiations émises par la terre, les ré-émet vers la terre et vers l’espace.

      Ha.

      Donc en basse altitude, ce gaz se comporte différemment, alors.

      Bien qu’apparemment les gaz ne retiennent rien, mais bon…

      l’absence de courant d’air, dans une serre, ne doit rien avoir a faire ds l’histoire

    • J’ai bien aimé, lors de ma visite du musée au Luxembourg, l’exposition qui disait que le méthane avait refroidi la terre il y a quelques 2 milliards d’années. Ce gaz ne fait pas que réchauffer : il refroidit… Puis quelques années (ou ânées?) plus tard, ce sont les gaz à effet de serre qui auraient réchauffé la terre congelée. Va comprendre Charles…
      Pourtant sans ces gaz, vapeur d’eau incluse, l’atmosphère serait brûlante, les autres gaz n’émettant pas suffisamment d’énergie. En conséquence, cette notion de « rétro-radiation » est une notion hilarante, infondée.

      • Cette notion est tout sauf stupide…la seule inconnue est pour le moment l’impact réel de la présence des gaz à effet de serre sur les températures du globe.

      • Il vaut mieux 50% de photons émis vers l’espace que 0%.
        Ce qui manque c’est que l’énergie n’est pas que sous forme de photons.
        Elle est aussi sous forme cinétique.
        Un gaz qui réchauffe et refroidit en même temps, ce n’est pas un gaz à effet de serre.
        J’en rigole bien.

      • Quand à la notion d’émettre dans toutes les directions, découverte étrange.
        Le grain de silice n’aurait-il que des facettes orientées vers le haut?
        N’y aurait-il aucune poussière dans l’atmosphère réémettant vers le sol?
        Enlevons alors la vapeur d’eau, le CO2 et méthane. Sans ces gaz, la température deviendrait infernale, le Sahara serait une oasis.

  7. @Camembert
    Je ne pense pas qu’il faille prendre la prose de Dorothée Robert pour argent comptant pour une raison très simple : dans un laboratoire universitaire si on ne travaille pas conformément aux directives de l’IPCC on n’a pas de crédits de recherches ni de création de poste pour des thésards. Ce document n’a aucune valeur car il reprend servilement les schémas de l’IPCC. J’aimerais savoir combien cette personne a publié d’articles dans des revues scientifiques sérieuses avec comité de lecture et impact international reconnu. Je serai étonné du résultat … Poubelle, tout simplement ! j’ai d’anciens collègues dans cette université, en biologie végétale qui n’ont plus aucun crédit de recherche car ils ont osé continuer à travailler sur la transgénèse végétale ! Même problématique même résultat déplorable !

    • Vous n’avez pas lu avec rigueur ce document cher Monsieur Henry sinon vous auriez vu qu’il précise que l’effet de serre liée au CO2 anthropique n’existe pas.
      Dommage 🙂
      Quand un document commence par des citations d’un adversaire farouche du réchauffement climatique comme le Pr Tim BALL, on peut etre assuré qu’il ne va pas défendre les thèses de l’IPCC….
      Bref, soyons un petit peu sérieux cher Monsieur SVP !
      Merci 🙂

  8. Pour ceux que cela intéresse, une histoire de la thermodynamique en relation avec l’évolution :

    par le Pr François RODDIER (septembre 2017).

  9. l’effet de serre dû au CO2 existe dans (la plupart des) les discours des médias, des hommes politiques et des « scientifiques » dont le budget est lié à ces sujets.
    Point final.
    La physique ? la thermodynamique ?
    pourquoi faire ?
    Follow the money !

    • Ben voyons.

      Déjà en 1931 ce « scientifique »-là avec un « article », même pas publié dans un vrai blog mais dans un « obscur » journal scientifique avec peer revview , la célèbre Physical Review:

      https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.38.1876

      « was obviously following the money ».

      Comme Fourier, d’ailleurs, un autre « scientifique », (même pas improvisé de blog non plus !) au milieu du 19ème siècle.

  10. Les scientifiques du groupe I du GIEC ( la partie scientifique) sont-ils renseignés sur votre théorie ?
    Mais il est certainement plus intéressant, financièrement, pour eux, d’ignorer votre article, et de continuer à blatérer sur les sceptiques et promouvoir leur théorie bidon !
    Continuez votre « combat », on a besoin de gens comme vous pour défendre la « vraie » Science.
    Climatiquement et Respectueusement vôtre. JEAN

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