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