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Pourquoi ça chauffe ? -Collège Hubert Fillay (Bracieux)- page 1 / 12

Pourquoi ça chauffe ?

Collège Hubert Fillay Bracieux


Sommaire Introduction : « Notre projet » et notre problématique. page 3

Qu’est-ce que le réchauffement climatique ? page 4

A quoi le réchauffement climatique est-il dû ? page 6

Quelles sont ses conséquences ? page 10

Conclusion page 12


Notre “projet” et notre problématique.

Du 30 novembre au 12 décembre 2015, la COP 21 s'est tenue à Paris. Cet événement devait permettre de sensibiliser l'ensemble des humains au problème du réchauffement climatique et d'y apporter des réponses.

L'engouement médiatique autour de cet événement nous a questionné et il nous a semblé intéressant de mener notre enquête scientifique. Parmi les questions que nous nous sommes posées : -Qu'est-ce que le réchauffement climatique ? -A quoi le réchauffement climatique est-il dû ? -Quelles sont ses conséquences ? -Pourquoi est-il urgent d'agir ? Autrement dit, POURQUOI CA CHAUFFE ?


Qu’est-ce que le réchauffement climatique ?

Pour répondre à cette question nous avons étudié divers documents provenant de Météo-France (http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et-futur/climathd) et du site Internet de La Main à la pâte (http://www.fondation-lamap.org/fr/climat).

D'autre part, Monsieur Daniel VENDRAMINI, directeur du centre de Météo-France de Tours est venu réaliser une conférence dans notre collège pour nous présenter des travaux et données autour du réchauffement climatique.

Les données météorologiques sont formelles:

L’évolution des températures moyennes annuelles en France métropolitaine montre un réchauffement depuis 1900. Ce réchauffement a connu un rythme variable, avec une augmentation particulièrement marquée depuis les années 1980. Sur la période 1959-2009, la tendance observée est d'environ +0,3°C par décennie. Les trois années les plus chaudes, respectivement 2014, 2011 et 2003 ont été observées au XXIe siècle.

Ce phénomène est planétaire (global) et modifiera à plus ou moins court terme le climat sur l'ensemble des continents. Cela ne sera pas sans conséquences sur nos conditions de vie futures.


Source: http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et-futur/climathd

Document trouvé sur le site de la main à la pâte: http://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/fiches/Le_climat_fiche_08.jpg


A quoi le réchauffement climatique est-il dû ?

L’énergie solaire est la principale source d’énergie qui chauffe la surface de la Terre. Le Soleil nous envoie chaque jour une quantité considérable d’énergie (en une année, l’humanité tout entière consomme une énergie qui représente moins de 3% de ce que le Soleil nous envoie chaque jour !). Cette énergie est reçue en diverses quantités selon l'endroit où l'on se trouve sur Terre et la

saison: Source: http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/ Cette énergie se répartit à la surface de la Terre par le biais de divers mécanismes liés à l'atmosphère et aux océans. Ainsi, l'atmosphère de la Terre contribue aux différents climats présents sur Terre. Parmi les mécanismes importants, l'effet de serre joue un rôle particulier. Nous décidons d'étudier ce phénomène. Qu'est-ce que l'effet de serre ? Quel est son principe ? Nous réalisons une expérience pour modéliser et comprendre l'effet de serre :


Temps (t en min) 0 3 6 9 12 15 18 21

Température à la

surface du globe

laissé à l'air libre

20,7 22,8 22,7 22,8 22,8 22,3 22,5 22,5

Température à la

surface du globe

placé sous cloche

20,1 22,1 22,8 23,3 23,9 24,3 24,7 24,9

Mais pourquoi la température du globe placé sous la cloche augmente-t-elle davantage que celle du globe laissé à l'air libre ? Quel est le mécanisme de l'effet de serre ? Pour comprendre nous regardons une vidéo, réalisée par un chercheur, David LOUAPRE. Elle provient de son site Internet: https://sciencetonnante.wordpress.com/

Nous apprenons alors que certains gaz, présents dans l'atmosphère, tels que le CO2 contribuent à l'effet de serre car ils absorbent le rayonnement infra-rouge (IR) émis par la surface de la Terre. Ce rayonnement IR est produit par la surface de la Terre ayant absorbé le rayonnement solaire.


Une question se pose alors: Est-il possible qu'un matériau n'absorbe pas le rayonnement solaire mais qu'il absorbe le rayonnement IR ? Autrement dit, existe-t-il des matériaux qui soient transparents à la lumière visible mais opaques aux IR ? Pour répondre à cette question, nous avons réalisé l'expérience ci-dessous:

Nous utilisons un détecteur de mouvement infra-rouge devant lequel nous plaçons divers matériaux afin de déterminer si ils sont transparents ou opaques aux IR.

Matériau testé bois plexiglass Sac poubelle verre

Lumière visible opaque transparent opaque transparent

IR opaque opaque transparent opaque

Cette expérience nous démontre qu'il existe plusieurs types de rayonnements (de « lumières ») et que ces rayonnements n'interagissent pas tous de la même manière avec la matière. Ainsi, certains matériaux sont transparents à la lumière visible mais opaques aux IR : ils absorbent donc les IR. C'est le cas du verre : il est transparent au rayonnement visible mais opaque aux rayonnement IR. C'est pour cela que la cloche en verre provoque un effet de serre autour du globe qu'elle contient :


Sans atmosphère: le rayonnement lumineux reçu par la surface de la planète provoque son échauffement: la température augmente jusqu'à l'équilibre. Elle émet alors autant d'énergie par rayonnement IR qu'elle en reçoit (rayonnement solaire). En théorie, la température de surface de la terre sans atmosphère serait alors de -18°C environ. Avec atmosphère contenant des gaz à effet de serre (la cloche en verre): le rayonnement lumineux reçu par la surface de la planète provoque son échauffement: la surface de la planète émet du rayonnement IR vers l'atmosphère et les gaz à effet de serre qu'elle contient (ici la cloche qui absorbe les IR). Les gaz à effet de serre absorbent le rayonnement IR: ils s'échauffent à leur tour et émettent du rayonnement IR (à moitié vers l'espace et vers la planète). La surface de la planète reçoit un "surplus" d'énergie dû à ce rayonnement IR renvoyé par les GES: la température à la surface augmente. Ainsi, la température à la surface de la Terre, du fait de la présence de GES dans l'atmosphère vaut +15°C en moyenne. C'est le principe de l'effet de serre naturel. Si on augmente la quantité des GES dans l'atmosphère: il y aura davantage de gaz qui absorbera le rayonnement IR renvoyé par la surface de la Terre: ce surplus de GES s'échauffera et renverra à son tour davantage de rayonnement IR vers l'espace et le sol. Ceci provoquera alors le réchauffement de la surface, etc. C'est ce qui se produit lorsqu'on ajoute du CO2 dans l'atmosphère. Le CO2 est un GES : il absorbe le rayonnement IR provenant de la Terre et le renvoie en partie vers l'espace et le sol. Si on augmente la quantité de CO2 dans l'atmosphère, on augmente la quantité de rayonnement IR renvoyé vers le sol : la Terre reçoit un surplus d'énergie : c'est l 'effet de serre additionnel. Il a pour conséquence de provoquer l'augmentation de la température moyenne à la surface du globe (réchauffement climatique).


Quelles sont ses conséquences ?

Les conséquences du réchauffement climatiques pourraient être nombreuses. Elles dépendront de l'augmentation réelle de température qui se produira lors du siècle prochain:

Source: http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et-futur/le-climat-futur-a-l-echelle-du-globe Cependant, l'augmentation actuelle de la température globale du globe provoque déjà la hausse du niveau des océans. C'est ce phénomène que nous avons cherché à étudier au travers d'une expérience:

Nous avons placé d'un côté des glaçons dans l'eau. Ils jouent le rôle des icebergs ou de la banquise. De l'autre, nous avons placé un bloc de glace hors de l'eau: il joue le rôle d'un glacier continental. Le niveau de l'eau liquide (océan) est repéré par un trait rouge. Puis nous avons attendu que la glace fonde dans les deux bacs.


Après 3 h, nous observons:

Dans le premier bac, le niveau de l'eau n'a pas bougé: la fonte de la banquise et des icebergs ne provoque pas l'élévation du niveau des océans. Dans le second bac, le niveau de l'eau a augmenté: la fonte des glaciers continentaux est en partie responsable de l'élévation du niveau des océans que nous connaissons actuellement.

Source: http://pays-du-mont-blanc.webnode.fr/news/la-fonte-du-glacier-des-bossons/


Conclusion De part certaines de ses activités, l'Homme a modifié la composition de l'atmosphère de la planète Terre. Cette modification entraîne un réchauffement global du fait de l'effet de serre additionnel. Le principal responsable de cet effet de serre additionnel est le dioxyde de carbone gaz opaque au rayonnement infra-rouge. Ce réchauffement global n'est et ne sera pas sans conséquences sur notre environnement et nos conditions de vie. Voilà pourquoi ça chauffe et pourquoi il est urgent d'agir !

Bibliographie :

� Quelques sites internet fiables :

http://www.meteofrance.fr/climat-passe-et-futur/comprendre-le-climat-mondial

http://www.fondation-lamap.org/fr/climat

http://www.ipsl.fr/

La Principale,

Vu le …………. G. GUIGNARD

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