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3.2 L'
ÉNERGIE
GÉOTHERMIQUE
Une autre source d'énergie importante existe à la surface de la Terre : c'est l'énergie
qui provient de l'intérieur. Elle n'a pas comme origine, comme on l'a longtemps cru,
la chaleur primitive du Globe non encore dissipée, mais procède de réactions
nucléaires liées à la désintégration d'éléments radioactifs, uranium et thorium.
Cette énergie se manifeste essentiellement par un flux de chaleur dirigé positive-
ment de l'intérieur vers l'extérieur du Globe. À ce flux correspond un gradient
géothermique caractérisé par le fait que la température s'élève en moyenne d'un
degré lorsque l'on s'enfonce d'une trentaine de mètres dans le sol. Ce flux d'énergie,
très variable selon les lieux, est en moyenne de 0,05 W/m
2
, presque 10 000 fois
moins que celui du rayonnement solaire ; il joue donc un rôle direct beaucoup plus
faible dans les phénomènes climatiques. Cependant, il est à l'origine des perturba-
tions atmosphériques entraînées par les éruptions volcaniques et, sur des laps de
temps bien plus considérables, des mouvements des plaques lithosphériques ayant
un effet climatique, soit du fait des modifications de la répartition des masses conti-
nentales, soit par la création de chaînes de montagnes.
3.3 Q
UELQUES
LOIS
DU
RAYONNEMENT
La connaissance de quelques lois physiques est essentielle pour comprendre
comment est répartie et utilisée par le système climatique l'énergie qui provient du
Soleil.
Rayonnement du corps noir
D'une façon générale, les corps émettent des rayonnements électromagnétiques
dont les caractéristiques dépendent de leur température. Lorsque ces rayonnements
sont visibles, le phénomène est appelé incandescence. La répartition, selon les diffé-
rentes longueurs d'onde, de ces rayonnements lumineux est souvent complexe, mais
il existe un cas ou elle est très simple : c'est pour ce que l'on appelle le corps noir,
corps idéal qui absorbe tous les rayonnements qu'il reçoit.
Il n'existe pas de corps noir parfait mais on peut l'approcher, par exemple en
fabriquant une sphère creuse tapissée de noir à l'intérieur et percée d'un petit trou.
Elle répond pratiquement à la définition du corps noir car un rayonnement lumineux
pénétrant par ce petit trou n'a presque aucune chance d'en ressortir. Si l'on chauffe
cette sphère et que l'on observe par le trou ce qui s'y passe, on constate que des
rayonnements s'y manifestent selon des lois très simples. Nous mentionnerons les
plus importantes pour ce qui nous concerne.
•
Loi de Stefan (énoncée en 1879). L'énergie rayonnée par unité de surface de ce
corps noir et par unité de temps est proportionnelle à la puissance quatre de sa
température absolue (celle-ci est mesurée en kelvins K, échelle identique à celle
des degrés Celsius °C, mais avec une origine située à -273,15 °C), ce qui s'écrit
W =
◊T
4
. La constante
, appelé constante de Stefan, est égale à 5,67 ◊10
-8
σ
σ
