A plusieurs reprises je vous ai parlé tout au long de ces vidéos de ma remise en cause du principe qui constitue la doxa actuelle selon laquelle les gaz chauds et ou excités rayonneraient, ce qui amène le GIEC à qualifier l’effet de serre de radiatif. Je vous ai dit bien au contraire que selon moi les gaz, aussi bien chauds qu’excités ,ne rayonnent pas, et que si cela ne joue qu’un rôle mineur dans le réchauffement dont il ne modifie que le modus operandi, cela bouleverse une science que l’on pouvait croire bien établie. Mais ça réfute aussi le principe qui fait absolument consensus selon lequel tous les corps chauds rayonnent. Cet axiome est vrai pour les solides et les liquides, mais ne s’applique pas aux gaz.
Il est vrai que le consensus est absolu et que je suis le premier et le seul semble-t-il à le contester mais je dois confesser que ma proposition est si hérétique que j’aurai sans doute d’emblée sauté au plafond comme tous les gens auxquels je l’ai exposée, si quelqu’un d’autre me l’avait proposée, avant que je ne l’élabore moi-même. Ne vous méprenez pas. Cette histoire de gaz qui ne rayonnent pas ne m’a pas sauté aux yeux lorsque j’en ai eu l’intuition la première fois. Elle m’est venue spontanément à l’esprit lors d’une discussion avec un ami qui m’a regardé avec beaucoup de condescendance lorsque je l’ai énoncée sans réfléchir, et ma propre réaction a été « Mais comment ais-je pu dire une telle bêtise » !
Si aujourd’hui je confirme cette intuition et brave l’opinion, ce n’est qu’après un long débat avec moi-même et une recherche approfondie de preuves et de faits d’observation qui supportent cette thèse, et de fait cela m’a pris plus d’un an de recherches et de réflexions. La théorie du Corps Noir et l’axiome selon lequel tous les corps chauds rayonnent font pour un physicien partie intégrante de son savoir acquis au cours de ses études, et y tiennent la place d’une vérité première, d’un paradigme fondateur, d’un dogme fermé à la critique. Mais la théorie telle que nous l’apprenons ne tient aucun compte de l’état physique du matériau dont le Corps Noir est constitué, solide, liquide ou gazeux. Bien au contraire elle affirme que les émissions thermiques ne dépendent pas de ce matériau, ce qui inconsciemment contribue à escamoter cette question et à considérer qu’elle s’applique aux gaz tout aussi bien qu’aux solides et aux liquides.
Pour défendre aujourd’hui l’opinion contraire il m’a fallu tout d’abord rechercher les références et les faits expérimentaux que l’on pouvait m’opposer, les analyser et voir s’ils constituaient des arguments valables. Passé cette étape il me fallait comprendre et être à même d’expliquer pourquoi les gaz au contraire des solides ne pouvaient rayonner. Et enfin il me fallait être à même de trouver au moins une expérience convaincante du bien fondé de ma thèse. J’ai passé ces trois étapes mais je ne vais pas dans ce MOOC les exposer dans l’ordre chronologique ce qui serait une perte de temps, et je vais commencer par la théorie.
Souvenez-vous qu’un solide chaud est un corps formé de molécules qui vibrent, soit qu’elles aient été excitées par contact et conduction avec un corps chaud, une flamme ou une onde électromagnétique ou tout autre moyen, tel par exemple que le passage d’un courant électrique dans un conducteur. Mais dans un solide les noyaux des atomes sont figés dans des systèmes cristallins et ne peuvent bouger, de sorte que les particules positives que sont les protons sont fixes. Ce sont donc seulement les électrons négatifs qui s’agitent et comme vous le savez des particules électriquement chargées qui s’agitent émettent des ondes électromagnétiques c’est-à-dire rayonnent. Notez d’ailleurs que pour un solide il n’y a aucune différence entre un solide chaud et un solide excité par un rayonnement. Le passage d’une onde au voisinage d’une molécule, c’est-à-dire la variation du champ électromagnétique, exerce sur les composants électriquement chargés des forces dites de Laplace, du nom de leur découvreur. Ces forces induisent donc des vibrations et des mouvements d’électrons rigoureusement similaires à ceux et celles qui caractérisent la température de ce corps qu’elles modifient, et ces mouvements d’électrons engendrent des ondes électromagnétiques. C’est ainsi que fonctionne le rayonnement thermique, celui du Corps Noir. Il n’y a pas de différence entre un solide chaud et un solide irradié.
Ce n’est pas vrai pour un gaz. Pourquoi ? D’abord parce que la température d’un gaz n’est pas comme pour un solide une mesure de l’agitation interne de ses molécules, mais une mesure de la vitesse de ces molécules. Du carré de cette vitesse pour être plus précis. Le fait que les composants de ces molécules s’agitent ou pas ne joue aucun rôle sur la température du gaz ! La seconde raison pour laquelle les gaz ne se comportent pas comme les solides tient au fait que dans un gaz les noyaux des atomes et donc les protons ne sont pas figés. Ils peuvent donc vibrer à l’unisson avec les électrons. Protons et électrons génèrent donc bien des ondes électromagnétiques, mais comme les protons sont positifs et les électrons négatifs ces ondes sont en opposition de phase et s’annulent réciproquement. C’est le même phénomène qui fait que malgré le mouvement de ses protons ou électrons une roue qui tourne ou un mobile qui se déplace ne rayonnent pas. Protons et électrons émettent bien des ondes électromagnétiques mais en opposition de phase qui s’annulent réciproquement.
Il est donc évident que les gaz ne rayonnent pas au sens du rayonnement thermique et ceci est bien confirmé expérimentalement et tenez-vous bien, ceux qui prétendent que les gaz rayonnent l’admettent implicitement puisqu’ils adhérent à l’idée que seuls des gaz très particuliers rayonneraient, et encore faudrait-il qu’ils aient été auparavant excités ! Et de plus ils adhèrent à une doxa qui ne lie absolument pas le rayonnement à la température ! Ni l’oxygène ni l’azote de l’air par exemple ne rayonnent et personne n’a l’air de s’en apercevoir tant est forte l’emprise de la doxa. Ca parait invraisemblable mais j’ai mis longtemps moi-même à découvrir cet argument imparable.
Cette démonstration d’une évidence spectaculaire choque bien sûr beaucoup de gens qui se refusent à l’admettre en dépit de sa simplicité et de sa preuve incontournable. Il est d’ailleurs très significatif que sur tous les spectres d’émission de la Terre figurent systématiquement les courbes de Planck alors même que ces émissions sont souvent attribuées à des gaz à effet de serre. Même nombre de mes amis climato-sceptiques interprètent ainsi le spectre de la Terre comme représentant les émissions des gaz de l’atmosphère par des couches à la température correspondant à ces planckiennes, température qu’ils qualifient parfois de de température de brillance, un terme qui n’a aucun sens.
La question reste posée cependant. Si les gaz ne rayonnent pas thermiquement, pourraient-ils rayonner autrement ? Vous vous souvenez qu’il n’existe que deux et seulement deux modes d’émissions d’ondes électromagnétiques, la première dont nous venons de parler étant le rayonnement thermique, l’autre étant la luminescence. Les gaz pourraient-ils rayonner par luminescence ? C’est plus ou moins ce qu’implique la doxa en affirmant, d’une part que les gaz excités se désexciteraient spontanément, et d’autre part que cette désexcitation consisterait en l’émission d’un rayonnement exactement identique au rayonnement excitateur, ce qui sont des comportements caractéristiques de la luminescence.
On n’est plus dans la mécanique classique. On est passé dans la mécanique quantique. Souvenez- vous que la luminescence, également appelée lumière froide, je vous le rappelle en passant, est un phénomène exclusivement atomique correspondant à la retombée sur son orbite initiale d’un électron qui a été propulsé sur une orbite supérieure par l’absorption de l’énergie bien précise égale à la différence des niveaux d’énergie entre les deux couches, en l’occurrence un photon dont la fréquence correspond à cette énergie selon la fameuse équation de Planck e=h.nu
Pour affirmer qu’un gaz pouvait émettre un photon en se désexcitant il a fallu que la doxa officielle transpose le comportement des atomes à celui des molécules. Ce qu’elle a fait sans justification en assimilant les modes de mises en vibration de la molécule aux sauts entre couches électroniques de l’atome. Elle quantifie les différents modes de déformation des molécules, tels qu’élongation, rotations, etc … et attribue à chacun de ces modes une des bandes de fréquence des spectres d’absorption. C’est sans doute le fait qu’il y ait de telles bandes d’absorption qui a poussé les scientifiques à admettre que les gaz à l’inverse rayonneraient. Il y a pourtant une différence essentielle entre les modes de vibration des liaisons atomiques des molécules gazeuses qui correspondent à des vibrations mécaniques et les sauts d’électrons. Les vibrations appartiennent à la mécanique classique. Elles n’ont rien à voir avec la mécanique quantique. Si elles apparaissent quantifiées ce n’est que dans la mesure où elles présentent des fréquences de résonances. Ce sont ces dernières qui génèrent les bandes des spectres d’absorption. Cela explique pourquoi ces bandes sont relativement larges et un peu floues. Mais c’est une quantification qui n’a pas plus de lien avec la mécanique quantique que mon fameux pommier qui ne produit que des fruits entiers.
Supposer que la luminescence s’applique aux molécules de gaz conduit évidemment à étendre l’analogie à la désexcitation spontanée d’une telle molécule avec émission d’un photon exactement identique à celui qui l’a initialement excitée. Le seul problème, mais il est de taille, c’est qu’il n‘existe pas pour les molécules l’équivalent du Principe d’exclusion de Pauli qui, vous vous en souvenez j’espère, rend instable un atome dont le nombre d’électrons par couche ne respecte pas des valeurs précises. Au contraire d’un atome une molécule excitée n’a aucune raison de se désexciter et peut rester dans cet état indéfiniment. A moins dit la doxa qu’elle ne se désexcite par collision avec une autre molécule.
Il est pour le moins bizarre de supposer qu’une molécule excitée pourrait se désexciter par collision avec d’autres molécules, ce que bien sûr les atomes excités ne font pas ! L’excitation d’une molécule s’exprime par des vibrations mécaniques. Comment celles-ci pourraient-elles stopper instantanément en émettant un photon ? A quoi correspondrait physiquement un tel phénomène ? La désexcitation par collisions est de ce fait invraisemblable dans le cadre de la luminescence, tout autant d’ailleurs que dans l’hypothèse du réchauffement thermique. Elle s’explique par ailleurs fort bien au contraire si on admet que le comportement des gaz est strictement mécanique et que lors des collisions il y a simplement échange d’énergie cinétique. La conséquence en est d’ailleurs que ces collisions chauffent l’atmosphère qui a son tour réchauffe la Terre et que l’attribution de l’effet de serre à l’absorption par la surface terrestre d’un rayonnement IR renvoyé par les gaz à effet de serre est une thèse erronée.
Une molécule gazeuse excitée n’a aucune raison ou possibilité de se désexciter autre qu’une collision avec une autre molécule. J’aime bien citer à ce propos une critique particulièrement intéressante d’un de mes lecteurs qui a contesté ma thèse en me disant « Mr Bonnamy, si je transporte subitement un volume de gaz chaud dans le vide spatial, il va bien se refroidir, et comme la conduction n’existe pas dans le vide spatial, il ne peut le faire que par rayonnement. Très astucieuse remarque. Mais lui ais-je répondu, pour transporter ce volume de gaz il faut bien que vous l’enfermiez dans un container solide. C’est ce container que le gaz chauffe de l’intérieur par conduction qui rayonne, pas le gaz.
Mais Monsieur Bonnamy, supposez que ce container soit un ballon de baudruche et que je le crève … il faudra bien que le gaz se refroidisse autrement ! Ca parait convainquant n’est-ce pas ? Et pourtant c’est faux !
En fait que va-t-il se passer ? Simplement que les molécules de gaz qui se heurtaient aux parois du ballon ont maintenant le champ libre et vont continuer leur petit bonhomme de chemin en ligne droite et à vitesse constante jusqu’à ce qu’elles entrent éventuellement, demain ou dans cent ou mille ans avec une des rares molécules qui peuplent l’espace. Vitesse constante signifie température constante. Contrairement à ce que suppose mon interlocuteur le gaz ne se refroidira donc pas ! On peut aller plus loin dans le raisonnement. Avec l’expansion du gaz, la pression, fonction du nombre de molécules diminue en raison inverse du volume qui augmente. Leur produit PV reste donc constant comme la température. On retrouve tout bonnement la bonne vieille Loi des Gaz parfaits PV=nRT !
La conclusion est bien sûr que si les gaz ne rayonnent pas, ni thermiquement ni par luminescence ils ne rayonnent pas du tout puisque ce sont les seuls modes connus de génération d’ondes électromagnétiques. Ou alors il faut inventer une nouvelle physique !
Quels arguments d’observation peut-on invoquer pour soutenir que les gaz ne rayonnent pas. Le premier et sans doute le plus fondamental est l’inexistence de spectres d’émissions. J’ai longuement recherché sur le Web des exemples de spectre d’émission d’Infra rouges sans jamais en avoir trouvé. Cela je vous l’accorde n’a pas valeur de preuve, d’autant plus que de nombreux spectres sont parfois présentés comme des spectres gazeux, qui en y regardant de plus près n’en sont pas. Seuls les Corps Simples émettent et seulement à des fréquences très précises correspondant à tous les sauts d’électrons possibles et comme il n’y a que 92 Corps simples il n’y a que 92 spectres. On détecte les composés chimiques comme H2O par la présence sur un même spectre des raies caractéristiques de l’hydrogène et de l’oxygène. L’eau elle-même n’a pas de spectre personnel si je puis dire. La spectroscopie Infrarouge est une technologie très employée en Chimie par exemple pour analyser entre autres des gaz. Quelques personnes me l’ont présentée comme une preuve que je me trompais, mais cette technique repose exclusivement l’utilisation de spectres d’absorption. On place une source derrière l’échantillon à analyser et on observe l’absorption de certaines longueurs d’onde par ce dernier. Je n’ai trouvé aucune référence à une spectroscopie infrarouge basée sur des spectres d’émission de gaz.
Les tenants de l’hypothèse selon laquelle le spectre de la Terre serait en réalité le spectre de l’atmosphère présentent leur hypothèse comme une preuve que les gaz rayonnent mais c’est bien entendu un cercle vicieux qui ne peut être retenu comme un argument sérieux. Un de mes correspondants m’a écrit pour me dire qu’il étudiait la combustion des moteurs thermiques et qu’il avait recherché sans succès un fabricant de spectromètres capables de relever les spectres d’émission IR des gaz d’échappement, pour s’entendre dire que de tels appareils n’existent pas.
Enfin il y une polémique concernant les « back radiations » de l’atmosphère, c’est à dire le spectre relevé par un spectroscope dirigé vers le ciel, avec des informations contradictoires. D’un côté ces radiations ne semblent pas être détectées, ce qui a été communément attribué au fait que les molécules de CO2 ou autres, excitées par les IR terrestres, se désexciteraient par collisions avec d’autres molécules. C’est admis et publié par de nombreux « réchauffistes » et je crois même par des membres du GIEC. D’autres part on fait état de spectroscopes braqués vers le firmament qui détecteraient des spectres atmosphériques. Je ne doute pas de l’existence de tels spectres, l’atmosphère est pleine de gouttelettes d’eau, de particules de glace, de poussières de toute sorte qui sont solides et qui rayonnent thermiquement. C’est à tort me semble-t-il que le rayonnement détecté est attribué aux gaz atmosphériques.
Il existe enfin une expérience très simple qui permet de démontrer de façon incontestable que les gaz ne rayonnent pas. Elle est facile à faire et tout le monde en a un jour ou l’autre constaté sans le savoir le résultat. Il suffit de prendre une photo infrarouge d’un paysage quelconque ou d’avoir regardé à la télévision un film animalier tourné la nuit. Il est bien évident que l’on ne voit pas l’air chaud s’élever au- dessus d’un feu ou sortir des naseaux des animaux. D’ailleurs si l’atmosphère rayonnait la pellicule serait voilée et on ne verrait rien du tout !
Enfin dernier argument qui vaut ce qu’il vaut, mais depuis quatre ans ou plus que j’ai présenté ma thèse dans mon livre « Après le Pavé, le Brûlot » et autour de moi dans mon petit réseau d’amis et de correspondants intéressés par le sujet du Réchauffement Climatique, personne ne l’a sérieusement contestée et encore moins mise en défaut en présentant des arguments scientifiques sérieux. Cela n’a jamais dépassé le niveau du « vous avez tort, puisque la Science dit le contraire ! » auquel il m’est facile de répondre tout aussi intelligemment « La Science a tort puisque je dis le contraire ! ».
Voila, je n’irai pas jusqu’à dire comme Darwin que j’ai l’impression de commettre un meurtre en dénonçant une croyance scientifique largement partagée mais fausse, mais je pense que quand même cette rectification d’un consensus erroné n’est pas sans quelques conséquences. Je vous laisse y réfléchir.
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