Une serre est un local dans lequel la température est supérieure à celle de l'air extérieur.
Comment cela fonctionne-t-il ?
C'est un système dans lequel de l'énergie entre et de l'énergie sort. Comme toujours !
Lorsque l'équilibre est atteint les entrées sont égales aux sorties.
Diagramme
établi pour une surface de 1 m².
Commençons par les entrées d'énergie: De la chaleur peut entrer aussi par conduction et convection mais dans le cas des planètes ces modes n'existent pas. Seul le rayonnement existe pour les astres.
Un rayonnement électromagnétique: la lumière provenant d'une étoile. Elle contient les longueurs d'onde du rayonnement du corps noir.
Cette lumière tombe dans le système qui a une couleur: certaines longueurs d'onde sont absorbées et se transforment en chaleur. Si le système est très absorbant, presque toute la lumière sert à chauffer le système.
Il peut y avoir, dans le système un chauffage dont la source est incluse dans le système. C'est le cas de la radioactivité des roches de la planète. Cela peut aussi être la combustion des carbones et hydrocarbures fossiles.
Ce chauffage interne contribue à augmenter la température et on doit en tenir compte dans les calculs.
Les sorties d'énergie :
Elles peuvent se faire par conduction, convection et rayonnement. Pour une planète, conduction et convection ne peuvent se produire. Pour un local appelé "serre" on isole par des parois non conductrices, la convection est également empêchée par ces parois. Il reste le rayonnement.
Comme tout objet porté à la température T, il rayonne selon la loi du corps noir. Le sommet du spectre d'émission est dans l'infra-rouge pour la serre. Pour une étoile, ce sommet est dans le visible.
Voici comment l'énergie sort de la serre. Si une des parois du système est parfaitement transparente à ce rayonnement, la température T à laquelle va se stabiliser la serre est basse. La serre ne fonctionne pas. C'est le cas de la lune qui n'a pas d'atmosphère.
