Mesure de l’albédo

L’albédo, également connu sous le nom de réflectivité solaire, est la capacité d’une surface à réfléchir la lumière solaire. L’albédo d’une surface détermine également la quantité de chaleur réfléchie par cette surface. L’albédo est un aspect important dans l’étude des changements climatiques. L’albédo agit comme un important régulateur climatique, car les surfaces avec un albédo plus élevé renvoient plus d’énergie solaire à l’espace qu’elles n’en absorbent, ce qui contribue à refroidir la planète.

Les activités humaines affectent l’albédo mondial, et donc, le climat. En effet, la pollution de l’air, les émissions de gaz à effet de serre et les changements dans l’utilisation des terres, peuvent modifier l’albédo des surfaces terrestres, en les rendant sombres et contribuant à augmenter l’absorption de chaleur sur la planète, créant ainsi, dans les villes, des zones chaudes que l’on appelle « îlots de chaleur urbains ».

L’un des exemples les plus frappants de cette influence humaine sur l’albédo est la fonte de la glace dans l’Arctique. La glace réfléchit une grande partie du rayonnement solaire, mais les zones de glace qui ont fondu sont remplacées par de l’eau libre, qui absorbe une grande partie du rayonnement solaire.

De plus, les villes, avec leurs surfaces de bitume et d’asphalte, ont un albédo plus bas que les zones naturelles environnantes, ce qui les rend moins réfléchissantes et plus chaudes. Cet îlot de chaleur urbain est causé par le changement dans l’utilisation des terres autour des villes, la création de routes et d’immeubles, et autres activités humaines. Des villes plus recouvertes de revêtements sombres (béton bitumineux, toitures d’ardoises…) ont donc tendance à être plus chaudes et à absorber plus d’énergie.

En plus des problèmes du climat et de l’urbanisme, il est un secteur qui a besoin des données quantitatives de l’albédo : le spatial. En effet un lanceur ou un satellite dans l’espace est soumis au vide. Cela implique que les échanges thermiques sont exclusivement des échanges radiatifs : dissipation thermique par le rayonnement d’un corps selon la loi de Planck pondérée par l’émissivité, et apport solaire pondéré par l’albédo. Si ce dernier n’est pas contrôlé, il représente, pour une surface au-dessus de l’atmosphère, une valeur d’environ 1 300 W/m². Il faut donc s’en prémunir par un revêtement réfléchissant adéquat.

Pour cela, les scientifiques ont besoin d’outils fiables pour estimer l’albédo. Les climatologues privilégient les méthodes par télédétection, c’est-à-dire des méthodes satellitaires. Pour ce qui est du secteur de l’urbanisme, la méthode privilégiée est une méthode in situ de terrain, et sur certains éléments de structure une mesure en laboratoire. Pour le secteur de l’aéronautique et du spatial, ce sont essentiellement des méthodes de laboratoire.

L’albédo est un paramètre extrêmement important à prendre en compte dans la lutte contre le réchauffement climatique et les îlots de chaleur urbains. C’est une information essentielle pour la conception thermique d’un engin spatial. Sa mesure répond à des exigences normatives strictes.

L’article décrit le concept d’albédo et comment en effectuer la mesure en laboratoire grâce à un spectromètre balayant tout le spectre solaire. L’albédo est ensuite calculé par pondération de l’énergie spectrale du soleil. Une autre approche, celle-ci de terrain, explique comment, en utilisant le rayonnement solaire, on peut mesurer l’albédo