L’albédo
Posté le 6 avril 2020 dans Actualités
Intérêt de la mesure de l’albédo
La mesure de l’albédo est importante pour déterminer quelle sera la température d’une surface soumise au rayonnement solaire. La connaissance de l’albédo est cruciale dans le domaine de l’aérospatial. En effet, dans l’espace où il règne un vide poussé, les échanges énergétiques ne se font plus que par rayonnement. Un satellite soumis au rayonnement solaire devra évacuer la puissance reçue uniquement par rayonnement infrarouge. C’est pour cela que les fusées sont blanches !
La capacité de la surface de la terre à réfléchir le rayonnement solaire intervient au premier plan pour calculer la température de notre planète. Les météorologistes ont besoin de l’albédo pour leurs modèles.
L’albédo est un élément crucial pour lutter contre les îlots de chaleur urbains. C’est une des raisons pour lesquelles les pays du sud ont opté pour des revêtements blancs pour l’habitat.
Voici l’albédo pour quelques surfaces notables
Principe de la mesure de l’albédo
L’albédo est donc la fraction du flux énergétique solaire réfléchie par une surface. Il faut donc se placer en condition réelle avec un flux solaire, ou procéder par le calcul à partir des données spectrales.
Deux approches sont possibles pour mesurer l’albédo : une méthode de terrain (selon la norme ASTM E1918-06) et une approche de laboratoire consistant à mesurer le facteur de réflexion pour toutes les longueurs d’ondes concernées par le rayonnement solaire.
Méthode de terrain selon la norme ASTM E1918-06:
Cette méthode est incontournable pour mesurer l’albédo de surfaces hétérogène sur le terrain comme les sols ou la végétation au sol. Elle est utile pour la mesure de pavement (routes, trottoir, zones piétonnes en zone urbaine).
La figure 1 est issue de la norme E1918-06.
Le principe consiste à mesurer le flux solaire incident avec un pyranomètre et ensuite à le tourner de 180° afin de mesurer le flux réfléchi. La mesure doit être faite dans un temps déterminé car les pyranomètres ont des temps de réponses relativement long. L’albédo est le rapport entre l’énergie réfléchie par l’énergie solaire incidente.
Figure 1 : principe de mesure de l’albédo selon la norme ASTM E1918-06
Figure 2 : Pyranomètre utilisé pour mesurer le rayonnement solaire (d’après Kipp & Zonen)
Méthode de laboratoire :
Cette méthode permet de travailler avec des échantillons de surfaces de quelques cm2.
L’albédo de l’échantillon est calculé en pondérant les valeurs de réflectance énergétique mesurée à chaque longueur d’onde par le spectre de rayonnement solaire tel que défini dans la norme ASTM-G173. Ce spectre est présenté sur la figure 3. Dans cette norme, le calcul de l’albédo nécessite l’utilisation des données spectrales dans la bande allant de 280 nm à 2500 nm.
Plusieurs normes couvrent ce type de mesures, notamment les normes : NF-EN 4593 et ASTM-E903
Figure 3 : Spectre solaire mesuré au niveau de la mer selon la norme ASTM G173
Les dispositifs expérimentaux utilisés sont du type de ceux représenté sur la figure 4.
Dans notre cas, les mesures sont effectuées à l’aide d’un spectromètre UV-visible Lambda750© de marque Perkin-Elmer.
La sphère intégrante est incluse dans le dispositif de mesure du spectromètre pour permettre des mesures de réflectance spectrales directionnelles hémisphériques. La bande spectrale utile est de 200 nm à 2500 nm.
Deux détecteurs sont utilisés : un photomultiplicateur et un détecteur PbS.
Figure 4 : dispositif expérimental de mesure : spectromètre UV-visible Lambda750© de marque Perkin-Elmer. Principe de calcul de l’albédo
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