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Qu'est-ce que le rayonnement solaire ? Définition, types et caractéristiques

Qu'est-ce que le rayonnement solaire ? Définition, types et caractéristiques

Définition du rayonnement solaire : c'est l'énergie que le Soleil émet dans l'espace interplanétaire. 

Lorsque nous parlons de la quantité d'énergie solaire atteignant la surface terrestre, nous utilisons des concepts d'irradiance et d'irradiation. L'irradiation solaire est l'énergie reçue par unité de surface au cours du temps (J/m2), la puissance reçue en un temps donné. De même, l'irradiance solaire est la puissance reçue en un instant - elle est exprimée en watts par mètre carré (W/m2)

Les réactions de fusion nucléaire ont lieu dans le noyau solaire et sont la source d'énergie du Soleil. Le rayonnement nucléaire produit une perte de masse et un rayonnement électromagnétique à diverses fréquences ou longueurs d'onde. Ce rayonnement thermique se propage dans l'espace à la vitesse de la lumière (299 792 km/s).

Une valeur singulière est la constante solaire ; la constante solaire est la quantité de rayonnement reçue instantanément par unité de surface dans la partie externe de l'atmosphère terrestre dans un plan perpendiculaire aux rayons solaires. En moyenne, la valeur de la constante solaire est de 1,366 W/m2.

Les panneaux photovoltaïques sont capables de capter la lumière solaire et la transformer en énergie électrique.

Types de rayonnement solaire

Le rayonnement émis par le Soleil est composé des types de rayonnement suivants :

  • Rayons infrarouges (IR) : Le rayonnement infrarouge fournit de la chaleur et représente 49 % du rayonnement solaire.

  • Rayons visibles (VI) : représentent 43 % du rayonnement et fournissent de la lumière.

  • Rayons ultraviolets (rayonnement UV) : représentent 7%.

  • Autres types de rayons : représentent environ 1% du total.

Types de rayons ultraviolets

À leur tour, les rayons ultraviolets (UV) sont subdivisés en trois types :

  • Ultraviolet A ou UVA : Ils traversent facilement l'atmosphère, atteignant toute la surface de la terre.

  • Ultraviolet B ou UVB : Courte longueur d'onde. A plus de difficulté à traverser l'atmosphère. En conséquence, ils atteignent la zone équatoriale plus rapidement qu'aux hautes latitudes.

  • Ultraviolet C ou UVC : Courte longueur d'onde. Ils ne traversent pas l'atmosphère. Au lieu de cela, la couche d'ozone les absorbe.

Le rayonnement ultraviolet est le rayonnement dont la longueur de ses ondes électromagnétiques est comprise entre environ 100  nm et 400 nm.

Son nom vient du fait que sa gamme commence à partir de longueurs d'onde plus courtes que ce que l'œil humain identifie comme de la lumière violette. Toutefois, cette lumière ou longueur d'onde est invisible pour l'œil humain car elle est au-dessus du spectre visible. Ce rayonnement fait partie intégrante des rayons du soleil et produit divers effets sur la santé car il se situe entre les rayonnements non ionisants et ionisants.

Caractéristiques du rayonnement solaire

Le rayonnement solaire total est distribué dans un large spectre d'amplitude non uniforme avec la forme typique d'une cloche, comme c'est typique du spectre d'un corps noir avec lequel la source solaire est modélisée. Par conséquent, il ne se concentre pas sur une seule fréquence.

Le maximum de rayonnement est centré dans la bande de rayonnement ou de lumière visible avec un pic à 500 nm en dehors de l'atmosphère terrestre, ce qui correspond à la couleur vert cyan.

Selon la loi de Wien, la bande de rayonnement photosynthétiquement active oscille entre 400 et 700 nm, correspond au rayonnement visible et équivaut à 41 % du rayonnement total. Dans le rayonnement photosynthétiquement actif, il existe des sous-bandes avec un rayonnement :

  • bleu-violet (400-490 nm)

  • vert (490-560 nm)

  • jaune (560-590 nm)

  • rouge-orange (590-700 nm)

Lors de la traversée de l'atmosphère, le rayonnement solaire est soumis à la réflexion, la réfraction, l'absorption et la diffusion par les différents gaz atmosphériques à un degré variable en fonction de la fréquence.

L'atmosphère terrestre agit comme un filtre. La partie extérieure de l'atmosphère absorbe une partie du rayonnement, réfléchissant le reste directement dans l'espace. D'autres éléments qui agissent comme un filtre sont le dioxyde de carbone, les nuages ​​et la vapeur d'eau, qui se transforment parfois en rayonnement diffus.

Nous devons garder à l'esprit que le rayonnement solaire varie en fonction de l'emplacement. Par exemple, les zones tropicales reçoivent le plus de rayonnement solaire parce que les rayons du Soleil sont presque perpendiculaires à la surface de la Terre.

Pourquoi le rayonnement solaire est-il nécessaire ?

L'énergie solaire est la principale source d'énergie et, par conséquent, le moteur de notre environnement. L'énergie solaire que nous recevons grâce au rayonnement solaire est directement ou indirectement responsable d'aspects vitaux des processus biologiques tels que la photosynthèse, le maintien d'une température de la surface du planète compatible avec la vie, ou le vent.

L'énergie solaire globale qui atteint la surface de la terre est 10 000 fois supérieure à l'énergie actuellement consommée par l'ensemble de l'humanité.

Comment le rayonnement solaire affecte-t-il la santé ?

Le rayonnement ultraviolet peut avoir divers effets sur la peau humaine en fonction de son intensité et de la longueur de ses ondes.

Les rayons UVA peuvent provoquer un vieillissement prématuré de la peau et un cancer de la peau. Il peut également causer des problèmes oculaires et immunitaires. 

Les rayons UVB provoquent des coups de soleil, un assombrissement, un épaississement de la couche externe de la peau, un mélanome et d'autres types de cancer de la peau . Il peut également causer des problèmes oculaires et immunitaires.

La couche d'ozone empêche la plupart des rayons UVC d'atteindre la Terre. Dans le domaine médical, les rayonnements UVC peuvent également provenir de certaines lampes ou d'un faisceau laser et sont utilisés pour tuer les germes ou aider à cicatriser les plaies. Il est également utilisé pour traiter certaines affections cutanées telles que le psoriasis, le vitiligo et les nodules sur la peau qui provoquent un lymphome cutané à cellules T.

Auteur :

Date de publication : 13 mai 2015
Dernier examen : 8 juillet 2021