Une erreur dans un livre de thermodynamique pour ingénieurs

Je sors soudain de ma réserve et j’écris aujourd’hui exceptionnellement un article, par nécessité. Je n’avais plus rien publié de tel depuis fin juin 2012.

En lisant tranquillement le livre «Aide-mémoire de thermodynamique de l’ingénieur, énergétique – environnement» (éditions Dunod, 2004), ISBN 2100071548, j’ai constaté une erreur de paramètre physique dans la page 282 dans le chapitre consacré à l’effet de serre.

Comme le code de la propriété intellectuelle autorise les analyses et courtes citations justifiées par le caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, je reproduis ci-dessous les passages concernés sous forme d’images :

CONFUSION ENTRE PLANCK ET STEFAN-BOLTZMANN

  • Planck-BoltzmannIl ne s’agit en aucun cas de la constante de Planck, car ici l’équation est celle de Stefan-Boltzmann. Le sigma désigne en réalité la constante de Stefan-Boltzmann dont l’ordre de grandeur est d’environ 8,56 × 1025 fois celui de la constante de Planck. Le flux Phi(ir) est exprimé en W/m² et l’émissivité est une grandeur sans dimension (sans unité), tandis que T désigne la température absolue, il s’agit donc bien pour sigma de la constante de Stefan-Boltzmann.

PEUT-ON ÉVALUER UNE TEMPÉRATURE MOYENNE SANS EFFET DE SERRE ?

  • Greenhouse16D’autres sources mentionnent que la température moyenne globale serait de -18 ou -19°C sans l’effet de serre par le CO2, d’où 33 degrés de différence que l’on rencontre souvent dans les calculs ailleurs. Je pense qu’il est difficile d’estimer avec certitude une température moyenne en l’absence d’effet de serre.

Mise à jour le lendemain de la création de l’article :

À PROPOS DU RAYONNEMENT SOLAIRE REÇU SUR TERRE

J’ai relevé une erreur potentielle lors de la poursuite de la lecture du même ouvrage, page 284.

Copie image :

  • Solaire-francais700 000 TWh = 7×10¹⁴ kWh puisque 1 TWh = 1 milliard de kWh = 3,6 milliards de MJ = 3,6×10¹⁵ J.Or sachant que 1 kWh équivaut à 3,6 MJ, je trouve ceci :
    7×10¹⁴  ×  3 600 000 = 2,52×10²¹ J/an
    alors 2,52×10²¹/(86400 × 365,25) = 7,985×10¹³ W d’énergie solaire reçue en France métropolitaine.Et sachant que 1 km² équivaut à 1 000 000 m², et que la France métropolitaine a une superficie de 552 000 km², l’aire de l’Hexagone est de 5,52×10¹¹ m².Par conséquent :7,985×10¹³ / (5,52×10¹¹) = 144,66 W/m² d’énergie solaire moyenne captée en Hexagone.

Cette grandeur vaut environ 14% de la puissance solaire réelle moyenne reçue (1 kW/m²).

Comment expliquer cette différence flagrante ?

La réception concerne la totalité de la surface de l’Hexagone, et pas seulement les panneaux solaires, puisque l’énergie solaire réalise 1,09 TWh par an de production électrique en France.

Puis il ne s’agit pas de 144,66 W/m² de production électrique (après perte due au rendement), il est bien écrit dans la page qu’il est question d’«énergie solaire annuelle reçue sur l’ensemble du territoire français.»

Bon, soit, j’ai parlé de l’Hexagone seul, mais on peut y rajouter les territoires et départements d’outremer.
Le recalcul indique maintenant 118,23 W/m² en moyenne (la superficie totale du pays étant plus grande avec l’outremer inclus). Mais même en tenant compte de l’inclinaison de l’axe de rotation terrestre, ça ne colle pas.

D’où provient l’erreur ?
La nuit, il n’y a pas de soleil, donc 1kW/m² n’est vrai que de jour sous nos latitudes, et seulement par beau temps ensoleillé. Les aléas de la météo sont à prendre en compte (ciel nuageux). En supposant qu’il n’y ait pas d’erreur dans le livre à propos de l’énergie solaire, alors le rendement de l’énergie photovoltaïque est faible. En effet, si on ne capte que 14% des rayons solaires reçus et si le rendement électrique est de 8 à 20%, on n’aura produit que 12 à 29 W/m² d’électricité…

COMPARAISON DES GAZ À EFFET DE SERRE

Mon présent article est un exemple pour inciter le public de se souvenir que même les livres scientifiques de niveau post-bac peuvent toujours contenir des erreurs, des inexactitudes ou des omissions. L’erreur est humaine, et quotidienne. Se tromper est naturel et normal (on n’est pas des robots…). Cependant, un esprit critique toujours en éveil est un devoir et une nécessité. En effet, ce ne serait pas normal de lire un bouquin sans remarquer les erreurs éventuelles et de les croire comme parole d’évangile… Néanmoins, je suis à peu près sûr que les étudiants auront remarqué eux aussi l’erreur dont j’ai parlé ici.

Salutations à mes lecteurs. Veuillez passer de bonnes fêtes de fin d’année.

  • Puis, pour terminer, et dans un autre contexte que le présent article, j’avais promis il y a plusieurs mois de faire un blâme contre le New Age et ses délires d’apocalypse. Le moment est venu. J’espère que les esprits dérangés du New Age se sont calmés après l’imposture flagrante de la fin du monde du 21 décembre 2012. Une nouvelle expression est apparue : « mentir comme un maya ». C’est surtout les gourous contemporains et leurs adeptes qui mentent, les mayas ayant disparu il y a fort longtemps. Je trouve que les médias ont fait preuve d’un manque de déontologie, une faute. Le devoir du journalisme est de prendre une attitude critique pour dénoncer les sectes, et non d’entrer dans le jeu malsain des sectes pour faire de la propagande et du sensationnalisme sur le thème de la fin du monde… Le mythe de la fin du monde a été chié par une secte ufologique américaine inspirée par un roman russe publié par Zecharia Sitchin en 1976. Est-ce que les chaînes de TV qui ont fait des émissions spéciales «fin du monde» vont-elles présenter des excuses à leurs téléspectateurs ? Franchement, ne se passe t-il rien d’important en priorité pour que les médias aient eu besoin de nous saouler longtemps avec la fin du monde, tout ce cirque pour un non-événement. On n’est plus à l’ère de l’information. Alors qu’ici dans mon blog je m’étais efforcé à apporter de la qualité, et cela gratuitement. Nos libertés dépendent de notre capacité à être sceptiques, et notre époque est menacée par l’émergence de nouveaux obscurantismes.

Cordialement.

John Philip C. Manson

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