Temperature de l'espace

[Mandokeru]

Salut à tous,

Pour un projet personnel,
Je me demandais comment, dans l'espace, dissiper la chaleur générée par des composant électronique ou même dû a l'exposition au soleil, sachant qu'il n'y a pas d'induction (je suis pas sur du mot) avec d'autre gaz comme l'air par exemple.
Un autre jours, je regardais une vidéo, qui dit que l'espace n'est pas froid mais qu'il serait au alentour de 15° en moyenne, ça me fait tiquer, je me renseigne et je vois que appartement il y aurait quelque peu de gaz quand même (Quelque million d'atome par cm3), et ce gaz à surement une énergie, alors il y aurait quand même une température?

Ma question est: Est-il possible de parler de "température de l'espace"? (Et aussi peut considérer que la dissipation de la chaleur par induction dans l'espace est considérable où négligeable?)

Merci !
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[phys4]

Ma question est: Est-il possible de parler de "température de l'espace"? (Et aussi peut considérer que la dissipation de la chaleur par induction dans l'espace est considérable où négligeable?)

Bonsoir,
La quantité de gaz dans l'espace est tellement faible qu'il ne faut pas compter sur la moindre conduction, il ne suffit même pas à définir une température.
La température d'un objet dans l'espace dépendra uniquement de son exposition au Soleil.
Vous pouvez dissiper de l'énergie en utilisant des faces sombres non exposées au Soleil. Ce procédé est utilisé pour la régulation thermique de L'ISS.

[Gilgamesh]

Salut à tous,

Pour un projet personnel,
Je me demandais comment, dans l'espace, dissiper la chaleur générée par des composant électronique ou même dû a l'exposition au soleil, sachant qu'il n'y a pas d'induction (je suis pas sur du mot) avec d'autre gaz comme l'air par exemple.
Un autre jours, je regardais une vidéo, qui dit que l'espace n'est pas froid mais qu'il serait au alentour de 15° en moyenne, ça me fait tiquer, je me renseigne et je vois que appartement il y aurait quelque peu de gaz quand même (Quelque million d'atome par cm3), et ce gaz à surement une énergie, alors il y aurait quand même une température?

Ma question est: Est-il possible de parler de "température de l'espace"? (Et aussi peut considérer que la dissipation de la chaleur par induction dans l'espace est considérable où négligeable?)

Merci !

Question récurrente, et toujours délicate à faire comprendre.

On va le faire en 4 étapes de compréhension.

Etape 1 : La température c'est l'énergie moyenne d'agitation des particules. En première approximation l'espace est vide (la densité est 20 ordres de grandeur plus faible que celle de l'atmosphère au niveau du sol). Donc en première approximation, l'espace n'a pas de température.

Etape 2 : En seconde approximation, si faible soit elle, la densité est non nulle. Donc on peut bien définir une température des gaz. Elle est très élevée, typiquement 10⁵ K au sein de l'héliosphère où nous sommes plongé. Mais la densité est si faible que la chaleur transmise par conduction au corps plongés dans ce gaz ultra ténu est tout à fait négligeable (ce qui justifie la première approximation). Cette température des gaz n'est pas du tout uniforme au sein de la Galaxie. Ça peut aller de 10K au sein des nuages moléculaires denses où se forment les embryons d'étoiles à plus de 10 MK dans l'enveloppe des rémanents de supernovae, ou dans l'atmosphère des amas de galaxies.

Etape 3 : la température est une notion qui s'applique non seulement à la matière mais au rayonnement. Un rayonnement "à 10 000 K" c'est le rayonnement à l'équilibre avec un surface à 10 000 K. La Soleil diffuse au niveau de l'orbite terrestre un flux intense (1400 W/m²) de rayonnement à 6000 K. La température d'une surface recevant ce flux s'équilibre selon la formule donnée plus bas.

Etape 4 : mais ceci c'est la température du rayonnement solaire. La température du rayonnement "de l'espace" c'est la température du "noir" de l'espace. Ce noir de l'espace rayonne comme une surface à très exactement 2,725 K, température du rayonnement fossile de l'univers. Ce rayonnement millimétrique représente l'essentiel des photons de l'univers (~ 4.10⁸ photons.m^-3), mais sa densité d'énergie est négligeable pour nous (~ 4.10^-14 J.m^-3). Il a été libéré par le plasma primordial 370 000 ans après le bigbang, alors que le milieu émettait comme un corps noir à 3000K. Le décalage spectral de cette époque est z=1100 (c'est à dire que l'univers était 1100 fois plus petit qu'aujourd'hui). La température finale est T = 3000/1100 = 2,7 K.


Equilibre radiatif en présence d'un corps rayonnant (Soleil, Terre...)

La température d'équilibre dépend
1/ de la température de rayonnement de la source (constante pour le Soleil)
2/ de sa grandeur angulaire sur la voute céleste (c'est ce qui fait qu'on reçoit plus de chaleur en s'approchant du Soleil : non parce qu'il est plus chaud mais qu'on intercepte une plus grande fraction du flux émis)
3/ des coefficients d'émissivité ε et d'absorptivité α des surfaces réceptrices.

Si est le flux solaire au niveau de l'orbite terrestre (ou cte solaire 1400 W/m²),
la distance Terre Soleil, la distance du corps au Soleil,
la cte de Stefan,
la température d'équilibre T est :



En fonction du ratio α/ε, pour un corps en orbite terrestre (R=R₀) les température d'équilibre peuvent aller de -75°C (revêtement d'aluminium, α/ε = 0,25) à +155°C (revêtement doré α/ε = 5,55). Ça permet de moduler le contrôle thermique passif des satellites.

Si le corps est en orbite autours d'une planète, le calcul doit introduire le rayonnement infra rouge provenant de la surface planétaire.

[Mandokeru]

Merci beaucoup pour ces réponse claires et précises, elle m'ont beaucoup aidé pour comprendre. La partie calculatoire de la seconde est parfaite pour mon projet. Encore merci!

[A voir en vidéo sur Futura]