Glossaire

infrarouge

L'adjectif "infrarouge" qualifie le rayonnement électromagnétique dont le domaine de longueurs d'onde est compris entre celui du rayonnement visible, qui s'achève avec la lumière rouge entre 0,75 et 0,80 µm, et celui des ondes radioélectriques, qui commence conventionnellement à 1 mm, soit 1 000 µm. Par substantivation, ce rayonnement infrarouge est très couramment désigné lui-même comme étant simplement "l'infrarouge". Ainsi que le montrent les valeurs limites de ses longueurs d'onde, il transporte moins d'énergie de rayonnement que le visible et a fortiori l'ultraviolet.

Le domaine du rayonnement infrarouge est usuellement divisé en trois sous-domaines : les IR-A (de 0,80 à 1,40 µm), les IR-B (de 1,40 à 3 µm) et les IR-C (de 3 à 1 000 µm). Cependant, la météorologie fait appel à une répartition quelque peu différente, dans la mesure où elle étudie en priorité deux grandes sources de rayonnement infrarouge dont les caractéristiques sont très distinctes l'une de l'autre, et qui sont évidemment le Soleil et la surface terrestre : en effet, la moitié environ de l'énergie émise par le Soleil se situe dans l'infrarouge (jusque vers 4 µm environ), contre quelque deux cinquièmes dans le visible et moins de un dixième dans l'ultraviolet, tandis que l'émission de rayonnement thermique par la Terre se situe presque exclusivement dans l'infrarouge, mais à des longueurs d'onde supérieures à 4 µm. La terminologie qui en résulte, bien que confuse et variable en réalité dans ses usages comme dans ses limites, peut être présentée approximativement comme suit :

  • Le proche infrarouge coïncide en gros avec les IR-A (jusqu'à 1,40 µ) et l'infrarouge moyen s'étend un peu au-delà des IR-B (depuis 1,40 µ jusque vers 4 µm) ; la réunion de ces deux domaines constitue l'infrarouge solaire (de 0,80 µm à environ 4 µm). De fait, le domaine du rayonnement solaire dépasse le visible dans les grandes longueurs d'onde jusqu'à s'étendre à l'ensemble de l'infrarouge solaire, où se situe son flux maximal au cours de la journée. Signalons d'autre part que l'albédo des plantes vertes atteint dans le proche infrarouge des valeurs nettement supérieures à celles du visible.
  • L'infrarouge lointain recouvre les IR-C à partir de 4 µm jusqu'à 1 000 µm. Il intervient essentiellement à travers l'infrarouge thermique, qui est le rayonnement thermique produit à la fois par les divers composants de la surface terrestre — ceux-ci émettent depuis 4 µm jusqu'à des longueurs d'onde de l'ordre de 15 µm au moins — et par les surfaces des différentes couches atmosphériques — celles-ci, plus froides, sont à prendre en compte entre 4 µm et 100 µm environ. C'est dans ces domaines de longueurs d'onde que se manifeste l'effet de serre, aussitôt explicable pour les régions du système Terre- atmosphère dont les surfaces d'échange radiatif, en toute première approximation, sont en équilibre thermique : dans ces conditions, en effet, les éléments qui absorbent une proportion donnée d'un flux de rayonnement de longueur d'onde déterminée sont capables d'émettre une proportion identique de ce même flux (c'est la loi de Kirchhoff, énoncée par le physicien allemand Gustav Robert Kirchhoff [1824-1887]) ; le rayonnement thermique émis massivement par la surface terrestre lui est alors en grande partie renvoyé grâce à certains éléments atmosphériques qui absorbent puis réémettent ce rayonnement — ce sont l'eau essentiellement (sous forme de vapeur d'eau ou de nuages), puis le gaz carbonique et d'autres constituants. Certaines fenêtres de transparence de la vapeur d'eau (principalement entre 8,5 et 13 µm) modulent toutefois ce bilan radiatif au sol ; elles servent en outre à l'observation satellitaire.