Bonjour, un petit sujet pour ressusciter le forum science !
Je viens de voir dans une vidéo youtube qu'un humain exposé au vide spatial subirait des températures très basses. Bon, ce n'est pas exclusif à cette vidéo, on entend souvent dire qu'un objet dans l'espace connait des températures extrêmes, très chaudes pour les faces exposées aux radiations solaires (par exemple), et très froides de l'autre côté.

Pourtant, il me semblait que le vide était particulièrement isolant. La température indiquant l'agitation thermique des molécules, peut on vraiment dire que le vide spatial est froid ? Bien sur, il ne s'agit pas de vide absolu, il y a toujours une petite quantité de molécules présentes, dont la température devrait en toute logique être basse.

Bref, le rapport entre le nombre réduit de molécules et leur faible température, permet il d'expliquer un refroidissement conséquent dans l'espace, ou celui ci est il minime ? Le vide spatial se comporte-t-il plutôt comme un bain d'eau glacé, ou comme un bon isolant ?

Ma question porte autant pour un homme placé dans l'espace, qu'une planète: On entend parler par exemple de la chaleur émise par la terre dans l'espace...

Draziel a écrit :

Disons qu'en théorie, dans un vide absolu et sans aucune source de chaleur (étoile), la seule chose qui va te refroidir c'est ton rayonnement thermique. Mais sur le long terme tu es bien forcé de rejoindre le quasi zéro absolu (dans la mesure où tu es mort, ou une brique).

En pratique, il s'effectue un équilibrage entre les sources de chaleur (rayonnement d'une étoile) et ton propre rayonnement qui tend à te refroidir.

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Je ne vais pas aller sur Wikipédia, ou que sais-je, en saisissant le nom de la personne en me disant "Ah tiens et si je m'informais sur celui-là" ? - Aurorez

Effectivement, le rayonnement thermique fait perdre de la chaleur et les objets rayonnent aussi bien dans l'espace que sur terre. On lit souvent que l'espace est à environ -270°C, mais ça n'a pas beaucoup d'intérêt : étant donné les faibles quantités de matière à cette température un mètre cube, cela n'a pas d'effet par conduction sur un corps dans l'espace.

L'expérience sur terre mettra générallement en évidence la conduction thermique qui est importante quand la différence de température entre deux corps est grande. Mais le rayonnement n'est pas du tout négligeable (j'ai trouvé un ordre de grandeur de 40% à 60% des pertes thermiques d'un corps humain sur terre)

Pour savoir ce qu'il advient d'une personne soumis au vide de l'espace (spoiler : elle ne gèle pas comme dans Sunshine) :

https://youtu.be/pm6df_SExVw?list=PLnfN34nXjzYrReij2C5N86CpLBObSZWoe

Sylvius de Napline a écrit :


Merci, ça confirme ce que je pensais sans en être sur !

Sylvius de Napline et Onawa ont écrit :

Ah oui, je n'avais pas pensé au rayonnement. Je ne savais pas qu'il puisse être aussi important ! Sur terre, du coup, on rayonne mais on reçoit aussi le rayonnement de tout ce qui nous entoure, ce qui doit limiter au final les pertes de chaleur par ce système ?

Draziel a écrit :

> Ah oui, je n'avais pas pensé au rayonnement. Je ne savais pas qu'il puisse être aussi important
> ! Sur terre, du coup, on rayonne mais on reçoit aussi le rayonnement de tout ce qui nous entoure,
> ce qui doit limiter au final les pertes de chaleur par ce système ?

Exactement ! Et les vitres, plus froides, rayonnent moins.

En parlant de radiateur : pour refroidir un objet dans l'espace, on utilise des radiateurs. exemple de l'ISS. On voit bien que ces radiateurs diffèrent pas mal des radiateurs qu'on utilise sur terre : quand on veut maximiser la conduction, on augmente au maximum la surface de contact avec l'air, en faisant des radiateurs en "rideaux". Or dans l'espace, on veut maximiser la radiation, et si on fait une structure en rideaux, une grande partie de la surface va radier vers une autre partie de la surface. Donc on fait des radiateurs essentiellement plats.

Autre exemple rigolo de rayonnement : l'effet de serre. Comme son nom l'indique, il ne s'agit pas (tout à fait) de ce qui se passe dans une serre. L'effet de serre c'est ce qui se passe quand l'atmosphère laisse plus passer le rayonnement du soleil que le rayonnement terrestre. Le rayonnement arrivant du soleil réchauffe la terre tandis que le rayonnement qui part de la terre la refroidit. Un gaz à effet de serre va laisser passer les rayonnements du soleil (au lieu de les réfléchir) plus qu'il ne va laisser passer les rayonnements de la terre (ils sont absorbés ou réfléchis par l'atmosphère) permettant ainsi le réchauffement de la terre plus que son refroidissement.

Tu te refroidis dans l'espace si t'es à un endroit où tes pertes de rayonnements sont supérieures aux rayonnement entrants.

Dans l'ombre de Jupiter, il caille.

A 1000 km du soleil, pas trop.

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~ Ange ~

Ivre a écrit :

A vrai dire, en admettant qu'il suffirait d'avoir une sorte de super tuba pour pas mourir dans le vide de l'espace. On ne caillerait pas vraiment pour le coup. On ne sentirait même rien car il n'y aura aucune sensation de fraîcheur car il n'y aura pas de conduction thermique. La température de surface finirait par refroidir progressivement mais même ça je n'en suis pas certain car on a une sacré usine à production d'énergie en nous qui doit compenser les pertes par rayonnement. Donc tant qu'on est en bonne santé et alimenté, on ne devrait pas beaucoup refroidir.

Par contre, une fois mort, là on va finir par atteindre une température très faible, probablement proche du zéro absolu si on est suffisamment éloigné d'une étoile

Pour les radiateurs dans les satellites, je me souviens que lorsque je travaillais dans le spatial, on avait eu l'occasion de visiter l'endroit où était assemblé la charge utile. Et pour refroidir les circuits, ils utilisaient des gros radiateurs cylindriques métalliques (il m'avait semblé que c'était du plomb mais je n'en mettrais pas ma main à couper, d'autant plus à 30k€ le kilogramme). Pour le coup, c'est clair qu'on était loin du dissipateur classique!

Alors après vérification, je confirme : tu te refroidis très vite dans le vide.

En gros l'air est un très mauvais conducteur (pas autant que le vide mais presque), c'est juste une poignée de particules qui se balladent. (c'est pour ça que les chauffage à convection sont très lents à réchauffer un appart, par rapport à du chauffage à air chaud qui lui est très rapide) La plupart des échanges de températures, même sur terre, c'est le rayonnement.

Chacun des atomes de ton corps se met à perdre des photons et des électrons (et autres) vers l'extérieur, à toutes vitesse, et il n'y en a plus aucun qui arrive.

Bref, tu gèles très très rapidement.

Ou si tu es au soleil, tu brûles très très rapidement.

Voilà.

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~ Ange ~

Ivre a écrit :

Je ne contredirais directement pas cela mais il y a néanmoins quelque chose qui me tracasse.

Le rayonnement du corps humain est peu variable. Dans le sens où on peut probablement se retrouver dans des mêmes conditions que le vide vis à vis du rayonnement. Et même en admettant que sur Terre nous soyons donc réchauffés par la diffusion thermique, l'environnement qui nous entoure perd également son énergie par rayonnement.

Donc ma remarque est en fait plutôt une question. L'énergie que nous produisons intrinsèquement ne compense-t'elle pas largement nos pertes par rayonnement? Certains fora tout juste consultés parlent d'ailleurs du fait que notre corps produit tellement d'énergie que de base la sudation est ce qui permet d'évacuer au mieux notre chaleur (plus encore que le rayonnement). Mais il faudrait que je fasse un peu plus de recherche sur le sujet pour y retrouver les sources

De plus, les estimations initiales sont faites à partir d'un corps humain plongé dans l'air à 20 degrés (60% rayonnement et restant de diffusion). Il va néanmoins de soit que plongé dans un lac de lave ou un bain d'azote liquide, les transferts thermiques imputés à la conduction seraient largement supérieurs à l'effet de notre rayonnement thermique.

Donc je me permets de rester sceptique, d'autant plus que les principales vidéos traitant du sujet comme celle-ci évoquent un corps humain qui ne congèle pas en raison d'absence de diffusion thermique.

Néanmoins, il existe peut-être une influence du rayonnement dans le vide spatial - à condition d'être suffisamment éloigné du Soleil - qui n'est pas reproductible sur Terre et donc capable de diminuer promptement notre température corporelle.

Dans tous les cas, j'aurais appris quelque chose aujourd'hui.

Je lis 70W de pertes thermiques par rayonnement. Il faudrait confirmer le calcul. C'est beaucoup, mais c'est une énergie que le corps peut fournir. Avec de l'oxygène.

La raison pour laquelle on ne gèle pas dans l'espace tient plus du fait que l'eau ne gèle pas à cette pression :

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Et par rapport au cinéma, il faut plus de temps que ce qu'on voit générallement pour que le corps humain tombe à 0° par pertes thermiques.


Révérend Croot a écrit :

> L'énergie que nous produisons intrinsèquement ne compense-t'elle pas largement nos pertes par rayonnement?

Je tombe sur des sources douteuses qui donnent un métabolisme de base à 70-80W. Donc effectivement, on produit autant de chaleur sans rien faire qu'on en perd par rayonnement.