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Activité 3 – Bilan radiatif Terre et effet de serre amplifié PROJET DOCUMENTAIRE

Chapitre 3 – Rayonnement thermique et effet de serre | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min

Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 11:30

Objectifs :

Situation – formation environnement en entreprise

Maya, apprentie ébéniste, prépare un exposé pour la formation interne « Métiers du bois et empreinte carbone ». Son thème : pourquoi le climat change, et comment notre métier peut contribuer à la transition écologique.

Document 1 — Le bilan radiatif Terre simplifié

Bilan radiatif Terre — effet de serre ☀ Soleil Terre atmosphère + GES VIS (visible) IR (chaleur) renvoi GES Sans atmosphère : −18 °C (mort) Avec GES naturels : +15 °C (vie) 2024 : +16,2 °C (réchauf.)

Mécanisme :

  1. Le Soleil émet un rayonnement visible qui atteint la Terre.
  2. La Terre absorbe et se réchauffe, puis réémet de l'infrarouge (IR) vers l'espace.
  3. Les gaz à effet de serre (GES : H₂O, CO₂, CH₄, N₂O) absorbent une partie de cet IR et la renvoient vers le sol.
  4. Sans atmosphère : T moyenne = −18 °C. Avec GES naturels : +15 °C. C'est l'effet de serre naturel, indispensable à la vie.

Document 2 — GES et leur PRG (Pouvoir de Réchauffement Global)

GESOriginePRG (× CO₂ sur 100 ans)Concentration 2024
CO₂Combustion fossile, déforestation1 (référence)422 ppm (vs 280 en 1850)
CH₄ (méthane)Élevage, gaz naturel, marais281,93 ppm (× 2,6 vs 1850)
N₂O (protoxyde d'azote)Engrais agricoles, combustion2730,33 ppm
HFC (gaz frigorigènes)Climatisation, frigosjusqu'à 14 800traces (en hausse rapide)

Document 3 — Empreinte carbone par mètre cube de matériau

Matériaukg CO₂ eq / m³Stockage carbone ?
Bois massif (chêne, hêtre)−700 (négatif !)Stocke pendant la durée de vie du meuble
Panneau aggloméré+150Faible (déperdition par colles)
MDF+250Néant (résines synthétiques)
Acier+12 000Néant
Aluminium+25 000Néant
Béton+250Néant

Le bois massif a un bilan négatif : il a absorbé du CO₂ pendant la croissance de l'arbre, et continue de le stocker tant qu'il n'est pas brûlé.

📚 Cette activité réinvestit les notions du cours §2 (effet de serre), §4 (GES) et §6 (empreinte carbone des matériaux).

Problématique : Comment le métier de menuisier-agenceur peut-il contribuer à lutter contre le réchauffement climatique ?

Question 1 ANA

Expliquer en 3 étapes le mécanisme de l'effet de serre.

  1. Le Soleil envoie son rayonnement visible vers la Terre. Une partie est absorbée → la surface chauffe.
  2. La Terre réémet en retour du rayonnement infrarouge (rayonnement thermique).
  3. Les GES absorbent une partie de cet IR et la renvoient vers le sol → réchauffement supplémentaire.

L'effet de serre naturel permet d'avoir +15 °C sur Terre. Son amplification par les émissions humaines fait monter la température au-delà.

Question 2 REA

Calculer l'équivalent CO₂ d'une émission de 100 kg de CH₄ et de 100 kg de N₂O.

  • 100 kg CH₄ × 28 = 2 800 kg CO₂ eq
  • 100 kg N₂O × 273 = 27 300 kg CO₂ eq

1 kg de N₂O a le même impact climatique que 273 kg de CO₂ ! D'où l'importance de réduire les engrais azotés.

1 kg de CH₄ équivaut à 28 kg de CO₂. Le méthane fuites dans le secteur gazier ont un impact considérable.

Question 3 VAL

Maya doit fabriquer une cuisine de 10 m³ de matériau. Comparer l'empreinte CO₂ d'une cuisine 100 % bois massif chêne et d'une cuisine 100 % MDF. Conclure.

  • Chêne massif : 10 × (−700) = −7 000 kg CO₂ eq (= 7 tonnes stockées dans la cuisine).
  • MDF : 10 × 250 = +2 500 kg CO₂ eq émis.

Différence : 9 500 kg CO₂ eq = équivalent de 50 000 km en voiture (à 200 g/km).

En choisissant le bois massif au lieu du MDF, Maya aide significativement l'environnement.

Conclusion : privilégier le bois massif (idéalement local, certifié FSC ou PEFC) est un levier puissant. Le métier d'ébéniste-agenceur a une vraie carte à jouer.

Question 4 ANA

Pourquoi le bois est-il un « puits de carbone » même après avoir été coupé ?

Pendant sa croissance, l'arbre absorbe le CO₂ de l'atmosphère par photosynthèse :

6 CO₂ + 6 H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

Le carbone est intégré dans la cellulose, le bois. 1 m³ de chêne stocke ~ 250 kg de carbone = équivalent 700 kg CO₂.

Tant que le meuble existe (50-100-200 ans), ce carbone reste séquestré.

Si le meuble est brûlé en fin de vie : le CO₂ est relâché. Mais si le bois est valorisé (recyclage, panneaux, etc.), le stockage continue.

Conclusion : un meuble en bois est un « puits de carbone à long terme ». Plus on en fait, plus on stocke de CO₂.

Question 5 VAL

Citer 3 actions concrètes que Maya et ses collègues peuvent mettre en place pour réduire l'empreinte carbone de leur entreprise.

  1. Privilégier le bois massif au panneau (gain ~ 1 tonne CO₂/m³).
  2. Choisir du bois local (français, < 200 km) plutôt que des bois exotiques (transport, déforestation tropicale).
  3. Certifier la chaîne d'approvisionnement : FSC, PEFC = bois issus de forêts gérées durablement.
  4. Allonger la durée de vie : meubles réparables, modulaires, réutilisables.
  5. Valoriser les chutes : panneaux, briquettes énergie, paillage, plutôt que déchets.
  6. Réduire les colles synthétiques (formol émissif) au profit des colles à l'eau.
  7. Vernis et finitions : préférer les hydrofuges naturels (huile de lin) aux solvants pétroliers.

Question 6 ANA

L'industrie mondiale de l'aluminium émet 1 milliard de tonnes CO₂/an. Combien de m³ d'aluminium cela représente-t-il ? Pourquoi est-ce un problème ?

Émission par m³ d'aluminium : 25 000 kg CO₂.

Volume produit : 1 000 000 000 / 25 000 = 40 millions de m³ d'aluminium/an.

Soit ~ 100 millions de tonnes par an (densité Al = 2,7 t/m³).

Problèmes :

  • Énergie nécessaire à l'électrolyse : 14 000 kWh/tonne (très énergivore).
  • Émissions importantes même en filière « verte » (recyclage : 10 % des émissions du neuf).
  • Représente 2-3 % des émissions mondiales totales !

Solution : recycler (95 % d'économie d'énergie), substituer par d'autres matériaux quand possible (bois en construction).

Question 7 COM

Rédiger en 5 lignes la conclusion de l'exposé de Maya.

Métiers du bois et empreinte carbone — conclusion

Le réchauffement climatique vient de l'amplification de l'effet de serre par les émissions humaines (CO₂, méthane, N₂O). Notre métier d'ébéniste-agenceur a un rôle positif à jouer : le bois est le seul matériau de construction à stocker le carbone (−700 kg/m³ pour le chêne) au lieu de l'émettre.

Une cuisine en bois massif évite ~ 9 500 kg CO₂ comparée à une cuisine MDF — l'équivalent de 50 000 km en voiture.

Comment agir : choisir du bois local certifié (FSC/PEFC), privilégier le bois massif au panneau, allonger la durée de vie des meubles (réparation, rénovation).

Notre métier est par nature un métier de transition écologique. Cela commence par les choix de matières premières.

🚀 Pour aller plus loin ANA

La déforestation tropicale émet ~ 5 milliards de tonnes CO₂/an (15 % des émissions mondiales). Pourquoi acheter du bois certifié FSC/PEFC est-il essentiel ?

FSC (Forest Stewardship Council) et PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) garantissent que le bois provient de forêts gérées durablement :

  • Replantation après coupe (la forêt continue à exister).
  • Respect de la biodiversité, des communautés locales.
  • Pas de coupes illégales ou massives.

Acheter du bois NON certifié (notamment exotiques) peut financer indirectement la déforestation tropicale (Amazonie, Indonésie, Afrique centrale).

Une forêt détruite émet le carbone qu'elle stockait, et perd sa capacité d'absorption future. Double peine climatique.

Conclusion : FSC/PEFC = transition écologique pratiquée. Vérifier le label sur les factures fournisseurs.

À retenir