absorptance

L'absorptance est le rapport entre le rayonnement électromagnétique absorbé et le rayonnement total incident sur une surface, exprimé sous forme décimale entre 0 et 1, ou en pourcentage. Une surface avec une absorptance de 0,9 capte 90 % de l'énergie de rayonnement incidente; les 10 % restants sont soit réfléchis, soit transmis à travers le matériau. Cette propriété dépend de la longueur d'onde, du matériau de surface, de la température et de la géométrie de la surface, ce n'est donc pas une constante universelle pour une substance donnée.

Le terme est souvent confondu avec l'émissivité et la réflectance, mais ils décrivent des phénomènes différents. La réflectance mesure la lumière renvoyée; la transmittance mesure la lumière qui traverse; l'absorptance mesure uniquement ce que le matériau retient sous forme de chaleur ou d'énergie chimique. Pour une surface opaque, l'absorptance plus la réflectance est égale à 1, puisque rien n'est transmis. La loi de Kirchhoff sur le rayonnement thermique stipule qu'à l'équilibre thermique, l'absorptance d'un matériau à une longueur d'onde et une température données est égale à son émissivité dans les mêmes conditions.

Mesure et application pratiques

L'absorptance est mesurée à l'aide de spectrophotomètres ou d'instruments à sphère intégrante qui comparent le flux radiant réfléchi par un échantillon à une norme de référence. Les valeurs varient considérablement selon la longueur d'onde: une peinture blanche peut avoir une absorptance de 0,1 en lumière visible mais de 0,9 dans l'infrarouge. Les revêtements sélectifs conçus pour les capteurs solaires thermiques exploitent cela: ils absorbent fortement dans les longueurs d'onde visibles et proche infrarouge (0,85 à 0,95) tout en émettant faiblement dans l'infrarouge lointain, minimisant les pertes radiatives.

Dans la conception d'images et de détecteurs, l'absorptance affecte directement la force du signal et la sensibilité. Un capteur avec une faible absorptance dans sa bande de fonctionnement manque des photons et produit des signaux faibles. Les revêtements optiques, les étalons de corps noir et les systèmes d'isolation thermique reposent tous sur un contrôle précis de l'absorptance sur des régions spectrales spécifiques. La rugosité de surface, l'état d'oxydation et la contamination altèrent tous l'absorptance de manière imprévisible, c'est pourquoi les étalons de référence doivent être stockés avec soin et réétalonnés régulièrement.

La distinction entre absorptance et absorptivité est importante dans les travaux techniques: l'absorptivité est la propriété du matériau, tandis que l'absorptance décrit l'absorption mesurée réelle d'un échantillon particulier dans sa condition particulière. Une surface d'aluminium ternie et une surface fraîchement polie présenteront des valeurs d'absorptance très différentes même si les deux sont en aluminium.