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Concept
Émissivité
Résumé
En transfert radiatif, l'émissivité correspond au flux radiatif du rayonnement thermique émis par un élément de surface à température donnée, rapporté à la valeur de référence qu’est le flux émis par un corps noir à cette même température. Cette dernière valeur étant la valeur maximale possible, l'émissivité est un nombre inférieur ou égal à l'unité.
Labsorptivité correspond au flux radiatif absorbé par un élément de surface à température donnée, rapporté au flux incident.
Ces quantités peuvent être relatives à une longueur d'onde ou à l'ensemble du spectre, à une direction ou au demi-espace limité par l'élément de surface. Elles sont étroitement liées par les lois physiques qui régissent l'interaction rayonnement-matière et la thermodynamique.
Le calcul du rayonnement dans un milieu borné par des surfaces nécessite la caractérisation de l'émission et de l'absorption de ces surfaces. Celle-ci est obtenue par la définition de l'émissivité et de l'absorptivité qui caractérisent la quantité d'énergie émise ou absorbée :
pour une fréquence (ou une longueur d'onde) donnée, ou pour l'ensemble du spectre ;
pour une direction donnée ou pour la totalité du demi-espace ouvert à la propagation de la lumière.
Ces quantités sont normalisées pour obtenir des valeurs comprises entre 0 (absorption ou émission nulle) et 1 (absorption totale ou émission maximale possible, cette dernière valeur étant fixée par le rayonnement du corps noir). Elles sont liées entre elles et avec la réflectivité par les lois de la thermodynamique et celles régissant l'interaction d'une onde avec un solide.
Ce type de problème se rencontre dans de nombreux domaines dans lesquels se posent des problèmes de transferts thermiques ou le rendu en génération d'images de synthèse. En effet, l'aspect d'une surface est très lié aux quantités évoquées ici. Toutefois, on ne considérera que le cas de la réflexion spéculaire qui ne rend pas compte de la complexité des surfaces pouvant exister. Pour cela il faut s'intéresser à la réflectivité bidirectionnelle.
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