Chapitre 1 : Qu'est ce que l'air qui nous entoure ?

Quatrième – Chimie Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
Plan :
Cours :
Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
1. Qu’est ce que l’atmosphère terrestre ?
2. De quoi est constitué l’air qui nous entoure ?
3. Qu’est ce que le dioxygène ?
a. Le dioxygène dans la respiration humaine
b. Le dioxygène dans la photosynthèse
4. Qu’est ce qu’une pollution atmosphérique ?
a. L’effet de serre et la pollution atmosphérique
b. Qu’est ce que l’ozone ?
c. Les effets des pollutions
1. Qu’est ce que l’atmosphère terrestre ?
L’atmosphère terrestre est une couche d'air qui entoure la Terre
sur une épaisseur moyenne de 600 km environ. L’air de l'atmosphère
se raréfie à mesure que l'altitude augmente.
On distingue dans l'atmosphère cinq couches d'altitudes différentes
:
Ø La troposphère: Cette couche instable et turbulente,
d'épaisseur moyenne 15 km, contient les trois quarts de
l'air atmosphérique qui permettent la vie sur Terre. Elle
est le siège des phénomènes météorologiques. Si la Terre
était une pomme, la troposphère aurait l'épaisseur de la
pelure. La vie sur la Terre dépend étroitement de cette
mince pellicule gazeuse.
Ø La stratosphère: C'est là que se trouve la couche d'ozone.
Cette couche sert de bouclier protecteur en empêchant la
majorité des rayons ultraviolets (UV) d'atteindre la
surface de la Terre et de nous brûler.
Ø La mésosphère: Cette couche est caractérisée par sa
température qui diminue rapidement jusqu'à - 90°C.
Ø La thermosphère et l'ionosphère: Dans ces zones, les
températures sont très élevées et peuvent atteindre plus
de 2 000°C.
Etude documentaire : L’atmosphère terrestre
1

Quatrième – Chimie Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
Questions :
1. Qu’est ce que l’atmosphère terrestre ? Ou se situe t elle ?
L’atmosphère terrestre est une enveloppe d’air de faible épaisseur qui entoure la Terre.
2. Comment est divisée l’atmosphère terrestre ?
Cette atmosphère est constituée de plusieurs couches concentriques superposées : la troposphère,
la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l’ionosphère. Elles ont des épaisseurs et des
compositions différentes.
3. Comment appelle t on la couche dans laquelle nous vivons ? Que contient-elle d’essentiel ?
Nous vivons dans la troposphère. Cette couche contient l’air atmosphérique que nous respirons.
4. Quelle est l’épaisseur de la couche de l’atmosphère dans laquelle nous vivons ?
La troposphère a une épaisseur d’environ 15 km.
5. Comment appelle t on la couche protectrice des UV ?
La couche qui est sert de bouclier vis-à-vis des rayons UV est la stratosphère. Cette protection se
fait grâce à l’ozone.
6. Dans quelle couche pouvons-nous vivre ? Pourquoi ?
Nous pouvons vivre uniquement dans la troposphère. Les autres couches ne contiennent pas assez
d’air pour que nous puissions respirer.
7. Dans la troposphère, comment varie la température en fonction de l’altitude ?
Plus on monte en altitude dans la troposphère et plus la température diminue. Elle peut atteindre
environ – 56°C à 15km d’altitude.
2. De quoi est constitué l’air qui nous entoure ?
L’air est un mélange gazeux constitué de plusieurs corps purs gazeux.
Composition de l’air (en volume) :
ozone,…
78 % de diazote
21 % de dioxygène
1 % d’autres gaz : vapeur d’eau, dioxyde de carbone, gaz rares (Argon, Néon, Xénon, Krypton),
Calcul des secteurs angulaires :
Composition de l'air (en volume)
Diazote
Dioxygène
Autres gaz
Ø Diazote : (78 x 360) / 100 = 281°
Ø Dioxygène : (21 x 360) /100 = 75°
Ø Autres gaz : (1 x 360) /100 = 4° ou 360 – 281 – 75 = 4°
2

Quatrième – Chimie Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
Remarque :
En règle générale, on considère que l’air est constitué de 80% de diazote et 20% de dioxygène. On
considère que les autres sont présents mais en quantité trop peu importante pour être significatif.
3. Qu’est ce que le dioxygène ?
L’air contient du dioxygène.
Le dioxygène est un gaz. Il est indispensable à toutes vies terrestres (animale et végétale).
a. Le dioxygène dans la respiration humaine
Document : Compositions de l’air lors de la respiration humaine (inspiration et expiration)
Gaz de l’air Air inspiré Air expiré
Diazote 78% 78%
Dioxygène 21% 16%
Dioxyde de carbone 0,034% 4,1%
Au cours de la respiration, le taux de diazote reste constant (78%).
La quantité de dioxygène diminue tandis que celle de dioxyde de carbone augmente considérablement (+4%)
Lors de la respiration, du dioxygène est consommé et du dioxyde de carbone est produit.
Le dioxygène consommé est utilisé pour faire fonctionner les organes du corps. Il est acheminé par les
globules rouges situés dans le sang.
b. Le dioxygène dans la photosynthèse
Le dioxygène est également un élément vital pour la vie végétale.
Lors de la photosynthèse, en présence de lumière, les plantes consomment du dioxyde de carbone
atmosphérique pour produire du dioxygène.
C’est la photosynthèse qui permet la conversion d’une partie du dioxyde de carbone que nous produisons en
dioxygène. C’est pour cette raison que les grandes forêts sont considérées comme des poumons. Il est
indispensable de les préserver.
Remarque :
La nuit, en absence de lumière, les plantes respirent. Elles consomment une faible partie de dioxygène et
produisent du dioxyde de carbone.
4. Qu’est ce qu’une pollution atmosphérique ?
Par ses activités, l’Homme modifie la composition de l’air atmosphérique et engendre des pollutions. Les rejets
industriels et les rejets automobiles sont les principales sources de dégradation de l’atmosphère.
Certains phénomènes naturels, comme les éruptions volcaniques, peuvent également contribués à modifier la
composition de l’air.
3

Quatrième – Chimie Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
Les différents rejets produisent des gaz ou des fumées qui ont des conséquences néfastes sur l’environnement et
sur la santé humaine.
Remarque :
Une fumée est formée de petites particules solides en suspension dans l’air.
Un gaz est transparent et bien souvent invisible.
Les particules d’une fumée sont visibles.
Questions :
a. L’effet de serre et la pollution atmosphérique
Etude documentaire : L’effet de serre et la pollution atmosphérique
1. Citer trois sources de polluants produits par les humains.
L’industrie, le chauffage, les transports, l’agriculture, l’éclairage constituent les principales
sources de polluants atmosphériques par les humains.
2. Quel est le pourcentage du rayonnement solaire qui traverse effectivement l’atmosphère terrestre ?
Seul 50% du rayonnement solaire traverse l’atmosphère terrestre.
3. Pourquoi le rayonnement émis par la Terre ne peut il pas entièrement s’évacuer vers l’espace ? Quel est le
nom de ce phénomène ?
Le dioxyde de carbone et le méthane constituent un bouclier et empêchent le rayonnement
infrarouge de qui quitter. Cela a pour effet une élévation de la température que l’on nomme Effet
de serre.
4. Quels sont les principaux gaz responsables de la pollution atmosphérique ?
Les oxydes d’azote, les oxydes de soufre, le dioxyde de carbone, le méthane, l’ozone sont les
principaux polluants produits par les humains.
5. Quels sont les principaux gaz responsable de l’effet de serre ?
Le dioxyde de carbone et le méthane sont les principaux gaz responsable de l’effet de serre.
4

Quatrième – Chimie Chapitre 1 : Qu’est ce que l’air qui nous entoure ?
Remarque :
L’effet de serre est nécessaire à la vie sur Terre mais il ne faut pas qu’il soit trop important.
L’augmentation du phénomène de l’effet de serre a pour conséquence une élévation de la température moyenne
terrestre et par conséquent des dérèglements environnementaux parfois difficile à prévoir.
Afin de réduire cette élévation de température, il devient urgent de prendre des mesures afin de réduire les
émissions de dioxyde de carbone et de méthane.
Certains pays ont pris conscience de ce phénomène et ont signé un traité (Traité de Kyoto) afin de prendre des
mesures de limitation d’émission. Mais cela ne pourra fonctionner que si l’ensemble des pays participent. A ce
jour les Etats-Unis et l’Australie n’ont toujours pas signé ce traité.
b. Qu’est ce que l’ozone ?
L’ozone est un gaz présent dans l’atmosphère terrestre.
Ø L’ozone est présent naturellement dans la stratosphère et protège des rayons UV. Il a un effet
bénéfique.
Ø L’ozone peut également être produit par certaines activités humaines et reste au niveau de la
troposphère. Mais dans ce cas, il est nocif car il peut entrainer des gènes respiratoires si la teneur est
trop importante.
c. Les effets des pollutions
Les fumées et les gaz toxiques peuvent engendrer différents symptômes sur l’être humain si les concentrations
sont trop importantes :
Ø Troubles respiratoires (bronchiolites, rhino-pharyngites,…).
Ø Baisses de la capacité respiratoire.
Ø Troubles oculaires.
Ø Dégradations des défenses de l’organisme.
Ø Effets cancérigènes
Les pollutions n’agissent pas que sur l’être humain, elles ont également des effets sur la végétation et sur les
matériaux.
Remarque :
Documentations sur http://www.airparif.asso.fr/
5