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N°1 - Température et humidité de l'air - niv 4

N°1 - Température et humidité de l'air - niv 4

En formation de niveau 5 (CAP), on étudiera pas ce §.



Les propriétés physiques de l'air dépendent de sa température et son humidité.
L'ensemble de ces propriétés est regroupé dans le "diagramme de l'air humide".
Dans ce § et les 2 suivants, il est apporté quelques notions générales de compréhension sur le couple "température/humidité de l'air.
Nous verrons notamment comment que du fait des besoins d'aération, l'humidité à l'intérieur de nos locaux est influencée par celle qui règne à l'extérieur.

Rappelons (dossier« Température, dilatation en Génie Climatique ») :

  • qu'à l'état liquide ou gazeux, un corps est constitué des mêmes molécules (H2O pour l'eau et la vapeur). Celles-ci sont simplement beaucoup plus agitées à l'état gazeux qu'à l'état liquide.
  • que dans un état donné, solide, liquide ou gazeux, les molécules sont d'autant plus agitées que la température est élevée.
  • que la pluie est constituée de gouttes d'eau suffisamment lourdes pour tomber vers le sol
  • que le brouillard ou les nuages sont constitués de minuscules gouttes d'eau (et non de vapeur) en suspension dans l'air
  • que la vapeur est invisible

Question

Q1: Que voit-on dans la cuisine au-dessus de la casserole en ébullition? De la vapeur d’eau? De l’eau en suspension?
Qu'est-ce qui permet de le dire?

La vapeur d’eau est invisible. Le « nuage » que nous voyons au-dessus de la casserole est constitué de minuscules gouttes d'eau !

En fait, si l’on regardait au ras de la surface de l’eau on ne verrait rien, car c’est là que se trouve la vapeur. Mais, très rapidement au contact de l’air plus froid de la cuisine, les molécules de vapeur « se calment » et se regroupent en se condensant.

C’est exactement par ce processus que se forment les nuages. On ne voit pas « les tonnes de vapeurs » qui s’élèvent au-dessus des lacs, des rivières et de la mer. Mais en altitude, cette vapeur se refroidit et se condense, ce conduit à la formation des nuages.

Regardez bien le haut des grandes cheminées de chaufferie. Vous pourrez y constater que le gros du panache ne se forme pas tout à fait juste à la sortie du conduit. Celle-ci semble toujours assez bien dégagée car toute la vapeur qui s’échappe ne s’est pas encore condensée.

Supposons un air chaud et humide. Il contient beaucoup de molécules de vapeur invisibles et du fait de la température "élevée", très agitées. Si on refroidit cet air, l'agitation des molécules diminuera et certaines repasseront à l'état liquide. Elles se regrouperont alors, pour former du brouillard ou de la pluie. En conséquence, on comprend qu'un air chaud peut contenir beaucoup plus de molécules de vapeur agitées qu'un air froid dans lequel ces mêmes molécules plus calmes repasseront facilement à l'état liquide.

Nous comprenons maintenant pourquoi sous nos climats il pleut plus en hiver qu'en été et que le brouillard a surtout lieu la nuit lorsqu'il fait froid. Les brumes matinales disparaîtront souvent vers midi, lorsque le soleil aura suffisamment réchauffé l'air pour que les molécules d'eau retrouvent l'agitation nécessaire à l'état gazeux.

En conclusion :

  • l'air chaud peut contenir beaucoup de vapeur
  • l'air froid ne peut pas contenir beaucoup de vapeur

En conséquence :

  • En hiver, lorsque l'on introduit de l'air extérieur pour aérer les bâtiments, il contient très peu de vapeur et sera ressenti sec par les occupants.

  • En été lorsque l'on introduit de l'air extérieur pour aérer les bâtiments, il contient parfois beaucoup de vapeur et sera alors ressenti humide par les occupants.