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Introduction
Le « diagramme psychrométrique » de l’air humide est un outil pour faciliter la représentation des transformations de l’air. Cet outil représente sur un graphique les principales caractéristiques physiques et thermodynamiques de l’air humide.
Pour une pression atmosphérique P donnée, le diagramme psychrométrique permet de lire toutes les caractéristiques utilisées pour une étude de traitement d’air.
Explications rapides
Voici une méthodologie simplifiée pour le lire :
- L’axe des températures (abscisse – axe horizontal) indique la température sèche de l’air . Graduée de -15°C à 55°C.
- L’axe de l’humidité absolue (ordonnée – axe vertical) ou la teneur en humidité indique la teneur en humidité de l’air. C’est la quantité de vapeur présente dans 1 kilogramme d’air sec. Il est exprimé en grammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air sec et il est noté “r” [g vapeur/kg air sec] (en abrégé : g/kg. Gradué de 0g/kg à 30g/kg)
- La saturation de l’air en vapeur d’eau limite la courbe du graphique de gauche. Correspond à la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir sans se condenser. En effet, lorsque l’air contient cette quantité de vapeur, il est saturé d’humidité (hygrométrie = 100%).
« Le concept de base est qu’il existe une relation entre la température et l’humidité de saturation. La teneur en vapeur saturante augmente fortement avec la température de l’air. L’air chaud est capable de retenir beaucoup de vapeur d’eau. »
– Relative Humidity (RH %)
L’humidité relative RH (ou hygrométrie) représente pour une température donnée le rapport entre l’humidité absolue de l’air étudié et l’humidité maximale qu’il pourrait atteindre s’il était saturé en vapeur (humidité de saturation absolue).
L’HR est notée φ et est exprimée en pourcentage. Une hygrométrie de 100 % correspond à la saturation. Si on divise la teneur en vapeur d’eau par deux, l’air est sur une droite à moitié saturée, c’est-à-dire à Hr = 50% (on peut aussi écrire : ϕ = 50%)
.
– Température de rosée, température humide et température sèche
Température du point de rosée en °C
C’est la température à laquelle la vapeur d’eau dans l’air commence à se condenser lorsque l’air se refroidit. En d’autres termes, c’est la température (pour un taux d’humidité donné : w) à laquelle la vapeur atteint la pression de vapeur saturante.
Température du bulbe humide en °C
La température de bulbe humide th est la température lue sur un thermomètre (appelé thermomètre psychrométrique) dont le bulbe est recouvert de coton saturé d’eau et placé dans un flux d’air.
En effet, l’air en contact avec le bulbe produit une évaporation qui fait baisser la température du bulbe, qui se stabilise lorsque l’air devient saturé.
Température de bulbe sec en °C
La température séche de l’air ts est la température relevée et lue sur un thermomètre placé dans un courant d’air, à l’abri de tout rayonnement.
Pour conclure, d’autres caractéristiques physiques de l’air peuvent être analysées et doivent être prises en compte dans le diagramme psychrométrique.
Sources :
Diagramme psychrométrique : https://abitor2.files.wordpress.com/2013/11/diagramme_20psychrom_c3_a9trique_201-3.pdf
Psychrometric Chart Use (en anglais) : https://extension.psu.edu/psychrometric-chart-use
The Psychrometric chart and greenhouse climate control (en anglais) : https://hortamericas.com/wp-content/uploads/2016/05/JBWhitepaper.pdf
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/psychrometric-chart
