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Point de rosée

Le point de rosée ou température de rosée est la température sous laquelle de la rosée se dépose naturellement. Plus techniquement, en dessous de cette température qui dépend de la pression et de l'humidité ambiantes, la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense sur les surfaces, par effet de saturation[1] - [2].

Diagramme binaire liquide-vapeur : courbe de bulle et courbe de rosée.

En technologie, le point de rosée est une notion de base importante pour le fonctionnement des sécheurs frigorifiques d'air comprimé et de la condensation atmosphérique créant les hydrométéores. C'est une donnée déterminante dans l'isolation thermique du bùtiment qui permettra de savoir s'il y a un risque que l'humidité ambiante d'une piÚce se condense en traversant les couches successives d'un mur extérieur, dans lequel chaque couche affiche un gradient de température particulier, dégressif vers l'extérieur. Le cas échéant, l'humidité qui se condense peut provoquer la détérioration de la couche dans laquelle le phénomÚne se produit.

En mĂ©tĂ©orologie, la tempĂ©rature de rosĂ©e est parfois utilisĂ©e pour estimer le niveau de confort, comme une tempĂ©rature ressentie. La tempĂ©rature de rosĂ©e dĂ©termine en effet si la transpiration s'Ă©vaporera de la peau, causant ainsi un rafraĂźchissement de l'organisme. Par exemple, bien que les villes iraniennes de Qechm et Bam, situĂ©es Ă  300 km l'une de l'autre, affichent fin juillet des tempĂ©ratures au thermomĂštre proches, le climat est trĂšs lourd Ă  Qechm (les eaux chaudes du golfe Persique le rendant trĂšs humide) alors qu'il reste confortable Ă  Bam (situĂ©e dans un dĂ©sert trĂšs sec)[3]. Contrairement Ă  la tempĂ©rature, qui varie gĂ©nĂ©ralement considĂ©rablement entre le jour et la nuit, les points de rosĂ©e varient plus lentement. Ainsi, bien que la tempĂ©rature puisse chuter la nuit, une journĂ©e lourde est gĂ©nĂ©ralement suivie d'une nuit lourde.

La grandeur Ă©quivalente pour les liquides est le point de trouble.

DĂ©finition et principe

Le point de rosĂ©e est une donnĂ©e thermodynamique caractĂ©risant l’humiditĂ© dans un gaz. Le point de rosĂ©e de l’air est la tempĂ©rature Ă  laquelle la pression partielle de vapeur d'eau est Ă©gale Ă  sa pression de vapeur saturante[1]. Il s'agit donc de la tempĂ©rature Ă  laquelle il faut refroidir un volume d'air, Ă  pression et humiditĂ© absolue constantes, pour qu'il devienne saturĂ©.

L'air contient toujours une certaine proportion de vapeur d'eau. La pression partielle exercĂ©e par cette vapeur est infĂ©rieure ou Ă©gale Ă  une valeur maximale qui dĂ©pend de la tempĂ©rature ambiante[1]. Si l’air humide est progressivement refroidi Ă  pression constante, la pression de vapeur d'eau ne change pas mais la valeur maximale diminue jusqu'Ă  ce que les deux deviennent Ă©gales. La tempĂ©rature de rosĂ©e correspond Ă  la saturation de l'air et tout refroidissement subsĂ©quent conduit Ă  l’apparition d’eau sous phase liquide[1]. C'est le phĂ©nomĂšne de condensation, qui survient lorsque le point de rosĂ©e est atteint et que des sites de nuclĂ©ation sont disponibles, qui crĂ©e les nuages, la brume et la rosĂ©e en mĂ©tĂ©orologie. La condensation atteint de la mĂȘme maniĂšre les parois des bĂątiments[4]. Ce phĂ©nomĂšne est le principe de mesure mis en Ɠuvre dans les hygromĂštres Ă  condensation, encore appelĂ©s hygromĂštres Ă  point de rosĂ©e.

Lorsque la température est inférieure au point de congélation, l'air peut devenir saturé par rapport à l'eau et donner des gouttelettes surfondues, ou saturé par rapport à la glace et donner de la gelée blanche. Dans ce second cas, la température de saturation est appelée point de givrage. Ce dernier est plus chaud que le point de rosée à ces températures car la pression de vapeur saturante par rapport à la glace est plus basse que par rapport à l'eau liquide. Ceci mÚne la vapeur d'eau à se déposer plus généralement sous forme solide que liquide sous le point de condensation[5].

Calcul

Graphe de la dépendance du point de rosée par rapport à la température de l'air pour différents niveaux d'humidité. Fondé sur les approximations d'August-Roche-Magnus.

Formule de Heinrich Gustav Magnus-Tetens

La formule de Heinrich Gustav Magnus-Tetens s'Ă©crit[6] :

oĂč :

désigne le point de rosée,
la température mesurée,
l'humidité relative, entre 0 et 1 (soit 100%),
la fonction ,
et deux constantes : 17,27 et 237,7 [°C].

Domaine de validité :

  • 60 °C
  • 0,01 (1 %) 1 (100 %)
  • 50 °C

Une approximation de cette formule est parfois citée :

Dépression du point de rosée

La dĂ©pression du point de rosĂ©e est la diffĂ©rence entre la tempĂ©rature et le point de rosĂ©e (T-Tr) Ă  un niveau de pression donnĂ©e de l'atmosphĂšre terrestre[7]. Plus cette valeur est petite, plus l’humiditĂ© relative Ă  cette altitude est grande et plus la prĂ©sence de nuages est probable. Ainsi, une dĂ©pression de plus de 5 °C est en gĂ©nĂ©ral associĂ©e avec l'absence de couche nuageuse et une valeur prĂšs de 0 °C est synonyme d'une couverture complĂšte. La variation dans la troposphĂšre de la dĂ©pression du point de rosĂ©e, analysĂ©e sur un diagramme thermodynamique comme un tĂ©phigramme, permet de connaĂźtre la hauteur, l'Ă©paisseur et l'Ă©tendue des couches nuageuses sur une rĂ©gion.

Une autre utilité est de pouvoir estimer le niveau de condensation par ascension (NCA) et la base des nuages convectifs lors du réchauffement diurne d'une masse d'air instable en connaissant la dépression du point de rosée au sol. De façon inverse, une grande valeur de cette variable au niveau moyen de la tropopause indique que l'air y est sec. S'il est injecté dans un nuage convectif, comme un cumulonimbus, il est plus dense que l'air dans ce dernier et se met à descendre donnant une rafale descendante.

Enfin, la dĂ©pression du point de rosĂ©e mesurĂ©e prĂšs du sol est un indicateur d'humiditĂ© ou de sĂ©cheresse utilisĂ© en agriculture et en foresterie pour calculer divers indices, comme l'indice forĂȘt mĂ©tĂ©o.

Isodrosotherme

Sur une carte mĂ©tĂ©orologique, la valeur du point de rosĂ©e peut ĂȘtre pointĂ©e Ă  chaque station mĂ©tĂ©orologique. Il est possible Ă©galement de relier les valeurs Ă©gales de points de rosĂ©e par une ligne qui prend le nom d’isodrosotherme[8]. Ceci permet de repĂ©rer sur la carte les zones humides et sĂšches, ce qui est important par exemple pour le dĂ©veloppement des orages. Dans certaines rĂ©gions, la limite entre ces zones est trĂšs marquĂ©e et il est possible de parler de front de point de rosĂ©e qui a des propriĂ©tĂ©s similaires Ă  un front froid.

Point de rosée et records climatiques

La température de point de rosée la plus élevée : un point de rosée de 35 °C, alors que la température était de 42 °C, a été observé à Dhahran, en Arabie saoudite, à 15 h le [9].

La température la plus élevée avec 100 % d'humidité relative : une température de 34 °C avec 100 % d'humidité relative à Djask, en Iran, le [10].

Notes et références

  1. « Point de rosée », Météo-France, (version du 25 mars 2020 sur Internet Archive).
  2. René Vittone, Bùtir : manuel de la construction., PPUR Presses polytechniques, (lire en ligne), p. 103.
  3. « Comparaison de la météo habituelle à Bam et Qeshm le 31 juillet » (consulté le )
  4. Organisation météorologique mondiale, « Point de rosée », Glossaire météorologique, Eumetcal (consulté le )
  5. « Point de gelée », glossaire météorologique, Météo-France, (consulté le )
  6. (en) A.W.T. Barenbrug, Psychrometry and Psychrometric Charts, Le Cap, Afrique du Sud, Cape and Transvaal Printers Ltd., , 3e Ă©d., 59 p. (ISBN 978-0-620-01586-8, OCLC 2913942)
  7. Organisation météorologique mondiale, « Dépression du point de rosée », Glossaire météorologique, sur Eumetcal (consulté le )
  8. Organisation météorologique mondiale, « isodrosotherme », sur Eumetcal (consulté le )
  9. (en) « Iranian city soars to record 129 degrees: Near hottest on Earth in modern measurements », Washington Post,‎ (lire en ligne [archive du ], consultĂ© le ).
  10. (en) « Iran city hits suffocating heat index of 165 degrees, near world record », Klean Industries, (consulté le ).

Voir aussi

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