Vous devez analyser un système de climatisation ou de ventilation ? Vous cherchez à comprendre comment la température et l’humidité de l’air interagissent ? Le diagramme psychrométrique vous semble complexe à première vue ?
Cet article vous guide pour lire et utiliser cet outil essentiel. Vous trouverez ici toutes les clés pour maîtriser le diagramme de l’air humide, des définitions claires aux exemples concrets pour vos calculs.
Qu’est-ce qu’un Diagramme de l’Air Humide ?
Le diagramme de l’air humide, aussi appelé diagramme psychrométrique, est une représentation graphique des propriétés thermodynamiques de l’air. Il montre comment la température, l’humidité et d’autres grandeurs sont liées entre elles. C’est l’outil de base pour tout technicien en génie climatique.
Ce graphique est toujours calculé pour une pression spécifique, généralement la pression atmosphérique normale (101 325 Pa). Toutes les valeurs sont rapportées à une masse de 1 kg d’air sec. Il est utilisé au quotidien par les techniciens CVC, les ingénieurs thermiciens et les étudiants pour concevoir et dépanner des systèmes de traitement de l’air.
Les 7 Grandeurs Physiques Clés à Maîtriser
Pour utiliser le diagramme, vous devez d’abord comprendre chaque axe et chaque courbe. Chaque ligne représente une propriété physique de l’air humide. Le tableau ci-dessous résume les 7 grandeurs essentielles.
| Grandeur Physique | Notation & Unité | Définition et Représentation sur le diagramme |
|---|---|---|
| Température sèche | θs ou Tdb | C’est la température de l’air mesurée par un thermomètre standard. Elle est représentée par les lignes verticales sur l’axe horizontal (abscisse). |
| Humidité absolue (ou spécifique) | r ou x (g/kgas) | C’est la masse de vapeur d’eau contenue dans 1 kg d’air sec. Elle est représentée par les lignes horizontales sur l’axe vertical à droite. |
| Humidité relative (Hr) | Hr ou φ (%) | C’est le rapport entre la quantité de vapeur d’eau dans l’air et la quantité maximale qu’il pourrait contenir à la même température. Représentée par les courbes qui vont de la gauche vers la droite en montant. |
| Enthalpie spécifique | h (kJ/kgas) | C’est l’énergie totale (chaleur) contenue dans 1 kg d’air sec et sa vapeur d’eau. Représentée par les lignes obliques situées sur l’axe extérieur gauche. |
| Température de rosée | θr ou Tdp (°C) | C’est la température à laquelle la vapeur d’eau dans l’air commence à se condenser si on le refroidit. Pour la trouver, on suit l’horizontale (humidité absolue constante) vers la gauche jusqu’à la courbe de saturation (Hr 100%). |
| Température humide | θh ou Twb (°C) | C’est la température mesurée par un thermomètre dont le bulbe est recouvert d’une mèche humide. Elle se lit sur la même échelle que la température de rosée, en suivant les lignes obliques à faible pente. |
| Volume spécifique | v (m³/kgas) | C’est le volume occupé par 1 kg d’air sec et sa vapeur d’eau. Il est représenté par des lignes obliques à forte pente, souvent moins marquées que les autres. |
Température sèche (θs)
La température sèche est la grandeur la plus simple à lire. C’est la température de l’air ambiant que vous mesurez avec un thermomètre classique. Sur le diagramme, elle se trouve sur l’axe horizontal du bas. Chaque ligne verticale correspond à une valeur de température sèche constante.
Humidité absolue (r)
L’humidité absolue (ou spécifique) indique la quantité réelle de vapeur d’eau présente dans l’air. Elle se mesure en grammes de vapeur d’eau par kilogramme d’air sec (g/kgas). Vous la lisez sur l’axe vertical situé complètement à droite du diagramme.
Humidité relative (Hr)
L’humidité relative est la valeur que l’on voit le plus souvent dans les bulletins météo. Elle est exprimée en pourcentage et indique le niveau de saturation de l’air en eau. 100% d’humidité relative signifie que l’air ne peut plus contenir de vapeur d’eau, c’est le brouillard. Sur le diagramme, elle est représentée par les grandes courbes qui traversent le graphique.
Enthalpie spécifique (h)
L’enthalpie représente l’énergie totale de l’air humide. C’est une valeur cruciale pour calculer la puissance nécessaire pour chauffer, refroidir ou déshumidifier l’air. Elle se lit sur l’échelle oblique située à l’extérieur, en haut à gauche du diagramme.
Température de rosée (θr)
La température de rosée, ou point de rosée, est la température à laquelle l’eau se condense. C’est pour cette raison que vous voyez de la buée sur une fenêtre froide en hiver. Pour trouver ce point, partez de votre état initial et suivez la ligne horizontale vers la gauche jusqu’à croiser la courbe de saturation à 100%.
Température humide (θh)
La température humide est utile pour comprendre les processus de refroidissement par évaporation. C’est la température la plus basse qu’on peut atteindre en faisant évaporer de l’eau dans l’air. Sur le diagramme, elle se lit en suivant les lignes obliques qui coïncident avec la courbe de saturation.
Volume spécifique (v)
Le volume spécifique indique le volume occupé par un kilogramme d’air sec. Cette donnée est importante pour dimensionner les gaines de ventilation et les ventilateurs, car elle permet de calculer le débit volumique de l’air.
Comment Lire le Diagramme de l’Air Humide (Exemple Concret)
Le principe du diagramme est simple : si vous connaissez deux grandeurs, vous pouvez trouver toutes les autres. Prenons un cas pratique pour illustrer la méthode étape par étape.
Exemple de problème :
Un local a un air intérieur avec une température sèche de 25°C et une humidité relative de 50%. Vous devez déterminer :
- Sa température de rosée (θr)
- Son humidité absolue (r)
- Son enthalpie spécifique (h)
- Trouver le point d’intersection : Repérez la ligne verticale correspondant à 25°C sur l’axe horizontal. Suivez cette ligne vers le haut jusqu’à ce qu’elle croise la courbe de 50% d’humidité relative. Ce point d’intersection est votre point de départ.
- Lire l’humidité absolue : Depuis ce point, tracez une ligne parfaitement horizontale vers la droite. Lisez la valeur sur l’axe vertical de l’humidité absolue. Vous devriez trouver environ 10 g/kgas.
- Lire la température de rosée : Depuis le même point, tracez une ligne horizontale vers la gauche jusqu’à atteindre la courbe de saturation (100% Hr). Lisez la température à cet endroit. Vous trouverez une température de rosée d’environ 13.9°C.
- Lire l’enthalpie : Retournez à votre point initial. Suivez la ligne oblique qui passe par ce point en montant vers la gauche. Lisez la valeur sur l’échelle de l’enthalpie. Vous devriez trouver une enthalpie d’environ 50 kJ/kgas.
Avec seulement deux informations, vous avez déterminé trois autres propriétés de l’air sans aucun calcul complexe. C’est toute la puissance du diagramme.
Outil : Téléchargez Votre Diagramme Psychrométrique (PDF)
Pour vos projets, cours ou interventions sur le terrain, avoir une version papier est souvent utile. Nous mettons à votre disposition un diagramme de l’air humide vierge et prêt à l’emploi.
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FAQ – Questions Fréquentes sur le Diag Hair Humide
Quelle est la différence entre le diagramme de Carrier et celui de Mollier ?
La principale différence est l’orientation des axes. Le diagramme de Carrier, plus courant en Amérique du Nord, utilise la température sèche en abscisse (axe horizontal). Le diagramme de Mollier, d’origine européenne, place l’enthalpie en abscisse, ce qui donne un graphique incliné.
Pourquoi l’enthalpie est-elle si importante en CVC ?
L’enthalpie représente l’énergie de l’air. La différence d’enthalpie entre un point A et un point B permet de calculer directement la puissance (en kW) nécessaire pour une batterie chaude ou une batterie froide pour faire passer l’air de l’état A à l’état B. C’est un calcul fondamental pour le dimensionnement des équipements.
Le diagramme est-il valable à n’importe quelle altitude ?
Non. Le diagramme de l’air humide standard est établi pour la pression atmosphérique au niveau de la mer (101325 Pa). Si vous travaillez en altitude, la pression diminue et les propriétés de l’air changent. Il faut alors utiliser un diagramme spécifique calculé pour la pression de votre altitude.
