Point de rosée

Le point de rosée ou température de rosée est la température la plus basse à laquelle une masse d'air peut être soumise, à pression et humidité données, sans qu'il se produise une formation d'eau liquide par saturation.

La notion de point de rosée est une notion de base importante dans le fonctionnement des sécheurs frigorifiques d'air comprimé et de la condensation atmosphérique créant les hydrométéores. Il est une donnée déterminante dans l'isolation thermique du bâtiment qui permettra de savoir s'il y a un risque que l'humidité ambiante d'une pièce 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 phénomène se produit.

Définition et principe

Le point de rosée est une donnée thermodynamique caractérisant l’humidité dans un gaz. Le point de rosée de l’air est la température à laquelle la pression partielle de vapeur d'eau est égale à sa pression de vapeur saturante. Il s'agit donc de la température à laquelle il faut refroidir un volume d'air, à pression et humidité constantes, pour qu'il devienne saturé.

L'air contient toujours une certaine proportion de vapeur d'eau. La pression partielle exercée par cette vapeur est égale ou inférieure à une valeur maximale qui dépend de la température ambiante. Si l’air humide est progressivement refroidi à pression constante, la pression de vapeur d'eau ne change pas mais la valeur maximale diminue jusqu'à ce que les deux deviennent égales. La température de rosée correspond à la saturation de l'air et tout refroidissement subséquent conduit à l’apparition d’eau sous phase liquide. C'est le phénomène de condensation, qui survient lorsque le point de rosée est atteint et que des sites de nucléation sont disponibles, qui crée les nuages, la brume et la rosée en météorologie. La condensation atteint de la même manière les parois des bâtiments. Ce phénomène est le principe moyen de mesure mis en œuvre dans les hygromètres à condensation, encore appelés hygromètres à point de rosée.

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 mène la vapeur d'eau à se déposer plus généralement sous forme solide que liquide sous le point de condensation.

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

Domaine de validité :

• T, température mesurée : 0 °C < T < 60 °C
• RH, humidité relative : 0,01 (1 %) < RH < 1,00 (100 %)
• T_r, point de rosée : 0 °C < T_r < 50 °C

$T_{r}={\frac {b\alpha (T,RH)}{a-\alpha (T,RH)}}$

avec : $\alpha (T,RH)={\frac {aT}{b+T}}+\ln RH$

• a = 17,27 et b=237,7 [°C].

Autre formule

$T_{r}={\sqrt[{8}]{H}}\cdot [112+(0{,}9\cdot T)]+(0{,}1\cdot T)-112$

• T_r, point de rosée en °C
• T, température en °C
• H, humidité relative en %.

Dépression du point de rosée

La dépression du point de rosée est la différence entre la température et le point de rosée (T-Tr) à un niveau de pression donnée de l'atmosphère terrestre. Plus cette valeur est petite, plus l’humidité relative à cette altitude est grande et plus la présence de nuages est probable. Ainsi, une dépression de plus de 5 °C est en général associée avec l'absence de couche nuageuse et une valeur près de 0 °C est synonyme d'une couverture complète. La variation dans la troposphère de la dépression du point de rosée, analysée sur un diagramme thermodynamique comme un téphigramme, permet de connaître la hauteur, l'épaisseur et l'étendue des couches nuageuses sur une région.

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.

Finalement, la dépression du point de rosée mesuré près du sol est un indicateur d'humidité ou de sécheresse utilisé en agriculture et en foresterie pour calculer divers indices, comme l'indice forêt météo.

Isodrosotherme

Sur une carte météorologique, la valeur du point de rosée peut être pointée à chaque station météorologique. Il est possible également de relier les valeurs égales de point de rosée par une ligne qui prend le nom d’isodrosotherme. Ceci permet de repérer sur la carte les zones humides et sèches ce qui est important par exemple pour le développement des orages. Dans certaines régions, la limite entre ces zones est très marquées et il est possible de parler de front de point de rosée qui a des propriété similaires à un front froid.

Voir aussi

• Les grandeurs hygrométriques: La température de rosée sur le site energieplus-lesite.be de Architecture et Climat de l'Université catholique de Louvain