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Température du thermomètre sec (DBT)

Qu’est-ce que la température du thermomètre sec (T) ?

La température du thermomètre sec (en anglais Dry Bulb Temperature ou DBT) est la température mesurée à l’aide d’un thermomètre à mercure ou d’un thermomètre classique à bulbe sec. C’est précisément de là que vient son nom, bien qu’elle soit également connue sous le nom de température sèche. Associée à ce que l’on appelle la température du thermomètre mouillé, c’est une température qui est généralement utilisée comme norme de confort thermique. En d’autres termes, pour les mesures où la quantité d’humidité est liée à la température. Ces concepts et leur importance sont expliqués plus en détail ci-dessous.

Qu’est-ce que la température du thermomètre sec (DBT) ?

La température du thermomètre sec est la température considérée comme la température réelle dans l’air humide. C’est pourquoi elle est généralement appelée simplement température de l’air. Il s’agit en fait de la température habituellement affichée par un thermomètre ordinaire. Un thermomètre à bulbe sec reflète donc la température ambiante. Un thermomètre mouillé (à bulbe humide), en revanche, indiquera la température résultant de l’évaporation. En général, cette température est davantage liée au refroidissement éolien (température ressentie).

Le refroidissement éolien peut être déterminé lorsque la chute de température est stabilisée par l’évaporation de l’eau dans un tissu mouillé entourant le thermomètre mouillé. Si l’on veut calculer l’humidité relative, on utilise généralement une poignée située à proximité de l’instrument, que l’on relève ou abaisse en fonction de la température sèche. Ce type d’appareil peut être réglé pour indiquer la température du thermomètre mouillé, la température du thermomètre sec et le point de rosée.

Il convient de noter que la température du thermomètre sec est nécessaire pour connaître l’humidité relative et le point de rosée.

Les valeurs ci-dessus sont utilisées pour créer des diagrammes ou des graphiques psychrométriques, qui ont généralement deux valeurs. L’une d’entre elles correspond à la température sèche. Ils ont de nombreuses applications, allant de l’exploitation minière à la climatisation en passant par l’architecture durable. L’unité de mesure utilisée est le Kelvin (K) du Système international, bien que le Celsius soit également largement utilisé.

Différences entre la température du thermomètre sec et la température du thermomètre mouillé

Tout d’abord, et comme mentionné plus haut, un appareil appelé psychromètre est utilisé dans les stations météorologiques pour mesurer la température d’un environnement donné. Ces appareils comportent deux thermomètres, dont l’un est généralement enveloppé dans un tissu humidifié. Ce mécanisme est appelé bulbe humide. L’autre, le bulbe sec, est en équilibre thermique avec l’air de l’atmosphère environnante. Dans ce cas, le bulbe humide reçoit un flux d’air constant par le biais d’un système de ventilation. Il peut également être alimenté par une source de ventilation naturelle.

Le processus se déroule comme suit : l’eau entourant le bulbe humide s’évapore avec le flux de chaleur et consomme finalement de la chaleur. Cette chaleur est obtenue à partir du bulbe humide lui-même. La température du thermomètre mouillé diminue donc jusqu’à atteindre un point d’équilibre où elle est finalement stable.

C’est à ce moment que l’on enregistre la température dite température psychrométrique de bulbe humide (ou WBT).

Tous ces éléments permettent de déterminer la différence entre la température du thermomètre sec et la température du thermomètre mouillé. Ils seront donc définis séparément ci-dessous.

 

Température du thermomètre sec

La température du thermomètre sec est considérée comme la température réelle de l’air humide. Cette température est également appelée température de l’air, et c’est en fait la température indiquée par un thermomètre ordinaire.

Température du thermomètre mouillé

La température du thermomètre mouillé correspond à un type de mesure de la température dans lequel les propriétés d’un système sont représentées physiquement en termes d’évaporation de l’eau contenue dans l’air. Il convient de noter que la chaleur doit être consommée pour que l’évaporation se produise et que, lorsqu’elle se produit, un processus de refroidissement a lieu. La raison en est qu’au fur et à mesure de l’évaporation, le système a en moyenne moins d’énergie cinétique. C’est ce qui fait que la température du liquide diminue également.

Ce phénomène est appelé refroidissement par évaporation et c’est précisément ce qui se produit lorsque l’on transpire. Lorsque l’évaporation se produit, il y a refroidissement, car la chaleur sensible est consommée et convertie en chaleur latente. Ainsi, la température du thermomètre mouillé peut également être définie comme la température la plus basse pouvant être atteinte par la seule évaporation de l’eau. Ainsi, contrairement à la température du thermomètre sec, la température du thermomètre mouillé permet d’enregistrer la quantité d’humidité dans l’air. Ainsi, plus l’humidité de l’air est faible, plus le refroidissement est important.

Une autre différence qui a été signalée est que la température du thermomètre mouillé est mesurée à l’aide d’un thermomètre spécifique ; il comprend un bulbe entouré d’une maille poreuse qui entre en contact avec de l’eau distillée. La maille est maintenue à un taux d’humidité constant grâce au principe de capillarité qui lui permet d’absorber les liquides. Le processus d’évaporation qui a lieu dans la maille enlève de la chaleur au bulbe, ce qui fait que le thermomètre enregistre une température inférieure à celle de l’air ambiant. Cette dernière température est la température du thermomètre sec.

Ainsi, plus l’air est sec dans l’atmosphère, plus la réduction de la température du thermomètre mouillé est importante, et elle est nulle lorsque l’atmosphère est saturée de vapeur d’eau (dans des conditions connues sous le nom d’humidité relative de 100 %).

Enfin, il convient de noter que la température du thermomètre mouillé peut être utilisée comme un indicateur pour déterminer dans quelle mesure le corps humain lui-même peut être refroidi par la transpiration.

Autres concepts importants

Pour mieux comprendre les concepts de température du thermomètre sec et de température du thermomètre mouillé, expliquons quelques notions connexes.

Pression de vapeur

La pression de vapeur est la pression partielle produite par les molécules de vapeur d’eau dans l’air humide. Si l’air est complètement saturé de vapeur d’eau, la pression est appelée pression de vapeur saturée.

Rapport de mélange

Elle correspond au rapport entre la masse de vapeur d’eau dans un volume donné et la masse d’air sec. Elle diffère donc de l’humidité absolue, qui compare le volume occupé par le mélange d’air sec et de vapeur à la masse de vapeur d’eau.

Humidité relative

C’est le rapport entre la pression de vapeur d’eau dans l’air saturé humide et la pression de vapeur d’eau à un moment donné, et à la même température dans les deux cas.

Température du point de rosée

Enfin, la température du point de rosée est la température à laquelle l’air humide qui n’était pas saturé le devient. C’est la température à laquelle la vapeur d’eau se condense.