Température du bulbe sec (DB)
La valeur lue sur un thermomètre à ampoule sèche exposé à l’air ambiant sans rayonnement solaire direct. La température du bulbe sec est mesurée par un thermomètre librement exposé à l’air mais protégé des radiations et de l’humidité. Elle est généralement considérée comme la température de l’air ambiant et représente la véritable température thermodynamique. C'est la température mesurée par un thermomètre étalon exposé au flux d'air. Contrairement à la température du bulbe humide, la température du bulbe sec n’indique pas la quantité d’humidité dans l’air. Dans la conception des bâtiments, il s’agit d’une considération essentielle lors de la planification pour des climats spécifiques. Nall y fait référence comme l'une des « variables climatiques les plus importantes pour le confort humain et l'efficacité énergétique des bâtiments ».
La température de bulbe sec reflète la température réelle de l'air en contact avec la surface du thermomètre, tandis que la température de bulbe humide est la température mesurée lorsque la surface est recouverte d'une mèche humidifiée, où le refroidissement par évaporation réduit la température. Le taux d'évaporation dépend de l'humidité de l'air : une humidité plus élevée entraîne moins d'évaporation et moins de refroidissement, ce qui entraîne une plus petite différence entre les températures de bulbe sec et humide. À l’inverse, une humidité plus faible augmente l’évaporation et le refroidissement, élargissant ainsi la différence de température. Ainsi, la variation entre les températures sèches et humides reflète les conditions actuelles d’humidité de l’air.
Température du bulbe humide (WB)
Également connue sous le nom de température thermodynamique du bulbe humide, il s’agit d’une méthode permettant de déterminer l’humidité relative.
Définir la température du bulbe humide de manière concise et précise est un défi. Il représente la température à laquelle l'air devient saturé par échange adiabatique de chaleur et d'humidité lorsqu'il est en contact avec une surface mouillée. Cette température est mesurée à l'aide d'un thermomètre avec une ampoule enveloppée d'un tissu humide-, exposé à un flux d'air supérieur à 2,5 m/s et protégé du rayonnement direct. La température de surface mesurée du tissu indique à quel point l'air est proche de la saturation. Un déficit de saturation plus important dans l’air ambiant entraîne une évaporation plus forte du bulbe humide et une température plus basse. L’humidité relative de l’air peut être déterminée en fonction de la différence entre les températures sèches et humides.
Principe:
L'humidité relative est généralement mesurée à l'aide d'un thermomètre à bulbe sec-humide, composé de deux thermomètres standards (comme illustré dans la figure 1). L’un mesure la température du bulbe sec, tandis que l’autre, avec une mèche humidifiée, mesure la température du bulbe humide. En comparant les deux lectures, l'humidité relative peut être dérivée.
Principes de température du bulbe sec et de la température du bulbe humide
Un thermomètre mesure la température du bulbe sec par exposition directe à l’air ambiant, tandis que l’autre, avec son bulbe enveloppé dans une mèche continuellement humidifiée, mesure la température du bulbe humide. Lorsque l’air entrant n’est pas saturé, l’humidité s’évapore de la mèche humide, absorbant la chaleur et refroidissant la couche d’air adjacente. Un gradient de température se forme entre cette couche refroidie et le flux d’air principal, entraînant un transfert de chaleur vers la mèche. Lorsque l’apport de chaleur est égal à la chaleur nécessaire à l’évaporation, la température se stabilise, définissant la température du bulbe humide.
Une plus grande différence entre les températures des bulbes secs et humides indique une humidité relative plus faible. Pour l’air saturé, aucune évaporation ne se produit et les deux températures coïncident.
Relation mathématique
Air non saturé : température de bulbe humide < température de bulbe sec
Air saturé : température de bulbe humide=température de bulbe sec
Considérations techniques
1. Dépendance de la vitesse de l'air : les lectures du bulbe humide varient en fonction de la vitesse du flux d'air et ne constituent pas une propriété thermodynamique.
2. Température de saturation adiabatique : Théoriquement, la température de saturation adiabatique devrait définir les états de l'air humide, mais la mesure pratique est difficile.
3. Approximation technique : à des vitesses de flux d'air comprises entre 2 m/s et 40 m/s, les lectures de bulbe humide restent stables. Ainsi, dans les applications d’ingénierie, la température du bulbe humide est largement adoptée comme paramètre d’état pratique pour la température de saturation adiabatique.
4. Norme de mesure : pour des graphiques ou des calculs d'humidité précis, les lectures de psychromètres à aspiration (thermomètres à bulbe humide à ventilation forcée-sèche-) doivent être utilisées.