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Point de rosée, humidité de l’air… Des notions fondamentales

Lors de la conception d’une installation pneumatique, la qualité de l’air est un point à prendre en compte. La qualité de l’air tient compte de 3 facteurs : la présence de poussières (en général solides) la présence d’eau, et la présence d’huile. De ces 3 contaminants, la présence d’eau peut avoir des effets néfastes et irréversibles. Les composants pneumatiques sont en général fabriqués dans des matériaux sujets à la corrosion. Pour éviter l’apparition de rouille, il est primordial de garder sous contrôle la teneur en eau dans le circuit. Dans cet article, nous allons revenir sur les principales grandeurs qui définissent l’humidité et notamment celle du point de rosée.

L’humidité atmosphérique

L’air ambiant contient naturellement une certaine quantité de vapeur d’eau. On appelle cette quantité d’eau à l’état de vapeur l’humidité atmosphérique. On la mesure en gramme par mètre cube. La température influe sur la quantité d’eau maximale qui peut être contenue dans l’air. Par exemple, à 20°C, 1 mètre cube d’air peut contenir au maximum environ 17 grammes de vapeur d’eau. Si on refroidit ce même volume d’air à 5°C, l’air ne peut plus contenir qu’environ 7 grammes de vapeur d’eau. Les 10 grammes restants sont précipités en condensats, à l’état liquide.

Ce phénomène a donc un effet positif : il est possible d’assécher l’air en le refroidissant. Mais il y a aussi un revers à la médaille : des condensats indésirables s’accumulent dans les canalisations lorsque on transporte l’air comprimé d’un endroit à un autre du réseau, avec des températures ambiantes différentes.
Le diagramme suivant nous donne l’humidité atmosphérique maximale en fonction de la température

Point de rosée, humidité de l’air… Des notions fondamentales
Diagramme représentant la quantité maximale d’eau pouvant être contenue dans un mètre cube d’air

 

Le point de rosée

Ainsi il est logique que la quantité d’eau contenue réellement dans l’air, l’humidité atmosphérique absolue, soit forcément inférieure ou égale à la valeur maximale possible. Si on refroidit l’air, on arrive progressivement à un point pour lequel la quantité d’eau réellement contenue dans l’air comprimé correspond à la quantité maximale possible. L’humidité atmosphérique relative est donc de 100% (lorsque l’humidité absolue est égale à l’humidité maximale). On appelle cette température le point de rosée.
Si on continue à refroidir l’air au-delà du point de rosée, on précipite l’eau en condensat.

Condensation de l’eau à l’extérieur du verre

Dans le cas ou on travail avec de l’air comprimé comme dans les applications de pneumatique industrielle, on utilisera le point de rosée sous pression.
Ce point de rosée est une grandeur capitale dans la conception de la ligne de conditionnement de l’air comprimé. Pour éviter l’apparition de rouille ou de moisissure dans les installations pneumatiques, il ne faut jamais que la température puisse descendre en dessous de ce point de rosée.

Les condensats

Lorsque l’air est comprimé, Il a de plus en plus de mal à contenir l’eau : En atteignant le point de rosée sous pression. la vapeur d’eau est précipitée en condensats. Un peu comme lorsqu’on écrase un fruit, On expulse l’eau de l’air lorsqu’on le comprime. Après la compression, l’humidité atmosphérique relative a une valeur de 100%.

Pour assécher l’air, on utiliser les 2 méthodes de séparation de l’eau sous forme liquide : en refroidissant et en comprimant l’air.

Il est important de proprement récupérer et évacuer l’eau du réseau d’air, en général via les mécanismes de purge intégrés sur les différents composants de conditionnement d’air, comme sur les filtres, les assécheurs…

 

Filtre-manodétendeur avec mécanisme de purge des condensats sous la cuve

 

Voici donc un résumé des principales grandeurs :

– L’humidité atmosphérique maximale : Il s’agit de la quantité de vapeur d’eau maximale que contient 1 mètre cube d’air à une température donnée. Elle dépend de la température et du volume d’air. Son unité de mesure est le g/m³

– L’humidité atmosphérique absolue. Il s’agit de la valeur réelle contenue dans un mètre cube. Son unité de mesure est le g/m³

– L’humidité atmosphérique relative : le rapport entre l’humidité absolue et l’humidité maximale. C’est un rapport en %.

– Le point de rosée : La température à laquelle la vapeur commence à se condenser. L’eau apparaît à l’état liquide. Son unité de mesure est le °C

– Le point de rosé sous pression : La température la plus basse de l’air comprimé avant que ne condense la vapeur d’eau. Il s’exprime en °C.

– Le point de rosée à l’atmosphère : La température la plus basse de l’air atmosphérique avant condensation de la vapeur d’eau. Son unité de mesure est le °C.

Si vous rencontrez des problèmes avec l’humidité dans vos installations pneumatiques. Sachez qu’il existe différentes solutions pour réduire la présence d’humidité dans le réseau d’air comprimé. Vous retrouverez les solutions les plus fréquemment utilisées dans cet article : https://www.motionsquare.fr/quelle-qualite-air-comprime-pour-votre-installation/

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