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vincent22

Problème avec le point de rosée.

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Bonjour à tous, je m'appelle Vincent, j'ai 18 ans et je suis en première année d'une classe préparatoire intégrée dans une école d'ingénieur.. Je participe durant toute cette année à un projet ambitieux qui est de construire un télescope totalement automatisé avec sa coupole, il sera situé en Polynésie pour permettre des observations de  jour en France via un site Internet.

Je vous contacte car je m'occupe de la partie météo c'est à dire prévision de la météo et aussi création d'un programme qui fermera la coupole en cas de phénomène météo soudain (pluie, orage, vent...). 

A la demande des clients, la coupole devra se fermer en cas de risque de condensation, c'est à dire que si la température ambiante est inférieur au point de rosée alors il y a de fort risque de voir apparaître de la condensation sur les miroirs du télescope ce qui l'endommagerai au long terme.

J'ai donc crée un programme permettant de calculer le point de rosée en fonction de l'humidité relative et de la température ambiante, or j'ai remarqué que si à chaque fois que mon programme s'exécute il calcule le point de rosée alors la température ne sera jamais inférieur au point de rosée. (EX: T°=8°C   HR=max donc 100% alors PR=8°C)

Donc ma question est la suivante, Comment calcule t-on le point de rosée, à quel intervalle de temps, en se basant sur quelle température ? 

J’espère que vous allez m'éclairer sur ce sujet.

Merci d'avance.

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)
Il y a 4 heures, vincent22 a dit :

J'ai donc crée un programme permettant de calculer le point de rosée en fonction de l'humidité relative et de la température ambiante, or j'ai remarqué que si à chaque fois que mon programme s'exécute il calcule le point de rosée alors la température ne sera jamais inférieur au point de rosée. (EX: T°=8°C   HR=max donc 100% alors PR=8°C)

 

Bonjour,

Je ne comprends pas ta phrase. Ton programme calcule le point de rosée, c'est-à-dire la température où la pression partielle de la vapeur d'eau (à pression constante) est égale à la pression de vapeur saturante.

La valeur de la pression de vapeur saturante est la quantité maximale d'eau (gazeuse) que peut contenir une parcelle d'air. Celle-ci varie en fonction de la température : plus il fait chaud, plus elle peut en contenir. Et inversement.

La valeur de pression de vapeur partielle est la pression qu'exerce le contenu en eau actuel dans ta parcelle d'air. Elle ne varie pas tant que la pression / le volume ne change pas.

En d’autres termes, la quantité d'eau contenue dans la parcelle d'air que tu idéalises dans ton programme reste constante, de même que sa pression de vapeur partielle. C'est la valeur de la pression de vapeur saturante qui diminue (respectivement augmente) lorsque la température de la parcelle baisse (s'élève). Ainsi, lorsque la température continue de baisser, il arrivera un moment où la valeur de pression de vapeur saturante (correspondant à la quantité maximale que la parcelle d'air peut contenir) sera atteinte puisque la quantité d'eau reste constante durant ce processus. La température où cet équilibre est atteint, s'appelle le point de rosée. Donc ton programme ne te donnera jamais une valeur inférieure (ni supérieure !).

 

L'humidité relative (HR) est d'ailleurs définie, à une température donnée, comme le quotient de la valeur de pression de vapeur partielle par la valeur de la pression de vapeur saturante (à la température considérée). Il est logique d'avoir un point de rosée identique à la température lorsque HR vaut 1 (100%) puisque la valeur de la pression saturante égale celle partielle (x / x vaut toujours 1 :) ). Je laisse de côté la surfusion / sursaturation.

 

Lorsque la température atteint le point de rosée, ta parcelle d'air est en équilibre, elle atteint son point de condensation => changement de phase sur les supports de nucléation (sables, poussières, etc). Si ta température baisse encore, ta parcelle pourra contenir encore moins d'eau sous forme gazeuse (condensation, voire solidification => point de givrage) mais cela ne modifiera pas ton point de rosée initial.

Dit encore autrement, le point de rosée est la température qu'aurait ta parcelle d'air si l'humidité relative était de 100%.

 

Il y a 4 heures, vincent22 a dit :

Comment calcule t-on le point de rosée, à quel intervalle de temps, en se basant sur quelle température ? 

 

Le temps n'intervient pas directement. Lorsque ta température change alors le point de rosée change.

La température est celle de la parcelle d'air que tu étudie, a priori celle de la masse d'air autour du télescope, donc a priori celle mesurée par le capteur (ou par le modèle numérique pris pour référence).

Pour le calcul, tu en as plusieurs selon les paramètres dont tu disposes. Puisque tu sembles avoir la température et l'humidité relative, tu peux utiliser celle-ci.

 

Si ce n'était pas l'objet de ta question, merci de la repréciser.

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Location : Toulouse
Il y a 5 heures, vincent22 a dit :

la coupole devra se fermer en cas de risque de condensation, c'est à dire que si la température ambiante est inférieur au point de rosée alors il y a de fort risque de voir apparaître de la condensation sur les miroirs du télescope

 

Je pense que le bon critère serait plutôt de regarder si la température des miroirs est inférieure au point de rosée.

  • J'aime 3

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Merci beaucoup pour vos réponses

Je ne comprends  pas très bien car Sb tu as dit que le point de rosée dépend de la température et de l'humidité relative, tu as dit aussi que si la température change alors on doit recalculer le pont de rosée.  Or d’après la formule du point de rosée , si la température baisse le point de rosée aussi donc d’après le calcul le température ne sera pas inférieur au point de rosée. Je me demande donc comment détecter un risque de condensation au niveau du télescope.

Arkus tu as raison il faudrait que je m'interrese à cet aspect.

Avez vous une idée de comment obtenir la température près du miroir? sonde de température près des miroir?

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Posted (edited)

Location : Saint Etienne (42) à 626m

Effectivement le plus important outre la température de l'air ambiant serait effectivement de te baser sur la température de ton miroir primaire. Quel type de téléscope vas tu intégrer à ta coupole ? 

 

Sur le point de rosée celui ci ne peut pas passer en dessous de ta température ambiante. Pour faire simple la température du point de rosée est la température à laquelle ta particule d'air a l'état gazeux ne peux plus contenir de vapeur supplémentaire. Résultat ta particule d'air va se condenser en micro goutelette ce qui fera apparaître potentiellement de la rosé. Donc plus la température de l'air sera proche du point de Rosser plus l'air sera humide avec donc un risque de condensation et plus la température de l'air ambiant sera éloigné de ton point de rosée plus l'air sera sec. 

Outre le point de rosée pour t'éviter le calcul il suffit de regarder l'humidité relative de l'air qui n'est autre que le calcul du point de rosée de la température de l'air et quelques constantes. 

 

Sinon savais-tu qu'il existe des par-buéesa intégrer au tube d'un telescope et qui limite fortement la condensation ? 

Edited by Julien42

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Posted (edited)

Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)

Ton point de rosée Td1 au niveau du miroir, de la coupole ou ailleurs c'est pareil, est calculé à un instant t1 pour une température de l'air T1 et une humidité q1.

À l'instant t2 = t1+dt, la température sera T2 = T1+dT, q2 = q1+dq et ton point de rosée sera Td2.

Ta température (et l'humidité contenue dans l'air) va varier en fonction du temps. Fort logiquement, la valeur de ton point de rosée aussi.

Tu ne peux pas calculer Td2 en fonction de T1, forcément Td1 est différent de Td2 si T1 est différent de T2. Tu calcules le point de rosée à chaque instant t si T ou RH change et c'est ce calcul qui te donnera l'indication du risque de condensation à chaque instant t.

À l'instant t2, Td1 ne te sert plus (sauf si les conditions météorologiques sont strictment identiques).

Edited by _sb

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Merci Julien! 

Alors pour te répondre le télescope est de type Nasmith.

Il y a 5 heures, Julien42 a dit :

Sinon savais-tu qu'il existe des par-buées intégrer au tube d'un télescope et qui limite fortement la condensation ? 

Non je n'y avais pas pensé mais est ce que le fait de chauffer l'air du tube  ne risque pas de créer des turbulences pour l'observation. 

De plus le télescope fait plus de 2 m de haut donc le tube est ouvert pour alléger le poids total

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Merci sb pour l'explication, est ce que ce serait pas plus facile de vérifier l'humidité relative comme la proposer Julien. Si l'humidité relative s'approche de 100% alors on en déduira qu'il y a un risque de condensation et alors avec un programme on pourra déclencher un pare buée.

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Location : Toulouse

Vérifier l'humidité relative ou l'écart T-Td, ça revient exactement au même, les 3 paramètres étant liés, tu auras la même information.

Mais au risque d'insister, si tu te limites aux caractéristiques de l'air ambiant, tu risques de passer à côté de ce que tu cherches. Un objet peut très bien se couvrir de condensation dans un air loin d'être saturé. Prends l'exemple de la bouteille que l'on sort du frigo en été : on est loin du brouillard, l'air peut même sembler assez sec, et pourtant elle se couvre immédiatement de condensation. Tout simplement parce que sa température est assez froide pour être inférieure au Td de l'air ambiant. Dans des conditions plus proches de celles du téléscope, on peut simplement se rappeler du mécanisme de dépôt de la rosée : le soir, le sol se refroidit par rayonnement, sa température baisse plus vite que celle de l'air, et la condensation se forme sur l'herbe bien avant que l'air atteigne la saturation.

Quant à mesurer la température du miroir, je ne saurais pas répondre en ne connaissant pas le matériel, mais il faudrait que ton capteur soit directement en contact avec le miroir ou son support, de manière à assurer l'équilibre thermique par conduction (il ne faut pas d'isolant entre les deux, donc pas d'air qui sépare).

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Location : Aubagne (Les Passons, à l'est) (13400)
Il y a 4 heures, vincent22 a dit :

est ce que ce serait pas plus facile de vérifier l'humidité relative comme la proposer Julien. Si l'humidité relative s'approche de 100% alors on en déduira qu'il y a un risque de condensation et alors avec un programme on pourra déclencher un pare buée.

 

La réponse d'Arkus est parfaite ! :)

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