6
Ce graphique nous permet de déduire ce qui s’est passé avec notre verre. Supposons que l’air ambiant ait eu une température de 20 °C et contenu 8 g/m3 de vapeur d’eau. Cela correspond au point (S) sur le graphique. Lorsque l’air est entré en contact avec le verre froid, il a commencé à se refroidir. En suivant la flèche noire sur le graphique, nous pouvons suivre ce qui s’est passé pendant le refroidissement. Jusqu’à 10 °C, l’air peut conserver sans problème les 8 g/m3 de vapeur d’eau qu’il contient. Mais notre bière fraîche n’était qu’à 5 °C, température à laquelle l’air est descendu au contact du verre. La valeur de la tension saturante de vapeur d’eau ne pouvant être dépassée (sous peine de se retrouver dans la « zone interdite »), notre flèche noire doit maintenant s’incliner vers le bas pour suivre la courbe rouge. Cela signifie que de la vapeur d’eau doit « quitter » l’air, c’est-à-dire qu’elle se condense sous forme de gouttelettes d’eau, ce qui est symbolisé par les gouttes bleues. Ce processus est appelé condensation. Il se produit la même chose lorsque de l’eau se condense sur un tuyau ou que de la buée se dépose sur vos lunettes. La nuit, quand les plantes et le sol se refroidissent, il se forme de la rosée ou de la gelée si la température ambiante est inférieure à 0 °C. La température à laquelle se produit la condensation est appelée point de condensation ou point de rosée. Dans notre expérience, le point de rosée se situe à 10 °C. En résumé : si l’on refroidit l’air en dessous du point de rosée, sa capacité à retenir de la vapeur d’eau est dépassée.
7
Il doit donc en perdre une partie. La vapeur d’eau en excès se condense alors, produisant de minuscules gouttelettes.
Condensation en pleine atmosphère Les phénomènes de condensation ob servés jusqu’ici se produisent sur une surface solide : verre de bière, sol ou feuilles des plantes. Mais la condensation peut aussi de produire en pleine atmosphère, c’est-à-dire loin de l’influ ence de la surface terrestre et de tout ce qui s’y trouve. Là, les minuscules gouttelettes de condensation restent en suspension dans l’air et sont visibles sous forme de nuage (ou de brouillard). Malheureusement, la condensation en pleine atmosphère n’est pas aussi simple que sur une surface solide. Bien sûr, le principe énoncé plus haut reste valable : quand l’air se refroidit en dessous du point de rosée, la vapeur d’eau se condense, entraînant la formation de gout telettes d’eau qui restent en suspension dans l’air. Mais celles-ci ne restent pas tranquilles ! À peine sontelles apparues qu’une force s’exerce sur elles, la tension superficielle. Celle-ci tend à réduire violemment la surface des gouttelettes, augmentant la pression à l’intérieur de la gouttelette (on peut se l’imaginer comme un ballon de baudruche gonflé dont l’enveloppe tenterait de se rétracter). Résultat : les molécules d’eau ainsi comprimées traversent la surface de la gouttelette et disparaissent dans l’air environnant. La gouttelette rapetisse toujours plus
Précondensation dans l’air humide.
– jusqu’à ce qu’il n’en reste plus rien ! On pourrait dire que les gouttelettes se sont évaporées. Pourtant, quand on regarde le ciel, on aperçoit bien des nuages. Comment ont-ils pu se former malgré la tension superficielle ? La formation des nuages dans le ciel fait intervenir de minuscules poussières qui flottent dans l’air en quantités considérables. Même dans l’air le plus pur, on compte déjà 100 de ces particules par cm3. L’air pollué des grandes villes en contient 1 million par cm3. Leur diamètre varie autour d’un millième de millimètre (soit 1 micron ou 1 µm), mais
il en existe de plus petites encore. Les météorologues les nomment aérosols. La plus grande partie des particules d’aéro sols sont des cristaux de sels. Elles proviennent des incendies de forêts, des chaudières, des moteurs, mais aussi des éruptions volcaniques, des sols balayés par le vent et des embruns océaniques. Les sels ont une propriété remarquable : ils attirent l’eau ! On le voit bien quand on place du sel ordinaire dans une cave humide. La poudre fine se transforme bientôt en une masse humide. Il se passe la même chose avec les cristaux de sels flottant dans l’air. Ils se lient à la