samedi 4 mars 2017

Comment se forme la buée...

Il y a quelques mois j'ai fait un dossier sur l'apparition des nuages pour la newsletter de mon équipe. Dans la vie de tous les jours, les enfants disent que la buée se forme quand le chaud rencontre le froid. Je vous propose ici de remettre le focus pour expliquer en physique dans quelles conditions la vapeur d'eau présente dans l'air se condense pour former de la buée ou un nuage.



La composition de l'air

L'air est un mélange de plusieurs gaz. Entre 0 et 80 km d'altitude, seule la teneur en eau vapeur varie dans la composition de l'air. On décrit donc l'air en donnant d'une part la composition de l'air sec, et de l'autre, la quantité d'eau qu'il contient.
  • L'air sec est constitué principalement de diazote (78%mol) et de dioxygène (21%mol). Le pourcent restant est composé d'argon, de dioxyde de carbone ainsi que d'autres gaz rares.
  • L'air peut contenir de l'eau sous forme de vapeur invisible (il est transparent). La quantité maximale d'eau que peut contenir 1 m3 d'air dépend de sa température : plus l'air est chaud, plus il peut contenir d'eau sous forme de vapeur.
En général, l'air ne contient pas la quantité maximale d'eau vapeur, il en contient moins. On décrit la quantité d'eau vapeur présente dans l'air par le taux d'humidité qui est le rapport entre la quantité d'eau vapeur dans l'air sur la quantité maximale d'eau vapeur dans l'air. 

Quand l'air refroidit

Lorsque l'air refroidit, la quantité maximale d'eau qu'il peut contenir diminue. Par exemple, 1 m3 d'air à 20 °C avec un taux d'humidité de 50% contient 8,5 g d'eau vapeur. Si cet air est refroidit à 5°C, il ne pourra pas garder toute cette eau liquide. L'excédent (8,5 - 6,5 = 2 g) se condensera pour former des gouttelettes d'eau.

 

Les nuages et la buée : de l'air humide qui se refroidit

Les nuages comme le brouillard naissent tous du refroidissement d'une masse d'air dont le taux d'humidité était suffisamment élevé pour provoquer de la condensation à plus basse température.

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