Qu’est-ce qu’un point de rosée ?
Définition du point de rosée
Pour un gaz porteur d’humidité sous forme vapeur, on désigne par « point de rosée » la température à laquelle intervient la formation d’eau sous forme liquide par condensation.
En d'autres termes, le point de rosée correspond à la température à laquelle l’air, ou tout autre gaz chargé d'humidité, doit être refroidi pour que la vapeur d’eau qu'il contient se condense et forme des gouttelettes de rosée. Le point de rosée est la température minimale à laquelle l'air ne peut plus retenir la vapeur d'eau.
Par exemple, un point de rosée de +3°C obtenu par un sécheur frigorifique correspond à une quantité de 5,94 grammes de vapeur d’eau par m3 d’air et, dans ces conditions, la condensation intervient lorsque la température chute en dessous de +3°C.
Distinction entre point de rosée sous pression et point de rosée atmosphérique
La condensation n’apparait pas toujours à la même température selon le niveau de pression de l'air comprimé. Pour cette raison, il est important de distinguer le point de rosée atmosphérique du point de rosée sous pression.
D’après la table de pression de vapeur saturante :
- Un sécheur frigorifique délivre un point de rosée sous pression de + 3°C à 7 bar(e) et la teneur de l’air en vapeur d’eau est de 5,94 g/m3.
- Lorsque l’air est ensuite ramené à la pression atmosphérique, la teneur en vapeur d’eau est huit fois plus faible, soit de 0,74 g/m3, ce qui correspond à un point de rosée atmosphérique de -22°C. Cet exemple nous montre qu’un point de rosée sous pression de +3°C à la pression de 7 bar(e), correspond à un point de rosée atmosphérique de -22°C.
Le graphique ci-joint permet d’établir la correspondance entre le point de rosée atmosphérique et le point de rosée sous pression. Selon le niveau de pression de 1, 3 ou 7 bar, on utilisera respectivement la courbe bleue, rouge ou jaune pour obtenir cette correspondance..
Les risques de la condensation de l'air comprimé dans une installation d'air comprimé
Si elle n'est pas traitée, la condensation de l'air comprimé, résultant d’un dépassement du point de rosée, peut causer des dommages (corrosion de la tuyauterie, rouille...), des pannes et des défaillances aux systèmes pneumatiques, aux moteurs d'air et aux vannes. De plus, tout composant connectée au système peut être impacté par cette condensation de l'air comprimé, ce qui peut mener à la contamination du produit final.
D'un autre côté, la présence d'humidité dans l'air comprimé, liée à un contrôle innaproprié du point de rosée, peut entraîner des coûts d'entretien excessifs ainsi que des potentielles interruptions. Il est alors recommandé d'agir de façon proactive en prenant les mesures nécessaires pour maintenir l'air comprimé sec, propre et adapté à votre application.
Le point de rosée détermine le type de sécheur
La détermination de son point de rosée pour pouvoir agir au préalable et éviter l'apparition des différents problèmes évoquées est primordiale. Les sécheurs d'air sont des options crédibles pour pouvoir assurer la gestion du point de rosée.
Dans les applications industrielles, on rencontre le plus fréquemment des sécheurs d’air frigorifiques ainsi que des sécheurs à adsorption :
- Les sécheurs frigorifiques abaissent le point de rosée sous pression de l’air comprimé à +3°C et conviennent aux applications les plus courantes.
- Les sécheurs à adsorption abaissent le point de rosée sous pression à -40°C (voir -70°C selon les versions) : ils conviennent aux cas où l’air comprimé est amené à basse température dans le réseau ainsi qu’aux applications les plus exigeantes.
Bonus : Questions fréquentes sur les sécheurs
Mon compresseur intègre un réfrigérant final : ai-je besoin d’un sécheur d’air ?
Sans la mise en place d’un sécheur d’air adapté, l’air comprimé ressort saturé en vapeur d’eau du refroidisseur final soit avec une humidité relative de 100%. De ce fait, tout refroidissement ultérieur est susceptible de générer une condensation d’eau.
L’air comprimé, délivré par exemple à la température de 35°C en sortie du refroidisseur final, va se refroidir progressivement sous l’effet de la détente en pression ainsi que par échange thermique au fur-et-à-mesure de son transfert dans le réseau pneumatique. Ces refroidissements successifs seront à l’origine de la formation d’eau à différents points du réseau d’air comprimé.
Ce phénomène n’est évitable que par la mise en place d’un sécheur d’air permettant d’abaisser le point de rosée de l’air comprimé à la température minimale atteinte dans le réseau d’air.
Je souhaite éviter la condensation : ai-je besoin en permanence d’un point de rosée sous pression de +3°C ?
Dans le cas où l’application n’est pas critique et où l’on souhaite juste éviter la formation d’eau dans le réseau d’air comprimé, il est nécessaire de s’assurer que le point de rosée sous pression délivré par le sécheur d’air reste inférieur à la température minimale de l’air comprimé au travers du réseau.
Par exemple, en hiver, si la température de l’air comprimé descend en dessous de +0°C à certains points du réseau, un sécheur à adsorption délivrant un point de rosée négatif sera recommandé. Par contre, en été, tant que la température de l’air comprimé reste supérieure à 15°C au travers du réseau, un sécheur frigorifique pourra être ajusté pour délivrer par exemple un point de rosée sous pression de 10°C ; Un point de rosée sous pression de +3°C ne sera donc pas nécessaire dans ces conditions.
Pour les applications nécessitant juste la prévention de la condensation, il pourra être intéressant de régler le sécheur sur un point de rosée fluctuant par rapport à la température extérieure comme figuré dans le graphique ci-dessus.