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Maintenance: Evaporation, humidité et température

contenuhoto

Cet article présente les concepts de base et de bon sens qui permettent de faire le lien entre l’évaporation de nos bacs, l’humidité des pièces concernées et leur éventuelle dégradation, ainsi que les dispositions à prendre pour éviter les désagréments d’un air trop humide.







Note : tout au long du texte, vous pouvez cliquer sur les mots soulignés pour lire leur définition.



1) Quelques chiffres et constatations


Valeurs usuelles

L’hygrométrie extérieure dans nos régions est comprise entre 60% et 100%. L’hygrométrie à l'intérieur des logements est normalement comprise entre 35 et 50%. Quand on n'utilise pas de ventilateur sur le bac, l’évaporation est plus grande en hiver car les chauffages assèchent l’air. En été, où les fenêtres sont facilement laissées ouvertes, le degré d’hygrométrie se rapproche généralement de celui de l’air extérieur. Un aquarium récifal évapore une grande quantité d’eau, classiquement 1% de son volume par jour. Cela s'ajoute à l'évaporation dûe aux douches, bains, vaisselle, arrosages de plante, lavages des sols, séchage du linge, etc. …(10 à 50 litres par jours).


HygromètreHumidité
Photos, Julien THEODULE


Point de rosée

L'air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que l'air froid. En général l'air n'est pas saturé, contenant seulement une fraction de la vapeur d'eau possible. Ainsi, pour une même quantité d'eau dans l'air, un air chaud aura une humidité relative plus basse qu'un air froid. Pour assécher l'air (au sens de l'humidité relative), il suffit donc de le réchauffer. Quand de l'air insaturé est refroidi, l'humidité relative augmente. Elle peut éventuellement atteindre une température à laquelle l’air est saturé de vapeur d’eau. L'humidité relative est 100%. Une poursuite du refroidissement mène à la condensation de la vapeur d'eau. Cette température à laquelle la condensation s'installe s'appelle le point de rosée. Autrement dit, l'air ne peut contenir qu’une certaine proportion d’eau. Le contact de l’air chaud et humide avec une surface froide donne lieu à la condensation. Si l’air n’est pas refroidi, il n’y a pas de problème, comme nous le rappelle Le pénitent dans sa Tranche de Récifs ; Parmi les questions finales qui lui sont posées, il explique que son bac se trouve dans une bibliothèque et que les livres étant à la même température que la pièce, ils ne souffrent pas de l’humidité. Une hygrométrie élevée n’est donc pas le problème en soi.


Mais où se situe le problème ? Les points froids

Une hygrométrie élevée favorise la condensation qui elle, peut endommager les supports. Sa formation suit habituellement le parcours suivant. En hiver, certaines parties de la maison sont plus froides que d’autres, par exemple à cause des situations suivantes :
- expositions extérieures : murs situés au nord, couverts de neige, etc...
- manque de circulation d’air : recoins, angles des murs ou des plafonds, espace entre un rideau et un mur, etc...
- conduction : les métaux conduisent particulièrement bien la chaleur (ou le froid), les vitres, fenêtres en PVC, tringles a rideau métalliques ancrée dans le mur froid, etc...


HumiditéHumiditéHumidité
Photos, Julien THEODULE


Ces points sont appelés des "points froids". L’air chaud - donc ayant une capacité de transport de vapeur d’eau assez élevé, on parle de pression de vapeur saturante élevée - et chargé avec une certaine quantité de vapeur d’eau, arrive au contact d’un support froid. L’air se refroidit, ce qui entraîne à la baisse de sa capacité de transport de vapeur d’eau. La quantité de vapeur d’eau effectivement transportée par l’air (pression de vapeur) devient supérieure à la capacité de transport de l’air (pression de vapeur saturante), et l’air se trouve dans l’incapacité de garder toute la vapeur d’eau qu’il contenait. Une portion de la vapeur passe sous forme liquide et se dépose sur le support : c’est la condensation.

Mollier
Dans une habitation classique, le degré d’hygrométrie est de 30 à 40% en moyenne l’hiver. L’exemple fourni sur le graphe de Mollier nous montre que pour une température intérieure de 21° C, la condensation se forme sur les supports qui sont à moins de 6°C. Même les jours de grands froids, les murs extérieurs ne sont pas à la température extérieure puisqu’ils sont chauffés par l’intérieur de la maison; il est donc rare d’atteindre les conditions de condensation. En revanche, dans les pièces où sont hébergée nos bacs, il est fréquent d’atteindre des taux d’humidité de 50, 60 voir 70 % ! le moindre point froid (mur, tringle a rideau, fenêtre, …) condense alors inévitablement la vapeur d’eau, le point de rosée se situant alors (comme nous le montre le graphe) aux alentours de 15°C !



Conséquences de la condensation

Le dépôt d’une pellicule d’eau sur un support va entraîner sa détérioration, avec l’apparition de moisissures, champignons, décollement de papier peint, rouille pour les supports métalliques, pourrissement pour le bois, le plâtre, etc...


HumiditéHumiditéHumidité
Photos, Julien THEODULE


La moisissure a besoin d’un milieu humide pour se développer. Les taches noires veloutées que l’on observe sur le bord d’une fenêtre humide sont aussi de la moisissure. De plus, le papier ou les tissus entreposés en milieu humide prennent une odeur de moisi attribuable à l’action de la moisissure. Elle endommage également la matière. En effet, au fil du temps, les matériaux tachés ou décolorés sont rendus inutilisables; le papier et le carton se désagrègent, les tissus sont endommagés. La prolifération des moisissures peut révéler des conditions d'humidité favorisant la croissance des champignons qui font pourrir le bois et entraînent des dommages structuraux.


Humidité On peut considérer que l’habitation a un problème d’humidité si par exemple on constate:
- de l’eau qui dégouline des fenêtres
- de la condensation sur le réservoir des appareils sanitaires
- des taches noires entre les carreaux de céramique
- de la condensation sur les murs
- de la peinture qui s'écaille
- du papier peint qui se décolle
- des rebords de fenêtre qui pourrissent
- des plaques de plâtre endommagées sous les fenêtres
- des moisissure dans l’angle donnant sur des murs extérieurs et (ou) du plafond
- des odeur de moisi qui se dégage des murs
- des murs endommagés sous les fenêtres
- des odeurs de renfermé et d’humidité dans les placards


Humidité
Photos, Julien THEODULE


2) Un exemple pratique

Avec ce fichier Excel téléchargeable, on peut simuler l’humidité d’une pièce contenant un aquarium. Vous êtes invité à entrer la dimension de la pièce, de votre bac, les températures extérieures et intérieures afin que le logiciel calcule en fonction du renouvellement de l’air l’évolution de l’hygrométrie et la température de condensation.

Exemple expliqué : Considérons une pièce de 5 m sur 4 m dans laquelle trône un aquarium de 600 litres.
Au début des mesures, nous aérons totalement la pièce, nous supposerons que
Hygrométrie intérieure = hygrométrie extérieure = 30%,
Température intérieure = température extérieure = 21°C.
On ferme les portes et fenêtres avec un calfeutrage très efficace (pas de renouvellement de l'air).

Mollier
Nous pouvons lire sur le graphe de Mollier qu’à 21°C, l’air peut contenir au maximum 15g d’eau par litre d’air sec. Un litre d’air sec pèse 1.2 gramme.
Dans notre pièce, on a donc approximativement :
60 000 * 1,2 = 71,8 kg d'air sec.
L’hygrométrie de la pièce est de 30%, ce qui implique que l’air ne contient qu'un tiers du maximum de sa capacité de teneur en vapeur d’eau.
L’air contient 15/3 = 5g d'eau par kg d'air sec, donc 359 g d'eau dans l’air de la pièce.

A T0 on a donc une hygrométrie de 30% à 21°C, ce qui représente 359g d’eau dans l’air de la pièce. Si un bac évapore 1% de son volume par jour, donc 6 litres par jour pour notre aquarium, on aura 0.25 litres par heure, soit 250g d'eau. Après deux heures et dans l'hypothèse où il n'y a pas de renouvellement d'air : 359g d'eau déjà présente dans l’air + 500 g d'eau d'évaporation = 859 g d'eau dans la pièce.
Ceci amène la masse d’eau par kg d’air sec à 859 / 71,790 = 11.96 g.
Par suite, l’hygrométrie est de 1196 / 15 = 80%.

On constate que dans une pièce hermétiquement fermée, en moins de deux heures, l’hygrométrie atteint 80%. En reportant ces résultats sur le graphe de Mollier, on voit que le point de rosée pour une température de 21°C avec un taux d’humidité relative de 80 % est de … 17 °C !! Cela signifie que tout support qui sera à une température inférieure à 17°C sera recouvert de condensation. Ce qui peut arriver à vos murs lors du refroidissement nocturne, par exemple. Et nous n’en sommes qu’à 2 heures d'évaporation…


Humidité
Photo, Julien THEODULE


Heureusement, ce cas - à la différence du fichier Excel - ne tient pas compte du renouvellement naturel de l’air (sous les portes, par les aérations naturelles de la maison) qu’on peut approximer à 0.3 volume par heure. Si lors de la simulation, il apparaissait que l’hygrométrie devienne trop élevée ou sans stabilisation, il vous appartient d’ajouter un extracteur d’air à la pièce de l’aquarium, chargé d’évacuer vers l’extérieur l’air "humide" de la pièce, afin qu’il soit naturellement remplacé par de l’air extérieur. Vous pouvez simuler le dimensionnement de cet extracteur grâce au fichier Excel.


3) Quelles solutions ?

Le graphe de Mollier nous montre que le point de rosée dépend de deux paramètres : hygrométrie et température. Nous devons donc nous efforcer de lutter contre les points froids tout en tentant de modérer la hausse de l’hygrométrie. Pour se faire, nous il faut faire circuler et renouveler l’air

La circulation de l’air

La façon la plus simple d’éviter les points froids est de faire circuler l’air, afin d'homogénéiser la température des objets de la pièce. Les échanges thermiques vont réchauffer les points froids, phénomène qu’on peut favoriser en agissant spécifiquement, par l’installation de radiateurs sur les murs froids, sous les fenêtres, en révisant l’isolation (placo, etc ..), en s’interdisant des pièces non chauffées et en écartant les rideaux des murs froids. En circulant, l’air pourra également se décharger de son humidité au passage près d’une fenêtre, par exemple, ce qui est toujours plus souhaitable que sur le papier peint. Il convient aussi de favoriser la circulation de l’air dans l’habitation, en ne fermant pas les portes intérieures, et en laisseant une circulation en-dessous, sans boucher les aérations (comportement fréquent en hiver dans les cuisines ), etc…


HumiditéHumidité
Photos, Julien THEODULE


Le renouvellement de l’air : VMC, ventilateurs et systèmes extracteurs courants

Le moyen le plus simple pour modérer la hausse de l’hygrométrie est d’évacuer l’air saturé en vapeur d’eau pour qu’il soit remplacé par un air plus "sec". La plupart des systèmes extracteurs se composent d'un ventilateur, de conduits et d'une hotte extérieure. Certaines maisons sont équipées d'un système extracteur central (VMC), dans lequel un ventilateur tire, grâce à son réseau de conduits, l'air humide et les odeurs en provenance de plusieurs pièces de la maison. On peut également poser un extracteur dédié à la pièce dans laquelle se trouve l’aquarium, qui éjectera l’air directement vers l’extérieur.


Extracteur
Photo, Julien THEODULE


On tiendra compte des indications suivantes pour le choix de l’extracteur. La capacité des ventilateurs extracteurs s'exprime en litres par seconde (l/s). Une salle où a lieu une évaporation constante assez forte a besoin d'un ventilateur de qualité peu bruyant (pour fonctionner en permanence) capable -pour fixer les idées- de renouveler le volume de la pièce en une heure. Une pièce de 5 m sur 4 m aura donc un volume approx de 5x4x3 = 60 m3 = 60 000 l. Il conviendra donc de prendre un extracteur qui expulse un débit de 16 l/s . Un bon ventilateur de cette capacité est assorti d’un indice de bruit de 0,5 db max, et ne consomme que 20 W environ. Pour savoir si votre ventilateur extracteur tire vraiment de l'air, tenez une feuille de papier à proximité de la grille. L'air évacué devrait attirer le morceau de papier fermement contre la grille. On prendra garde à certains points lors de l’installation d’un extracteur à forte capacité : il pourrait (par l’appel d’air intérieur à la maison) entraîner le refoulement de cheminée d’évacuation de gaz de combustion (chaudières).


Humidité Les climatiseurs

Ce point est intéressant car pendant les fortes chaleurs d’été, il peut être dans les projets de l’aquariophile de climatiser au moins la pièce où se trouve l’aquarium, à l'aide soit d'un modèle fixe en deux blocs (un bloc interne et un bloc à l’extérieur de la maison, chargé de dissiper la chaleur), soit d'un modèle portable qui la plupart du temps nécessite une évacuation de la chaleur vers l’extérieur. Ces appareils sont des déshumidificateurs d’air, c’est à dire qu’ils récupèrent de l’eau de l’air ambiant, comme expliqué ci-dessous


HumiditéHumidité
Photos, Etienne DHONT


Les déshumidificateurs

On peut distinguer trois sortes de déshumidificateurs : le déshumidificateur à absorbants chimiques, le ventilateur déshumidifiant, et, le plus courant, le déshumidificateur à pompe à chaleur Un déshumidificateur à pompe à chaleur dirige l'air intérieur, par le biais d'un ventilateur, sur un serpentin d'échange thermique. Le serpentin atteint presque le point de congélation. L'eau contenue dans l'air se condense sur le serpentin, puis est évacuée. Un second serpentin d'échange thermique réchauffe l'air, que le déshumidificateur rejette dans la pièce. Le déshumidificateur à pompe à chaleur restitue dans l'air la chaleur dégagée par le compresseur et le moteur du ventilateur, en plus d'y rejeter la chaleur que produit le déshumidificateur en faisant passer l'eau de l'état de vapeur à l'état liquide. Les critères de choix d’un déshumidificateur :
· la capacité dont vous avez besoin pour votre maison; la plupart des fabricants disposent de tableaux vous permettant d'arrêter votre choix.
· le prix d'achat.
· si vous devez vider le bac ou que l'appareil est à auto évacuation. Un déshumidificateur à auto évacuation est ce qu'il y a de mieux, puisque vous n'avez pas à vous soucier de vider le bac tous les jours (pourvu que la pièce de l’aquarium possède une évacuation d’eau ou l’on puisse le raccorder).
· s'il est équipé d'un dispositif de dégivrage automatique. L'appareil devrait en avoir un.
· le niveau de bruit à faible vitesse et à haute vitesse.



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Article écrit par Julien Théodule et publié par Récifs.org le 03/03/2006

 
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