C’est en travaillant sur la nouvelle version de Live Weather Station pour Netatmo et au calcul du point de rosée que j’ai « découvert » la notion de point de givre. Je dois avouer que j’avais déjà entendu parler de cette valeur météorologique une ou deux fois, mais ça n’avait pas éveillé plus que cela ma curiosité — je « comprenais » ça de façon assez simpliste. Et bien j’avais tort. Et comme maintenant j’ai bien compris ce dont il s’agit et quel intérêt manifeste on peut avoir à l’utiliser, j’ai décidé de l’implémenter aussi dans Live Weather Station pour Netatmo.

Pour comprendre l’intérêt de cette valeur, il faut revenir à ce qu’est réellement le point de rosée.

Le point de rosée

Le point de rosée est la température en deçà de laquelle l’air n’a plus assez d’énergie pour maintenir l’eau qu’il contient sous forme de vapeur. En dessous du point de rosée l’énergie liée à l’agitation moléculaire devient trop faible et l’eau, alors présente sous forme de gaz (vapeur), condense et forme des gouttelettes : la rosée ! Tout ceci se passe à pression constante, mais dans le cas de la pression atmosphérique et sur des temps d’observation courts, une éventuelle variation de la pression est relativement négligeable.
Exemple d’effet observable directement : si la température extérieure est de 12 °C et que le point de rosée se situe à 10 °C, il suffit que je mette à l’air libre un objet qui est à une température inférieure à ces 10 °C pour qu’il se couvre instantanément de gouttelettes d’eau, la présence de cet objet ayant pour effet une chute de la température locale de l’air (sur la surface de l’objet). C’est ce qui se produit la nuit lorsque nos voitures se couvrent de rosée… Autre exemple illustrant ce phénomène, lorsque vous soufflez de l’air (qui sort donc de vos poumons à une température de 33-34°C et à vapeur d’eau presque saturante), sur une surface plus froide que le point de rosée de l’air que vous expirez — par exemple une vitre quand il fait plus froid dehors qu’à l’intérieur : la vapeur d’eau présente dans cet air que vous expirez condense, en formant des microgouttelettes sur cette surface : c’est la buée ! Cette condensation s’est encore une fois produite car l’air (sorti de vos poumons) s’est localement refroidi au contact de la vitre, pour passer en dessous de son point de rosée.

Ce point de rosée a une importance relativement grande pour tous les processus qui nécessitent de se produire au sec. C’est la cas pratique, par exemple, de savoir quand vous pouvez repeindre vos volets : il faut vous assurer qu’il y ait un bon écart (au moins 5 °C) entre température de l’air et point de rosée, sans quoi si la surface que vous comptez peindre est un peu froide… Vous avez maintenant une idée de ce qui va se passer !

Le point de givre

Ce que ne dit pas l’explication précédente, c’est que ce point de rosée, son calcul et ses implications ne sont valables que pour une température de l’air positive. Et là où je pensais naïvement que le calcul restait le même et que seules les conséquences changeaient, je me fourvoyais…

En effet, le point de givre est la température en deçà de laquelle l’air n’a plus assez d’énergie pour maintenir l’eau qu’il contient sous forme de vapeur. Mais cette fois-ci, on ne parle plus de condensation mais bien de solidification : l’eau toujours présente sous forme de gaz dans l’air se transforme en cristaux ! Ce phénomène se voit souvent en hiver — enfin par chez moi, c’est la gelée blanche…
Là où ça devient sympathique, c’est que pour des valeurs négatives de température atmosphérique, le point de givre est plus élevé que le point de rosée. C’est pour cela que sous 0 °C, on utilise le point de givre, car il sera atteint avant la point de rosée. Étonnant, non ?

Vous l’aurez compris, cette valeur sert beaucoup dans l’aviation, notamment pour calculer « à l’avance » l’altitude à laquelle le givre risque de se former.

Calculer le point de rosée et le point de givre

Pour calculer ces deux températures dans Live Weather Station pour Netatmo, j’ai décidé de ne pas utiliser la formule de Heinrich Gustav Magnus qui me paraissait relativement complexe à mettre en œuvre. J’ai préféré cette approximation sur le point de rosée :

Calcul du point de rosée

calcul_du_point_de_roséeoù Tr est le point de rosée en °C,
T la température atmosphérique en °C
et H, l’humidité relative en % (de 0 à 1, donc).

Pour le point de givre, il ne reste donc plus qu’à appliquer la formule suivante :

Calcul du point de givre

calcul_du_point_de_givreoù Tf est le point de givre en K,
Td le point de rosée en K
et T, la température atmosphérique en K.

 

Vous pourrez retrouver l’utilisation et l’affichage de ces valeurs pour votre station Netatmo dans la version 1.1.0 de Live Weather Station pour Netatmo, distribuée depuis hier soir sur le site WordPress.org

Formules CC-BY-SA. Source : Articles Point de rosée et Point de givrage.

Commentaires

  1. Bodinier
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    Bonjour,
    D’après-vous, est-il possible de prédire vers 17h une la gelée blanche sur la voiture pour le lendemain matin ? L’humidité et le point de rosée ne sont en général pas disponible en prévision. Avez-vous une idée ?
    Bien cordialement,

    • Pierre Lannoy
      Répondre

      Bonjour Bruno !
      C’est effectivement une bonne question… à laquelle je n’ai pas de réponse toute prête. (désolé)
      Je pense que pour faire cela, il faut s’appuyer sur des modèles mathématiques, dont certains existent déjà et d’autres peut-être moins. Je m’explique : le point de givre est une fonction de la température et de l’humidité. Pour calculer par anticipation un point de givre à une heure donnée, il faut impérativement avoir une projection de ces deux paramètres. Pour la température, on fait des modèles prévisionnels qui sont relativement fiables – au sens météorologique du terme 😉 – par contre, pour l’humidité je ne pense pas que cela existe réellement, il faut donc créer un modèle prévisionnel. Je n’ai pas conscience de la complexité de créer un tel modèle (même si intuitivement, j’aurai tendance à dire que ça ne doit pas être monstrueux), mais ce qui est sur, c’est que ce modèle est beaucoup plus local que celui de la température.
      Dans tous les cas, prédire une gelée blanche, c’est faire un prévisionnel de température et humidité. Et cela ne me parait pas totalement irréaliste…

  2. Bodinier
    Répondre

    Wunderground permet de récupérer une prévision à 30 heures de la température du point de rosée et de la température extérieure. La détermination du point de givrage est ensuite facile avec la formule. Demain, à Croix (59), pas besoin de gratter ! (à 6h00, TempExt=4, TempRose=2, TempGivr=1,2).

    • Pierre Lannoy
      Répondre

      Et bien voilà, super ! Cela veut dire qu’ils arrivent – d’une manière ou d’une autre – à faire une prévision de l’humidité. Je ne savais pas que ça existait. Bravo pour la trouvaille !

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