De l'eau à partir de la rosée dans le désert ?

L'air qui nous entoure, même lorsqu'il est relativement sec, contient un certain pourcentage de vapeur d'eau. Par exemple, l'air est à une température T et une pression P, et la pression partielle de la vapeur à l'intérieur de cet air est p (par exemple elle vaut 1000 Pa). L'eau présente à l'intérieur de l'air reste à l'état gazeux tant que sa pression partielle est inférieure à la "pression de vapeur saturante", que nous noterons ici p_v. Si l'on met cet air en contact avec un objet très froid, les couches d'air en contact avec cet objet vont se refroidir... Or, la pression de vapeur saturante n'est pas invariante, elle dépend de la température : par exemple, de 2337 Pa à 20° elle ne vaut plus que 1227 Pa à 10°C et 611 Pa à 0°. La quantité d'eau présente dans l'air atmosphérique ne change pas alors que sa température diminue, ce qui fait que lorsqu'on atteint une température assez basse, la pression de vapeur saturante devient égale à la pression partielle de la vapeur d'eau contenue dans l'air (dans l'exemple considéré, ceci aurait lieu vers 7°C).

C'est alors qu'une partie de l'eau se condense, formant de microgouttelettes de buée sur l'objet froid (vitre en contact avec l'air extérieur, par exemple). C'est ce mécanisme qui est responsable de la rosée : la terre se refroidit pendant la nuit et la vapeur d'eau atmosphérique se condense alors à son contact.

http://www.opur.u-bordeaux.fr/

Opur, photo prise en Corse

Figure 1. Un condenseur de rosée de l'association

Certes, si on met un verre au frigo et qu'on le place dans une atmosphère suffisamment humide, on verra la formation de buée sur ce verre... mais comment le sol se refroidit-il pendant la nuit suffisamment pour provoquer la formation de la rosée ? Peut-on provoquer ce phénomène ou l'amplifier ?

La Terre, pendant la journée, est réchauffée par le rayonnement du Soleil. Son refroidissement pendant la nuit se fait par rayonnement : tout corps émet (cf article sur le rayonnement du corps noir) une certaine quantité de rayonnement, principalement dans l'infrarouge en ce qui concerne la Terre. Si cette perte radiative est compensée par les rayonnements reçus, la Terre reste à la même température, tandis que si le bilan radiatif global fait état de plus de pertes que de rayonnement reçu, par exemple, elle se refroidit (c'est ce qui se passe durant la nuit).

L'objectif d'un "condenseur de rosée", destiné à condenser le maximum de rosée possible, est donc de se refroidir le plus possible durant la nuit par rayonnement.

Les calculs théoriques montrent que la quantité d'eau ainsi produite ne peut pas excéder 1 litre par m² et par nuit. Cela peut sembler "peu" : si l'on distille de l'eau de mer pour la dessaler en utilisant l'énergie solaire, le rendement est certes meilleur, cependant, selon la région concernée (bord de mer ou région désertique), l'obtention d'eau à partir de rosée peut être une source alternative d'eau potable intéressante...

La rosée produite peut être collectée à condition que les petites gouttelettes de rosée s'agglutinent pour former des gouttes plus grandes et glissent le long du condenseur de rosée jusqu'à l'endroit où on récolte l'eau ainsi produite. Les plaques sur lesquelles se condense la rosée sont ainsi inclinées de façon à collecter l'eau ainsi produite.