Qu'est-ce que le rapport de mélange de l'air ?
Le rapport de mélange correspond à la masse de vapeur d'eau présente dans une parcelle d'air divisée par la masse d'air sec à laquelle elle est mélangée. Contrairement à l'humidité relative, il ne varie pas lorsque l'air est réchauffé ou refroidi (tant qu'aucune condensation ne se produit), ce qui en fait une mesure stable et conservative de la teneur en humidité, très utilisée en météorologie, en génie climatique (CVC) et en sciences de l'atmosphère. Ce calculateur s'applique partout dans le monde : il ne dépend que de grandeurs physiques (les pressions), et non d'une réglementation nationale.
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la pression partielle de vapeur d'eau (e) et la pression totale de l'air (P), toutes deux exprimées en hectopascals (hPa, équivalents aux millibars). L'outil renvoie le rapport de mélange sous forme de valeur sans dimension (kg de vapeur par kg d'air sec) ainsi que la valeur la plus couramment utilisée, en grammes par kilogramme (g/kg). La pression standard au niveau de la mer est d'environ 1013,25 hPa.
La formule expliquée
Le rapport de mélange est donné par :
$$w = 0{,}622 \cdot \frac{e}{P - e}$$
La constante 0,622 représente le rapport entre la masse molaire de la vapeur d'eau (≈18,02 g/mol) et celle de l'air sec (≈28,96 g/mol). Le dénominateur \(P - e\) correspond à la pression partielle de l'air sec seul : d'après la loi de Dalton, la pression totale est en effet la somme de la pression de l'air sec et de la pression de vapeur.
Exemple concret
Supposons une pression de vapeur \(e = 12\) hPa et une pression totale \(P = 1013{,}25\) hPa. On obtient alors $$w = 0{,}622 \times \frac{12}{1013{,}25 - 12} = \frac{7{,}464}{1001{,}25} \approx 0{,}007455 \text{ kg/kg},$$ soit environ 7,455 g/kg.
FAQ
Quelles unités dois-je utiliser ? e et P doivent être exprimées dans la même unité de pression (les hPa/mb conviennent parfaitement). Comme la formule est un rapport, les unités s'annulent et le résultat est sans dimension.
En quoi cela diffère-t-il de l'humidité spécifique ? L'humidité spécifique est la masse de vapeur rapportée à la masse d'air total (humide), tandis que le rapport de mélange utilise l'air sec au dénominateur. Pour les valeurs atmosphériques courantes, les deux grandeurs sont très proches.
Où trouver la pression de vapeur ? Vous pouvez calculer e à partir du point de rosée, ou bien à partir de l'humidité relative et de la pression de vapeur saturante, puis l'intégrer ici.
