Diagramme de Mollier (h-x) : le guide complet pour le CVC

Le diagramme de Mollier (h-x) est un outil graphique de calcul et de visualisation des états de l’air humide. Il permet à l’ingénieur en génie climatique de voir d’un seul coup d’œil la température, la teneur en eau, l’enthalpie et l’humidité relative de l’air — et de tracer n’importe quel traitement d’air (chauffage, refroidissement, humidification et leurs combinaisons).

Qu’est-ce que le diagramme de Mollier

Le diagramme de Mollier (aussi appelé diagramme h-x ou diagramme i-x) représente les états thermodynamiques de l’air humide dans un système de coordonnées obliques à deux dimensions :

• Axe x (horizontal) — teneur en eau de l’air $x$ [g/kg d’air sec] — la quantité de vapeur d’eau par kilogramme d’air sec ;
• Axe h (oblique) — enthalpie de l’air humide $h$ [kJ/kg d’air sec] — le contenu thermique total.

Le diagramme est oblique (et non orthogonal) afin que les lignes de température constante et d’enthalpie constante ne se superposent pas et restent faciles à lire.

Les principales lignes du diagramme

Ligne	Symbole	Grandeur physique
Isotherme	$t$	Température sèche [°C]
Isenthalpe	$h$	Enthalpie [kJ/kg]
Teneur en eau	$x$	Teneur en eau de l’air [g/kg d’air sec]
Humidité relative	$\varphi$	Humidité relative [%]
Courbe de saturation	$\varphi$ = 100 %	Limite de saturation de l’air (le point de rosée s’y trouve)

Comment lire le diagramme

Chaque état de l’air est représenté par un seul point dans le diagramme. Depuis ce point, on peut lire :

1. la température — sur l’isotherme t qui passe par le point ;
2. la teneur en eau — par projection sur l’axe x ;
3. l’enthalpie — par projection sur l’axe h ;
4. l’humidité relative — approximativement, d’après la position entre les courbes φ = 0 % et φ = 100 %.

Le point de rosée ($t_d$) se situe toujours sur la courbe de saturation (φ = 100 %), à la même valeur de $x$ que l’état de départ.

Les procédés de base du traitement d’air

Chauffage sensible

Une droite verticale vers le haut — la teneur en eau x ne change pas ($x$ constant), la température et l’enthalpie augmentent, l’humidité relative diminue.

Usage typique : batterie chaude (électrique ou à eau) sur l’air soufflé.

Refroidissement avec déshumidification

Une droite descendant vers la gauche — l’air est refroidi sous le point de rosée, la vapeur d’eau se condense. Température, enthalpie et teneur en eau diminuent toutes.

Usage typique : batterie froide à échangeur à ailettes (eau glacée ou détente directe).

Humidification adiabatique (isenthalpe)

Une droite qui suit l’isenthalpe, obliquement vers le bas à droite. La température baisse, la teneur en eau augmente — c’est le cas de l’humidification par eau pulvérisée ou du rafraîchissement adiabatique.

Humidification isotherme

Une droite horizontale vers la droite, à température constante — la teneur en eau augmente. C’est le cas de l’humidificateur à vapeur (vapeur saturée ou surchauffée).

Mélange de deux flux

L’état de l’air mélangé se trouve sur le segment reliant les deux états d’entrée — à la position correspondant au rapport massique des deux flux.

Récupération de chaleur

L’air soufflé passe du point 1 (air extérieur) au point 2 (air après l’échangeur). L’air repris du local refroidit ou réchauffe en parallèle le flux soufflé. L’efficacité de l’échangeur détermine à quel point le point 2 se rapproche de l’état de l’air repris.

Le diagramme de Mollier en pratique : exemple de cascade

Une centrale de traitement d’air typique en régime hivernal :

1. Air extérieur (t = −15 °C, φ = 80 %) → entrée dans le récupérateur
2. Après récupération (t = +5 °C) → chauffage sensible
3. Après chauffage (t = +20 °C) → humidification à la vapeur jusqu’à φ = 50 %
4. Soufflage dans le local (t = +21 °C, φ = 50 %) → charge thermique du local
5. Reprise (t = +26 °C, φ = 55 %) → retour au récupérateur

Toute cette chaîne peut se tracer comme une série de segments reliés dans le diagramme de Mollier — et c’est exactement ce que fait PsychroView.

Normes et précision des calculs

PsychroView calcule les grandeurs psychrométriques selon l’ASHRAE Fundamentals 2021, Chapter 1 (SI) avec les équations de Hyland-Wexler pour la pression de vapeur saturante — une méthode très précise sur cette plage (écarts de l’ordre du centième au pour cent par rapport aux données de référence).

Les paramètres de dimensionnement du milieu intérieur et de la ventilation s’appuient quant à eux sur la NF EN 16798-1 (paramètres du milieu intérieur des bâtiments) et la NF EN 16798-3 (ventilation des bâtiments non résidentiels).

Convention européenne (Mollier) vs. Carrier

En Europe continentale, on utilise traditionnellement le diagramme de Mollier en unités SI (coordonnées obliques, enthalpie sur l’axe oblique). Dans les pays anglo-saxons, vous rencontrerez le diagramme psychrométrique (de Carrier) en unités I-P ou SI, à coordonnées orthogonales, avec la température sur l’axe horizontal.

PsychroView prend en charge les deux types — le basculement se fait d’un seul clic.

Comment démarrer avec PsychroView

1. Ouvrez l’application — sans inscription, gratuitement.
2. Saisissez les conditions de l’air extérieur (température + humidité relative).
3. Ajoutez les procédés de traitement (chauffage, refroidissement, récupération…).
4. Exportez le résultat en PDF ou DXF pour votre rapport technique.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre le diagramme de Mollier et celui de Carrier ? Les deux représentent les mêmes grandeurs physiques, mais diffèrent par l’orientation des axes. Le diagramme de Mollier (h-x) a des coordonnées obliques avec l’enthalpie sur l’axe oblique — typique de l’Europe continentale. Le diagramme de Carrier (psychrométrique) a des coordonnées orthogonales — typique des États-Unis.

Dois-je connaître la pression partielle de vapeur d’eau ? Non — il suffit de saisir la température et l’humidité relative. PsychroView calcule automatiquement toutes les autres grandeurs.

Peut-on utiliser le diagramme pour une pression autre que 101 325 Pa ? Oui — PsychroView permet de saisir une pression barométrique personnalisée, indispensable pour les calculs en altitude.

Combien de procédés peut-on tracer à la fois ? Dans l’offre gratuite (sans inscription), le nombre de procédés est limité. Les offres payantes permettent un nombre illimité de procédés et tout le circuit d’air dans un même projet.