Refroidissement adiabatique (évaporatif)

Refroidissement adiabatique (refroidissement évaporatif) est un procédé de traitement d’air dans lequel l’air est refroidi par évaporation d’eau sans échange de chaleur avec le milieu extérieur (adiabatiquement).

Thermodynamique du procédé

Ajout d’eau (liquide) à l’air lors d’un procédé adiabatique :

• La température $t$ baisse (chaleur sensible → chaleur latente)
• La teneur en eau $x$ augmente
• L’enthalpie $h$ reste constante (ou quasiment)

C’est pourquoi le refroidissement adiabatique apparaît sur le diagramme de Mollier comme une droite parallèle à une isenthalpe — la ligne $h = \text{const}$.

Refroidissement maximal

L’air peut être refroidi adiabatiquement au plus jusqu’à sa température humide ($t_{wb}$), où il atteint φ = 100 %. L’air est alors saturé et l’évaporation cesse.

Efficacité de saturation d’un refroidisseur évaporatif :

$$\eta = \frac{t_1 - t_2}{t_1 - t_{wb}}$$

où $t_1$ est la température d’entrée et $t_2$ la température de sortie de l’air.

Types de refroidisseurs évaporatifs

Type	Principe	η typique
À pulvérisation	Eau pulvérisée dans le flux d’air	75–85 %
À média (pad)	L’air traverse un garnissage humidifié	80–90 %
Laveur d’air	L’air traverse une chambre d’eau pulvérisée	85–95 %
Évaporatif indirect	Refroidissement sans ajout d’humidité au soufflage	selon le montage

Emploi en génie climatique (CVC)

• Climatisation en climat sec (Europe du Sud, Moyen-Orient) — alternative efficace et économe en énergie au refroidissement mécanique
• Centres de données — free cooling avec pré-refroidissement adiabatique (évaporatif) de l’air
• Halls industriels — abaissement de température sans refroidissement mécanique dans les climats adaptés

Adéquation climatique

En climat continental humide et maritime, le refroidissement adiabatique est moins efficace qu’en climat méditerranéen sec, car l’air estival porte une humidité relative plus élevée. Il peut néanmoins être utile en pré-refroidissement ou en combinaison avec un refroidissement mécanique.