Juste avant la question fondamentale, “y a-t-il une vie après la mort ?”, il y a : “comment garder sa boisson au frais durant un été torride ?” (à la même position que : “faut-il porter du noir en été ?” ou “faut-il marcher ou courir sous la pluie”…).

Ces gouttes sur l’extérieur de votre boisson ne rendent pas seulement son contenant glissant. Des expériences montrent que par temps chaud et humide, la condensation réchauffe davantage une boisson que l’air environnant.

Au printemps, les pensées d’une personne se tournent vers d’importantes questions, comme de savoir qu’elle est la meilleure façon de garder sa canette fraiche par une chaude journée d’été. Bien que cette quête est probablement aussi vieille que la civilisation, des scientifiques du climat de l’Université de Washington ont apporté leur nouvelle lumière.

Il s’avère que la condensation, engendrée à l’extérieur d’une boisson en boîte par une météo étouffante, réchauffe plus que l’air ambiant, ce qui signifie que votre boisson se réchaufferait deux fois plus par temps chaud et humide que par un temps sec et brulant. Si vous prenez la première condition (subtropical humide), la chaleur libérée par la condensation réchauffe la boisson d’environ 10 °C en cinq minutes.

Pour Dale Durran, professeur de l’université de Washington (sciences de l’atmosphère) :

La chose la plus importante n’est pas de simplement isoler le contenant, mais de prévenir la formation de condensation à l’extérieur de celui-ci.

Il est le coauteur des résultats publiés ce mois-ci (lien plus bas) qui donnent le réchauffement exact pour une gamme plausible de températures estivales et les niveaux d’humidité. Par exemple, le jour le plus chaud et le plus humide à Dhahran, en Arabie Saoudite, la condensation suffirait à réchauffer une canette d’une température proche de zéro à 9°C en seulement cinq minutes.

L’enquête a débuté quelques années auparavant lorsque Durran essayait de trouver un bon exemple de chaleur produite par la condensation. Beaucoup d’exemples existent pour le refroidissement par évaporation, mais peu sur le phénomène inverse. Durran a pensé que les gouttelettes, qui se forment sur une boisson froide en canette d’aluminium, pourraient être l’exemple qu’il cherchait. Un rapide calcul a montré que la chaleur dégagée par une fine pellicule d’eau de 0,1 mm d’épaisseur la couvrant, pourrait chauffer son contenu de 13 °C.

Surpris par les effets d’une si minuscule pellicule d’eau, Durran a décidé que ce résultat requérait une validation expérimentale. Il a recruté son coauteur, Dargan Frierson, un professeur agrégé également à l’Université de Washington. Après différents tests dans le sous-sol de Frierson, en utilisant un appareil de chauffage et de l’eau chaude, pour faire varier la température et l’humidité, ils ont corroboré le résultat initial et ils se sont lancés dans un test à grande échelle.

Les deux scientifiques ont mis à contribution des étudiants leur permettant de tester un large éventail de conditions. Ainsi, ils ont ressorti une vieille machine expérimentale utilisée par le passé pour simuler la formation des nuages. Les étudiants ont refroidi une canette d’aluminium dans un seau d’eau glacée puis l’ont séché et placé dans la chambre expérimentale réglée aux conditions appropriées. Après cinq minutes, ils ont enlevé la boîte, l’ont pesé pour mesurer la quantité de condensation, et ont enregistré la température finale de l’eau à l’intérieur.

Le phénomène à l’œuvre, la chaleur latente de condensation, est au cœur de la recherche de Frierson sur la vapeur d’eau, le transfert de chaleur et le changement climatique mondial.

Tirée de l’étude, l’illustration ( a) montre le ratio de vapeur-eau à la surface de la Terre, exprimée en kelvin. Sur le graphique de droite ( b) l’augmentation de température (δT) d’une tasse d’eau en fonction du taux d’humidité et de la température ambiante.

Selon Frierson :

Nous nous attendons à une atmosphère beaucoup plus humide avec le réchauffement climatique, parce que l’air chaud peut contenir beaucoup plus de vapeur d’eau.

Parce que la chaleur est transférée lorsque l’eau s’évapore ou se condense, ce changement affecte la circulation du vent, les conditions météorologiques et la formation des tempêtes. La recherche de Durran comprend des études d’orages, qui sont alimentés par la chaleur libérée par la condensation dans l’air humide ascendant.

Quant à leur démonstration de la chaleur dégagée lors de ce processus, les scientifiques cherchent maintenant à développer un outil pédagogique qui permettra aux étudiants du monde entier de tenter l’expérience et de publier leurs résultats en ligne pour les comparer.

Leur étude publiée ce mois-ci et librement accessible sur Physics Today : Condensation, atmospheric motion, and cold beer.