Bonjour les padawans de la physique. Après avoir vu les échanges de chaleur et comment cela fonctionne dans un réacteur nucléaire, on voit comment fonctionne la climatisation. N'hésitez pas à partager cette vidéo, c'est gratuit
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ÉducationTranscription
00:00 Vous connaissez le panquement entre la clé et une teub ?
00:05 Quand on la pousse à fond, ça fait mal à la gorge.
00:08 FUSION !
00:11 Bonjour les pas d'homme de la physique, au bien de vous servir.
00:17 Bienvenue sur la chaîne qui répond à vos questions.
00:19 Et pour ce faire, laissez-les en commentaire et je les répondrai lors d'une prochaine vidéo.
00:23 Aujourd'hui, on répond aux commentaires de Sam et on voit comment marche la climatisation.
00:27 Avant de rentrer dans le détail de la climatisation, on va commencer par dire que la production de froid, c'est tout le temps le même principe.
00:33 Que ce soit la climatisation ou votre frigo, ça marchera exactement de la même façon.
00:37 Mais la question portant sur la clim, on va voir ça.
00:39 Sur un circuit frigorifique, il n'y a que 4 éléments.
00:42 Un condenseur, un détendeur, un évaporateur et enfin un compresseur.
00:47 Ensuite, ces 4 composants sont reliés par des tuyaux.
00:49 Et à l'intérieur de ce tuyau, il y aura ce qu'on appelle un fluide frigorigène.
00:52 Et le circuit est un circuit fermé, c'est-à-dire qu'il va tourner en boucle en permanence.
00:56 Bon d'accord, mais un fluide frigorigène, c'est quoi ?
00:58 En fait, c'est un fluide qui va facilement changer d'état, sans que les températures soient trop hautes ou trop basses.
01:03 Ce qui va rendre son utilisation beaucoup plus facile.
01:05 Et nous, les changements d'état qui vont nous intéresser ici vont être de 2 sortes.
01:08 La vaporisation et la liquéfaction.
01:10 Mais on va rentrer un peu plus dans le détail, un peu plus loin dans la vidéo.
01:12 D'abord, on va commencer par une vision d'ensemble.
01:14 Et là, vous voyez qu'il y a bien les 4 éléments que je vous ai cités tout à l'heure.
01:17 Le compresseur, le condenseur, le détendeur et l'évaporateur.
01:21 Je vous ai expliqué tout à l'heure que ça fonctionnait en boucle, que ça créait un cycle.
01:25 Donc, comme ça, on va se mettre en sortie de condenseur.
01:27 Et on va faire le tour et on va voir ce qu'il se passe.
01:29 La première chose que je vais vous demander, c'est d'admettre ce que je vais vous dire.
01:32 On comprendra une fois que j'aurai fini l'explication complète.
01:35 Donc, ce qu'il va falloir comprendre, c'est que là, notre fluide, il est en HP.
01:38 T'as l'air carrément déjanté.
01:41 Mais non, je vais très bien.
01:42 Mais de toute façon, c'est pas le sujet.
01:44 HP, ça veut dire haute pression.
01:46 Donc, le fluide est en HP et en plus, il est en phase liquide.
01:48 Donc, si on continue, on va aller vers le détendeur.
01:51 Le détendeur, à quoi ça sert ?
01:53 Bien, le détendeur, ça va servir à détendre.
01:55 Merci, Capitaine Obvious.
01:56 Non, mais d'accord, là, on parle de détendre le fluide.
01:59 C'est-à-dire qu'on va baisser drastiquement la pression.
02:01 On va passer de HP, haute pression, à BP, basse pression.
02:05 Le problème, c'est que lors de la détente d'un fluide, on va avoir une création de froid.
02:09 Pour que vous compreniez bien, on va faire une analogie simple.
02:11 À l'intérieur de ce spray déodorant, on a du gaz sous pression.
02:15 Quand je vais appuyer, la pression va baisser.
02:18 Il va donc y avoir une vraie détente.
02:20 Et qu'est-ce qui se passe ?
02:22 Ici, c'est froid.
02:23 Mais c'est dû à la détente.
02:24 Ça va refroidir notre fluide.
02:26 Et donc, notre détendeur va faire exactement la même chose au niveau du fluide frigorifique.
02:30 Maintenant qu'on a dit ça, on se retrouve en sortie de notre détendeur.
02:33 Le fluide est toujours en phase liquide, mais cette fois-ci, en basse pression, en BP.
02:37 Et là, on voit qu'on va rentrer dans ce qu'on appelle l'évaporateur.
02:40 L'évaporateur sert à faire passer le fluide de l'état liquide à l'état gazeux.
02:44 On rentre donc en vaporisation.
02:46 Comme je l'ai dit tout à l'heure, il n'a pas besoin de beaucoup de température pour le faire changer d'état.
02:49 C'est pour ça que l'air qu'il y a autour de cet évaporateur va suffire à faire changer d'état le fluide frigorigène.
02:55 Et on a vu la semaine dernière que quand il y a un changement d'état, il y a bien un échange de chaleur.
03:00 Vous vous rappelez ? C'est la chaleur latente.
03:02 La chaleur latente de vaporisation, en l'occurrence.
03:04 Et donc, pour vaporiser notre fluide frigorigène, pour passer de l'état liquide à l'état gazeux,
03:09 le fluide a besoin d'énergie.
03:11 Il va donc récupérer de l'énergie.
03:14 De l'énergie calorifique.
03:16 Donc, il va récupérer de la chaleur de l'air ambiant.
03:19 Et donc, refroidir l'air ambiant.
03:21 C'est l'effet de la vaporisation qui fait que la température va baisser.
03:25 L'évaporateur, c'est la clim qu'on voit dans la maison, ou alors c'est ce qu'il y a à l'intérieur de notre frigo.
03:30 C'est là où on va créer du froid.
03:32 En sortie de notre évaporateur, on est bien en phase gazeuse, mais en basse pression.
03:38 On est gazeux BP.
03:40 C'est à ce moment là qu'on va rentrer dans le compresseur.
03:42 Le compresseur va nous servir à deux choses importantes.
03:44 La première, ça va être de monter en pression le fluide.
03:47 Monter en pression le gaz.
03:49 En fait, on vient comprimer le gaz pour le faire monter en pression.
03:51 Il sert aussi à une deuxième chose, à mettre en mouvement le fluide.
03:54 Bah oui, il faut bien que le fluide tourne. On a dit que ça tournait en boucle.
03:57 Tout à l'heure, on a dit que la détente d'un fluide faisait qu'on descendait en température.
04:01 Et bien, à l'inverse, un compresseur qui va faire monter en pression, lui, va faire élever la température.
04:07 Bon, on a bientôt fini notre cycle. Et là, notre fluide, il va rentrer dans ce qu'on appelle le condenseur.
04:11 Et le rôle du condenseur, à l'inverse de l'évaporateur, ça va être de faire passer notre fluide de l'état gazeux à l'état liquide.
04:18 Ce changement d'état, je le rappelle, c'est la liquéfaction.
04:21 Et tout comme l'autre changement d'état qui était l'évaporation, là, il va y avoir encore un échange de chaleur.
04:27 Et là, ça va marcher, bien sûr, à l'inverse.
04:29 Quand il faut passer notre fluide de l'état liquide à l'état gazeux, on récupère de l'énergie.
04:34 Quand on va le faire passer de l'état gazeux à l'état liquide, il va rendre de l'énergie.
04:38 Et donc, là, ce qui va se passer, c'est qu'il va chauffer l'air qu'il y a autour.
04:42 Et donc, pour une clim, c'est ce que vous voyez à l'extérieur de la maison.
04:46 Vous savez, ce qui est en dehors, avec l'espèce de ventilo, là.
04:48 Pourquoi ? Bah, tout simplement parce que si je mets à réchauffer dans la maison alors que je suis déjà en train d'essayer de la refroidir, ça ne sert à rien.
04:54 Donc, on va réchauffer l'air extérieur, si vous voulez, pour avoir du frais à l'intérieur.
04:58 Et au niveau du frigo, c'est le même principe.
05:00 Derrière, quand vous regardez, il y a un espèce de serpentin, là.
05:04 Bah, c'est ça, votre condenseur.
05:05 Et si vous mettez la main derrière votre frigo, vous allez voir qu'il fait très chaud.
05:08 Alors qu'à l'intérieur, il fait très froid.
05:10 On revient donc à notre point de départ, donc notre cycle est terminé.
05:13 Et bien sûr, ce cycle est permanent, donc il va continuer à tourner en boucle.
05:17 Et c'est pour ça qu'on peut avoir du froid en permanence.
05:19 Mais vu qu'il y a une certaine logique, là, sur l'enchaînement des vidéos, on va un peu raccrocher les wagons et voir ce qu'on a vu la semaine dernière.
05:25 Et une fois de plus, on va récupérer la courbe de saturation.
05:27 Sauf que cette fois-ci, on ne prendra pas la courbe de saturation de l'eau, puisque le flux de frigorigène n'est pas de l'eau,
05:33 mais la courbe de saturation de ce flux de frigorigène.
05:36 Vous vous rappelez ? C'est la courbe de la pression en fonction de la température.
05:39 Et rappelez-vous, lorsqu'on est au-dessus de la courbe, on est en phase liquide.
05:43 Quand on est en-dessous de la courbe, on est en phase gazeuse.
05:46 Et quand on est sur la courbe, on est en plein changement d'état, soit de liquide à gaz, soit de gaz à liquide.
05:51 Donc maintenant qu'on a vu techniquement comment ça fonctionnait, on va donc regarder comment évolue la pression et la température.
05:56 On va faire le même circuit que tout à l'heure, et vous allez tout comprendre.
05:59 On va reprendre le même point de départ que tout à l'heure, à savoir la sortie du condenseur.
06:02 On a dit qu'en sortie du condenseur, on était en haute pression et en phase liquide.
06:06 Phase liquide, on est au-dessus de la courbe. Haute pression, on est haut en pression, donc on va se pointer ici.
06:11 Ensuite, on a dit quoi ? On a dit qu'on allait passer dans le détendeur,
06:14 et que le détendeur allait faire une chute brutale de pression avec une baisse de température.
06:20 Donc là, on va le représenter sur la courbe.
06:22 Baisse de pression, c'est quasiment vertical, mais on part un peu vers la gauche parce que la température baisse un peu aussi.
06:28 On est toujours en phase liquide. Là, le point où on est rendu, c'est le point d'entrée dans l'évaporateur.
06:33 D'abord, on rentre dans l'évaporateur en phase liquide, et au fur et à mesure que le fluide passe dans l'évaporateur,
06:38 la température va augmenter jusqu'à arriver au point où on change d'état.
06:42 Donc là, on est dans l'évaporateur, changement d'état, donc échange de chaleur.
06:47 Et bien sûr, une fois qu'on arrive à la sortie de notre évaporateur, on est tout gazeux.
06:51 Notre fluide est entièrement gazeux.
06:53 Et donc, on va continuer à le chauffer pour arriver en entrée de compresseur à ce point-là.
06:59 Donc, on voit que nous sommes toujours en basse pression, parce que la pression n'a pas bougé,
07:03 mais qu'on a un peu réchauffé et qu'on est bien en phase gazeuse.
07:06 On arrive donc à l'entrée du compresseur.
07:08 On a dit tout à l'heure que le compresseur, ça faisait quoi ?
07:12 Ça comprimait, donc ça faisait monter la pression, mais ça échauffait un peu le fluide aussi.
07:17 Donc, voilà ce qui va se passer.
07:19 Vous voyez, on est toujours en phase gazeuse, mais cette fois-ci, on est bien monté en pression.
07:23 On arrive donc à l'entrée du condenseur.
07:26 Et bien maintenant, même principe que l'évaporateur, mais à l'inverse.
07:29 Le fluide va commencer à céder ses calories jusqu'à arriver au point de changement d'état.
07:34 Tant qu'il y a le changement d'état, on reste sur la courbe de saturation.
07:37 Puis, en sortie de condenseur, on continue de réfrigérer jusqu'à arriver au point de départ.
07:45 Et donc, voici à quoi ressemble notre cycle quand on suit les pressions et les températures.
07:48 Avant de terminer la vidéo, il me reste un tout petit sujet à voir avec vous.
07:51 Il y a plusieurs d'entre vous qui m'ont mis en commentaire sur ma dernière vidéo,
07:54 qu'ils aimeraient bien comprendre comment ça marche, la climé réversible.
07:56 On va donc faire un point juste là-dessus.
07:58 Avant d'aborder ce sujet-là, je voudrais quand même expliquer qu'un évaporateur et un condenseur,
08:02 d'un point de vue technologique, c'est la même chose.
08:04 En gros, ça sera des serpentins qui vont changer leur chaleur avec l'air qui leur entoure.
08:08 La seule différence, c'est qu'il y en a un où le fluide va passer de liquide à gazeux,
08:11 et inversement, l'autre va passer de gazeux à liquide.
08:13 Il y a deux solutions.
08:14 La première solution, c'est tout casser ta maison tous les six mois,
08:18 et de changer et de mettre l'évaporateur et le condenseur à l'inverse, pour inverser le système.
08:23 Comme ça, on créera du froid pendant six mois, et on pourra créer du chaud pendant les six autres mois.
08:28 Seulement, vous vous doutez bien que non seulement ça coûterait cher,
08:31 et puis ça serait complètement con, il doit y avoir un système un peu meilleur.
08:33 Effectivement, c'est un système qui va permettre d'inverser le sens du fluide.
08:36 Je vous mets le schéma, là.
08:38 En fait, on voit que là, il y a un système, c'est ce qu'on appelle une vanne quatre voies.
08:41 Peu importe, il y a une vanne qui va nous permettre, en fonction de sa position, d'inverser le sens du fluide.
08:47 Et donc, quand on voudra créer du chaud, à la maison, on aura un condenseur, et à l'extérieur, un évaporateur.
08:54 Et inversement, quand on voudra du froid, on aura l'évaporateur à l'intérieur de la maison, et le condenseur à l'extérieur.
09:01 Voilà, c'est tout pour moi.
09:02 Je pense qu'on a fait le tour sur la clim.
09:04 Il y aurait plein de choses à voir, puisqu'effectivement, on est resté un peu en surface.
09:07 Il y a des détails techniques que je n'ai pas abordés avec vous, parce que je ne voyais pas l'intérêt.
09:11 Maintenant, si vous voulez vraiment approfondir le sujet, comme d'hab, les commentaires sont là.
09:15 Si vous voulez aborder un autre sujet, les commentaires sont là aussi.
09:17 Comme d'hab, n'hésitez pas, si la vidéo vous a plu, vous mettez un like.
09:21 Si vous ne voulez rater aucune de mes autres vidéos, un petit abonnement, la cloche.
09:24 Si vous voulez que la chaîne perdure, et que j'ai un meilleur renforcement, n'hésitez pas à partager, s'il vous plaît.
09:29 C'était Obi-Wan, qui vous dit que la science soit avec vous.
09:32 [Musique]
09:50 Je n'arrête pas de roter, c'est dégueulasse.