Chaleur sensible, chaleur latente : où passe l'énergie

Deux façons de recevoir de la chaleur

Quand tu chauffes une casserole d'eau, la température monte : c'est la chaleur sensible — celle qu'on « sent » au thermomètre. Puis l'eau se met à bouillir… et la température ne bouge plus : 100 °C, tant qu'il reste de l'eau liquide. Toute l'énergie sert alors à changer l'état du liquide en vapeur : c'est la chaleur latente (cachée).

Et elle est énorme : vaporiser 1 kg d'eau demande environ 5 fois plus d'énergie que le chauffer de 0 à 100 °C. Le changement d'état est de très loin le meilleur moyen de transporter de la chaleur.

C'est le secret des machines frigorifiques

Un fluide frigorigène n'a rien de magique : c'est simplement un fluide qui bout très froid aux pressions qu'on sait produire dans un circuit.

• Dans l'évaporateur, le fluide liquide bout à basse température : pour bouillir, il lui faut de la chaleur, qu'il absorbe dans l'air ou l'eau qui le traverse. C'est là que le froid « se fabrique ».
• Dans le condenseur, la vapeur redevient liquide : en se condensant, elle rend toute cette chaleur latente. C'est là qu'une PAC chauffe ta maison.

Ton propre corps utilise le principe : la transpiration te refroidit parce que l'eau, en s'évaporant sur ta peau, lui prend de la chaleur.

Les kilowatts passent par le changement d'état

Dans une PAC ou une clim, l'essentiel de la puissance échangée vient de la chaleur latente du fluide, pas du réchauffement de sa vapeur. Conséquences directes :

• Manque de fluide : le liquide est entièrement évaporé trop tôt dans l'évaporateur ; la fin de l'échangeur ne sert plus qu'à réchauffer de la vapeur (sensible, très peu efficace). La puissance s'effondre et la surchauffe grimpe.
• Excès de fluide : du liquide risque de sortir de l'évaporateur sans avoir bouilli — direction le compresseur, qui ne comprime pas les liquides. Casse assurée à terme.
• Le givre sur un évaporateur raconte la même histoire : l'eau de l'air cède sa chaleur latente en gelant sur la batterie trop froide.

À retenir : changer l'état d'un fluide transporte beaucoup plus d'énergie que changer sa température. L'évaporateur absorbe, le condenseur restitue.