Compression et détente adiabatique

La compression et la détente adiabatiques sont des modèles thermodynamiques pour le comportement de fluides, notamment de gaz, soumis à des variations de pression.

Adiabatique signifie qu'il n'y a pas d'échange de chaleur entre le système et son milieu. Ainsi, si la température du système augmente ou diminue, celui-ci ne peut pas se mettre en équilibre thermique avec le milieu extérieur. Cette condition se réalise si :

• le système est isolé du milieu, par une enceinte adiabatique (parfois appelée bombe calorimétrique) ;
• la transformation est suffisamment rapide pour éviter les échanges de chaleur.

En raison du premier principe de la thermodynamique, l'énergie interne du système est conservée ; la variation d'énergie élastique se traduit donc par une variation de la température :

• lors d'une compression, la température augmente ;
• lors d'une détente, la température diminue.

Voir:

• Téphigramme
• Skew-T
• Émagramme
• Diagramme de Stüve

La compression adiabatique permet d'expliquer l'échauffement de la pompe à vélo, ainsi que le fait que l'air qui sort lorsque l'on dégonfle un pneu soit froid (même si la transformation n'est pas strictement adiabatique). Elle permet aussi d'expliquer le risque du « coup de feu » dans les détendeurs de dioxygène : lorsque l'on ouvre la bouteille, la pression augmente dans le détendeur et provoque un échauffement ; si le détendeur contient un corps inflammable (corps gras, joint non-conforme), il s'enflamme (il est en présence de 100 % de dioxygène) et provoque une oxydation exothermique du métal avec un effet similaire à un chalumeau, qui perfore le détendeur (oxycoupage).

La détente adiabatique est utilisée dans les réfrigérateurs, climatiseurs et groupes frigorifiques, pour refroidir.

La détente adiabatique est également utilisée pour la dessiccation dans le procédé de détente instantanée contrôlée (DIC).

En météorologie, la compression et la détente adiabatique avec l'altitude (voir l'article Variation de la pression et de la température atmosphériques avec l'altitude) provoque une variation de température de la masse d'air qui conditionne de nombreux phénomènes atmosphériques, voir l'article Gradient thermique adiabatique.

Le contraire du mot adiabatique devrait logiquement être : diabatique. Pour des raisons historiques, on continue largement à dire néanmoins : « non-adiabatique ».