Définition de l’humidité

Comme nous l’évoquions dans la partie “mesure de pression”, l’air est partout autour de nous. Plusieurs grandeurs physiques caractérisent cet air : la température, la pression, l’humidité…La température de l’air varie en fonction des saisons, du rythme nycthéméral, etc. Nous l’avons vue la pression varie en fonction du temps, de l’altitude…L’autre paramètre de l’air ambiant qui varie également est l’humidité. Ce dernier est changeant en fonction du temps, des saisons, du rythme nycthéméral, de la zone géographique etc. Mais qu’est-ce que l’humidité et comment la mesure-t-on ?

L’humidité, un paramètre aux multiples implications

Plus de 70% de la surface de la terre est recouverte d’eau. Cette eau s’évapore avec le soleil et s’accumule dans les masses d’air tout autour de nous. Ces masses d’air contiennent donc les vapeurs d’eau issues de l’évaporation des mers, des océans, des lacs… L’humidité est tout simplement la quantité d’eau présente dans l’air. Plus l’air ambiant contient d’eau plus le niveau d’humidité est important.

L’humidité relative, un pourcentage de vapeur d’eau dans un volume d’air

La capacité d’un volume d’air à retenir les vapeurs d’eau dépend de sa pression mais également de sa température. L’air chaud retiendra plus l’humidité que l’air ayant une température plus basse. Cette capacité de rétention atteint sa limite lorsque la masse d’air se sature en eau et ne peut pas aller au delà. Ainsi la vapeur d’eau contenue dans la masse d’air va changer d’état en passant de l’état gazeux à l’état liquide et former des nuages. Ou alors en se déposant sur les surfaces sous forme de gouttelettes d’eau (miroir de salle de bain, rosée sur la pelouse,…). De là le cycle peut recommencer. La rosée est un exemple intéressant car le point de rosée est l’une des grandeurs de mesure d’humidité. C’est la température à laquelle la saturation intervient, la vapeur d’eau se transforme en liquide.

Grandeur de mesure d’humidité

Les principales grandeurs liées à la mesure d’humidité sont :

Température de l’air
Humidité relative (Pression partielle de vapeur rapportée à la Pression de vapeur saturante).
Point de rosée
Rapport de mélange
Humidité absolue
Pression partielle de vapeur
Pression de vapeur saturante
Enthalpie

Unité de mesure de l’humidité

L’unité couramment utilisée pour la mesure d’humidité est l’humidité relative.
L’humidité relative est un ratio entre la pression partielle de vapeur rapportée et la pression de vapeur saturante. Elle s’exprime en pourcentage : %HR. Ainsi lorsqu’une masse d’air est saturée, l’humidité relative sera de 100 %. A l’inverse lorsque que la même masse d’air ne contiendra pas de vapeur d’eau, l’humidité relative sera de 0 %.

L’humidité relative évolue en fonction du rythme nycthéméral, de la zone géographique et de multiples autres facteurs. Son niveau peut impacter le confort en fonction du métabolisme de chacun. On aura donc recourt à des systèmes de régulation artificiels pour contrôler son niveau. De même elle a une influence sur produits finis en fonction de leurs conditions de stockage, et de production (matières premières, médicaments, aliments, etc.). Il convient donc de mesurer le niveau d’humidité et de le maîtriser si possible.

Appareil pour mesurer le taux d’humidité

Pour détecter le mesurande humidité, les technologies les plus couramment utilisées sont les suivantes :
Technologie résistive : élément sensible dont la résistance varie en fonction de l’humidité relative
Technologie capacitive : élément sensible à base d’un condensateur dont la capacité varie en fonction de l’humidité relative
Psychromètre : les éléments sensibles sont deux sondes de température ou deux thermomètres. Le premier mesure une température sèche et le second une température humide. Le delta entre les deux températures est proportionnel à l’humidité relative.
Technologie du miroir refroidi : Solution très précise plutôt utilisée en métrologie. Elle consiste à détecter grâce à un système optique l’apparition de buée sur un miroir dont on contrôle la température.

Critères de sélection de votre solution de mesure d’humidité

Le choix d’un capteur peut s’avérer complexe tant de multiples paramètres sont à considérer. En effet il faut considérer les points suivants lors du choix de vos capteurs et transmetteurs :
Type d’utilisation : poste fixe ou portable, aveugle ou avec affichage pour les capteurs fixes. Mais aussi la plage de mesure d’humidité, la température d’utilisation et la précision souhaitée.
Pour la transmission des mesures il faut faire le choix entre les signaux analogique, numériques et le sans fil (IIOT). Enfin il faut statuer sur le type d’étalonnage en température et humidité : Cofrac ou raccordé Cofrac.

INSTRUMENTYS propose les différentes technologies de capteurs d’humidité. N’hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions complémentaires.

Autres grandeurs traitées par Instrumentys :
Température
Pression
Force
Pesage
IIoT