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Qu’est-ce que l’hygrométrie ?

Qu’est-ce que l’hygrométrie ?
     
  • Définition de l’hygrométrie
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  • Pourquoi mesurer l’hygrométrie
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  • Comment mesurer l’hygrométrie

Définition de  l’hygrométrie :

L'hygrométrie  est la quantité relative d'eau présente dans un gaz. De façon générale, ce gaz  est assimilé comme étant de l’air. Ce taux d’humidité est très complexe à  analyser car la molécule H2O est l’une des plus petites molécules existantes.
L’hygrométrie  est le rapport entre la quantité d'eau réelle et la quantité maximum  admissible, appelé taux d’humidité et exprimé en %.

En  hygrométrie, deux termes sont souvent utilisés :

     
  • L’humidité relative

L'humidité  relative ou degré hygrométrique est généralement exprimé en %. Elle représente  le rapport entre le poids d'eau contenu dans 1m3 d'air déterminé et le poids  d'eau maximum que cet air pourrait contenir à la même température, s'il était  saturé. La saturation correspond à une humidité relative de 100%.

Remarque : On distingue l’humidité  relative de l’humidité absolue.

Humidité  absolue : masse de la  vapeur d'eau  (ou poids d'eau) contenu dans 1 kg d'air sec (ou 1 m3 d'air sec).  L'humidité absolue de l'air n'a en pratique  qu'une utilité restreinte, car elle ne tient pas compte d'une grandeur  climatique essentielle: la température.

     
  • Le point de rosée

Le point  de rosée de l'air est la température à laquelle la vapeur d'eau présente dans  l'air commence à se condenser. Cette température varie en fonction de  l’humidité de l’air.

Pourquoi mesurer l’hygrométrie?

En  agroalimentaire, il est essentiel de mesurer le taux d’humidité pour :

     
  • Se  prévenir contre les risques alimentaires
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  • Etre  conforme avec les réglementations en vigueur.
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  • Vérifier  le croustillant des produits tels que : le pain, les biscottes, les chips…
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  • Conserver  les aliments, notamment en ce qui concerne les aliments en poudre (lait, purée  en flocons, café…) et les aliments lyophilisés (fruits, légumes, viande…).

En  agriculture, mesurer le taux d’humidité est avant tout utile pour :

     
  • Connaître l’humidité des sols pour que les végétaux poussent de  manière optimale.
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  • Définir le stade optimal de récolte.
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  • Stocker les récoltes dans des conditions optimum.

Comment mesurer l’hygrométrie?

L’hygrométrie  se mesure à l’aide d’un hygromètre. C est un appareil de mesure qui sert à  indiquer le taux d’humidité de l’air ambiant.

On  distingue plusieurs types d’hygromètres :

     
  • L’hygromètre mécanique

Il  compte parmi les principes les plus anciens pour mesurer l'humidité, il repose  sur la propriété qu'ont certaines fibres organiques à s'allonger ou se raccourcir  en fonction de l'humidité relative, il suffit alors de les relier à un  afficheur à aiguille.

On  utilise généralement du coton, du nylon ou plusieurs cheveux humains (il y a  des variations entre chaque cheveu, il faut donc moyenner en prenant plusieurs  brins).

Ce type d’hygromètre est très répandu parce qu'il fait parti des  moins chers, mais il fait aussi parti des moins précis. L'erreur est de l'ordre  de ± 5 à ± 10% d'humidité relative à la température à laquelle il a été  étalonné, de plus l'échelle de mesure ne varie que de 20 à 90% et ce pour des  températures comprises entre -20 et 40 °C.

La  réponse met plusieurs minutes à s'ajuster, c'est donc un hygromètre qui  convient pour un usage domestique mais qui présente de sérieuses limites pour  la régulation d'un procédé dans lequel l'humidité joue un rôle importante.

     
  • L’hygromètre électrolytique

Le  principe est basé sur l'absorption d'eau dans une couche, et sa dissociation  électrolytique. Ce type d'hygromètre permet de mesurer de 10 à 10 000 ppm ce qui  correspond à des températures de rosées allant de -70 °C à environ 10 °C.

Le  temps de réponse dépend du sens de variation de l'humidité, si elle croit il  tourne autour de 30 secondes et si elle décroit plutôt de l'ordre quelques  minutes.

Il  n'est utilisé que pour mesurer de faibles quantités d'eau dans l'air.

     
  • L’hygromètre à condensation

Il  mesure le taux d’humidité grâce à l’apparition du dépôt de rosée et à la  température de la surface à laquelle se produit ce dépôt de rosée. L’air dont  on veut mesurer l’humidité circule dans le capteur, il passe au dessus d'une  surface qui est refroidie jusqu'à ce que du condensat se forme à sa surface.

Ils  permettent de mesurer des températures de rosée (ou de gelée) comprises entre  -90 °C et 100 °C en ayant typiquement une précision de ±  0,2 °C à ± 0,5 °C pour des temps de réponse de l'ordre de  quelques minutes.

Ils  nécessitent des manipulations très soigneuses à chaque mesure.

     
  • L’hygromètre à variation de capacité

C’est le  type de capteur utilisé dans la plus part des instruments électroniques. Il  s’agit d’un composant électronique qui « piège » les molécules d’eau.  Ces molécules d’eau piégées dans le capteur font varier sa capacité. On mesure  alors la capacité du composant pour en déterminer l’humidité relative.

     
  • Le psychromètre

Cet  appareil repose sur le principe de changement d’état de l’eau (l’évaporation).Il  est composé de deux thermomètres identiques fixés à un support. Sur l'un des  thermomètres, on place une mousseline (un tissu) qui trempe dans l'eau.
Lorsque  l'air arrive sur le thermomètre à boule mouillée, il fait évaporer l'eau de la  mousseline, ce qui refroidit le thermomètre. Donc, sa température est plus basse  que celle du thermomètre sec.
On  prend la différence entre ces deux températures et on la reporte sur une table  psychrométrique (appelés aussi abaques) qui nous donne la mesure de l'humidité  relative.
Lorsque  l'air est saturé d'humidité, il n'y a pas de différence entre les températures  indiquées par les deux thermomètres.

C’est  un instrument très utilisé en météorologie.

     
  • L’hygromètre à absorption infrarouge

Ce type  d'hygromètre est peu utilisé, il se base sur l'absorption du rayonnement  infrarouge par les molécules d'eau pour les longueurs d’onde comprises entre  1,4 et 1,9 μm.
Des  faisceaux se propagent dans l'air à intervalles de temps régulier, le précédant  sert de référence et ainsi la variation de l'intensité entre les faisceaux  correspond proportionnellement à la variation de l'humidité absolue,  c'est-à-dire la variation de l'eau contenue dans l'air.
En réalité  cette technique est plutôt utilisée pour l'hygrométrie de solides.

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Avis positifs des clients
Marc Boucharel (Guest)
Intéressant et bien organisé
Passionné de météorologie et d'aérologie, cet article m'a permis de confirmer ce que je savais et d'apprendre de nouvelles choses. Un grand merci !
Une précision : un air peut parfois être sur-saturé avec une humidité relative de 120%...
Un regret : j'aurais aimé en savoir plus sur les capteurs à variation de capacité. :-)
La culture de l''instrumentation : hygromètres, réfractomètres, pHmètres

AllCaT Instruments
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F13845 - Vitrolles Cedex France
Horaires : de 9h à 18h du lundi au vendredi
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