- Définition de l’hygrométrie
- Pourquoi mesurer l’hygrométrie
- 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
- Etre conforme avec les réglementations en vigueur.
- Vérifier le croustillant des produits tels que : le pain, les biscottes, les chips…
- 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.
- Définir le stade optimal de récolte.
- 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 :
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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.