Qu’est-ce qu’un hygromètre ?
Un hygromètre est un appareil qui mesure et affiche l’humidité de l’air.
Il existe plusieurs indicateurs d’humidité, mais celui que nous utilisons tous les jours est l’humidité relative (%HR). L’humidité relative est le rapport entre la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air mesuré et la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air peut contenir à cette température.
Outre l’humidité relative, il existe d’autres paramètres tels que le rapport de mélange (kg/kg), l’humidité absolue (g/m^3), la pression de la vapeur d’eau (Pa), la température du point de rosée (°C) et la fraction molaire (mol/mol). Les hygromètres peuvent être classés en deux grandes catégories : les hygromètres analogiques et les hygromètres numériques. Les types analogiques comprennent les hygromètres secs et humides, les hygromètres à cheveux et les hygromètres bimétalliques, dont les plus anciens sont utilisés depuis environ 1500. En principe, ils n’utilisent pas d’électricité. Ils sont sujets à des erreurs et nécessitent un entretien et des conditions de mesure.
Les hygromètres électroniques numériques sont des capteurs à base de semi-conducteurs qui sont souvent associés à un capteur de température pour former un ensemble température/hygromètre. Ils sont utilisés dans les applications industrielles en raison de leur petite taille et de la facilité d’enregistrement des données.
Utilisations des hygromètres
Les hygromètres sont utilisés depuis longtemps pour l’observation météorologique publique et d’autres applications. Les hygromètres à cheveux sont utilisés dans les musées et les galeries d’art car ils ne nécessitent pas d’électricité.
Les hygromètres industriels sont utilisés dans les endroits où l’humidité est sensible, comme dans les serres en plastique et dans la culture des champignons dans l’agriculture, ainsi que dans les usines médicales et pharmaceutiques.
Récemment, les thermo-hygromètres sont utilisés pour prévenir les coups de chaleur. Dans certains endroits, ils sont déployés à l’intérieur, là où les gens sont actifs, comme dans les grands gymnases, les salles de classe et les maisons de retraite. Ils sont également installés dans les climatiseurs et les humidificateurs et sont responsables du contrôle automatique de l’équipement.
Principe des hygromètres
Différents principes sont utilisés pour mesurer l’humidité. Tout d’abord, il existe deux grands types de principes, selon qu’ils sont analogiques ou numériques.
1. Les hygromètres analogiques
Les hygromètres analogiques ont souvent une utilisation quotidienne.
Hygromètre sphérique humide et sec
Les hygromètres sphériques humides et secs se composent de deux thermomètres en verre juxtaposés, dont l’un est entouré d’une gaze humide. Sous les thermomètres se trouve un récipient qui stocke de l’eau. La gaze absorbe l’humidité de ce récipient et permet à l’humidité de s’évaporer au niveau du thermomètre enveloppé.
L’évaporation de l’eau entraîne une perte de chaleur de vaporisation, de sorte que la température affichée (température de bulbe humide) du thermomètre entouré de gaze est plus basse. L’humidité est calculée à partir de cette différence de température. Certains produits disposent d’une table de conversion entre les deux thermomètres, ce qui permet de lire l’hygromètre à partir de la différence entre le thermomètre sans gaze (température sèche) et la température humide.
Si les deux thermomètres ont le même chiffre, le tissu mouillé n’est pas sec et il n’y a pas de chaleur de vaporisation, c’est-à-dire que l’humidité est de 100 %.
Hygromètre à cheveux
L’hygromètre à cheveux utilise l’élasticité du fil de nylon et des cheveux humains, qui change avec l’humidité, pour déplacer l’aiguille. L’aiguille est agrandie selon le principe de l’effet de levier et son mouvement est enregistré sur un rouleau de papier.
Comme la mesure est effectuée sans électricité, il n’y a pas de risque d’incendie, c’est pourquoi ces hygromètres sont utilisés dans les musées.
Les hygromètres bimétalliques
Les hygromètres bimétalliques utilisent un ressort métallique comme base, auquel est attaché un produit chimique sec ayant un taux de rétraction différent, qui absorbe facilement l’humidité, et la forme du ressort change en fonction de l’humidité. Utilisé dans les hygromètres muraux à aiguille.
2. Les hygromètres numériques
Les hygromètres numériques sont largement utilisés dans les applications industrielles.
Type à résistance électrique
Le type à résistance électrique utilise un élément d’humidité dont la résistance électrique change en fonction de l’humidité relative. Il est impossible de mesurer à une faible humidité inférieure à 20 % rh en raison d’une erreur importante, et l’élément se détériore à cause des températures élevées.
Type capacitif
Le type de capacité utilise les variations de la capacité électrique stockée dans un condensateur. La quantité d’humidité adsorbée ou libérée par le film polymère du condensateur est proportionnelle à l’humidité relative de l’air. Contrairement au type de résistance électrique, les mesures peuvent être effectuées à partir d’une humidité relative de 0 %.
Hygromètre à point de rosée (optique)
L’air à mesurer est projeté sur un miroir réfrigéré et l’embuage du miroir est détecté par la réflexion de la lumière. La température du point de rosée est la température à laquelle le miroir commence à s’embuer. De plus, l’humidité relative peut être calculée séparément avec la température de l’air. C’est actuellement la méthode la plus précise pour mesurer l’humidité.
Autres informations sur les hygromètres
Remarques sur la mesure de l’humidité
Il est important de noter que les différents types d’hygromètres ont des plages d’erreur différentes. La précision est importante pour la mesure, mais la facilité de mesure est également essentielle. Dans la vie quotidienne, la facilité est plus importante que la précision, tandis que pour une utilisation industrielle, il est nécessaire de choisir une méthode de mesure dont la plage d’erreur permet d’atteindre l’objectif.
Par conséquent, lors du choix d’un hygromètre, veillez à bien vérifier la plage de mesure et la plage d’erreurs possibles.