Qu’est-ce qu’un humidimètre ?
Un humidimètre est un instrument qui mesure la quantité d’humidité contenue dans une substance.
Il existe des appareils capables de mesurer l’humidité sous forme gazeuse, liquide ou solide. Les types les plus courants d’humidimètres comprennent les types par méthode sèche, par méthode Karl Fischer, par méthode d’absorption infrarouge et par méthode de la constante diélectrique. La méthode sèche ou la méthode Karl Fischer étant les méthodes les plus couramment utilisées dans les laboratoires.
Les humidimètres sont également classés en fonction de leur application, et sont utilisés pour mesurer l’humidité dans les aliments, le sol et le béton. Certaines méthodes de mesure de l’humidité dans les denrées alimentaires sont définies par des méthodes officielles telles que ISO et JAS, et certains humidimètres sont compatibles avec ces normes.
Utilisations des humidimètres
Les humidimètres sont utilisés dans un grand nombre d’industries pour mesurer la teneur en humidité des matériaux, et ce pour différents objets de mesure, des denrées alimentaires aux produits industriels en passant par le bois. En particulier, la forme, la teneur en humidité et les valeurs de contrôle des produits alimentaires varient d’un produit à l’autre, de sorte que l’humidimètre utilisé et la procédure de mesure doivent à chaque fois être optimisés en fonction du produit.
Dans l’industrie alimentaire, par exemple pour le riz et le blé, on utilise des humidimètres utilisant la méthode de séchage, qui sont également équipés d’une balance et d’un séchoir. D’autre part, la méthode Karl Fischer est couramment utilisée dans l’industrie alimentaire, comme le miso (aliment japonais traditionnel qui se présente sous forme de pâte fermentée) et l’huile, et par les fabricants de matériaux qui manipulent des matières qui se dissolvent dans des solvants organiques.
Parmi les autres types d’humidimètres utilisés, on peut citer la méthode du tensiomètre pour mesurer l’humidité du sol et les humidimètres à capacitance à haute fréquence pour mesurer la teneur en eau du béton.
Principe des humidimètres
Les humidimètres diffèrent grandement dans leurs méthodes de mesure, notamment la méthode de séchage, qui estime la quantité d’humidité à partir des variations de masse, la méthode Karl Fischer, qui détermine la quantité d’humidité en provoquant une réaction chimique quantitative avec l’eau, et la méthode de capacitance, qui détermine la quantité d’humidité à partir des variations de la capacitance électrostatique de l’échantillon.
1. Méthode de séchage
La méthode de séchage est une méthode très simple qui consiste à mesurer la masse de l’échantillon avant le séchage, puis à le laisser dans une chambre thermostatique chauffée à environ 100°C pendant environ trois heures pour permettre à l’eau de s’évaporer, après quoi la masse est mesurée et la teneur en humidité est déterminée à partir de la différence.
Il existe également des humidimètres qui combinent un séchoir et une balance de précision, ce qui permet d’effectuer des mesures tout en contrôlant la température et le temps. La méthode de séchage est souvent spécifiée comme méthode d’essai officielle pour les céréales et autres denrées alimentaires.
2. Méthode Karl Fischer
La méthode Karl Fischer de détermination de l’humidité détermine la quantité d’eau qui réagit quantitativement avec le dioxyde de soufre et l’iode en présence d’un alcool à faible teneur en carbone tel que le méthanol et d’une base organique telle que la pyridine.
La détermination de l’eau est souvent effectuée par la méthode de titrage coulométrique, qui repose sur la consommation de l’iode produit à partir des ions iodure à l’anode. Il convient de noter que les composés réducteurs tels que l’acide ascorbique ne peuvent pas être mesurés par la méthode Karl Fischer pour la détermination de la teneur en eau, car ils consomment de l’iode dans le cadre d’une réaction chimique différente.
3. Tensiomètres
Les tensiomètres sont une technique de mesure de l’humidité du sol.
Il s’agit d’une méthode permettant de mesurer la quantité d’humidité qui s’est infiltrée dans le sol en collant un gobelet poreux cuit au four à un tuyau, en le remplissant d’eau et en mesurant le changement de pression lorsque le gobelet est inséré dans le sol. Il convient de noter que les tensiomètres ne peuvent pas effectuer des mesures très précises dans un sol sec en raison de la tendance à la formation de fissures.
4. Méthode de la capacité
Cette méthode est utilisée pour mesurer l’eau contenue dans des matériaux tels que le sol ou le béton, dont la permittivité relative est suffisamment faible par rapport à l’eau.
Un échantillon est placé entre deux électrodes, une tension est appliquée pour mesurer la capacité et l’importance de la variation est utilisée pour déterminer la teneur en eau. Dans le passé, cette méthode présentait l’inconvénient d’être relativement imprécise, mais la précision s’est récemment améliorée et la mesure est facile, de sorte qu’elle est souvent utilisée sur les chantiers de construction.
Autres informations sur les humidimètres
Points à noter lors de l’utilisation des humidimètres
L’humidité est contenue dans d’autres substances que l’air et les échantillons, c’est pourquoi il faut faire attention à l’environnement de mesure lors de l’utilisation d’un humidimètre. En particulier, lors de la mesure de traces d’humidité, les variations de l’humidité du laboratoire ou de la durée pendant laquelle l’échantillon est en contact avec l’atmosphère peuvent entraîner des modifications des valeurs mesurées.
De plus, dans la méthode Karl Fischer, les joints doivent être bien serrés pour empêcher l’humidité de pénétrer par les interstices des joints de tuyaux, etc., et l’humidité contenue dans les gaz inertes tels que l’azote qui sont évacués pendant la mesure doit également être éliminée à l’avance à l’aide d’agents déshydratants tels que le gel de silice.