Mesure de l'humidité

[Maths-Stup]

Bonjour à tous !
J'étudie en ce moment le fonctionnement du psychromètre pour un projet de TIPE et après la construction du mien j'aimerais tester différents paramètres mais surtout sa précision.
J'ai donc eu l'idée de me placer près de la station météo de ma ville, de faire des mesures d'humidité au cours de la semaine pour les comparer aux valeurs obtenues.

En considérant comme valeur de référence l'humidité affichée par l'hygromètre de la station je déduirai de mes valeurs la précision de mon psychromètre. (méthode par ailleurs très discutable j'en conviens, mais cela me paraissait le plus simple, j'avais pensé aussi à faire varier la taux d'humidité dans un espace confiné en y plaçant par exemple un chiffon mouillé d'un volume d'eau précis et à défaut de pouvoir mesurer le taux d'humidité, savoir si j'enregistre la bonne variation de taux)

Problème, je n'effectue pas les mesures exactement dans l'abri mais forcément plus loin. Je me demandais donc, en supposant que l'inertie thermique de mon appareil soit négligeable (elle le sera une fois fini j'en suis sur ), est-ce que des conditions légèrement différentes comme la présence d'une flaque, d'une forêt plus proche d'un point de mesure que de l'autre etc ... peuvent faire varier sensiblement l'humidité ? (Disons de + ou - 10%)
Lorsque je regarde des courbes d'humidité relative en France je me rends compte que celle ci varie plus et sur de plus courtes échelles de distance que la température, d’où ma question.

Par ailleurs si quelqu'un avait une idée un peu plus élaborée de protocole pour mesurer la précision d'un tel appareil je suis preneur, sachant que je ne dispose pas d'un hygromètrecapacitifultraprécis à1500€dequalitéallemande, ni même mon lycée, ce qui m'aurait arrangé !
-----

[stefller]

Bonjour,

Vous pouvez trouver un local (salle de cours, cuisine, ou autre part que le lycée) qui soit asservie par une centrale de traitement d'air qui régule le taux d'humidité. Si c'est la cas, il doit y avoir une sonde plutôt précise et dont les valeurs sont fournies. Il ne vous reste plus qu'à mesurer grâce à votre sonde le taux d'humidité. Dans ce cas 2 cas:

- la sonde témoin (celle de la centrale) est au soufflage et dans ce cas il faut mesurer dans les gaines de soufflage ou juste sous les diffuseurs dans les salles

- la sonde témoin est à la reprise et dans ce cas il faut prendre la mesure dans la pièce, de préférence proche des grilles de reprise.

C'est loin d'être le meilleur protocole mais il permettra de comparer votre appareil.

[Maths-Stup]

Bonjour et merci de votre réponse, j'essaierai de trouver ça dans les labos de mon lycée notamment. (Bien que cela m'étonnerait que l'air y soit traité ...)

[Boumako]

Bonjour

Les hygromètres sont vérifiés dans une enceinte régulée en hygrométrie. Pour ceci on utilise des solutions saturées en sels, par exemple une solution saturée en NaCl sera à l'équilibre avec une HR de 75%.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Si votre psychromètre peut être enfermé dans un récipient fermé (cristalliseur, cloche à fromage, par exemple) il est possible de créer des humidités relatives connues avec des solutions de sels "courantes" (du moins dans un labo de chimie).
Regardez ce pdf:
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...,d.ZWU&cad=rja
Per curiosité: quel est le type de psychromètre que vous utilisez ? Capteur capacitif, cheveux,...
Au revoir.

[Maths-Stup]

Bonjour à vous Boumako et LPFR et merci pour vos réponses.
Cette solution me paraît plutot intéressante ! Je pense notamment aux cloches à vide de mon lycée qui pourraient faire office de récipient.
LPFR : Peut-être que je me trompe mais pour moi un psychromètre c'est l'appareil constitué de 2 thermomètres, dont un au bout duquel on met un coton ou une gaze mouillée, et on mesure la différence de température entre les 2, je ne connais pas de variantes ?

[LPFR]

...
LPFR : Peut-être que je me trompe mais pour moi un psychromètre c'est l'appareil constitué de 2 thermomètres, dont un au bout duquel on met un coton ou une gaze mouillée, et on mesure la différence de température entre les 2, je ne connais pas de variantes ?

Re.
Au temps pour moi. Je pensais que c'était un hygromètre et que votre terme d'hygromètre n'était qu'une erreur.
Mais si ce que vous avez est effectivement un psychromètre, qu'avez-vous à l'étalonner ? Il est "déjà étalonné" par les tables que l'on trouve partout.
À la rigueur, il faut étalonner les thermomètres.
A+

[Boumako]

Bonjour

En effet les psychromètres fonctionnent tous sur ce principe. Il existe néanmoins 2 variantes : Les modèles statiques, et les modèles "fronde" que l'on fait tourner pour équilibrer plus rapidement.

[Maths-Stup]

LPFR : En fait le terme étalonner est mal choisi, il s'agit plutôt de vérifier la précision de l'appareil. Par exemple un de mes problèmes est le choix de la table qui indique parfois pour un écart de température identique une degré d'humidité différent ? Je ne me suis pas encore bien penché sur la théorie ...

Boumako : Oui et à ce propos peut-être pourriez vous me renseigner ? J'ai lu sur un livre que certaines formules variaient selon que le psychromètre est ventilé ou pas. Par exemple à ce lien :

http://books.google.fr/books?id=A4D4...%C3%A9&f=false

L'auteur écrit qu'une constante reliant les températures et les tensions de vapeur à saturation varie selon que le thermomètre est ventilé ou pas, mais cela ne dépend-il pas de la vitesse de la ventilation ? J'ai vu que certains parlaient de placer l'appareil devant un ventilateur. Concrètement cela change-t-il seulement le temps de réponse de l'appareil ou les calculs (donc à priori la table psychrométrique) changent-ils ?

[Maths-Stup]

Bonjour à tous !
Mon psychromètre est construit et à l'air de bien marcher (toujours 2 à 3% d'humidité de plus que la station de ma ville sachant que je suis près de la forêt, ce qui doit tendre à augmenter l'humidité à priori ?).

Malgrès cela j'aimerais savoir si il est vraiment précis et pour cela je me suis renseigné sur les solutions salines saturées. J'ai notamment vu qu'une solution de sel donnait 75% dans un environnement clos.

Et là problème, je me demandais si le fait de placer le bulbe humide du psychromètre dans le milieu n'allait pas tout fausser puisque l'eau qui s'évapore en permanence doit apporter de l'humidité au milieu non ?
Je ne sais pas comment fonctionnent ces solutions saturées, puis-je espérer obtenir un milieu doté d'une humidité relative fixe sachant qu'une évaporation se produit sur le bulbe ?

[LPFR]

Bonjour.
La solution saline donne de l'humidité à l'air si elle est trop faible et prend de l'humidité si elle est trop forte.
Donc, pas de souci. La seule condition est que la quantité de solution saline doit être grande comparée à l'eau que le bulbe humide peut donner avant d'être à l'équilibre. De telle sore que le volume de la solution reste presque constant et la concentration aussi.
Au revoir.

[Maths-Stup]

Bonjour LPFR.
Merci de votre réponse !
Je prendrai assez de sel pour m'assurer qu'une solution de volume égal à mon bécher + mon réservoir d'eau soit saturée.

[Boumako]

Bonjour

Pas besoin de doser le sel, il suffit d'en avoir sous forme solide dans l'eau, ainsi la solution est toujours saturée.
Pour tester un psychromètre en vase clos ça se complique un peu, car il faut une circulation d'air, sans quoi l'équilibre se déplace (plus ou moins).

[Maths-Stup]

Bonsoir Boumako,
Oui je voulais dire m'assurer d'en avoir assez pour dissoudre dans les 2 volumes sans être plus précis.
Une circulation d'air ce n'est pas un problème je peux me procurer un ventilateur de pc assez facilement, mais pourquoi pensez-vous que c'est nécessaire, je veux dire pourquoi l'équilibre varierait-il si du moment que de la vapeur entre dans l'air elle est absorbée par la solution ?

[Boumako]

Non, c'est plutôt lié à l'ambiance. Dans une enceinte close tu n'as aucun mouvement d'air, l'air immédiatement placé autour du bulbe humide présente une couche plus humide, et la différence de température se réduit.

[arrial]

Bonjour,


Un psychromètre complet comprend
– une mesure de la température sèche, θs,
– une mesure de la température humide, θh
avec une métrologie protégée du rayonnement solaire.

La température θs étant tout benoîtement ce qu'on appelle "température ambiante", on peut la mesurer séparément, si on ne s'intéresse pas à une humidité locale, mais à celle d'une pièce, par exemple.
La température θh s'appelle également "température de bulbe humide", ce qui est une appellation significative. Le bulbe (ou la soudure de thermocouple mise dans une masselote de cuivre) est entouré d'une "chaussette" en coton, trempant partiellement dans de l'eau déminéralisée. On impose une vitesse de vent suffisante pour provoquer l'évaporation de l'eau autour du bulbe [d'ou la neccessité de mettre un ventilateur], ce qui va fixer la température du bulbe à la température de rosée de la pièce. Pour que le ventilateur ne réchauffe pas le bulbe, il faut le faire agir du coté aspiration …

La connaissance de θs et θa permet de calculer l'humidité relative HR%, soit à partir de l'équation, soit par lecture sur un diagramme psychromètrique (DAH).
http://www.dimclim.fr/diagrammes-air-humide.php


@+

[LPFR]

Bonsoir Boumako,
Oui je voulais dire m'assurer d'en avoir assez pour dissoudre dans les 2 volumes sans être plus précis.
Une circulation d'air ce n'est pas un problème je peux me procurer un ventilateur de pc assez facilement, mais pourquoi pensez-vous que c'est nécessaire, je veux dire pourquoi l'équilibre varierait-il si du moment que de la vapeur entre dans l'air elle est absorbée par la solution ?

Bonjour.
La situation d'équilibre sera toujours la même. Seul te temps pour l'atteindre va changer.
Si vus ne comptez que sur les courants de convection dus, par exemple à al différence de densité liée à l'humidité, ou aux faibles changements de température externe qui se transmettent à l'intérieur de l'enceinte, le temps d'équilibre risque d'être vraiment long.
Un petit ventilateur est une bonne idée. Mais il ne faut pas que la puissance du ventilateur affecte la température de l'ensemble. Prenez un tout petit ventilateur.
Au revoir.

[Boumako]

Ce n'est pas seulement une question de durée : Le bulbe humide étant plus froid l'air ambiant va le réchauffer. Si la couche humide qui entoure le bulbe ne se renouvelle pas assez vite la température d'équilibre sera plus haute.

[Maths-Stup]

J'ai bien l'impression que c'est ce qui est en train de se passer d'ailleurs puisque j'ai tenté sans ventilateur, dans un sac hermétique et en faisant bouger de temps en temps le sac pour créer une ventilation et j'obtiens au bout de 2heures environ 85% (sur une table peu précise certes).


Arrial : Mon problème maintenant est de savoir quels types de calculs mènent à la construction d'une table.
En effet les miens ne marchent pas vraiment puisque j'obtiens des humidités assez fortes. Savez-vous par ailleurs si les tables sont données pour une ventilation normée à une certaine valeur en m/s ?

[arrial]

Lis attentivement l'article de la source : s'il y a évaporation sur le bulbe, sa température doit être fixe, et égale à la température de rosée, si la puissance d'évaporation est suffisante pour vaincre l'échange thermique par convection (et rayonnement tant qu'à faire). La chaleur massique d'évaporation de l'eau est considérable : le débit massique évaporée n'a pas besoin d'être grand.

Sinon, le DAH n'est pas une "table", mais un document de travail pour les travailleurs de la climatisation.
Il existe des logiciels gratuits, plus précis qu'un travail graphique, comme thermoClim.

Nous obtenons d'excellents résultats (humidité relative précise à 2% près) avec des petits ventilateurs genre PC, avec une vitesse de l'ordre de 2 m/s.
Pour cela, la vitesse au niveau du ventilateur est augmentée par un profil de forme Venturi adapté à la section du ventilateur. Le capteur est dans le col (3 cm de diamètre environ), et le ventilateur travaille en aspiration, pour ne pas réchauffer l'air de la veine.


Complément de doc : http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=11860 qui montre que l'utilisation d'un appareil électronique est peut-être préférable, vu que tu travailles en espace restreint.