Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’air humide est un mélange de gaz contenant de la vapeur d’eau. Les propriétés thermodynamiques de ce
mélange sont fortement influencées par la présence de la vapeur d’eau, qui peut également se condenser sous
certaines conditions de température et de pression. La connaissance d’un paramètre descriptif de l’humidité est
nécessaire pour caractériser l’état thermodynamique de l’air humide ; ce paramètre peut être la température de
rosée, l’humidité relative, le rapport de mélange, la température humide, l’humidité absolue ou encore l’humidité
spécifique.
Cet article présente les définitions et relations entre les différentes grandeurs de l’air humide, les formules de calcul
des grandeurs thermodynamiques (masse volumique, volume massique, enthalpie, etc.) et les principes de mesure
des hygromètres les plus courants.
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Lire l’articleABSTRACT
Moist air is a mixture of gases containing water vapor. The thermodynamic properties of this mixture are strongly
influenced by the presence of water vapor, which can also condense under certain temperature and pressure
conditions. Knowledge of a descriptive parameter of humidity is necessary to characterize the thermodynamic state
of the moist air ; this quantity may be dew-point temperature, relative humidity, mixing ratio, wet-bulb temperature,
absolute humidity.
This paper presents the definitions and relationships between the quantities of moist air, the formulas for calculating
the thermodynamic quantities (density, mass volume, enthalpy, etc.) and the measurement principles of the usual hygrometers.
Auteur(s)
-
Bertrand BLANQUART : Anciens responsables du laboratoire d’hygrométrie du Centre technique des industries aérauliques et thermiques (CETIAT)
INTRODUCTION
L’air qui nous entoure est de l’air humide, contenant de la vapeur d’eau (eau sous forme gazeuse). Les propriétés thermodynamiques de ce mélange de gaz sont fortement influencées par la présence de la vapeur d’eau, qui peut également se condenser sous forme d’eau liquide ou de givre dans certaines conditions de température et de pression. Il est utile de connaître l’état thermodynamique de l’air humide dans de nombreuses applications : ventilation, climatisation, séchage, procédés de fabrication industriels dans les domaines de la santé, de l’électronique, etc.
Dans le cas d’un fluide pur, l’état thermodynamique est entièrement caractérisé par la connaissance de deux grandeurs, par exemple la température et la pression, ou la pression et le volume, etc. En revanche, dans le cas d’un mélange, la présence de plusieurs constituants impose la connaissance d’une troisième grandeur pour caractériser l’état thermodynamique. Pour l’air humide, cette troisième grandeur peut être l’une des nombreuses grandeurs utilisées couramment pour définir l’« humidité » : rapport de mélange, humidité relative, température de rosée, température humide, etc.
Lorsque l’on connaît la température, la pression et l’un quelconque de ces paramètres, il est alors possible de déterminer tous les autres, ainsi que les différentes grandeurs telles que la masse volumique, le volume massique, l’enthalpie, etc.
Les mesures d’humidité de l’air sont obtenues avec un hygromètre. Il en existe différents modèles, mettant en œuvre des principes physiques différents. Comme pour toute mesure, l’obtention d’un résultat correct dépend avant tout du choix d’un capteur adapté, ensuite de son utilisation appropriée et enfin de l’analyse du résultat obtenu.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
humidity | hygrometer
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2007 par Bernard CRÉTINON, Bertrand BLANQUART
DOI (Digital Object Identifier)
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Définitions et principales relations entre les grandeurs de base
En anglais
1. Air atmosphérique
1.1 Composition de l’atmosphère type
D’après l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI), l’air sec type est défini sur les bases suivantes :
-
l’air est considéré comme un gaz parfait ;
-
il est exempt de vapeur d’eau ;
-
les constantes physiques sont les suivantes :
-
masse molaire M a : 28,96455 · 10–3 kg · mol–1,
-
pression atmosphérique au niveau de la mer : 101 325 Pa,
-
température au niveau de la mer : 15 °C,
-
masse volumique au niveau de la mer : 1,226 kg · m–3,
-
constante universelle des gaz parfaits : 8,3143 J · mol–1 · K–1,
-
composition molaire donnée dans le tableau 1.
-
Une estimation de la pression atmosphérique p (en Pa) en fonction de l’altitude z (en m) peut être obtenue par la relation :
( 1 )
Le tableau 2 donne un exemple d’évolution de la température, de la pression et de la masse volumique de l’air en fonction de l’altitude. Ces valeurs peuvent varier en fonction de la situation géographique, des conditions atmosphériques, etc.
Dans l’air atmosphérique, il faut également prendre en compte :
-
l’humidité qui se présente sous forme de :
-
vapeur dont la teneur dans l’air est fonction de la saison, de l’heure et du lieu,
-
phase condensée : liquide (eau en gouttelettes, nuages, brume, brouillard) ou solide (neige, glace, etc.) ;
-
-
les impuretés : vapeurs industrielles ou de provenance naturelle telles les poussières, micro-organismes, etc. ;
-
l’électricité atmosphérique : ions.
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Air atmosphérique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HARRISON (L.P.) - Fundamental concepts and definitions relating to humidity. - Humidity and Moisture, 3, p. 3-69 (1965).
-
(2) - HARRISON (L.P.) - Some fundamental considerations regarding psychrometry. - Humidity and Moisture, 3, p. 71-103 (1965).
-
(3) - WEXLER (A.) - Vapor pressure formulation for water in range 0 to 100 °C. - Journal of Research of the National Bureau of Standards, 80A, n° 5 et 6, p. 775-785 (1976).
-
(4) - WEXLER (A.) - Vapor pressure formulation for ice. - Journal of Research of the National Bureau of Standards, 81A, n° 1, p. 5-20 (1977).
-
(5) - SONNTAG (D.) - Vapor pressure formulation based on the ITS-90 and psychrometer formulae – Important new values of the physical constants of 1986. - Z. Meteorologie, 70, p. 5-340-344 (1990).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Mesure de l’humidité de l’air – Paramètres hygrométriques - NF X 15-110 - 07-94
-
Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy - ASHRAE Std 55 - 2004
1.1 Fabricants, constructeurs d’hygromètres (liste non exhaustive)
Hygromètres à condensation
EdgeTech (États-Unis) http://www.edgetechinstruments.com
General Eastern (États-Unis) http://www.gemeasurement.com
MBW (Suisse) http://www.mbw.ch
Michell Instruments (Royaume-Uni) http://www.michell.co.uk
Hygromètres à variation d’impédance
Delta Ohm (Italie) http://www.deltaohm.com
E+E (Autriche) http://www.epluse.com
Hanna Instruments (France) http://www.hanna-france.com
Jules Richard Instruments (France) http://www.julesrichard.com
Jumo (France) http://www.jumo.fr
Kimo Instruments (France) http://www.kimo.fr
Oceasoft (France) http://www.oceasoft.fr
Rotronic (France) http://www.rotronic.fr
Sensirion (Suisse) http://www.sensirion.com...
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