Bibliographie & annexes
Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN ISO 14253-1 de décembre 2013 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 14253-1 (E10-201-1) "Spécification géométrique des produits (GPS) - Vérification par la mesure des pièces et des équipements de mesure - Partie 1 : règles de décision pour contrôler la I104conformité ou la non-conformité à la spécification" Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1802 (mars 2018).
RÉSUMÉ
Mesurer l'humidité de l'air est une nécessité dans de nombreux secteurs, industriels et du bâtiment. Pendant longtemps, les hygromètres ont été peu précis et peu fiables. Mais beaucoup de progrès ont été faits et les hygromètres modernes sont maintenant couramment utilisés en milieu industriel. Cet article présente les différents types d'hygromètres, leur mise en oeuvre, les procédures d'étalonnage et leur utilisation, notamment par rapport aux réglementations en vigueur.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Bernard CRETINON : Responsable du laboratoire d’étalonnage des hygromètres du CETIAT (Centre technique des industries aérauliques et Thermiques) laboratoire associé du BNM (Bureau national de métrologie)
INTRODUCTION
Les hygromètres ont eu, pendant de nombreuses années, la réputation d’être imprécis, peu fidèles et peu pratiques lors de leur utilisation. En outre, la faible diversité des hygromètres entraînait souvent le recours à des abaques ou à des formules complexes pour déterminer les paramètres à contrôler à partir des valeurs mesurées, ce qui rebutait la plupart des utilisateurs.
Les nombreux progrès réalisés dans le domaine de la fabrication, de la vérification et de l’étalonnage des hygromètres ont permis de réhabiliter la mesure de l’humidité en milieu industriel. Cela est dû principalement :
-
à l’évolution de l’électronique qui a permis d’améliorer les modèles existants de façon à les rendre plus compacts, automatiques, portables, avec la possibilité de traiter le signal de mesure et donc d’obtenir un résultat directement utilisable sans calcul ;
-
au développement de nouveaux modèles mesurant l’humidité relative tels les hygromètres à variation d’impédance (capacitif, résistif), de faible encombrement, d’utilisation simple et d’un prix abordable ;
-
à la mise en place de procédures Qualité en milieu industriel, nécessitant la vérification et l’étalonnage de nombreux hygromètres de transfert et la mise en œuvre de méthodes de vérifications telles les solutions salines ou les générateurs de gaz humide ;
-
à la mise en place d’une chaîne métrologie Hygrométrie par le BNM (Bureau National de Métrologie) pour l’étalonnage des hygromètres : le laboratoire de référence de cette chaîne est le CETIAT-Villeurbanne accrédité par le COFRAC (Comité français d’accréditation) depuis janvier 1980.
Les paramètres hygrométriques ont fait l’objet d’un premier article Paramètres hygrométriques.
Cet article Hygromètres- Guide de choix – Étalonnage – Utilisation a pour objet de décrire les principaux instruments utilisés pour mesurer l’humidité dans les applications suivantes :
-
conditionnement d’air et climatisation ;
-
régulation et caractérisation des enceintes climatiques, locaux climatisés, séchoirs, etc. ;
-
détection des traces de vapeur d’eau (microélectronique, énergie nucléaire, métallurgie, traitement thermique, électricité haute tension, fibres optiques) ;
-
météorologie ;
-
essais, contrôles et mesures.
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Utilisation3. Étalonnage
3.1 Méthode de référence : le banc gravimétrique
La méthode consiste à séparer complètement, au moyen du système de dessication, l’air sec et la vapeur d’eau d’une masse donnée d’air humide et à mesurer séparément la masse d’eau m v recueillie et la masse m a d’air sec. On obtient alors directement le rapport de mélange r de l’air humide.
Cette méthode est considérée actuellement comme la plus précise en hygrométrie. Cette propriété, liée au fait qu’elle permet d’accéder directement au rapport de mélange qui est la grandeur de base définissant l’humidité, en fait la méthode primaire de référence.
Le principe de cette méthode est simple, mais la réalisation peut être très complexe et très coûteuse si l’on cherche à atteindre une très grande précision. Le banc du NIST (National Institute of Sciences and Technologies – anciennement NBS) de Washington (USA), qui est considéré comme la référence dans ce domaine, permet de déterminer le rapport de mélange avec une incertitude de ± 0,1 % dans un domaine de variation de la température de rosée compris entre – 30 et + 30 oC [5].
Il existe très peu d’installations dans le monde qui prétendent atteindre une telle précision.
Le banc gravimétrique du NIST, assez délicat d’emploi à cause de son principe, n’est en fait que très peu utilisé. Pour l’étalonnage des hygromètres, on utilise généralement les installations d’étalonnage dites « secondaires » tels :
-
le générateur à mélange ;
-
le générateur à deux pressions ;
-
le générateur à deux températures ;
-
le générateur à recirculation.
-
Le système de dessication
Il est, en général, constitué de dessicateurs chimiques. L’installation du NIST utilise trois tubes en série, le premier contenant du perchlorate de magnésium [Mg(ClO4)2] [5] et les deux autres du pentoxyde de phosphore (P2O5). Le premier doit retenir la quasi- totalité de la vapeur d’eau contenue dans l’air, le...
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Étalonnage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CRÉTINON (B.), MORIN (L.) - Guide pratique pour les mesures d’humidité dans l’air. - Notice technique HYG4 - 3e édition, CETIAT, nov. 1992.
-
(2) - SONNTAG (D.) - Vapor pressure Formulations based on the ITS-90 and psychrometer formulate - Important new values of the physical constants of 1986. - Z Meteorologie, 70, p. 5-340 à 344 (1990).
-
(3) - WEXLER (A.) - Vapor pressure formulation for water in range 0 to 100 oC. - Journal of Research of the National Bureau of Standards. A., Physics and Chemistry, vol. 80 A, no 5 et 6, p. 775-785, sept., déc. 1976.
-
(4) - WEXLER (A.) - Vapor pressure formulation for ice. - Journal of Resarch of the National Bureau of Standards. A., Physics and Chemistry, vol. 81 A, no 1, p. 5-20, janv.-févr. 1977.
-
(5) - WEXLER (A.), GREENSPAN (L.) - The NBS. Standard Hygrometer. - Humidity and moisture, vol. 3, p. 389-433.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure - NF ENV 13-005 - 08-99
-
Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie - NF X 07-001 - 12-94
-
Principe de l’écriture des nombres, des grandeurs, des unités et des symboles - NF X 02-003 - 12-95
-
Le système international d’unités - NF X 02-006 - 08-94
-
Atmosphères normales de conditionnement et/ou d’essais. - FD X 15-001 - 06-97
-
Paramètres hygrométriques - NF X 15-110 - 07-94
-
Généralités sur les instruments de mesure - NF X 15-111 - 01-04
-
Hygromètres à condensation - NF X 15-112 - 12-94
-
...
ANNEXES
1 Principaux constructeurs - distributeurs
1.1 Hygromètres à condensation
General Eastern (États-Unis, distribué par Elcowa)
MBW (Suisse, distribué par PB Mesures)
Michell (Grande-Bretagne)
Edgetech (États-Unis, distribué par Gruter et Marchand)
HAUT DE PAGE1.2 Hygromètres à oxyde métallique
Brownell (Grande-Bretagne)
Endress et Hauser (Allemagne, distribué par Elcowa)
Fluidystème (France)
MCM (Grande-Bretagne)
Michell (Grande-Bretagne)
Panametrics (États-Unis)
Shaw (Grande-Bretagne, distribué par Gruter et Marchand)
Xentor (États-Unis, distribué par PB Mesures)
HAUT DE PAGE1.3 Hygromètres à variation d’impédance
Alpha sensors (Suisse)
Coreci /Gefran (France)
Delta...
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