Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Globalement l'air est constitué d'air sec et de vapeur d'eau. L'air sec est constitué de différents gaz, principale de l'oxygène et de l'azote, mais sa composition varie assez peu. Par contre, les quantités de vapeur d'eau sont très variable et il est essentiel de pouvoir les mesurer. En effet, l'hygrométrie de l'air a une grande influence sur des phénomènes physiques, et des conséquences dans de nombreux secteurs. Par exemple, l'hygrométrie doit être prise en compte pour le confort thermique dans l'habitat, l'évolution des conditions climatiques, ou la conservation des aliments.
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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
L ’air atmosphérique est constitué d’un mélange d’air sec et de vapeur d’eau.
L’air sec est lui-même un mélange de gaz, contenant principalement de l’azote et de l’oxygène ; en plus faible quantité, il contient également de l’argon et du gaz carbonique, et en quantité encore inférieure d’autres gaz tels que néon, krypton, xénon, etc. Les concentrations de ces différents constituants peuvent très légèrement varier dans le temps et dans l’espace, mais pour la plupart des mesures à effectuer sur l’air humide, il est possible de les considérer comme constantes. L’air sec sera donc considéré dans ce qui suit comme un gaz pur de masse volumique bien déterminée.
La concentration de vapeur d’eau est par contre essentiellement variable, et ses variations ont une influence notable sur un certain nombre de phénomènes physiques, comme l’évaporation de l’eau, la condensation ou le givrage. À leur tour, ces phénomènes jouent un rôle dans de nombreux secteurs, comme le confort thermique dans l’habitat, l’évolution des conditions climatiques, la conservation des aliments, des produits pharmaceutiques ou électroniques, ou le fonctionnement de certains processus thermiques.
La mesure d’humidité a donc une grande importance industrielle ; les exigences dans ce domaine deviennent de plus en plus sévères, ce qui explique le grand nombre de travaux qui ont été effectués ces dernières années, aussi bien pour la mise au point d’instruments de mesure de bonne qualité que pour le développement de moyens d’étalonnages performants.
Les hygromètres font l’objet d’un deuxième article Hygromètres- Guide de choix – Étalonnage – Utilisation.
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Principaux paramètres2. Relations entre les divers paramètres
L’état thermodynamique d’un fluide pur est entièrement caractérisé par la connaissance de deux paramètres, par exemple :
-
la température et la pression, ou
-
la pression et le volume, ou
-
l’enthalpie et la température, etc.
Pour un mélange, la présence de deux constituants impose la connaissance d’un troisième paramètre pour caractériser l’état thermodynamique ; dans le cas du mélange constitué par l’air humide, ce troisième paramètre peut être l’une des nombreuses grandeurs utilisées couramment pour définir l’humidité : rapport de mélange, humidité relative, température humide, température de rosée, etc.
Lorsque l’on connaît la température, la pression et l’un des paramètres caractérisant l’air humide, on peut déterminer tous les autres, ainsi que les différentes grandeurs telles que la masse volumique, le volume massique, l’enthalpie, etc.
Les relations données dans les paragraphes suivants [1] doivent permettre à l’utilisateur d’un hygromètre de déterminer, à partir des mesures réalisées, les divers paramètres hygrométriques :
-
soit par le calcul ;
-
soit par des diagrammes ;
-
soit par des tables.
2.1 Relations entre la pression de vapeur saturante et la température
La pression de vapeur est un des paramètres les plus utilisés dans les calculs de l’air humide. En général, on utilise des tables donnant la correspondance entre :
-
la température et la pression de vapeur saturante au-dessus de l’eau en phase pure (tableau 2) pour – 50 oC < θ < + 100 oC ;
-
la température et la pression de vapeur saturante au-dessus de la glace en phase pure entre – 100 oC et 0 oC (tableau 3).
Les relations de référence pour le calcul des tables sont celles initialement établies par A. Wexler (1976) à partir de l’échelle EIPT-68 recalculées par D. Sonntag à partir de l’échelle EIT-90 [2] [3] [4].
EIPT-68 Échelle...
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Relations entre les divers paramètres
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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