L'importance de la mesure de l'humidité en météorologie

reliable humidity measurement

Comment assurer une mesure fiable de l'humidité dans les environnements difficiles

La science de la météorologie - l'étude des processus et des phénomènes au sein de l'atmosphère - a progressé de manière spectaculaire ces dernières années. L'arrivée des superordinateurs, des satellites en orbite terrestre et des nouvelles technologies de surveillance et de mesure, combinée aux progrès de la modélisation des données et à une compréhension plus approfondie de la physique et de la chimie de l'atmosphère, permet de jeter un regard neuf sur les conditions qui régissent nos systèmes climatiques et météorologiques.

Nous sommes désormais en mesure de prévoir les futurs événements météorologiques avec une bien plus grande précision. Nous sommes également en mesure d'utiliser la modélisation atmosphérique comme base pour des activités qui vont de l'agriculture et de la biosécurité à la prévision de la demande de production d'énergie et à l'élaboration de stratégies pour lutter contre l'impact du changement climatique.

Capteurs pour stations météorologiques distantes

La disponibilité d'une nouvelle génération de stations météorologiques automatisées, sophistiquées et multifonctions, conçues pour être utilisées dans des endroits éloignés, a été un facteur déterminant dans les progrès de la science météorologique. Ces stations exploitent les dernières technologies GPS, de communication en nuage et d'énergie solaire pour fournir aux scientifiques des données provenant de multiples capteurs et instruments de mesure, souvent en temps réel.

Bien qu'une variété de capteurs soit utilisée dans différents types de stations météorologiques, le point commun à presque toutes est la nécessité de mesurer la température et l'humidité. Cette dernière est particulièrement importante si l'on veut obtenir des prévisions météorologiques précises. C'est particulièrement vrai dans le secteur agricole, car l'humidité est l'un des facteurs les plus importants qui influent sur la croissance des cultures, le risque d'infestation par des parasites et les changements de conditions météorologiques. Lorsqu'elle est utilisée conjointement avec les mesures de l'humidité du sol, de la température et des conditions de vent et de pluie, la surveillance précise de l'humidité permet aux agriculteurs de déterminer le meilleur moment pour planter les graines, appliquer les pesticides ou récolter les cultures. Elle permet également de réduire les déchets, d'augmenter les rendements et de minimiser les émissions de carbone.

Des conditions exigeantes nécessitent des capteurs robustes

Les applications météorologiques, de par leur nature même, ont tendance à être extrêmement exigeantes. Des températures très fluctuantes, des vents de tempête, des niveaux élevés de pluie, de neige et de glace, ainsi que de la poussière, du sable, du sel et des produits chimiques agricoles, sont monnaie courante. À titre d'exemple, nos capteurs d'humidité relative et de température sont actuellement utilisés dans des stations météorologiques au sommet du Mont Everest, à une altitude de plus de 8 000 m et dans certaines des conditions environnementales les plus difficiles de la planète.

Les capteurs d'humidité doivent donc être conçus pour résister à des conditions difficiles, tout en fournissant des données précises, cohérentes et reproductibles. Il est peut-être tout aussi important - surtout lorsque les stations météorologiques se trouvent sur des sites éloignés ou difficiles d'accès - qu'ils soient petits, légers et qu'ils consomment un minimum d'énergie.

L'un des défis supplémentaires pour les ingénieurs en instrumentation est de concevoir un mécanisme de capteur exempt de dérive - ou du moins aussi exempt que possible. La dérive, ou la tendance à la modification progressive de la précision du capteur au fil du temps, affecte tous les capteurs d'humidité. Le degré de dérive dépend d'une série de facteurs, dont les conditions de fonctionnement et la qualité de la construction du capteur sont les plus importants.

En termes simples, un capteur d'humidité est constitué de trois couches, avec un matériau diélectrique détectant l'humidité pris en sandwich entre deux électrodes chargées. Les changements d'humidité affectent l'impédance du matériau diélectrique et donc le courant qui traverse le capteur. Comme le diélectrique doit être au moins partiellement exposé à l'atmosphère environnante, ses performances peuvent se détériorer avec le temps, surtout en présence de produits chimiques agressifs.

Les meilleurs capteurs, et donc ceux qui présentent les caractéristiques de dérive optimales, tels que nos dernières HC2A-S3A, utilisent des revêtements spécialisés pour protéger les couches du capteur sans affecter les performances, en termes de précision, d'hystérésis, de vitesse de réponse et de fiabilité. Il en résulte une dérive inférieure à 1% rh/an, dans un air pur, une précision de ±0,8% rh à 23°C, et un temps de réponse inférieur à 15 secondes. Il réduit également de manière significative le temps de séchage après condensation.

La technologie employée dans des produits tels que le HC2A-S3A permettent de surmonter les difficultés liées à la dérive des capteurs, tandis que l'électronique embarquée avancée offre un réglage intelligent des capteurs, une gestion des données et une communication externe. Ces instruments sont compacts, légers et nécessitent un minimum d'énergie, ce qui les rend idéaux pour les environnements météorologiques difficiles, où ils continueront à jouer un rôle précieux dans l'avancement de nos connaissances sur les modèles météorologiques et le changement climatique.

Avec plus de 55 ans d'expérience dans le développement d'instruments de précision innovants, nous sommes les experts des applications de mesure de l'humidité dans les environnements météorologiques difficiles. Contactez-nous pour discuter de votre application.

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