Théorie de l'Académie de l'humidité 7 - La technologie de l'ampoule humide/ampoule sèche (psychromètre)

La mesure de la température du bulbe humide et sec est une technique courante et largement acceptée pour contrôler l'humidité relative dans les enceintes environnementales. La norme ASTM E 337-02 (2007) passe en revue de manière très détaillée la technique du bulbe humide et du bulbe sec. Selon cette norme, la précision que l'on peut généralement attendre dans le cas d'un dispositif ventilé à bulbe sec et humide est de l'ordre de 2 à 5 %rh.

La précision généralement obtenue dans le cas d'un dispositif ventilé à ampoule sèche et humide est acceptable dans le cas d'enceintes climatiques où la stabilité et l'uniformité de la température sont toutes deux spécifiées à 1 degré C près, car une incertitude de 1 degré C à 95 % de confiance k=2 sur la température entraîne automatiquement une incertitude de 5 à 6 %rh à 95 % de confiance k=2 à forte humidité. Cependant, certaines chambres qui sont spécifiées à 0,3-0,5 °C près permettent et nécessitent un meilleur contrôle de l'humidité.

Les avantages et les inconvénients de la technique

Bien que la technique de mesure à l'aide d'une ampoule humide et sèche repose sur une base théorique solide, le problème est qu'elle n'est simple qu'en apparence, ce qui conduit de nombreux utilisateurs à renoncer à la prudence et à la précision nécessaires pour obtenir des résultats précis. Nous allons explorer ci-dessous les exigences négligées les plus courantes et d'autres problèmes.

Pros :

Conseillers :

Ne pas tenir compte des exigences fondamentales de la technique

Dans la pratique, on a tendance à ne pas tenir compte de certaines des exigences suivantes de la technique des bulbes humides et secs :

Le coefficient psychrométrique : Il sert à établir le tableau psychrométrique qui convertit les relevés de température au bulbe humide et au bulbe sec en humidité relative. Ce coefficient doit être déterminé pour chaque conception spécifique du psychromètre et en particulier pour chaque conception de la bulbe humide.

Pression barométrique : Les abaques psychrométriques sont généralement valables à la pression barométrique "standard" et nécessitent une correction à d'autres pressions.

Concordance des thermomètres : Les thermomètres à bulbe humide et à bulbe sec doivent non seulement être précis, mais ils doivent également être appariés de manière à minimiser l'erreur sur les lectures de dépression de température (ou différence de température).

Interférences pendant les mesures

Dans une enceinte climatique, des erreurs de mesure peuvent résulter d'un mauvais choix de l'emplacement de montage des thermomètres à bulbe humide et à bulbe sec. C'est le cas lorsque les thermomètres sont installés trop près d'une source d'humidité (alimentation en eau pour le bulbe humide, injecteur de vapeur...). Des erreurs peuvent également se produire lorsque les thermomètres sont trop proches des parois de la chambre.

Mauvaise manipulation et entretien

Une bonne manipulation et une maintenance fréquente sont des exigences majeures de la technique du bulbe humide et du bulbe sec. Une mauvaise mesure est fréquemment le résultat des éléments suivants :

Mèche sale

La mèche ne doit jamais être touchée directement avec les doigts. Une nouvelle mèche doit être inondée d'eau distillée de manière à laver toute contamination. Dans une enceinte climatique, la mèche est continuellement ventilée et a tendance à se salir après un certain temps. Du point de vue de la maintenance, c'est probablement l'aspect le plus préoccupant de la technique des ampoules sèches et humides.

La mèche n'est pas correctement tirée

La mèche doit couvrir suffisamment le thermomètre à bulbe humide de manière à minimiser les erreurs dues à la conduction de la chaleur le long de la tige du thermomètre. La mèche doit également être en contact étroit avec la surface du thermomètre.

Mèche pas vraiment humide

Une mèche trop vieille ou qu'on a laissé sécher peut ne pas fournir assez d'eau. Une mèche correctement mouillée doit avoir un aspect glacé.

Précision typique de la technique

La plupart des problèmes mentionnés ci-dessus ont une influence directe sur la précision de la technique de l'ampoule humide et sèche. Plus précisément, la plupart des erreurs se manifestent sur la température au thermomètre humide et la mesure de la dépression de température.

En considérant uniquement les incertitudes sur la mesure de la température et le coefficient psychrométrique, la norme ASTM #E 337-02 (2007) indique que la plage d'erreurs pour les dispositifs à bulbe humide et sec ventilés va de 2 à 5 %rh.

Une erreur de 2 %rh correspond à une erreur de 0,1 °C sur la dépression de température et de 0,2 °C sur la température du bulbe sec, tandis qu'une erreur de 5 %rh correspond à une erreur de 0,3C sur la dépression de température et de 0,6 °C sur la température du bulbe sec. Le facteur le plus important est la précision de la mesure de la dépression de température.

En tenant compte des nombreuses autres sources d'erreur potentielles, la précision effective des dispositifs à bulbe humide et sec installés dans la plupart des enceintes climatiques n'est pas meilleure que 3 à 6 %rh. L'erreur tend à être la plus importante à faible humidité et à basse température, où les lectures sont généralement trop élevées.

Limites opérationnelles de la technique des bulbes humides et secs

En plus des limites concernant la précision, la technique des bulbes humides et secs présente d'autres limites qui peuvent être importantes dans le cas des chambres environnementales :

En savoir plus sur l'humidité dans la vidéo suivante : "La mesure de l'humidité relative expliquée"

Attention à la théorie de l'Académie de l'Humidité partie 8.