Hygromètre : principe de fonctionnement, guide d'achat et comparatif


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Hygromètre : principe de fonctionnement, guide d'achat et comparatif

Comme la température, l'humidité relative est une variable qui impacte directement le confort de vie des occupants d'un logement et les travailleurs qui évoluent dans les environnements clos. Tout écart de la plage d'hygrométrie physiologique (entre 45 et 55 %) va causer des problèmes respiratoires, des réactions allergiques, une prolifération bactérienne, l'apparition de foyers d'insectes nuisibles, la déformation des planchers et plinthes en bois, etc.

Heureusement, vous avez la main pour réguler l'humidité relative de vos lieux de vie et de travail, quelle que soit l'humidité de la région dans laquelle vous vivez. Muni d'un hygromètre bien étalonné et bien calibré, vous allez pouvoir mesurer l'humidité relative et, au besoin, investir dans un humidificateur ou un déshumidificateur afin de restaurer les meilleures conditions de vie.

Qu'est-ce qu'un hygromètre ?

L'hygromètre est un instrument qui mesure l'humidité relative de l'air, c'est-à-dire le rapport entre l'humidité absolue, définie comme la quantité de vapeur d'eau présente dans l'atmosphère à un instant donné, et l'humidité de saturation, c'est-à-dire la quantité maximale de vapeur d'eau qui peut être présente à une température et une pression données. Les deux variables sont exprimées en termes de poids de vapeur d'eau par unité de poids d'air sec et sont donc sans dimension.

De son côté l'humidité relative, qui est également sans dimension, est exprimée en pourcentage comme le rapport entre les deux niveaux d'humidité absolue. Un instrument similaire, l'hygrographe, mesure la variation de l'humidité dans un intervalle de temps donné. Il s'agit essentiellement d'un hygromètre associé à un enregistreur, qu'il soit mécanique (généralement sur papier) ou électronique. L'humidimètre, quant à lui, mesure l'humidité dans un matériau donné (le bois notamment).

Vers 1430, Nicola Cusano propose de mesurer l'humidité de l'air par la différence de poids d'une balle de laine. Vers 1500, Léonard de Vinci construit un hygromètre mécanique. En 1664, Francesco Folli propose son propre modèle d'hygromètre, basé sur les capacités hygroscopiques de la corde et du papier. En 1780, Horace de Saussure construit l'hygromètre à fibre capillaire, profitant de la structure particulière du cheveu humain qui réagit aux variations d'humidité. Dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, John Coventry met au point un hygromètre à disque en papier. En 1820, John Frederic Daniell invente l'hygromètre à condensation. Enfin, en 1825, Ernst Ferdinand August invente le psychromètre, un genre d'hygromètre particulièrement précis.

Quels sont les différents types d'hygromètres ?

Voici une synthèse des différents types d'hygromètres disponibles sur le marché pour vous aider à faire votre choix.

L'hygromètre à cheveu

L'hygromètre à cheveux a été le premier type d'hygromètre à être conçu. Il se basé sur la variation de la longueur du cheveu humain en réponse aux variations de l'humidité relative. Le cheveu humain a un allongement d'environ 2,5 % entre 0 et 100 % d'humidité relative. La variation n'est pas linéairement proportionnelle à l'humidité relative, mais elle est convenablement amplifiée par un système de leviers mécaniques et est ensuite enregistrée mécaniquement grâce à une pointe d'écriture et à un dispositif d'horlogerie (hygrographe), ou transformée en impulsions électriques puis traitée par des instruments électroniques.

Le cœur de l'instrument est un long cheveu, soigneusement dégraissé à l'éther, monté verticalement dans l'instrument pour éviter les problèmes de précision et de stabilité de la mesure dus aux effets de suspension. L'extrémité supérieure est fixée au moyen d'une pincette à une vis de calibrage qui, en ajustant la tension, permet de calibrer l'instrument. La partie inférieure est enroulée autour du tambour de lancette de l'instrument lui-même.

Dans des conditions de faible humidité, les cheveux humains ont tendance à se raccourcir proportionnellement aux valeurs d'humidité relative ambiante, ce qui permet de les mesurer. L'hygromètre à cheveu brille par son faible coût, mais l'instrument n'est pas précis. En effet, ses modèles mécaniques peuvent entraîner des erreurs de 5 à 10 %, dont certaines peuvent être réduites grâce à des tableaux appropriés qui tiennent compte de la non-linéarité de la variation de la longueur des cheveux.

L'erreur dépend de la température à laquelle vous réalisez vos mesures (en dessous de - 30°C, l'instrument ne fonctionne pas du tout). De temps en temps, l'instrument doit être maintenu dans de l'air saturé pour qu'il se régénère (s'il est exposé à l'air libre, cette régénération a normalement lieu la nuit et ne pose aucun problème). Il doit également subir un étalonnage. Dans les types les plus simples, le calibrage est souvent effectué en plaçant l'instrument pendant environ une demi-heure dans un chiffon humide et en ajustant l'indice à 95 %.

L'hygromètre à condensation

Il consiste en une boîte métallique aux parois réfléchissantes, à l'intérieur de laquelle on place de l'éther. La boîte est munie de trois trous : un pour l'introduction de l'air, un pour l'évaporation de l'éther et l'autre pour l'insertion d'un thermomètre. En introduisant de l'air par une pompe, l'éther s'évapore, ce qui provoque le refroidissement de la boîte jusqu'à ce que les parois s'embuent.

A ce moment, la température est lue avec le thermomètre à l'intérieur de la boîte et elle est comparée à la température de la pièce mesurée avec un autre thermomètre, en obtenant au moyen de formules mathématiques l'humidité relative de l'air. Ce type d'hygromètre est aujourd'hui tombé en désuétude.

L'hygromètre à bulbe humide

L'hygromètre à bulbe humide, ou hygromètre d'Assman, exploite la baisse de température provoquée par l'évaporation naturelle de l'eau. Cette température est mesurée par un thermomètre à bulbe placé en contact avec une pièce humide, appelée « bulbe humide », et est comparée à un thermomètre similaire qui mesure la température réelle de la pièce, appelé « bulbe sec ».

Les deux températures permettent de mesurer l'humidité ambiante relative au moyen d'un graphique, appelé diagramme psychrométrique qui peut également fournir des informations sur l'enthalpie et l'humidité absolue.

Nous vous avons préparé un grand comparatif des meilleurs hygromètres du marché pour vous aider à choisir en fonction de votre besoin et de votre budget.