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Humidité de l'air


Hygromètrie

C'est la mesure de la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air ou un gaz.

Humidité absolue

Masse de vapeur d'eau contenue dans l'unité de volume d'air ou de gaz.
Elle peut être exprimée en:
- gramme d'eau / m3 d'air humide
- gramme d'eau / kg d'air humide
- gramme d'eau / kg d'air sec
- ppm volume de vapeur d'eau
- pression partielle de vapeur d'eau
- température de rosée
- température du bulbe humide.

De nombreuses publications proposent des tables ou des diagrammes (diagrammes psychrométriques), donnant la quantité d'eau contenue dans l'air. Les valeurs fournies par l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) font souvent référence.

La quantité d'eau contenue dans l'air humide peut être calculée connaissant la pression de vapeur saturante de l'eau par la formule suivante:
kg eau / kg air sec = 0,62 / (P / HR / Psat - 1)

en utilisant une relation d'Antoine pour calculer la pression de vapeur saturante de l'eau, elle devient:
kg eau / kg air sec = 0,62 / (P / HR / 10^(5,083-1665,6/(T+228)) - 1)

utilisable entre 5 et 95°C avec un écart <5% par rapport aux valeurs de l'Ashrae.
avec:
- HR: humidité relative
- Psat: pression saturante de l'eau à la température de l'air
- P: pression totale en bar absolu
- T: température de l'air en °C
Exemple:
Quantité d'eau contenue dans l'air à 20°C, 60% d'humidité relative, à pression atmosphèrique (1,01 bar absolu):
- HR = 0,6
- T = 20
- P = 1,01
eau contenue = 0,0087kg / kg air sec

Humidité relative

C'est le rapport de:
pression partielle de vapeur / pression de vapeur saturante de l'eau
Elle est généralement exprimée en %.
Exemples:
A 20°C, la pression de vapeur saturante de l'eau est de 23,4mbars
Si la pression partielle de l'eau est 15mbars, l'humidité relative est:
15/23,4*100 = 64%
Si le gaz est chauffé à 40°C (73,8mbars de pression saturante de l'eau), l'humidité relative devient:
15/73,8 = 20%

Humidité absolue de l'air à saturation

Temp
°C
Pression saturante Humidité
mmHg mbars g/m3 ppm
vol
ppm
poids
-150 7E-15 9E-12 6E-12
-100 1E-5 0,1 0,08
-80 0,0004 0,53 0,33
-60 0,008 0,001 0,0011 10,6 6,6
-40 0,10 0,13 0,12 127 79
-20 0,78 1,03 0,88 1020 633
-10 1,95 2,6 2,16
0 4,58 6,10 4,87
5 6,54 8,72 6,80
10 9,21 12,3 9,40
15 12,8 17,0 12,8
20 17,5 23,4 17,3
25 13,8 31,7 23,0
30 31,8 42,4 30,4
40 55,3 73,8 51,1
50 92,5 123 83,0
60 149 199 130

Température du bulbe humide

La température sèche est la valeur indiquée par un thermomètre dont le bulbe, maintenu sec est placé dans un courant de l'air à mesurer. C'est la température vrai du gaz.

La température du bulbe humide est la température indiquée par un thermomètre lorsque son bulbe est maintenu humide et placé dans un courant de l'air à mesurer.
Si l'air n'est pas saturé d'eau, il contribuera à vaporiser l'eau entourant le bulbe du thermomètre, ce qui abaissera sa température jusqu'à une valeur telle que la tension de vapeur de l'eau égale sa pression partielle dans le gaz à mesurer. La différence entre la température sèche et la température humide est donc représentative du degré de saturation de l'air.

La température du bulbe humide est aussi appelée point de rosée, car c'est la température à laquelle apparait la première goutte de condensation si l'air est refroidi.

Le tableau ci-dessous donne la température de rosée ou température du bulbe humide pour de l'air à différentes températures et humidités relatives:

Temp 
sèche
Température de rosée pour
humidité relative de l'air %
°C
40
50
60
70
80
90
-20 -21,0 -20,8 -20,6 -20,5 -20,3 -20,2
-10 -11,9 -11,6 -11,3 -10,9 -10,6 -10,3
-5 -7,6 -7,1 -6,7 -6,3 -5,8 -5,4
0 -3,4 -2,8 -2,2 -1,8 -1,2 -0,5
10 4,5 5,5 6,5 7,4 8,2 9,1
15 8,5 9,6 10,8 12,0 13,0 14,0
20 12,4 13,8 15,1 16,5 17,8 18,9
25 16,3 18,0 19,6 21,1 22,6 23,9
30 20,2 22,2 24,0 25,6 27,2 28,6
40 28,0 30,5 32,8 34,8 36,8 38,3
50 35,8 38,8 41,4 43,8 46,1 48,1
60 44,1 47,5 50,5 53,3 55,7 57,9

Calculs dans un tableur

Vous pouvez réaliser vos propres calculs impliquant l'air humide dans un tableur en utilisant une bibliothèque de programmes proposée  par www.CoolProp.org
Nous vous proposons ici parmis nos outils de calcul, un classeur LibreOfficeCalc répertoriant toutes les propriétés de l'air humide accessibles par la bibliothèque CoolProp, ainsi qu'un exemple d'application.

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