Comment calculer le taux d'humidité

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À partir des températures de l’air et de rosée

Avec un psychromètre à fronde

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Références

En météorologie, l’humidité relative est le rapport de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air sur la quantité de vapeur d’eau maximale possible. Elle s’exprime sous la forme d’un pourcentage entre 0 % (air sec) et 100 % (air saturé d’humidité). Elle est utilisée par les météorologues pour prédire le temps. Cette humidité peut être donnée par un appareil spécial : l’hygromètre. Il peut aussi être calculé grâce à la température de l’air, celle de rosée . Si vous êtes un petit peu bricoleur, vous allez pouvoir, toujours pour mesurer cette humidité relative, construire facilement un simple psychromètre, dispositif constitué de 2 thermomètres.

Étapes

Méthode 1

Méthode 1 sur 2:

À partir des températures de l’air et de rosée

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   Convertissez la température de l’air et celle de rosée. Si par hasard vous avez ces deux températures en une autre unité que le degré Celsius, il faudrait en passer par une conversion. Si elles sont en degré Fahrenheit, ôtez 32 aux températures en question, puis divisez les résultats par 5/9. La formule de conversion se présente ainsi .

   • $T_{C}={\frac {5}{9}}\times (T_{F}-32)$.
   • Ici, $T_{C}$ sera la température en °C, $T_{F}$ la température en °F. Pour la suite, $T_{a}$ sera la température de l’air et $T_{r}$ la température (ou le point) de rosée.
   • Une température de 100 °F équivaut à une température d’environ 37,8 °C. Le calcul se présente de la façon suivante :
     $T_{C}={\frac {5}{9}}\times (100-32)={\frac {5}{9}}\times 68\approx 37,8$.
   • Bien entendu, si vos températures sont déjà en degrés Celsius, vous n’avez rien à faire, sinon à passer à l’étape suivante.
   • Soit dit en passant, plus personne ne fait les calculs à la main : sur Internet, il y a des convertisseurs.
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   Calculez la pression de vapeur saturante. Aussi appelée « tension de vapeur », elle est la quantité de vapeur d’eau que l’air, à telle ou telle température, est capable de contenir. La formule de calcul de cette pression de vapeur saturante est la suivante .

   • $P_{sat}=6,11\times 10({\frac {7,5\times T}{237,3+T}})$.
   • Ici, $P_{sat}$ est la pression de vapeur saturante et $T$ la température de l’air.
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   Déterminez la pression (partielle) de vapeur ($$ P v a s {\displaystyle P_{vas}} ). Elle se calcule avec la même formule que celle exposée précédemment. La seule chose qui change est que la température de l’air est remplacée par le point de rosée .

   • $P_{vap}=6,11\times 10({\frac {7,5\times T_{r}}{237,3+T_{r}}})$.
   • Ici, $P_{vap}$ est la pression partielle de vapeur et $T_{r}$ la température de rosée.
   • Le moyen le plus simple de connaitre le point de rosée de votre commune est de faire une requête précise sur un moteur de recherche et vous tomberez peut-être sur un site de météorologie comme celui-ci .
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   Calculez l’humidité relative (HR). Avec ces deux pressions, celle de vapeur d’eau et celle de vapeur saturante, vous allez pouvoir calculer l’humidité relative : il suffit de les diviser, puis de multiplier par 100. La formule de calcul est donc la suivante .

   • $HR={\frac {P_{vap}}{P_{sat}}}\times 100$.
   • Ici, $HR$ est l’humidité relative, $P_{vap}$ la pression de vapeur d’eau et $P_{sat}$ la pression de vapeur saturante.
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   Utilisez aussi Internet. Internet est le lieu où l’on trouve des calculatrices de tous genres et bien entendu, il en existe pour l’humidité relative. Le principe est toujours le même : vous entrez, en degrés Celsius, la température de l’air, puis celle de la rosée. Cliquez sur le bouton de calcul et vous obtenez, en %, le résultat .

   • Parmi toutes les calculatrices, nous citerons celle de ce site.
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Méthode 2

Méthode 2 sur 2:

Avec un psychromètre à fronde

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   Achetez deux thermomètres en plastique absolument identiques. Achetez ce que l’on appelle des thermomètres d’intérieur : ils sont très légers, car constitués d’une ossature en plastique (5 cm de large x 15 cm de long) au sommet de laquelle il a un trou de suspension. Depuis 2007, il n’y a plus de mercure dans les thermomètres .

   • Ces thermomètres s’achètent, pour quelques euros, dans les bazars ou dans une grande surface de bricolage.
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   Humidifiez un petit bout de tissu absorbant. Il vous faut un bout de tissu très absorbant (coton) d’une longueur de 5 cm, c’est lui qui va faire baisser la température d’un des 2 thermomètres .

   • À titre d’exemple, vous pouvez utiliser un morceau de lacet tubulaire de 5 cm de long, que vous ouvrirez en deux dans le sens de la hauteur.
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   Fixez le bout de tissu sur le réservoir d’un des thermomètres. Pour cela, servez-vous d’un élastique ou d’une ficelle fine. Le réservoir est cette ampoule ronde au bas du thermomètre qui alimente la colonne. Pour la clarté du propos, ce thermomètre est qualifié de « mouillé  ».

   • L’autre thermomètre, sans tissu mouillé, sera le thermomètre « sec ».
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   Montez le dispositif à sec. Récupérez une vis à bois fine d’au moins 5 cm de longueur. Insérez cette vis dans le trou de fixation d’un des deux thermomètres, puis glissez une petite rondelle qui va venir s’appuyer contre le dos de l’instrument sans gêner son mouvement .
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   Poursuivez le montage. Sur cette même vis, insérez un petit tube en plastique rigide, libre qui servira de séparateur, puis le second thermomètre et enfin une autre rondelle. En guise de séparateur, coupez une paille en plastique sur une longueur de 1,5 cm. Pour se résumer, sur la vis, il y a un thermomètre, une rondelle, un séparateur, un thermomètre et une rondelle : tout doit pouvoir tourner librement .

   • Dès lors que votre séparateur est rigide et tourne bien autour de la vis, vous pouvez prendre ce que vous voulez.
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   Installez le dispositif sur un cylindre de bois. Il devra avoir une quinzaine de cm de longueur pour pouvoir bien le tenir à la main. Enfoncez la vis du dispositif sur des extrémités du cylindre. Comme les 2 thermomètres vont osciller à partir de cette vis, une longueur suffisante de la vis doit dépasser, mais en même temps, la vis doit être bien enfoncée .
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   Faites osciller vos thermomètres pendant 10 à 20 secondes. Prenez à pleine main le cylindre de rotation, éloignez le dispositif de vous et faites osciller le tout si possible dans le même plan. Pendant l’oscillation, l’eau contenue dans le tissu mouillé va s’évaporer. La température va alors baisser dans les parages du tissu, le niveau du thermomètre baissera. Une différence de températures se creuse entre les 2 thermomètres .

   • Pour cette expérience, mettez des lunettes de protection.
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   Notez les 2 températures en fin d’expérience. Au bout d’une vingtaine de secondes, arrêtez l’oscillation des instruments et notez précisément les 2 températures en n’oubliant pas de spécifier le thermomètre concerné .

   • Pour un résultat juste, commencez toujours par relever précisément la température du thermomètre mouillé.
   • Relevez ensuite avec autant de précision la température du thermomètre sec. De la précision de ces deux mesures dépendra le résultat final, à savoir le taux d’humidité.
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   Faites une soustraction. À cause du phénomène d’évaporation, la température du thermomètre sec, quand la température de l’air reste constante, est supérieure à celle du mouillé. Plus l’air ambiant est sec, plus la température du thermomètre mouillé sera relative à celle du thermomètre sec .

   • Le fait de faire se balancer le thermomètre accélère l’évaporation de l’eau contenue contenue dans le tissu. La zone proche du tissu est moins chaude et c’est pour cette raison que la température du thermomètre proche baisse.
   • L’évaporation est plus intense dans un air sec que dans un air déjà humide, ce dernier ne pouvant pas absorber beaucoup d’eau, car il est déjà saturé.
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    Servez-vous d’un tableau de conversion de l’humidité. Prenez un tableau (ou un abaque) qui donne l’humidité relative à l’intersection de la température donnée par le thermomètre sec et celle issue de la différence des températures des 2 thermomètres. Généralement, la température à sec est dans la première colonne verticale de gauche et la différence des 2 températures sur la ligne du haut. À cette adresse, vous trouverez dans le bas de la page un tel tableau.

    • Cette méthode n’est certes pas celle utilisée par les professionnels qui ont besoin de données extrêmement précises pour leurs modélisations, elle vous donnera cependant à l’amateur éclairé que vous êtes une valeur d’humidité fiable.
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