La mesure de température et d'humidité

 

Histoire de la mesure de la température

 

 Le premier instrument de mesure de la température fut inventé il y a près de 1800 ans par un médecin grec du nom de Galien. Sa conception, déjà très astucieuse, était basée sur le principe de dilatation de l'air avec la température. Il l'utilisait pour connaître le "degré" de maladie de ces patients.

En 1592, Galilée eut l'idée d'utiliser de l'eau puis du vin à la place de l'air dans le thermoscope.

En 1714, Gabriel Fahrenheit utilise le mercure dans le thermoscope. En effet, la composition du mercure est mieux connue que celle d'un vin pour lequel le rapport eau/alcool est variable. Il divise en 180 intervalles égaux la colonne de ses thermomètres et attribue 32°F au point de congélation de l'eau, 212°F au point d'ébullition de l'eau.
En 1742, Anders Celcius propose la division centésimale en attribuant 0° au point d'ébullition et 100° au point de congélation de l'eau
En 1745, Ekström et Linnaeus inverse l'échelle de Celcius pour aboutir à l'échelle de température que nous connaissons aujourd'hui.
Les premiers thermomètres de précisions voient le jour à la fin du XVIIIème siècle.
A la fin du XIXème siècle, les techniques automatisées voyant le jour, il fallut trouver le moyen de traduire les températures en signaux électriques compréhensibles par les machines : Les sondes de température dont il existe aujourd'hui deux grands types :
 

Les thermocouples
Un thermocouple est un système constitué de deux fils métalliques de natures différentes reliés par des jonctions. Il permet la mesure de température par application de l'effet Seebeck.

La sonde PT100
La sonde PT100 permet de mesurer le changement de résistivité d'un filament de platine enroulé autour d'une tige de verre. Les sondes PT100 ont une valeur de résistivité de 100 ohms à 0°C. La variation de résistivité est environ de 0.4 ohms/°C, avec une précision de +/- 0.3°C.


On utilise aussi des appareils à organe sensible composé d'une ou deux lames métalliques dont on amplifie mécaniquement la dilatation.

Il faut prendre un soin particulier à la mesure de la température pour que l'appareil utilisé soit en équilibre thermique avec le milieu dont on souhaite mesurer la température. Il faut éviter de soumettre l'appareil aux rayonnements directs ou indirects tout en permettant un renouvellement de l'air.

Quelques records de température :
-88°C au pôle Sud / +58°C en Libye
en France, -41°C à Mouthe et +44°C à Toulouse
Certaines régions continentales du Globe (Nord des Etats-Unis, Russie) connaissent des variations diurnes de température tout à fait incroyables (-10 à +30°C).

Mesure de l'humidité relative


La mesure directe de l'humidité relative est très difficile. On la détermine souvent à partir de mesures indirectes associées à des modèles thermodynamiques.


Le psychromètre est un outil de mesure simple et précis associant un thermomètre "sec" et un autre dont le bulbe est entouré d'une mousseline constamment imbibée d'eau dit thermomètre "mouillé".
L'évaporation de l'eau à la surface du bulbe du thermomètre mouillé est d'autant plus intense que la température est faible et que l'air est sec.
On utilise des tables psychrométriques pour déterminer l'humidité relative.

Pour éviter que la vapeur d'eau s'échappant de la mousseline ne stagne autour du bulbe du thermomètre mouillé, on peut ventiler artificiellement le bulbe en faisant tourner l'appareil (psychromètre crécelle) ou en introduisant de l'air au voisinage du bulbe à l'aide d'un mécanisme à rotor (psychromètre à aspiration)

Pour un enregistrement continu de l'humidité relative, on a recours à des hygromètres organiques utilisant la propriété de certains corps à s'allonger avec ce paramètre. Une simple mêche de cheveux sert de capteur. Malheureusement, ces appareils sont souvent sujet à des détarages et au phénomène d'hystérésis après une période sèche.

Les sondes à capteur capacitif en couche mince linéarisé et compensé en température sont les moyens les plus modernes pour mesurer l'humidité relative. Le temps de réponse rapide à la variation d'humidité relative est un critère de qualité.

 

 

 

 

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