Qu’est-ce qu’un générateur d’humidité ?

Le terme “Générateur d’Humidité” est employé pour désigner une grande variété de dispositifs destinés à l’obtention d’une humidité régulée, ce qui rend difficile sa définition précise, ainsi que la sélection d’un système adapté à une application particulière.

Applications des Générateurs d’Humidité

Il y a de nombreuses applications qui obligent la régulation d’humidité dans un volume de gaz.

• Étalonnage des capteurs d’humidité
• Définition des conditions de mesure pour les échantillons sensibles à l’humidité
• Dans les procédés d’élaboration des matériaux, aliments, pharmaceutiques, et autres matériaux pulvérulents.
• Conditionnement et stockage de produits, matières premières et intermédiaires.
• Pour la conservation des objets d’art, artéfacts archéologiques, et autres objets.

Les composants typiques dans un générateur d’humidité

Le plupart des systèmes sont équipés d’au moins les éléments fonctionnels suivants :

• Le Système cible est la chambre ou volume dans lequel l’humidité est régulée.
• Un capteur d’humidité mesure l’humidité relative ou le point de rosée du gaz.
• Une source d’humidité permet d’ajuster l’humidité à l’intérieur du système cible.

Cependant, même avec cette conception simple, il existe un grand nombre de configurations, et beaucoup de considérations à prendre en compte.

La chambre cible - est-elle interne au générateur ?

Chambre cible externe

Le système MHG-32 montré ci-dessus est destiné à la régulation d’une chambre externe. La tête d’alimentation du MHG-32 fournit un flux d’air humidifié. Le capteur d’humidité peut être installé au sein de la chambre, au point d’utilisation. Cette configuration modulaire permet au MHG-32 de s’adapter aux températures, au volume, et la demande de débit du flux du système externe.

Chambre cible interne

Beaucoup de générateur d’humidité sont en réalité des chambres à humidité constante - et sont donc équipés d’une chambre cible interne.

• Souvent conçus pour accueillir un ou plusieurs capteurs d’humidité à des fins de vérification ou d’étalonnage, ce sont des “Calibrateurs d’Humidité.”
• D’autres sont utilisés pour le stockage d’objets ou de matériaux à humidité/température constantes - “Humidity chambers”.
• Souvent, la chambre interne est destiné à fonctionner à température constante, même si la consigne est ajustable.

Calibrateurs à deux températures et à deux pressions

Ces systèmes fonctionnent par génération d’un flux de gaz saturé en eau, à une température plus faible, ou à une température plus élevée, que la chambre cible. Lorsque la température ou la pression revient à la valeur cible, une nouvelle Humidité Relative est obtenue. Ces dispositifs sont particulièrement adaptés aux applications d’étalonnage, parce qu’ils utilisent des capteurs précises et traçables de pression et de température, qui permettent de calculer l’humidité dans la chambre cible avec une excellente précision. Un capteur d’humidité n’est pas obligatoire, sauf pour vérification, ou pour des raisons de commodité. Néanmoins, ces systèmes sont souvent qualifiés pour une plage limitée de débits, et ne sont pas souvent adaptées aux changements rapides de l’humidité.

Système à régulation par flux à débit continu ou système statique/semi-statique

• L’utilisation d’un flux en continu d’air humidifié permet d’effectuer des changements rapides et précises de l’humidité, avec des perturbations thermiques minimales, même en cas d’une absorption rapide de l’eau dans la chambre.
• Les configurations à débit intermittent ou nul offrent une consommation faible d’énergie et de l’eau, mais peuvent permettre l’accumulation d’impuretés dégagées dans le système.

Localisation du capteur d’humidité

Systèmes à chambre cible isotherme

Pour les unités à chambre cible interne, le capteur d’humidité mesure l’humidité à l’intérieur de la chambre, au point d’utilisation.

C’est également la configuration le plus simple pour les systèmes à chambre externe, avec le capteur HR au point d’utilisation.

Configurations à multiples zones thermiques

Il y a de nombreux cas où il n’est pas possible d’installer un capteur d’humidité au point d’utilisation de l’air humide. Par exemple :

• Températures cibles très élevées ou très faibles
• Risques de contamination chimique, interférences électriques, rayonnement optique, ionisant, thermique, à la position cible
• Espace insuffisante dans la zone cible.

Pour ces applications, il convient de séparer le système en multiples zones :

• la source d’humidité
• le capteur déporté de l’humidité et de la température
• La zone d’utilisation, qui peut être à température différente, et séparé physiquement des autres zones
• des tuyaux ou lignes de transfert, qui transporte l’air humide vers la chambre, tout en évitant la condensation.

Avec attention à la conception de la chambre cible et ses connextions, un générateur modulaire comme MHG-32 peut donner une excellente régulation même avec une accessibilité très restreint.

Autres moyens de générer une humidité connue

Solutions salines saturées

Pour des petits volumes étanches, on peut utiliser des sels déliquescentes en solution saturée pour obtenir des teneurs en humidité fixes, sous réserve que la température reste constante. Normalement, il faut assurer un contact direct entre la solution saturée et une réserve de sel solide.

Solutions non-saturées

Des solutions insaturées sont aussi utilisées pour fixer l’humidité dans des petits volumes fermés. Des espèces typiques sont l’acide sulfurique, KOH, Chlorure de Calcium… Sans l’effet tampon des solides non-dissous, il est encore plus important que la solution soit bien mélangée et homogène, et que l’enceinte, de faible volume, soit parfaitement étanche. Cette méthode est rarement utilisée pour fixer le taux d’humidité, sauf pour des fins de vérification d’étalonnage des capteurs hygrométriques.