Problèmes courants de mesure de l'humidité et comment les éviter

Avez-vous participé à la série de webinaires de l'académie de l'humidité de Vaisala ? Si c'est le cas, nous espérons que vous avez approfondi votre compréhension de la mesure de l'humidité industrielle. Si vous n'avez pas encore visionné les épisodes. Pour compléter la série, cet article de blog aborde certains pièges courants lors de l'installation de capteurs, vous aidant ainsi à éviter les erreurs occasionnées par une installation incorrecte.

Une mesure précise commence par une installation correcte

De nombreuses erreurs courantes sont commises lors de l'installation des capteurs, qui peuvent toutes entraîner des erreurs de mesure. Des mesures inexactes peuvent entraîner une consommation excessive d'énergie, une mauvaise qualité des produits et une mauvaise efficacité des processus, des rappels coûteux pour non-conformité et des conditions de travail non optimales pour les personnes présentes dans les bâtiments. Les conseils ci-dessous vous aideront à réaliser correctement votre installation du premier coup, améliorant ainsi l'exactitude de vos mesures.

Lors de l'installation de capteurs muraux internes, toujours :

1. Sélectionner le bon emplacement d'installation

L'emplacement est la considération la plus importante à prendre en compte lorsque vous installez un capteur de mesure destiné à contrôler un espace occupé. Vous souhaitez mesurer les conditions dans lesquelles vivent les personnes qui occupent la pièce. Il est donc essentiel de choisir un emplacement représentatif avec une libre circulation de l'air et aucune source de chaleur à proximité. 

Quelques erreurs courantes à éviter : 

• Montage d'un capteur dans une zone où le flux d'air est restreint, notamment derrière une porte, un équipement ou un meuble.
• Montage d'un capteur à proximité de tout ce qui produit de la chaleur, comme un radiateur, un conduit de chauffage ou au-dessus d'une imprimante ou d'un photocopieur.
• Montage d'un capteur en plein soleil – veillez à tenir compte du soleil à tout moment de la journée.
• Montage d'un capteur mural au plafond.
• Montage d'un capteur en ligne avec un conduit d'air : cela peut modifier le relevé du capteur plus rapidement que le temps nécessaire à l'équilibrage de l'espace proprement dit, ce qui signifie que des réglages plus fréquents sont apportés au système.

2. Monter votre capteur dans le bon sens

Les capteurs muraux renferment à la fois le capteur et l'électronique dans un seul boîtier compact, ils sont donc conçus pour être montés dans une direction définie. Toute chaleur générée dans l'électronique circule vers le haut ; le capteur doit donc se trouver en dessous de l'électronique pour garantir que la chaleur n'affecte pas la mesure. De plus, si le capteur est monté latéralement, l'air chaud ne pourra pas s'échapper, ce qui entraînera un relevé de température plus élevé et un relevé d'humidité plus faible.

3. Monter plusieurs capteurs côte à côte

Certains capteurs muraux génèrent de la chaleur ; il n'est donc pas recommandé de monter un capteur de température ou d'humidité au-dessus d'une autre unité murale. Si vous le faites, la chaleur peut affecter les mesures des autres capteurs – cela peut poser un problème particulier pour les capteurs de gaz, connus pour générer plus de chaleur que les autres capteurs. Au lieu de cela, vous devriez idéalement monter les capteurs côte à côte en suivant les recommandations d'installation du fabricant. Si vous devez monter les capteurs les uns au-dessus des autres, le capteur le plus chaud doit être placé bien au-dessus de tous les autres capteurs.

4. Tenir compte du flux d'air dans la pièce

Les capteurs d'humidité et de température standard sont conçus pour fonctionner correctement dans un environnement de bureau typique. Si vous installez des capteurs dans une pièce avec un flux d'air forcé vers le bas, comme une salle blanche, l'air chaud provenant du haut de l'électronique descendra sur les capteurs et augmentera la température mesurée. La solution à ce problème consiste à utiliser un capteur conçu pour les salles blanches et espaces similaires. Dans ces capteurs, l'électronique est séparée du capteur. Cela maintient les capteurs à l'écart de toute chaleur, tout en permettant un contact suffisant avec l'environnement.

5. Tenir compte des différences de pression et d'une mauvaise étanchéité

S'il existe une différence de pression entre la pièce que vous mesurez et les cavités murales du bâtiment, cela peut occasionner des relevés inexacts. Une pression plus faible dans la pièce peut faire circuler de l'air froid directement dans le capteur à travers l'ouverture du câblage dans le mur, réduisant ainsi considérablement la température. La solution consiste à sceller le passage des câbles.

6. Éviter les erreurs dues à la conduction

Les murs en béton et en acier peuvent conduire la chaleur, de sorte que les capteurs boulonnés au mur peuvent ne pas indiquer avec précision la température et l'humidité réelles de l'air. La solution consiste à ajouter une couche d'isolation entre le mur et le transmetteur, ou à monter le capteur sur un mur intérieur ou sur une surface plus isolée. 
Le béton affecte également les mesures de CO² : si vous montez un capteur de CO² sur une surface en béton, vous obtiendrez un relevé de CO² extrêmement bas, non représentatif de l'air de la pièce. La fixation d'une plaque sous le capteur résoudra généralement ce problème.

7. Éviter les erreurs dues à la chaleur corporelle

Ce type d'erreur est généralement observé dans les mesures portables, où la chaleur corporelle fausse les relevés. Si vous prenez des mesures à la main, ne tenez pas l'appareil de mesure trop près de votre corps et évitez de respirer sur le capteur.

Lors de l'installation de capteurs montés en gaine, toujours :

1. Veiller à ce que les températures internes et externes soient équilibrées

Dans le cas des appareils montés en gaine, la source d'erreur la plus courante est la différence de température entre l'air à l'intérieur et à l'extérieur du conduit, par exemple si vous cherchez à mesurer les conditions extérieures depuis l'intérieur d'un conduit d'entrée. Les différences de température peuvent provoquer un flux de chaleur à travers le tube capteur du conduit, faussant ainsi les relevés de température et d'humidité. 
Ces effets seront plus prononcés dans les conduits isolés ou ceux présentant des faibles vitesses de flux d'air ou des profondeurs d'insertion de capteur plus courtes. La solution consiste à utiliser un capteur extérieur de haute qualité ou à isoler correctement le capteur.

2. Protéger contre les dommages dus à la condensation

Lorsque l'humidité est élevée dans le conduit et que la température extérieure est plus basse, la conduction peut refroidir le tube du capteur, entraînant la formation de condensation sur le capteur. De la condensation peut également se former à l'intérieur du conduit et s'écouler dans le tube jusqu'au capteur. Si le capteur est incliné vers le bas, cela peut entraîner des relevés incorrects, voire de la corrosion. Pour minimiser les effets et les dommages possibles causés par la condensation, vous devez monter le capteur horizontalement ou, si nécessaire, l'incliner légèrement vers le haut. Cela permettra à toute condensation de tomber en toute sécurité loin de l'élément de détection.

3. Éviter de monter des capteurs dans une zone morte

Comme expliqué avec les capteurs muraux internes, il est important de monter les capteurs dans un emplacement représentatif. Si vous montez un capteur dans une zone porte du conduit, l'air risque de ne pas passer devant le capteur, ce qui signifie que la mesure ne sera pas représentative des conditions du flux principal. L'air persistant autour du capteur variera plus lentement que le flux principal, de sorte que les relevés ne seront pas toujours exacts par rapport aux conditions actuelles. Assurez-vous toujours que votre capteur est en contact constant avec un flux d'air approprié, en évitant les montages dans des zones mortes.

4. Étudier vos options en cas d'installation partielle dans un processus

Dans le cas des capteurs installés partiellement à l'intérieur d'un processus et partiellement à l'extérieur, la différence de température peut être très importante. Par exemple, lors de la mesure de la température et de l'humidité relative dans un four de cuisson à travers une paroi isolée, un corps de capteur métallique présentant une fuite thermique donnera un relevé de température inférieur et un relevé d'humidité relative plus élevé par rapport aux conditions réelles du four. La fuite thermique dépend du flux : dans de l'air statique, la sonde refroidit davantage, ce qui entraîne une plus grande marge d'erreur. Avec une humidité plus élevée, non seulement les mesures de température et d'humidité relative seront erronées, mais vous aurez également un problème de condensation.  
Il existe deux solutions à ce problème. La première consiste à améliorer l'installation : enfoncer la sonde plus profondément dans le processus et/ou isoler toute partie de la sonde qui est à l'extérieur du processus. Cela minimise la différence de température et vous permet de mesurer 'humidité relative avec précision. Vous pouvez également vous demander si vous avez vraiment besoin de mesurer l'humidité relative en premier lieu. D'autres paramètres sont disponibles, certains ayant l'avantage de ne pas dépendre de la température, ce qui permet d'utiliser une sonde chauffée afin d'éviter la formation de condensation. 

5. Ne montez pas les capteurs trop près d'un humidificateur

Les capteurs d'humidité sur gaine sont souvent utilisés pour contrôler l'humidification, ce qui se fait à l'aide de brumisateurs ou d'humidificateurs à pulvérisation. Le montage d'un capteur sur gaine trop près d'un humidificateur entraîne une accumulation d'eau sur le capteur prenant la forme de condensation et rendant impossible la prise de mesures précises. 
Dans le pire des cas, le capteur sera endommagé, mais même dans les cas moins graves, il est impossible de contrôler quoi que ce soit avec précision à l'aide des mesures prises par un capteur constamment affecté par l'humidité. L'humidification et le séchage périodiques du capteur provoquent des variations brutales des relevés d'humidité, ce qui fait fonctionner l'équipement en permanence et occasionne un maintien non correct des conditions. De plus, la dérive du capteur et la contamination sont accélérées, aggravant encore les imprécisions. 
Pour éviter ces problèmes, les capteurs sur gaine doivent être montés à une distance suffisante des humidificateurs. Cette distance dépendra de la taille du conduit et des débits, mais en règle générale, cinq mètres sont recommandés. Lors du montage d'un capteur sur gaine, il est également bon de créer un port d'accès supplémentaire en aval du capteur qui peut être utilisé pour installer temporairement une sonde de référence afin de vérifier et d'étalonner votre capteur principal. Ce port peut être recouvert de ruban duct tape lorsqu'il n'est pas utilisé pour éviter les fuites.

Lors de l'installation de capteurs extérieurs, toujours :

1. Utiliser une protection contre le rayonnement solaire

Le rayonnement solaire peut facilement chauffer les capteurs de 2 °C (4 à 5 °F). Pour éviter les effets du rayonnement solaire, utilisez un capteur doté d'une protection contre le rayonnement de haute qualité, de couleur noire sous les plaques. Comme le vent diminue la chaleur, installez votre capteur dans un endroit où l'air circule librement ; vous devez également maintenir votre protection contre le rayonnement propre, car une protection sale chauffe davantage. Un nettoyage plus fréquent peut être nécessaire dans les zones urbaines – si l'extérieur de la protection est noir ou sale, l'échéance de nettoyage est passée ! En cas d'installation murale du capteur, les murs orientés au nord constituent généralement un meilleur choix car ils sont moins exposés au soleil.

2. Protéger votre capteur de la pluie et des intempéries

La pluie, la neige ou la condensation peuvent toutes entraîner la présence d'eau sur ou à proximité de votre capteur, provoquant des relevés de dérive et d'humidité trop élevés. Les intempéries peuvent également endommager le capteur. Il existe plusieurs façons de protéger votre capteur contre les intempéries :

• Utilisez un capteur conçu pour fonctionner dans des conditions extérieures humides
• Montez le capteur à un emplacement où l'air circule bien – le vent provoquera l'évaporation de l'eau, garantissant ainsi des mesures fiables
• Dans les cas des applications industrielles, utilisez une sonde chauffée pour éliminer les effets de la condensation 

3. Montez votre capteur à l'écart des autres sources de chaleur

Les murs des bâtiments peuvent avoir une masse thermique élevée et emmagasiner de la chaleur ou du froid ; ils peuvent également être chauffés par le rayonnement solaire. Si votre capteur est monté près d'un mur ou d'un toit noir sans un décalage suffisant, vos mesures peuvent être inexactes. 
Pour réduire ces types d'effets de chaleur, les capteurs de mesure extérieurs doivent être montés à un emplacement où la circulation de l'air et le vent ne sont pas entravés, idéalement sur un poteau complètement éloigné de tout bâtiment, ou sur le toit. Évitez les surfaces sombres exposées à la lumière directe du soleil et n'installez pas de capteurs sous l'avant-toit d'un toit. En effet, l'air chaud s'accumule sous les avant-toits, ce qui entraîne des résultats de mesure inexacts et peu fiables.