HUMIDITÉ

Représentation de l’humidité de l’air

Il existe plusieurs façons de représenter l’humidité d’un volume d’air : son humidité absolue, son humidité spécifique, son rapport de mélange, sa pression partielle, son humidité relative.

L’humidité absolue est la masse volumique de la vapeur, ou encore la masse de vapeur d’eau contenue dans un volume de 1 mètre cube. La valeur maximale que peut atteindre ce paramètre est fonction de la température. Ainsi, dans l’atmosphère terrestre, les valeurs les plus fortes peuvent avoisiner 40 g/m³ en présence d’air très chaud au contact de grandes surfaces humides, alors qu’à une température inférieure à — 20 ⁰C, elles ne dépassent pas 0,8 g/m³.

L’humidité spécifique et le rapport de mélange sont définis comme les rapports, dans un volume donné, entre la masse de vapeur d’eau et, respectivement, la masse d’air humide (incluant la vapeur d’eau) pour la première, et la masse d’air sec (excluant la vapeur d’eau) pour le second. Ces variables sont généralement exprimées en g/kg. Elles sont largement utilisées en météorologie car elles restent constantes lorsque le volume d’une masse d’air change sous l’effet des variations de température ou de pression.

La pression partielle représente la pression exercée par les molécules de vapeur d’eau dans un volume donné. Elle correspond à la contribution de la vapeur d’eau à la pression totale du mélange des gaz qui composent l’air dans ce volume. Elle est généralement exprimée en hectopascals (hPa). C’est une variable souvent utilisée pour décrire les changements d’état de l’eau (vapeur, liquide, solide). L’humidité relativereprésente la proportion entre le contenu en vapeur d’eau de l’air et le contenu qu’il aurait s’il était saturé à la même température. C’est la variable la plus connue pour mesurer le taux d’humidité. Elle est exprimée en pourcentage et permet de déterminer si un volume d’air humide est éloigné de sa saturation, sans avoir à connaître ni sa température ni sa pression. À titre d’exemple, on considère généralement que, à l'intérieur d'une maison, le taux d'humidité confortable se situe entre 40 et 60 p. 100. Au-dessous de ces valeurs, l’air trop sec nous dessèche et nous irrite plus particulièrement la peau, la gorge et les muqueuses du nez ; au-dessus, l’humidité favorise les moisissures et le développement d’organismes pathogènes comme les acariens ou les blattes. L’humidité relative d’un volume sans la moindre molécule de vapeur d’eau (ce qui n’existe pas dans l’atmosphère) serait de 0 p. 100, alors que celle d’un volume saturé serait de 100 p. 100. À 100 p. 100 d’humidité relative, la vapeur serait en équilibre si elle était en contact avec une surface plane infinie d’eau liquide. Lorsque ce paramètre est inférieur à 100 p. 100, la vapeur est dite sous-saturée. En présence d’une surface plane infinie d’eau liquide, ce déséquilibre se traduirait par l’évaporation d’une partie du liquide et en conséquence par une augmentation du taux d’humidité de l’air. Au contraire, lorsque l’humidité relative est supérieure à 100 p. 100, la vapeur est dite sursaturée. Dans ce cas, le déséquilibre se produirait à l’inverse par la condensation d’une partie des molécules de vapeur au bénéfice de la surface plane infinie d’eau liquide. Mais, en altitude, les molécules de vapeur d’eau ne peuvent être au contact d’aucune surface plane infinie d’eau liquide, si bien que l’humidité relative pourrait monter jusqu’à des valeurs de plus de 400 p. 100 si les poussières et autres aérosols en suspension ne servaient de supports à leur condensation sous forme de gouttelettes de brouillard ou de nuage. Ainsi, dans l’atmosphère, l’humidité relative dépasse rarement 102 p. 100 et reste toujours inférieure à 106 p. 100. [...]