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ou
GUIDE TECHNIQUE D’ACCREDITATION
EN HYGROMETRIE
Dis
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sit
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sv
ali
de
Document LAB GTA 17
Révision 00 – Juin 2007
Section LABORATOIRES
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
SOMMAIRE
OBJET DU DOCUMENT ........................................................................................................... 5
2.
REFERENCES .......................................................................................................................... 5
3.
MODALITE D'APPLICATION .................................................................................................... 7
4.
MODIFICATIONS ...................................................................................................................... 7
5.
REEXAMEN............................................................................................................................... 7
6.
PORTEE D’ACCREDITATION .................................................................................................. 7
Présentation de la portée .................................................................................................. 7
el
6.1.
'im
pre
ss
ion
1.
de
sa
uj
ou
rd
6.2.
Objets soumis à l’étalonnage .......................................................................................... 10
6.2.1.
Hygromètre à condensation (norme NF X15-112) .................................................. 10
6.2.2.
Hygromètre à variation d’impédance pour la mesure de l’humidité relative (norme
NFX 15-113) ............................................................................................................................ 11
6.2.3.
Psychromètre (norme NFX 15-118) ........................................................................ 12
6.2.4.
Hygromètre à variation d’impédance pour la mesure de la température de rosée :
hygromètre à oxyde métallique................................................................................................ 12
6.2.5.
Hygromètre à cellule électrolytique (Norme NF X 15 115) ...................................... 13
6.2.6.
Hygromètre à quartz vibrant .................................................................................... 13
6.2.7.
Autres types d’hygromètres..................................................................................... 14
6.2.8.
Récapitulatif des conditions limites d’emploi par famille d’hygromètres.................. 15
Définition des méthodes d’étalonnage ............................................................................ 20
po
6.4.
sit
ion
sv
ali
6.3.
Définition des mesurandes............................................................................................... 16
6.3.1.
Température de rosée (Td) ou (θd) et température de gelée (Tf) ou (θf) .................. 16
6.3.2.
Humidité relative de l’air humide (U, hr ou rh) ......................................................... 16
6.3.3.
Température humide (Tw) ou (θw) ............................................................................ 16
6.3.4.
Température (T) ou (θ) ............................................................................................ 16
6.3.5.
Pression totale P ..................................................................................................... 17
6.3.6.
Fraction molaire....................................................................................................... 17
6.3.7.
Détermination des paramètres hygrométriques en fonction de la nature des
paramètres mesurés................................................................................................................ 18
Dis
6.5.
Définition des moyens d’étalonnage ............................................................................... 20
6.5.1.
Le générateur à mélange ........................................................................................ 21
6.5.2.
Le générateur à deux pressions .............................................................................. 22
6.5.3.
Le générateur à deux températures à circuit ouvert................................................ 23
6.5.4.
Le générateur à re-circulation ................................................................................. 24
6.5.5.
Les solutions salines (NF X 15-119)........................................................................ 25
6.5.6.
Enceintes climatiques.............................................................................................. 26
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
Page 2/39
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
ion
6.6.
Estimation des incertitudes de mesure ........................................................................... 28
6.6.1.
Règles générales .................................................................................................... 28
6.6.2.
Estimation de l’incertitude en température de rosée et en humidité relative ........... 28
6.6.3.
Détermination de l’incertitude en humidité relative à partir d’une mesure de
température de rosée et de température – Coefficient de sensibilité ...................................... 28
6.6.4.
Détermination des meilleures incertitudes d’étalonnage ......................................... 33
6.6.5.
Présentation du bilan des incertitudes..................................................................... 34
PARTICIPATION AUX COMPARAISONS INTERLABORATOIRES....................................... 34
8.
RECOMMANDATIONS POUR LES ETALONNAGES SUR SITE........................................... 34
8.1.
pre
ss
7.
Evaluation des incertitudes sur site................................................................................. 35
el
'im
8.2.
Le personnel.................................................................................................................... 35
8.2.1.
Qualification du personnel ....................................................................................... 35
8.2.2.
Surveillance de la qualification du personnel .......................................................... 35
ou
rd
8.3.
Traçabilité des étalonnages sur site................................................................................ 35
8.3.1.
Paramètres d’influence............................................................................................ 35
8.3.2.
Moyens d'étalonnage .............................................................................................. 36
8.3.3.
Milieux de comparaison........................................................................................... 36
Meilleures possibilités d’étalonnage sur site ................................................................... 36
8.5.
Comparaisons interlaboratoires ...................................................................................... 37
sa
9.
uj
8.4.
Etablissement d'un certificat d'étalonnage ...................................................................... 37
ali
9.1.
de
PARTICULARITES SUR LA PRESENTATION DES RESULTATS......................................... 37
NOTATIONS ET SYMBOLES ............................................................................................. 39
Dis
po
10.
sit
ion
sv
9.2.
Déclaration de conformité ............................................................................................... 37
9.2.1.
Programme d'étalonnage ........................................................................................ 37
9.2.2.
Modalités de délivrance du document spécifiant la déclaration de conformité d’un
instrument de mesure ou d’une grandeur matérialisée en hygrométrie .................................. 37
9.2.3.
Contenu de la procédure relative à la délivrance des constats de vérification........ 38
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
AVANT PROPOS
Dans le cadre de la réforme engagée par la Section Laboratoires du Cofrac, les compétences
techniques, déclinées en fonction des techniques et des moyens utilisés, sur lesquelles le Cofrac
établit l'accréditation pour l’étalonnage d’hygromètres mesurant l’humidité dans les gaz sont les
suivantes :
ion
étalonnage en température de rosée,
étalonnage en humidité relative.
Dis
po
sit
ion
sv
ali
de
sa
uj
ou
rd
el
'im
pre
ss
-
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
1. OBJET DU DOCUMENT
La norme NF EN ISO/CEI 17025 définit les prescriptions générales concernant la compétence des
laboratoires d'étalonnages, d'essais et d'analyses.
ss
ion
En ligne avec l'annexe B de la norme NF EN ISO/CEI 17025, le présent Guide Technique
d'Accréditation (GTA) présente un état des lieux des bonnes pratiques dans le domaine
hygrométrie et établit des recommandations résultant de l'application de cette norme à ce domaine
de compétences.
Ce guide s'adresse :
aux laboratoires d'analyses / essais / étalonnages du domaine X ;
-
aux évaluateurs du Cofrac (il constitue une base d'harmonisation à leur usage ;
-
aux membres des instances du Cofrac (Comité de Section, Commission Technique
d'Accréditation Mécanique et Thermique, Commission Interne d'Examen des Rapports
d'Evaluation).
rd
el
'im
pre
-
sa
uj
ou
Ce guide ne se substitue pas aux exigences et/ou aux normes applicables au sein du laboratoire.
Les recommandations qu'il contient sont reconnues par le Cofrac comme étant les plus
appropriées pour répondre aux exigences de la norme NF EN ISO/CEI 17025 et du document LAB
Réf 02. Dans tous les cas, le laboratoire est libre de les appliquer, ou non ; il lui appartient de
démontrer que les dispositions qu'il met en oeuvre permettent de satisfaire pleinement les
exigences de la norme citée supra.
ali
de
Des travaux complémentaires sont en cours pour harmoniser ce guide avec l'ensemble des autres
guides sectoriels afin d'assurer une bonne cohérence du référentiel documentaire et de faciliter la
mise en application des dispositions préconisées, en particulier lorsque plusieurs de ces
documents sont utilisés dans le même laboratoire.
sv
2. REFERENCES
sit
ion
En plus des documents contractuels Cofrac, il est recommandé d'utiliser la liste non exhaustive
des documents ci-dessous. Le laboratoire, s'il le souhaite, peut utiliser d'autres méthodes dérivées
ou d'autres références, ou appliquer ses propres méthodes dès lors qu'il justifie son choix et qu’il
valide les méthodes.
Dis
Décembre 1999,
po
- Document EA 4-02 - « Expressions of the Uncertainty of Measurements in Calibration », rév. 0,
- V.I.M. - « Vocabulaire International des Termes Fondamentaux et Généraux de Métrologie »
- NF ENV 13005 - «Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure», Août 1999,
- NF X 07-001, Normes fondamentales – Vocabulaire international des termes fondamentaux et
généraux de métrologie, décembre 1994,
- X 07-011 - «Métrologie - Essais - Métrologie dans l'entreprise - Constat de vérification des
moyens de mesure», Décembre 1994,
- FD X 07-012 - «Métrologie - Métrologie dans l'entreprise - Certificat d'étalonnage des moyens de
mesure», Novembre 1995,
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
- FD X 07-021, Normes fondamentales – Métrologie et applications de la statistique – Aide à la
démarche pour l’estimation et l’utilisation de l’incertitude des mesures et des résultats d’essais,
octobre 1999,
- FD X 07-028, Métrologie – Procédure d’étalonnage et de vérification des thermomètres –
Estimation des incertitudes sur les mesures de température, octobre 2002,
- NF EN ISO 10012, Systèmes de management de la mesure - Exigences pour les processus et
ion
les équipements de mesure, septembre 2003,
- FD X 15-001, Atmosphères normales de conditionnement et/ou d’essai – Spécifications, juin
ss
1997,
pre
- NF X 15-110, Mesure de l'humidité de l’air – Paramètres hygrométriques, juillet 1994,
- FD X 15-111, Mesure de l'humidité de l’air –.Généralités sur les instruments de mesure – Guide
'im
choix et d’utilisation, mai 2004,
- NF X 15-112, Mesure de l'humidité de l'air - Hygromètre à condensation, décembre 1994,
el
- NF X 15-113, Mesure de l'humidité de l'air - Hygromètre à variation d'impédance, décembre
rd
1997,
- NF X 15-115, Mesure de l’humidité de l’air – Hygromètre électrolytique – Caractéristiques, avril
ou
2003,
uj
- NF X 15-117, Mesure de l'humidité de l'air - Hygromètre mécanique, juillet 1999.
- NF X 15-118, Mesure de l'humidité de l'air – Psychromètres – Caractéristiques, décembre 1996.
sa
- NF X 15-119, Mesure de l'humidité de l'air – Générateurs d’air humide à solutions salines pour
l’étalonnage des hygromètres , juillet 1999
de
- FD X 15-120 - Mesure de l’humidité de l’air – Expression des incertitudes – Etudes de cas
ali
concrets, janvier 2005,
Mérigoux, septembre 2000,
sv
- Monographie du BNM n°18, Mesure de l’humidité dans les gaz, Bernard Crétinon, Jacques
ion
- Tables de l’air humide, Températures –25 °C à + 100 °C en unités S.I., Bertrand Blanquart,
Bernard Crétinon, édition 2005,
sit
- Document AFNOR, Article II-10-40, Humidité : Méthode et moyens d’étalonnage utilisés en
po
laboratoires et en milieu industriel, janvier 2006
- Bulletin BNM, n°98, Instruments de mesure de l’humidité dans les gaz, S. Scotto d’Apollonia, D.
Dis
Boucheron, octobre 1994
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
3. MODALITE D'APPLICATION
Le présent document est applicable à compter du 01/06/2007.
4. MODIFICATIONS
ss
ion
Ce document est la version initiale. Cette version prend en compte l'évolution des possibilités
d'accréditation et les étalonnages sur site.
pre
5. REEXAMEN
'im
Ce document est réexaminé périodiquement par la section Laboratoires du Cofrac.
el
6. PORTEE D’ACCREDITATION
uj
ou
rd
L’expression de la compétence d’un organisme est décrit dans sa portée d’accréditation, le mode
retenu pour exprimer la portée d'accréditation des laboratoires permet de préciser, par domaine de
compétence technique, le niveau de flexibilité de l’accréditation auquel le laboratoire concerné
postule. Les éléments nécessaires pour l’expression des portées d’accréditation ainsi que les
définitions des niveaux de flexibilité sont décrits dans le document LAB Réf 08.
sa
6.1. Présentation de la portée
Le modèle ci-dessous (cf. tableau 1) permet de décrire explicitement la portée, en tenant compte des
éléments suivants :
Domaine de
mesure
sit
Mesurande
Meilleure
incertitude
Elargie
Principe de
mesure /
Référence
de la
méthode
Moyens
détalonnage
(Equipements;
étalons)
Prestation en
laboratoire (L)
et/ou sur site
(S)
Dis
po
Objet soumis
à essai ou à
étalonnage
ion
sv
ali
de
− le type d’objet soumis à l’étalonnage (psychromètres, hygromètres à condensation, …),
− la grandeur physique mesurée ou le mesurande (exemple : température de rosée, …),
− le domaine de mesure;
− la meilleure incertitude de mesure,
− la méthode d’étalonnage ou référence de la méthode,
− les moyens détalonnage utilisés,
− le lieu de la prestation (en laboratoire fixe ou sur site).
Tableau 1 : Modèle d’expression de la portée d'accréditation
Notons qu’en humidité relative les incertitudes d’étalonnage sont présentées sous forme d’un tableau
double entrée Température (Ts en °C) / Humidité Relative (H.R. en %). Ces incertitudes sont
exprimées en % H.R. (cf. exemple présenté en tableau n°3)
Au travers des sous-chapitres suivants, la portée d’accréditation sera détaillée plus précisément.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
ETALONNAGE D'HYGROMETRES EN TEMPERATURE DE ROSEE (TD)
Objet soumis à
étalonnage
Domaine de
mesure
Mesurande
Dis
po
Meilleure incertitude
élargie
Etalonnage par
comparaison à la
température de
rosée (θd) ou de
gelée (θf)
de référence
sit
io
Hygromètre à
condensation
Température de
rosée
ns
va
- 20 °C à 60 °C
0,2 °C
lid
es
Référence de la
méthode
au
Méthodes
étudiées et mises
au point par le
laboratoire
jou
rd
Moyens d’étalonnage
(Equipements, étalons)
•
•
•
Générateur d’air humide
Multimètre numérique
Hygromètre à
condensation de
référence
Tableau 2 : Exemple de portée fixe en température de rosée
el
'im
pre
ss
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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ion
Prestation en
laboratoire (L)
et/ou sur site (S)
L
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
ETALONNAGE D'HYGROMETRES EN HUMIDITE RELATIVE
Objet soumis à
étalonnage
Hygromètre à
variation
d’impédance
θ (°C)
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Domaine de
mesure
Mesurande
Dis
po
Humidité relative
10
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Meilleure
incertitude
élargie
De 10 % à
< 90 % HR
Cf.
tableau
à une température
dessous
(θ) comprise entre
10 °C et 70 °C
sit
io
20
0,6
0,5
0,5
0,5
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,3
0,3
0,3
ns
30
0,8
0,8
0,7
0,7
0,6
0,6
0,5
0,5
0,5
0,5
0,4
0,4
va
lid
es
40
1,1
1
0,9
0,9
0,8
0,7
0,7
0,6
0,6
0,6
0,5
0,5
Référence de la
méthode
•
Etalonnage par
comparaison de l’humidité •
relative à partir d’une
cidétermination ou d’une •
mesure de l’humidité
relative
•
de référence
au
Uw (% H.R.)
50
60
1,3
1,6
1,2
1,4
1,1
1,3
1
1,2
1
1,1
0,9
1,1
0,8
1
0,8
0,9
0,7
0,9
0,7
0,8
0,7
0,8
0,6
0,7
jou
rd
el
70
1,8
1,7
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,1
1
0,9
0,9
0,8
Les valeurs indiquées dans ce tableau sont exprimées en % H.R.
Tableau 3 : exemple de portée fixe en humidité relative
Page 9/39
80
2
1,9
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
1
0,9
'im
pre
θ est la température exprimée en °C, Uw est l'humidité relative exprimée en % H.R.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
Moyens
d’étalonnage
(Equipements,
étalons)
Générateur d’air
humide
Multimètre
numérique
Hygromètre à
condensation
Thermomètre de
référence
ss
ion
90
2,3
2,1
1,9
1,8
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,2
1,1
1
Prestation en
laboratoire (L)
et/ou sur site (S)
L
100
2,5
2,3
2,1
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2. Objets soumis à l’étalonnage
Les principaux types d’hygromètres étalonnés sont décrits ci-dessous. Bien entendu, cette liste est
non exhaustive et d’autres hygromètres peuvent faire l’objet d’étalonnages.
ion
6.2.1. Hygromètre à condensation (norme NF X15-112)
Cet hygromètre s’utilise comme référence métrologique (exemple : caractérisation des enceintes
climatiques, étalon secondaire et de transfert, …).
Amplification
Echantillon d’air
uj
ou
rd
el
'im
pre
ss
Le principe de mesure d’un hygromètre à condensation repose sur le refroidissement graduel d’un
corps jusqu'à la formation d'un dépôt de rosée (ou de gelée) à sa surface ; on stabilise ensuite le
refroidissement de façon à maintenir un état d'équilibre entre la vapeur contenue dans l'air et le
dépôt de rosée (ou de gelée). Une fois l'équilibre atteint, la température de ce dépôt est par
définition la température de rosée (ou de gelée) de l'air. La figure 1 présente le schéma de principe
d'un hygromètre automatique à condensation.
sa
Régulation
optoélectronique
Alimentation
thermo-élément Peltier
15,3
de
Température du point de rosée
Dis
po
sit
ion
sv
ali
Figure 1 : Hygromètre à condensation : schéma de principe
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2.2. Hygromètre à variation d’impédance pour la mesure de l’humidité relative
(norme NFX 15-113)
Cet hygromètre est souvent utilisé pour la régulation et la mesure directe de l’humidité relative, les
autres paramètres pouvant être recalculés (point de rosée, …).
de
sa
uj
ou
rd
el
'im
pre
ss
ion
On désigne par hygromètre à variation d’impédance les instruments équipés d’un élément sensible
constitué d’une substance hygroscopique dont on mesure les variations de propriété électrique
(résistance ou capacité) en fonction de l’humidité ambiante.
Les corps hygroscopiques ont la propriété de voir leur teneur en eau varier en fonction de
l’humidité relative de l’air avec lequel ils sont en équilibre. La réalisation de capteurs d’humidité
suivant ce principe nécessite la mise en œuvre de substances hygroscopiques pour lesquelles la
courbe de variation des propriétés électriques en fonction de la teneur en eau (et de l’humidité
relative) possède les qualités requises pour un instrument de mesure, à savoir : stabilité dans le
temps, réversibilité, linéarité, etc..
Parmi les hygromètres de ce type (figure 2), on peut distinguer deux familles : les hygromètres
" résistifs " et les hygromètres "capacitifs" dont les principes restent relativement proches.
Dis
po
sit
ion
sv
ali
Figure 2 : Illustration d’un capteur capacitif
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2.3. Psychromètre (norme NFX 15-118)
Cet hygromètre est principalement utilisé pour la mesure de l’humidité relative.
ion
On appelle "psychromètre" un hygromètre constitué de deux thermomètres convenablement
ventilés avec l'air dont on veut mesurer l'humidité. L'élément sensible de l'un des deux
thermomètres est recouvert d'une gaze humidifiée avec de l'eau déminéralisée. L'évaporation de
l'eau dans l'air provoque un refroidissement jusqu'à une valeur d'équilibre appelée " température
humide" .
L'autre thermomètre mesure la température de l'air, appelée par opposition " température sèche" .
pre
psychromètre à aspiration mécanique,
psychromètre à aspiration électronique. (figure 3)
uj
ou
rd
el
'im
-
ss
On peut citer deux types de psychromètres :
sa
Figure 3 : Vue en coupe d’un psychromètre ventilé automatique
de
6.2.4. Hygromètre à variation d’impédance pour la mesure de la température de
rosée : hygromètre à oxyde métallique
sv
ali
Ces hygromètres sont de la même famille que les hygromètres à variation d’impédance mesurant
l’humidité relative, mais ils ont été particulièrement étudiés pour la mesure de la température de
rosée. On les nomme également hygromètres à oxyde métallique.
Dis
po
sit
ion
Par exemple, l’hygromètre à oxyde d’aluminium est un type particulier du capteur capacitif. Le
capteur est constitué d’une plaque d’aluminium anodisé recouvert d’une très mince couche
poreuse d’oxyde d’aluminium. Une très fine couche d’or, également poreuse est déposée sur cette
surface. La base en aluminium et la couche d’or forment les deux électrodes d’un condensateur,
dont le diélectrique est la couche poreuse d’oxyde d’aluminium (figure 4).
Le principe de l’oxydation anodique consiste à électrolyser une solution aqueuse d’acide
sulfurique. L’oxygène créé à la surface de l’électrode en aluminium transforme le métal en oxyde.
Celui-ci étant isolant, il se produit une multitude de points de claquage qui donnent une structure
poreuse à la couche.
Figure 4 – Schéma de principe d’un hygromètre à oxyde d’aluminium
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2.5. Hygromètre à cellule électrolytique (Norme NF X 15 115)
el
'im
pre
ss
ion
Le gaz à analyser circule dans un tube (figure 5) contenant un enroulement de deux électrodes (en
platine ou rhodium) entre lesquelles se trouve une couche d’anhydride phosphorique (P2O5). La
vapeur d’eau contenue dans le gaz est absorbée par l’anhydride phosphorique qui se transforme
en acide phosphorique. Une tension continue appliquée entre les électrodes provoque l’électrolyse
de l’eau avec dégagement d’hydrogène et d’oxygène, et régénération de l’anhydride
phosphorique. La loi de Faraday permet de déterminer la concentration de vapeur d’eau contenue
dans l’air humide, pour un débit volumique d’air donné. Habituellement, le résultat est exprimé en
ppm-volume.
rd
Figure 5 – Cellule électrolytique et son circuit gaz
ou
6.2.6. Hygromètre à quartz vibrant
Dis
po
sit
ion
sv
ali
de
sa
uj
Avec ce type d’instrument, la mesure de l’humidité s’effectue en détectant la variation de la masse
d’eau absorbée par une résine hygroscopique qui revêt un cristal de quartz. Cette variation de
masse entraîne le changement de la fréquence d’oscillation du quartz soumis à un champ
électrique E.
En pratique, la méthode de mesure est la suivante. Le gaz à analyser est réparti sur deux circuits :
un circuit de gaz de référence et un circuit gaz échantillon (figure 6). Chacun de ces circuits oblige
le gaz à analyser à passer alternativement à travers un quartz de mesure FM pendant une durée
de 30 secondes. Lorsque l’échantillon « gaz humide » passe à travers ce quartz, le revêtement
hygroscopique de ce dernier se charge d’eau et entraîne une réduction de la fréquence de
vibration F1. Ensuite, le système commute sur le gaz de référence « gaz sec » préalablement
séché et fait ainsi vibrer le quartz à la fréquence F2. Chacune de ces fréquences mémorisées est
comparée à la fréquence F0 d’un quartz de référence, FR, scellé. C’est la différence de ces écarts
(F0-F1 et F0-F2) qui est proportionnelle à la teneur en humidité de l’échantillon.
Figure 6 – Circuit de mesure de l’hygromètre à quartz vibrant.
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2.7. Autres types d’hygromètres
D’autres types d’hygromètres peuvent être étalonnés. Parmi ceux-ci, citons :
l'hygromètre mécanique : cet instrument est généralement utilisé comme hygromètre
de contrôle d'environnement ; sa faible reproductibilité (due à son système mécanique)
le rend particulièrement difficile à étalonner autrement que sur son lieu d'utilisation. A
ce titre, une norme spécifique "NF X 15 117" a été rédigée pour pouvoir étalonner ce
type d'hygromètre sur site.
-
l'hygromètre à chlorure de lithium : cet instrument permet une mesure directe de la
température de rosée en utilisant les propriétés de l'état d'équilibre du chlorure de
lithium entre la phase liquide et solide.
Dis
po
sit
ion
sv
ali
de
sa
uj
ou
rd
el
'im
pre
ss
ion
-
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.2.8. Récapitulatif des conditions limites d’emploi par famille d’hygromètres
Le tableau 4 représente les principaux types d’hygromètres, avec leur limite d’emploi, en
température et en humidité, ainsi que des erreurs de justesse du paramètre mesuré.
Paramètre
mesuré
Domaine
usuel
d’utilisation
Td, Tf (K)
ou θd , θf
( °C)
-90 °C < θd <
+100 °C
Uw, HR
( %)
5 % < Uw <
100 %
Uw, HR
( %)
5 % < Uw
<95 %
ion
Mesure de
l’humidité
absolue
ppmv
Dis
où :
Td , θd :
Tw , θ w :
po
sit
A quartz
vibrant
Température de rosée,
Température humide
0,2 °C
à 0,5 °C
-30 °C < θ < +
80 °C
2%
à5%
0 °C < θw <
90 °C
θ > 0 °C
0,2 °C
à 1 °C
-90 °C < θd <
+20 °C
θ < 30 °C
2 °C
à 3 °C
rd
el
'im
1%
à5%
uj
sa
de
Td, Tf (K)
ou θd , θf
( °C)
ppmv
sv
Electrolytique
Mesure de la
température de
rosée ou de
gelée
Mesure de
l’humidité
absolue
ali
Oxyde
métallique
Tw (K)
θw ( °C)
θ < 100 °C
- 30 °C < θ <
+200 °C
ou
Mesure de la
température de
rosée ou de
gelée
Variation de la
capacité d’un
diélectrique
polymère en
fonction de
Variation
l’humidité relative
d’impédance
Détection des
variations de
résistivité d’un
corps
hygroscopique
Psychromètre
Mesure de la
température
humide
pre
Condensation
Conditions
Erreur de
limites
justesse
d’emploi usuel Paramètre
mesuré
ion
Principe de
mesure
ss
Type
d’hygromètre
-101°C < θ < + 0,5 °C (5 %
relatif) à
5°C
1°C et plus
si
-101°C < θd <
θ <- 80 °C
+ 7°C
0,020 ppm à - 98°C < θ
0,5 °C
10 000 ppm
(pour –75
°C) à 1°C
au-98°C < θd < +
dessous
7°C
0,010 ppm à
10 000 ppm
T, θ :
Uw :
Température
Humidité relative
Tableau 4 : Erreurs de justesse annoncées par les constructeurs sur les paramètres mesurés pour
quelques modèles d’hygromètres
Certains de ces hygromètres associés à une mesure de température et de pression peuvent être
utilisés afin de déterminer d’autres paramètres (ex : rapport de mélange, humidité absolue,
température de rosée, pression partielle de vapeur d’eau, etc…). Leur erreur de justesse varie
selon les valeurs d’humidité/température et parfois de la pression. (cf. coefficient de sensibilité
présenté en §6.6.3. et NFX 15-120)
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.3. Définition des mesurandes
En humidité, les principales grandeurs utiles sont décrites ci-dessous.
6.3.1. Température de rosée (Td) ou (θd) et température de gelée (Tf) ou (θf)
'im
6.3.2. Humidité relative de l’air humide (U, hr ou rh)
pre
ss
ion
Il s’agit de la température à laquelle la pression de vapeur saturante est égale à la pression de
vapeur dans l’air humide. Cette température, caractérisée par cet état de saturation, est appelée
température de rosée lorsque celle-ci est supérieure à 0°C ou température de gelée lorsqu’elle est
inférieure à 0°C.
Celle-ci s’exprime en degré Celsius.
•
(1)
uj
e' w (p,Td )
e' w (p,T)
sa
U w = 100.
ou
l’humidité relative par rapport à l’eau (Uw) :
l’humidité relative par rapport à la glace (Ui) :
U i = 100.
e' i (p,Td )
e' i (p,T)
de
•
rd
el
L’humidité relative est définie comme le rapport entre la pression de vapeur partielle de vapeur
d’eau e’ et la pression de vapeur saturante d’un air humide saturé à la même pression et à la
même température. Ainsi, on peut définir :
sv
Celle-ci s’exprime en % H.R.
ali
pour T < 273,15 K
(2)
ion
6.3.3. Température humide (Tw) ou (θw)
Dis
po
sit
La température humide est définie comme la température d’équilibre d’une masse d’eau
s’évaporant dans l’air humide, dans le cas où la chaleur nécessaire à l’évaporation n’est prélevée
que sur l’air humide.
En pratique, c’est la température indiquée par le thermomètre humide d’un psychromètre à
aspiration fonctionnant de manière idéale.
Celle ci s’exprime en degré Celsius.
6.3.4. Température (T) ou (θ)
La température (appelée couramment température sèche) est définie par la température de l’air,
mesurée par un thermomètre. Celle ci s’exprime en degré Celsius.
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.3.5. Pression totale p
ion
Dans un mélange de gaz parfaits, la pression totale est la somme des pressions partielles des
constituants du mélange (relation de DALTON). En considérant l’air humide comme le mélange
d’air sec et de vapeur d’eau, et en supposant que ces deux gaz suivent le comportement d’un
gaz parfait, on peut écrire que la pression totale de l’air humide (p) est la somme de la pression
partielle de la vapeur d’eau (e’) et de la pression partielle de l’air sec (pa) :
ss
p = p a + e'
el
'im
pre
6.3.6. Fraction molaire
La fraction molaire d'un des constituants d'un mélange de gaz est définie comme le rapport de la
quantité de matière de ce constituant présent dans le mélange à la quantité de matière du
mélange. En supposant que celui-ci contienne k constituants et si mi représente la masse du
i-ème constituant de masse molaire Mi, la quantité de matière ni du constituant d'indice i présent
mi
Ainsi, la fraction molaire du constituant d'indice j, se
dans le mélange est le rapport M .
i
rd
détermine suivant
de
sa
uj
ou
mj
M
xj = k j
mi
∑
i =1 M i
ali
Et, si l'on assimile chaque constituant du mélange à un gaz parfait, la pression partielle pj de ce
constituant d'indice j se déduit de la relation
ion
sv
p jV =
mj
Mj
RT = n j RT
sit
6.3.7. Fraction molaire et pression partielle de la vapeur d'eau
po
Dans le cas du mélange contenant une quantité de matière n v =
rapport
Dis
une quantité de matière n air =
mair
M air
mv
mole de vapeur d'eau et
Mv
mole d’air, la fraction molaire xv de la vapeur d'eau est le
xv =
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nv
nv + nair
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Soit e’ la pression partielle de la vapeur d'eau contenue dans le mélange, pair sa pression d'air et p
la pression totale ; en considérant que le mélange aux basses pressions, satisfait à l'équation des gaz
parfaits et à la loi de Dalton sur les pressions partielles, on en déduit la fraction molaire de la
vapeur d'eau :
e'
e'+ pair
e' = x v . p
ss
et la pression partielle de l'eau dans ce mélange binaire :
ion
xv =
rd
el
'im
pre
La fraction molaire est le titre molaire en eau du mélange ou teneur en eau du mélange gazeux.
Dans la pratique, le taux du titre ou de la teneur s'exprime en pourcentages, % volume, % masse,
% mole, ou en millionième par l'abréviation ppm (parties par million). Dans ce dernier cas, pour
éviter toute ambiguïté on parle de: ppm- volume, ppm-masse, ppm-mole.
Lorsque l'on exprime la teneur en eau du mélange donnée en parties par million de volume (ppmvolume) les conditions de température et de pression pour lesquelles cette teneur est calculée
seront de 20 oC et de 1, 01325 105 pascal.
En exemple, la fraction molaire (ou le titre molaire) donnée par la relation ci-dessus, est traduite
en parties par millions suivant
e' 6
.10
P
ou
uj
x v ( ppmmole ) =
sa
Cette fraction molaire (ou titre molaire, teneur, ..) nous permet d’accéder à Td à partir de la
connaissance de la pression de vapeur saturante e’ .
ali
à partir de l’utilisation d’un hygromètre électrolytique :
sv
•
de
6.3.8. Détermination des paramètres hygrométriques en fonction de la nature des
paramètres mesurés
sit
à partir de l’utilisation d’un hygromètre à condensation :
Dis
•
Température
de rosée θd
po
Pression P
Pression partielle de
vapeur d’eau
e'
ion
Concentration
volumique
ppmv
Température
θ
Pression de vapeur
saturante à θ
e'w (p, θ)
Température
de rosée θd
Pression partielle de
vapeur d’eau
e'
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Humidité
relative U
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à partir de l’utilisation d’un psychromètre
Pression de vapeur
saturante à θ
e'w (p, θ)
Humidité
relative U
Pression partielle de
vapeur d’eau
e'
Température
de rosée θd
Température
θ
Température
humide θw
Température
humide θw
ss
Pression de vapeur
saturante à θw
e'w (p, θw)
pre
θ - θw
el
'im
Pression
P
à partir de l’utilisation d’un hygromètre à variation d’impédance
rd
•
ion
•
uj
Pression partielle de
vapeur d’eau
e'
sa
Pression de vapeur
saturante à θ
e'w (p, θ)
Température
de rosée θd
de
Température
θ
ou
Humidité
relative U
sv
ali
Légende
sit
ion
Paramètre calculé
Dis
po
Paramètre mesuré
Paramètre dont la connaissance est nécessaire pour aboutir au
paramètre souhaité
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.4. Définition des méthodes d’étalonnage
ss
ion
La documentation technique relative à une demande initiale ou une demande d’extension majeure
d’accréditation en hygrométrie comporte un chapitre "domaines d'étalonnage" dans lequel sont
décrites les différentes méthodes d’étalonnage mises en oeuvre par les laboratoires.
Une méthode d’étalonnage est définie par un principe physique. La documentation
technique fait donc référence à chacun de ces principes associés aux moyens techniques
utilisés.
Chaque méthode de mesure sera détaillée de manière explicite (par exemple, modes opératoires,
schémas, estimation de l’incertitude avec la justification de chaque composante, …)
'im
uj
-
el
-
rd
-
Etalonnage d’un hygromètre mesurant ou déterminant la température de rosée (à
condensation, oxyde métallique, électrolytique, psychromètre, … ) par comparaison à un
hygromètre à condensation de référence,
Etalonnage d’un hygromètre mesurant ou déterminant l’humidité relative (à condensation,
psychromètre, variation d’impédance, mécanique… ) par comparaison à un hygromètre à
condensation de référence associé à un thermomètre de référence,
Etalonnage d’un hygromètre mesurant ou déterminant l’humidité relative (à condensation,
psychromètre, variation d’impédance, mécanique… ) par comparaison à un hygromètre à
variation d’impédance de référence.
Etalonnage d’un hygromètre mesurant la fraction molaire (Quartz vibrant ) par
comparaison à un hygromètre à condensation de référence
ou
-
pre
Exemple de méthode de mesure :
de
Définition des moyens d’étalonnage
ali
6.5.
sa
Les laboratoires accrédités en essais/analyses réalisant leur propre métrologie en interne peuvent
suivre les principes décrits dans ce chapitre.
sit
ion
le générateur à mélange,
le générateur à deux températures,
le générateur à deux pressions,
le générateur à recirculation,
les solutions salines,
les enceintes climatiques,
…
po
-
sv
Pour effectuer les étalonnages et les vérifications d’hygromètres dans les laboratoires, il existe
plusieurs types d’installations dont les principaux utilisés sont :
-
Dis
Ces moyens d’étalonnage peuvent être associés aux étalons de référence suivants:
hygromètre à condensation,
hygromètre à variation d’impédance,
psychromètres
…
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.1. Le générateur à mélange
Cette méthode consiste à mélanger un gaz ou de l’air sec à un gaz ou de l’air saturé à une
température connue dans des proportions définies en agissant sur les débits (cf. figure 7).
Les températures de rosée (ou de gelée) du mélange peuvent être réglées entre celle du gaz ou
de l’air sec et la température du saturateur.
ion
N.B. : La température de gelée de ce gaz ou air sec est très inférieure au domaine de température
de gelée du mélange généré.
ss
Ce type de générateur est particulièrement bien adapté aux hygromètres nécessitant une légère
surpression par rapport à la pression atmosphérique. (Hygromètres électrolytiques et à quartz
vibrant)
pre
Deux technologies de générateurs existent, définissant des domaines de mesure sensiblement
différents selon l’objet soumis à étalonnage :
faibles température de rosée concernant l’étalonnage d’hygromètres à oxyde métallique,
-
ou températures proches de la température
d’hygromètres à variation d’impédance.
'im
-
concernant
l’étalonnage
rd
el
ambiante
D2
P1
Td1
D1
ou
Dessic a teurs
Sa tura teur
Méla ng e
P 2, T 2
Cha m b re
d ’ essa i
Ba in therm osta té
P3
Td2
sa
uj
Air
Rép a rtition
en 2 d éb its
de
Figure 7 : schéma de principe d’un générateur à mélange
ali
6.5.1.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en température
de rosée ou de gelée
sv
Le générateur à mélange est surtout utilisé pour vérifier les hygromètres mesurant les faibles
températures de gelée (hygromètres à oxyde métallique ou équivalents).
100 °C < θd ou θf < (θ - 10 °C) où :
Température de rosée,
θf :
Température de gelée,
θ:
Température ambiante.
po
sit
θd :
Dis
-
ion
Le domaine de fonctionnement usuel d’un générateur à mélange est :
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.1.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en humidité
relative
Le principe du générateur à mélange est aussi utilisé pour étalonner ou vérifier les hygromètres à
variation d’impédance (capacitif, résistif) mesurant l’humidité relative. Ils sont conçus pour
fonctionner :
ss
-
à la température ambiante θ d’un local d’essai régulé en température; ils peuvent
éventuellement être placés dans une enceinte thermostatique pour fonctionner à des
températures autres que l’ambiante (entre 10 °C et 40 °C) ;
avec une chambre, où sont installés les capteurs en étalonnage, régulée en température θ
entre 0 °C et 60 °C, selon les modèles.
ion
-
el
'im
pre
Le domaine de fonctionnement usuel d’un générateur à mélange conçu pour l'étalonnage des
hygromètres à variation d'impédance est :
5 % à 10 % < Uw < 90 % à 95 %
0 °C à 15 °C < θ < 40 °C à 60 °C
où :
Uw:
humidité relative
θ:
Température dans la chambre d’étalonnage.
rd
6.5.2. Le générateur à deux pressions
uj
ou
La méthode consiste à saturer de l’air à une pression p1 et à une température T, puis à le
détendre, à température constante, à une pression p2, pour obtenir dans la chambre d’essai
l’humidité recherchée (température de rosée ou humidité relative, selon le type d’utilisation du
générateur) (cf. figure 8).
Sa tura teur
P1
sv
Air
ali
de
sa
On détermine la teneur en humidité de l’air fourni par le générateur par un calcul tenant compte du
rapport des pressions et des températures régnant respectivement dans le saturateur et dans la
chambre d’essai.
Détente
Cha m b re
d ’ essa i
P2
ion
Ba in therm osta té
sit
Figure 8 Schéma d’un générateur à deux pressions
Dis
po
La température dans la chambre d’essais est parfaitement homogène et très proche de celle du
saturateur ; dans le cas où il y a une différence de température, une correction est appliquée pour
le calcul de l’humidité relative.
La principale caractéristique de ce générateur est son faible temps de réponse à température
constante ; en effet, il permet de passer d’un point d’étalonnage à un autre par un simple
changement de réglage de la vanne de détente, sans modification de la température du bain. Pour
une utilisation à différentes températures, son temps de réponse dépend de celui du bain
thermostaté.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.2.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en température
de rosée ou de gelée
-70 °C < θd < +80 °C
Ce type de générateur est bien adapté aux hygromètres nécessitant une légère surpression par
rapport à la pression atmosphérique. (Hygromètres électrolytiques et à quartz vibrant)
humidité relative
Température ambiante.
pre
Uw:
θ:
'im
Où :
ss
ion
6.5.2.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en humidité
relative
5 % < Uw < 95 %
0 °C < θ < + 90 °C
el
6.5.3. Le générateur à deux températures à circuit ouvert
T1
Air
T2
Cha m b re
d ’ essa i
Ba in therm osta té
de
Ba in therm osta té
sa
Sa tura teur
uj
ou
rd
Ce type de générateur est surtout utilisé pour l’obtention de différentes valeurs d’humidité relative,
à pression constante. Son principal inconvénient est le temps de réponse relativement élevé lors
des changements de température, et également la nécessité de maintenir l’eau dans le saturateur
à niveau constant.
Figure 9: Générateur à 2 températures à circuit ouvert
ali
L’air saturé à une température donnée T1 est réchauffé à une température T2 déterminée de façon
à obtenir l’humidité relative recherchée (cf. figure 9).
sv
En raison des pertes de charge, la pression dans le saturateur est légèrement supérieure à la
pression dans la chambre d’essai.
po
sit
ion
6.5.3.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en température
de rosée ou de gelée
Le domaine de mesure en température de rosée d’un générateur à deux températures est
généralement compris entre -30 °C et + 90 °C.
Dis
6.5.3.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en humidité
relative
5 % < Uw < 95 %
0 °C < θ < + 90 °C
Où :
Uw:
θ:
humidité relative
Température ambiante.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.4. Le générateur à re-circulation
Il s’agit d’un générateur d’air humide fonctionnant en circuit fermé (figure 10) dont l’élément
principal est un saturateur, contenant de l’eau déminéralisée et maintenue à une température T1,
réglable au moyen d’un bain thermostaté.
A la sortie du saturateur, l’air humide peut pénétrer :
ion
pre
–
soit dans la chambre de mesure des hygromètres à étalonner, dans le cas des
hygromètres possédant leur propre chambre de mesure (condensation, oxyde
d’aluminium, électrolytique …),
soit dans la chambre d’essai maintenue par un bain thermostaté ou une enceinte
thermostatique à une température T2, supérieure à celle du saturateur et
correspondant aux conditions d’utilisation des capteurs (cas des hygromètres à
variation d’impédance mesurant l’humidité relative).
ss
–
ion
sv
ali
de
sa
uj
ou
rd
el
'im
L’air humide retourne ensuite vers le saturateur au moyen d’une pompe à air.
Lorsque l’équilibre est atteint dans le circuit, la pression partielle de la vapeur d’eau dans le
saturateur est égale à la pression de vapeur saturante à la température T1 de la surface de l’eau.
La pression partielle évolue dans le circuit en fonction des variations de la pression totale dues aux
pertes de charge, mais le rapport de mélange reste constant. La mesure de la température T1
correspond à la température de rosée de référence.
sit
Figure 10 : Schéma de principe du générateur à recirculation du CETIAT (référence nationale)
po
6.5.4.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en température
de rosée ou de gelée
Dis
Le domaine de mesure en température de rosée d’un générateur à recirculation est généralement
compris entre -75 °C et + 90 °C.
6.5.4.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en humidité
relative
5 % < Uw < 95 %
-40°C < θ < + 100 °C
Où :
θ:
humidité relative
Uw:
Température ambiante autour du capteur.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
Page 24/39
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.5. Les solutions salines (NF X 15-119)
6.5.5.1.
Les solutions salines saturées
ion
Lorsque dans un système chimique à deux constituants, par exemple de l'eau et un sel, on réalise
l'équilibre entre les trois phases, sel solide - solution liquide - vapeur d'eau (on a alors affaire à une
solution saline saturée), cet équilibre est dit « mono variant », c'est à dire que la pression partielle
de la vapeur d'eau au-dessus de la surface du liquide ne dépend théoriquement que de la
température.
pre
ss
Cette pression partielle est inférieure à celle qui correspond à l'équilibre entre l’eau pure et sa
vapeur, et dépend du sel utilisé. L'une des caractéristiques des solutions salines est que l'humidité
relative ainsi générée ne varie que faiblement avec la température.
de
sa
uj
ou
rd
el
'im
La méthode d’étalonnage des hygromètres avec des solutions salines est présentée dans la
norme NF X 15-119. (cf. figure n°11).
sv
ali
Figure 11 : Exemple de montage avec hygromètre de référence
ion
6.5.5.1.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en
température de rosée ou de gelée
sit
Cette méthode est rarement utilisée pour l’étalonnage des hygromètres en température de rosée.
Dis
po
6.5.5.1.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en
humidité relative
Où :
Uw:
θ:
5 % < Uw < 95 %
5 °C < θ < + 80 °C
humidité relative
Température de la solution.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.5.2.
Les solutions salines diluées
Le principe de fonctionnement des solutions salines diluées repose sur le fait que des quantités
précises de sel (généralement du chlorure de lithium), diluées dans de l’eau pure, permettent
d’obtenir des valeurs entières d’humidité relative (par exemple, 20%, 30%, 50%,60%, 80% H.R.)
pour l’étalonnage des hygromètres à variation d’impédance.
ion
Concernant l’étalonnage d’hygromètres à variation d’impédance, la norme NF X 15-119 préconise
l’utilisation d’un hygromètre à variation d’impédance raccordé à la chaîne nationale comme
référence d’humidité relative, la solution n’ayant plus qu’un rôle de générateur d’air humide.
pre
ss
6.5.5.2.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en
température de rosée ou de gelée
Cette méthode est rarement utilisée pour l’étalonnage des hygromètres en température de rosée.
el
'im
6.5.5.2.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en
humidité relative
Uw:
θ:
humidité relative
Température de la solution.
sa
uj
6.5.6. Enceintes climatiques
ou
Où :
rd
5 % < Uw < 80 %
10 °C < θ < + 80 °C
ali
l’homogénéité et la stabilité de la température ;
la stabilité de l’air humide généré dans l’espace de travail , au niveau des capteurs
étalonnés.
sv
-
de
Dans le cadre de l’utilisation d’une enceinte climatique comme générateur d’air humide (cf. figure
12) pour l’étalonnage des hygromètres (variation d’impédance, à condensation, psychromètre,...),
un espace de travail où sont placés les capteurs de référence (température, hygrométrie) et les
hygromètres à étalonner est défini, dans lequel on détermine :
température de référence, au niveau des capteurs étalonnés ;
hygrométrie de référence dans l’espace de travail (température de rosée).
sit
-
ion
Les mesures suivantes sont réalisées :
Dis
po
Ce type d’installation est particulièrement bien adapté pour l’étalonnage de capteurs autonomes
(type mouchard) qui ne peuvent être raccordés sur les chambres d’essai par traversée de paroi.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.5.6.1.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en température
de rosée ou de gelée
Pour l’étalonnage d’hygromètres à condensation et de psychromètres :
5 °C < θd < +90 °C
Température de rosée
ss
Où : θd :
ion
Eventuellement des températures de rosée inférieures à 5 °C (jusqu’à – 20 °C) peuvent être
atteintes pour les générateurs équipés d’un sécheur d’air.
pre
6.5.6.2.
Domaine de mesure pour des étalonnages d’hygromètres en humidité
relative
humidité relative
Température ambiante autour du capteur
rd
Uw:
θ:
sit
ion
sv
ali
de
sa
uj
ou
Où :
el
'im
Pour l’étalonnage de psychromètres et d’hygromètres à variation d’impédance :
5 % à 10 % < Uw < 90 % à 95 %
10 °C < θ < + 90 °C
Dis
po
Figure 12 : Schéma de principe d’un banc d'étalonnage type « enceinte climatique »
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.6. Estimation des incertitudes de mesure
ion
Ce chapitre concernant l’estimation des incertitudes s'inspire du "Guide pour l'expression de
l'incertitude de mesure" (Guide ISO ou Norme fondamentale NF ENV 13005 dite « GUM »), du
document FDX-07-028, et de la norme FDX 15-120. Elle n'exclut pas l'application formelle desdits
documents de référence. De la même manière, les laboratoires peuvent adopter la démarche
présentée dans le document EA 4-02 et ses compléments (exemples). Dans l'annexe 1 de ce
document, des exemples d’exploitation et de présentation des estimations d’incertitude en
hygrométrie sont présentés.
ss
6.6.1. Règles générales
pre
Un résultat de mesure est accompagné de l’unité et de l’incertitude de mesure, qui indique le
degré de connaissance de la grandeur mesurée.
'im
Les incertitudes proviennent de l’identification et la quantification de l’ensemble des facteurs
susceptibles d’influencer le résultat de mesure. (cf. §9.2 du LAB REF 02)
el
6.6.2. Estimation de l’incertitude en température de rosée et en humidité relative
uj
ou
rd
La démarche d’estimation de l’incertitude en humidité relative est explicitée dans la norme FD X15120. Les cas concrets les plus couramment utilisés y sont présentés, sous forme d’application
numérique.
NB : Concernant les paramètres associés, le laboratoire pourra se référer au Guides Techniques
d’Accréditation en température (LAB GTA 08) et pression (LAB GTA 11).
sa
6.6.3. Détermination de l’incertitude en humidité relative à partir d’une mesure de
température de rosée et de température – Coefficient de sensibilité
po
sit
ion
sv
ali
de
L’humidité relative peut être mesurée directement (avec un hygromètre à variation d’impédance,
par exemple) ou calculée à partir d'autres paramètres. Les plus courants sont la température et la
température de rosée.
Dans le premier cas, les incertitudes de mesure peuvent être obtenues à partir de la connaissance
de l’instrument utilisé et des conditions de mesure (environnement, méthode de mesure, etc… cf.
§ 6.6.1).
Dans le second cas, les incertitudes de mesure peuvent être estimées à partir de la relation de
calcul de l’humidité relative (relations (1) et (2), cf. §6.3.2) et des incertitudes sur les mesures de
température et de température de rosée.
La pression de vapeur d’eau en fonction de la température est donnée par les relations suivantes,
selon que l’équilibre entre la vapeur et la phase condensée est au-dessus d’une surface d’eau
liquide ou de glace :
Dis
− Eau liquide
Sur la plage de température de 173,15 à 373,15 K, la pression de vapeur en phase pure
au-dessus de l’eau liquide ew en fonction de la température T (en K) est donnée par la formule de
Wexler modifiée par Sonntag, à partir de l’EIT 90 :
ln (ew ) =
- 6096 ,9385
+ 21,2409642 - 2 ,711193 ⋅ 10 − 2 ⋅ T + 1,673952 ⋅ 10 −5 ⋅ T 2 + 2 ,433502 ⋅ ln (T)
T
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(3)
GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
− Glace
Sur la plage de température de 173,15 à 273,15 K, la pression de vapeur en phase pure
au-dessus de la glace ei en fonction de la température T (en K) est donnée par la formule de
Wexler modifiée par Sonntag, à partir de l’EIT 90 :
ln (ei ) =
- 6024,5282
+ 29,32707 + 1,0613868 ⋅ 10 − 2 ⋅ T -1,3198825 ⋅ 10 −5 ⋅ T 2 - 0,49382577 ⋅ ln (T) (4)
T
ss
ion
Les relations (1) et (2) font intervenir les formules de pression de vapeur (relations (3) et (4)),
formules qui comprennent des termes polynomiaux, des termes exponentiels et des termes
logarithmiques.
pre
La loi de propagation des incertitudes est définie ci-dessous.
Soit une grandeur y = f(xi), la variance composée de cette grandeur est :
(y) = ∑
i =1
2
 ∂f  2
  u (xi ) + 2
 ∂xi 
n-1
n
∑∑
i=1 j=i
∂f ∂f
u xi ,x j
∂xi ∂x j
(
)
'im
n
el
uc2
(y) = ∑
i =1
2
 ∂f  2
  u (xi )
 ∂xi 
sa
n
(5)
de
u c2
uj
ou
rd
où les termes u2(xi) sont les variances associées à xi
∂f
sont les coefficients de sensibilité de f par rapport à xi.
∂xi
u(xi, xj) sont les covariances associées aux xi, xj.
L’évaluation des covariances est relativement complexe. Dans de nombreux cas, le fait de
supposer les covariances nulles majore légèrement l’incertitude sur le résultat. De ce fait, la
formule de propagation se simplifie en :
Dis
po
sit
ion
sv
ali
L’application de cette loi de propagation des incertitudes (5) nécessite de calculer les dérivées
partielles de ces formules pour obtenir les coefficients de sensibilité, indispensables à l’estimation
de l’incertitude sur l’humidité relative.
En raison de l’allure des courbes de pression de vapeur, les coefficients de sensibilité dépendent
des conditions de température et de température de rosée, de sorte que la détermination de ces
coefficients de sensibilité soit effectuée pour chaque couple {température ; température de rosée}.
L’objet de ce paragraphe est de présenter une méthode de calcul rapide des coefficients de
sensibilité, en introduisant une formule générique de calcul de l’incertitude de l’humidité relative,
s’appuyant sur un coefficient α donné sous forme d’abaque (figure 13) et de tableaux (tableaux
n°5 et n°6). Cette méthode permet à l'utilisateur d'éviter le calcul fastidieux des coefficients de
sensibilité.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.6.3.1.
Définition du coefficient α
L’humidité relative peut être déterminée à partir de la température de rosée et de la température,
en utilisant la relation suivante :
U w = 100.
e' w (p,Td )
e' w (p,T)
(6)
2
ss
ion
Lorsque l’on détermine l’humidité relative à l’aide de mesures de la température et de la
température de rosée, il est nécessaire d’estimer l’incertitude associée à l’humidité relative en
fonction des incertitudes associées aux mesures de température et de température de rosée, en
appliquant la loi de propagation des incertitudes à la relation (6) [NF ENV 13005].
En considérant que les mesures de la température et de la température de rosée ne sont pas
corrélées, les covariances sont nulles et la relation de propagation de l’incertitude se met sous la
forme suivante :
2
 ∂U 
 ∂U 
2
2
2
u c (U w ) =  w  ⋅ uc (Td ) +  w  ⋅ u c (T )
T
T
∂
∂


 d
pre
(7)
el
'im
où
• u c (U w ) est l’incertitude type composée de l’humidité relative Uw
• uc (Td ) est l’incertitude type composée de la température de rosée Td
• uc (T ) est l’incertitude type composée de la température T
ou
rd
Pour des pressions proches de la pression atmosphérique, le rapport des facteurs d’augmentation
est proche de 1. La relation (6) peut se simplifier :
ew (Td )
ew (T)
(8)
uj
U w = 100 ⋅
sa
Avec cette hypothèse, les coefficients de sensibilité sont les suivants :

ew (Td ) 
∂U w
∂
=
100 ⋅
 et
∂T
ew (T) 
∂T

de
∂U w
∂
=
∂Td
∂Td

e w (Td ) 
100 ⋅

e w (T ) 

(9)
ali
Après développement, ces relations peuvent se mettre sous la forme suivante :
∂U w
∂U w
= α(Td ) ⋅ U w et
= α(T) ⋅ U w
∂T d
∂T
sv
(10)
ion
où α est une fonction dont la valeur est calculée à la valeur de la température de rosée dans le
premier cas et à la valeur de la température dans le second cas.
sit
L’incertitude-type composée uc(Uw) est alors donnée par la relation suivante :
2
2
u c (U w ) = U w ⋅ α 2(Td ) ⋅ u c (Td ) + α 2(T) ⋅ u c (T)
(11)
po
Avec un facteur d’élargissement k = 2, l’incertitude élargie est Uc(Uw )
2
2
U c (U w ) = 2 ⋅ u c (U w ) = 2 ⋅ U w ⋅ α 2(Td ) ⋅ u c (Td ) + α 2(T) ⋅ u c (T)
Dis
(12)
Utilisation du coefficient α
La détermination de l’incertitude associée à l’humidité relative, lorsque celle-ci est calculée à partir
de la température et de la température de rosée, suit la méthode suivante :
- Calcul de l’humidité relative Uw
- Détermination de l’incertitude-type associée à la température uc(T)
- Détermination de l’incertitude-type associée à la température de rosée uc(Td)
- Lecture sur l’abaque (figure 13) ou dans le tableau (tableaux n°5 et n°6) de la valeur de α(T)
- Lecture sur l’abaque (figure 13) ou dans le tableau (tableaux n°5 et n°6) de la valeur de α(Td)
- Application de la formule (12) ci-dessus.
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.6.3.2.
Détermination des valeurs du coefficient α
Les valeurs du coefficient α données dans les tableaux n°5 et 6, pour l’eau liquide d’une part et
pour la glace d’autre part, sont calculées d’après les formules suivantes :
ion
• Eau liquide
Sur la plage de température de 173,15 à 373,15 K, la pression de vapeur en phase pure
au-dessus de l’eau liquide ew en fonction de la température T (en K) est donnée par la formule (3).
Le coefficient α pour l’eau liquide est alors donné par la relation ci-dessous :
 6096,9385
2,433502 
− 2,711193.10 − 2 + 2 × 1,673952.10 − 5 ⋅ T +


T
T2


(13)
ss
α (T ) = 
pre
• Glace
Sur la plage de température de 173,15 à 273,15 K, la pression de vapeur en phase pure
au-dessus de la glace ei en fonction de la température T (en K) est donnée par la formule (4). Le
coefficient α pour la glace est alors donné par la relation ci-dessous :
'im
 6024,5282
0,49382577 
+ 0,010613868 − 2 × 1,3198825.10 − 5 ⋅ T −


2
T
T


Valeurs de α
rd
6.6.3.3.
(14)
el
α (T ) = 
ou
La fonction α = f(T) est représentée sur la courbe ci-dessous :
0,14
uj
0,13
0,11
Glace
de
0,09
0,08
ali
0,07
0,06
0,05
sv
Coefficient α
0,1
sa
0,12
0,04
ion
0,03
Eau liquide
0,02
0
-50
-40
Dis
po
-60
sit
0,01
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Température (°C)
Figure 13 – Fonction α = f(T)
Les tableaux 5 et 6 se lisent de la manière suivante : pour déterminer la valeur de α à une
température donnée, il faut repérer la case correspondant à cette température, obtenue en
ajoutant les valeurs de température figurant dans la 1ère colonne et dans la 1ère ligne.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
+0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
+8
+9
-100
0,196
0,194
0,191
0,189
0,187
0,185
0,182
0,180
0,178
0,176
-90
0,174
0,172
0,170
0,168
0,166
0,164
0,162
0,161
0,159
0,157
-80
0,155
0,154
0,152
0,150
0,149
0,147
0,145
0,144
0,142
0,141
-70
0,139
0,138
0,136
0,135
0,134
0,132
0,131
0,130
0,128
0,127
-60
0,126
0,124
0,123
0,122
0,121
0,119
0,118
0,117
0,116
0,115
-50
0,114
0,113
0,111
0,110
0,109
0,108
0,107
0,106
0,105
0,104
-40
0,103
0,102
0,101
0,100
0,099
0,099
0,098
0,097
0,095
-30
0,094
0,093
0,092
0,092
0,091
0,090
0,089
ss
0,096
0,088
0,088
0,087
-20
0,086
0,085
0,085
0,084
0,083
0,082
0,082
0,081
0,080
0,080
-10
0,079
0,078
0,078
0,077
0,076
0,076
0,075
0,074
0,074
0,073
0
0,073
0,072
0,071
0,071
0,070
0,070
0,069
0,069
0,068
0,068
10
0,067
0,066
0,066
0,065
0,065
0,064
0,064
0,063
0,063
0,062
20
0,062
0,061
0,061
0,061
0,060
0,060
0,059
0,059
0,058
0,058
30
0,057
0,057
0,057
0,056
0,056
0,055
0,055
0,054
0,054
0,054
40
0,053
0,053
0,053
0,052
0,052
0,051
0,051
0,051
0,050
0,050
50
0,050
0,049
0,049
0,049
0,048
0,048
0,048
0,047
0,047
0,047
60
0,046
0,046
0,046
0,045
0,045
0,045
0,044
0,044
0,044
0,044
70
0,043
0,043
0,043
0,042
0,042
0,042
0,042
0,041
0,041
0,041
80
0,040
0,040
0,040
0,040
0,039
0,039
0,039
0,039
0,038
0,038
90
0,038
0,038
0,037
0,037
0,037
0,037
0,037
0,036
0,036
0,036
pre
'im
el
rd
ou
uj
de
ali
ion
θ (°C)
sa
Tableau 5- Valeurs de α pour l'eau liquide
Tableau 6 - Valeurs de α pour la glace
+2
-100
0,204
0,202
-90
0,183
0,181
-80
0,164
-70
+4
+5
+6
+7
+8
+9
0,200
0,197
0,195
0,193
0,191
0,189
0,187
0,185
0,179
0,177
0,175
0,173
0,171
0,170
0,168
0,166
0,163
0,161
0,160
0,158
0,156
0,155
0,153
0,152
0,150
0,149
0,147
0,146
0,145
0,143
0,142
0,140
0,139
0,138
0,137
-60
0,135
0,134
0,133
0,132
0,130
0,129
0,128
0,127
0,126
0,125
-50
0,123
0,122
0,121
0,120
0,119
0,118
0,117
0,116
0,115
0,114
-40
0,113
0,112
0,111
0,110
0,109
0,108
0,108
0,107
0,106
0,105
-30
0,104
0,103
0,102
0,102
0,101
0,100
0,099
0,098
0,098
0,097
-20
0,096
0,095
0,094
0,094
0,093
0,092
0,092
0,091
0,090
0,089
-10
0,089
0,088
0,087
0,087
0,086
0,085
0,085
0,084
0,084
0,083
po
sv
+3
ion
+1
sit
+0
Dis
θ (°C)
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
Exemple :
Mesures de la température et de la température de rosée, calcul de l'humidité relative avec des
instruments dont on a déterminé l'incertitude de mesure.
a/ Conditions de l'enceinte climatique à caractériser ou vérifier :
ion
θ = 25,0 °C ± 0,2 °C (k=2)
θd = 13,86 °C ± 0,2 °C (k=2)
-
b/ Humidité relative calculée
ss
ew(θ d )
1585
= 100 ⋅
= 50,0%
ew(θ)
3170
pre
U w = 100 ⋅
'im
c/ Détermination de α à partir des incertitudes de θd et θ
U c (U w ) = 2 ⋅ U w ⋅ α w,i (θ d ) ⋅ u c (θ d ) + α w,i (θ ) ⋅ u c (θ )
2
2
2
el
0,14
0,13
rd
0,12
Glace
0,11
ou
0,1
0,09
0,08
uj
Eau liquide
0,07
α w (Td ) = 0,065
0,06
sa
Valeur de α
2
0,05
0,04
de
0,03
0,02
0
-50
-40
-30
-20
-10
sv
-60
ali
0,01
0
10
20
30
40
Température (°C)
50
60
70
80
90
100
ion
U c (U w ) = 2 ⋅ 50,0 ⋅ 0,0652 × 0,12 + 0,060 2 × 0,12 = 0,9%
sit
6.6.4. Détermination des meilleures incertitudes d’étalonnage
Dis
po
Les incertitudes sont estimées par l'utilisation des données numériques provenant des instruments
étalons ou d'instruments en possession du laboratoire. Cela permet d'obtenir les meilleures
possibilités d'étalonnage des laboratoires.
Lorsque les meilleures possibilités d’étalonnage ne peuvent pas être réalisées (géométrie du capteur
client,...), le laboratoire peut "dégrader" les incertitudes (de la portée d’accréditation) sans que ceci
soit considéré comme de l’adaptation de méthode. Il est recommandé que la procédure utilisée, en
interne, pour "dégrader" ces incertitudes, soit intégrée à la documentation technique.
L'instrument utilisé pour définir ces meilleures incertitudes est choisi, en général, de telle manière
que les composantes d'incertitudes provenant de cet instrument ne pénalisent pas d'autres
instruments susceptibles d'être étalonnés avec les mêmes procédures. Il s'agit, par exemple, dans
le cas d'un étalonnage par comparaison, d'un instrument de mêmes caractéristiques que l'étalon
utilisé.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
6.6.5. Présentation du bilan des incertitudes
ss
ion
Il convient que le laboratoire fasse apparaître, pour chaque méthode, dans la documentation
technique :
- La liste des composantes d’incertitude identifiées (même celles qui seront estimées négligeables
ultérieurement) et le modèle de mesure au sens du document EA 4-02;
- La méthode employée pour affecter une valeur à chacune des composantes. Si l’explication
nécessite un développement important, il peut être renvoyé en annexe de la documentation
technique;
- Le tableau récapitulatif des incertitudes-types identifiées et des valeurs obtenues selon le modèle du
document EA 4-02 ou d’autres présentations synthétiques.
pre
7. PARTICIPATION AUX COMPARAISONS INTERLABORATOIRES
'im
Conformément aux préconisations du § 5.9 de la NF EN ISO/CEI 17025, il convient que le laboratoire
participe périodiquement à des comparaisons interlaboratoires même si celles-ci sont organisées par
lui-même et exploitent les résultats de celles-ci.
rd
el
A défaut, des valeurs de comparaison seront obtenues en respectant la procédure suivante à
l’occasion d’un raccordement externe dans le cadre d’une procédure de suivi :
sa
uj
ou
- étalonnage du capteur A par rapport au capteur B en interne,
- raccordement du capteur A en externe,
- comparaison des résultats d’étalonnages externes et internes du capteur A
en prenant en compte les incertitudes respectives,
- analyse des résultats et conclusion.
de
Il est à noter que les laboratoires d'essai/d'analyse peuvent effectuer des comparaisons de préférence
avec des laboratoires d'étalonnage accrédités en hygrométrie. La validité de la comparaison est
déterminée par le calcul de l’écart normalisé, en utilisant la formule suivante :
ali
∆T(labo1 − labo2)
U 2 (labo1) + U 2 (labo 2)
sv
En =
ion
En : Ecart normalisé
U : incertitude élargie des laboratoires (labo1 et labo2) réalisant la comparaison interlaboratoires.
sit
8. RECOMMANDATIONS POUR LES ETALONNAGES SUR SITE
po
La définition d’un étalonnage donnée dans le V.I.M. est la suivante :
Dis
Ensemble des opérations établissant,
dans des conditions spécifiées, la
relation entre les valeurs de la grandeur
indiquée par un appareil de mesure ou
un système de mesure ou les valeurs
représentées
par
une
mesure
matérialisée ou par un matériau de
référence
et
les
valeurs
correspondantes de la grandeur
réalisée par des étalons.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
conditions spécifiées
Relation
Relation
Etalon
Capteur inconnu
Comparateur
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
Au sens de cette définition, les différences entre l’étalonnage en laboratoire fixe et l’étalonnage sur
site sont liées à la maîtrise des conditions spécifiées de l’étalonnage et la connaissance des
caractéristiques du comparateur.
ion
Par principe, ce type d’étalonnage s’appuie sur une diversité de situations et de conditions qu’il
semble impossible de formaliser. L’utilisation de comparaisons interlaboratoires est d’autre part
limitée et ne permet plus la qualification des laboratoires. Les organismes procédant à des
étalonnages sur site sont accrédités en fonction de leur compétence propre à étudier précisément
les moyens techniques et les procédures de surveillance mise en place par leurs soins sur le
terrain pour assurer la traçabilité sans défaillance.
pre
ss
Dans le cadre de l'accréditation sur site, les conditions expérimentales préalables à un étalonnage
seront connues par le laboratoire. Ces points pourront être définis dans la revue de contrat.
8.1. Evaluation des incertitudes sur site
rd
el
'im
Il est recommandé que la procédure d'évaluation des incertitudes sur site et de la dégradation en
fonction de l'environnement soit fournie dans la documentation technique. Des exemples
d’étalonnage-type représentatif de l’activité du laboratoire, dans le cadre du projet d’accréditation,
sont souhaités.
ou
8.2. Le personnel
uj
8.2.1. Qualification du personnel
sa
Il appartient au laboratoire de démontrer la compétence des opérateurs sur site , particulièrement en
ce qui concerne l'interprétation du poids des grandeurs d'influence.
ali
de
Pour ce faire, il est souhaitable qu’une procédure de qualification définissant les critères de validité
soit définie et que les enregistrements relatifs à cette disposition soient conservés. Dans certains cas,
une matrice de compétences distinguant le personnel qualifié pour réaliser des prestations sur site
pourra être utilisée.
sv
8.2.2. Surveillance de la qualification du personnel
ion
Compte tenu de la spécificité des activités sur site, le laboratoire mettra en place un processus interne
de surveillance technique (personnel, moyen, procédure, etc.) effectué sur site.
sit
8.3. Traçabilité des étalonnages sur site
po
8.3.1. Paramètres d’influence
Dis
Il convient que le laboratoire définisse son domaine d’intervention au niveau des conditions
ambiantes.
Le laboratoire propose le domaine des conditions ambiantes dans lequel il intervient. Il prouve qu'il a
les possibilités de mesurer ces conditions ambiantes et qu'il a caractérisé son instrumentation sur
l'étendue des conditions d'ambiance revendiquée.
A titre d’exemples, ces paramètres peuvent être : la Température, l'Hygrométrie, la Tension
d'alimentation des équipements et tout autre paramètre susceptible d'influer sur les mesures
(Pression, CEM, vibration, etc.).
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
L'influence des paramètres ci-dessus désignés sur le comportement des étalons et des capteurs à
étalonner est prise en compte dans l'incertitude d'étalonnage.
8.3.2. Moyens d'étalonnage
ion
Les instruments utilisés dans le cadre d'un étalonnage sur site font l'objet d'une confirmation
métrologique (étalonnage périodique ou étalonnage avant et après une campagne sur site) avec
l'émission d'un certificat ou suivent une procédure de surveillance mise en place par le laboratoire.
ss
Il est souhaitable que ces étalons soient repérés comme des étalons transportables sur site et que les
conditions particulières de transport soient décrites.
Générateur transportable appartenant au laboratoire d'étalonnage
'im
8.3.3.1.
pre
8.3.3. Milieux de comparaison
8.3.3.2.
rd
el
La caractérisation périodique des générateurs d’humidité s'applique en prenant en considération
l'impact des conditions ambiantes enregistrées sur le site pendant la réalisation de la prestation
d’étalonnage.
Installation industrielle
ou
Deux cas se présentent :
sa
uj
Le laboratoire a les moyens d'estimer la contribution du générateur d’humidité sur l'écart
constaté entre le capteur étalon et le capteur à étalonner.
de
Dans ce cas, l'édition d'un certificat d'étalonnage COFRAC est possible dans la limite de la portée
d'accréditation. L'incertitude d'étalonnage tient compte de la caractérisation réalisée.
sv
ali
La méthode utilisée pour évaluer cette contribution est formalisée au cas par cas avec
l'enregistrement des valeurs relevées. Afin de garantir la traçabilité, il est souhaitable que ce
document soit joint au relevé des données brutes relatives à cet étalonnage.
ion
Il convient que les emplacements du capteur étalon et du capteur à étalonner soient précisés dans le
certificat d'étalonnage. Un schéma plus précis de la manipulation peut être documenté hors du
certificat d'étalonnage, dans un recueil de méthodes utilisées, par exemple.
po
sit
La phrase suivante, ou toute autre mention analogue, pourra figurer dans un certificat d'étalonnage
relatif à une prestation sur site : " les caractéristiques spécifiques du générateur d’humidité sont prises
en compte dans l’incertitude d'étalonnage délivrée".
Dis
Le laboratoire n’ a pas les moyens d'estimer la contribution du générateur d’humidité sur
l'écart constaté entre le capteur étalon et le capteur à étalonner.
S'il n'y a pas de moyen de connaître la contribution du milieu de comparaison, le certificat
d'étalonnage ne pourra pas être édité dans le cadre de l'accréditation COFRAC (étalonnage).
8.4. Meilleures possibilités d’étalonnage sur site
Le tableau des meilleures possibilités d'étalonnage sur site sera présenté de manière similaire aux
autres tableaux (cf. tableau 1 du paragraphe §.6.1). La mention « S » distinguera les prestations sur
Site des prestations en Laboratoire (mention « L »).
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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GUIDE TECHNIQUE D'ACCREDITATION EN HYGROMETRIE
8.5. Comparaisons interlaboratoires
Des sites pilotes peuvent être mis en place afin de permettre des comparaisons interlaboratoires dans
le cadre des accréditations pour l'étalonnage sur site.
9. PARTICULARITES SUR LA PRESENTATION DES RESULTATS
ion
9.1. Etablissement d'un certificat d'étalonnage
pre
ss
L’ensemble des informations contenues dans le certificat d’étalonnage est décrit dans les
paragraphes 5.10.1, 5.10.2 et 5.10.4 de la norme NF EN ISO/CEI 17025 et le paragraphe 9.2.2.1 du
Lab Ref 02.
Les modalités d’usage de la marque Cofrac sont décrites dans le document Gen Ref 11.
9.2. Déclaration de conformité
el
'im
Il est rappelé qu'une déclaration de conformité peut être incluse dans un certificat d'étalonnage ou
faire l'objet d'un document à part que l'on appelle constat de vérification (cf. LAB Ref. 02).
rd
9.2.1. Programme d'étalonnage
sa
uj
ou
Il convient qu'un programme d’étalonnage minimum soit réalisé sur un instrument ou un capteur
donné pour pouvoir déclarer la conformité de celui-ci à une spécification.
La déclaration de conformité est à effectuer à l'issue de l’étalonnage respectant les procédures
accréditées, celles-ci pouvant inclure un réglage préalable. Si un réglage est effectué sur
l’appareil, il convient que cette intervention soit rapportée dans le document délivré, en précisant le
mode de réglage et les résultats avant et après le réglage.
de
9.2.2. Modalités de délivrance du document spécifiant la déclaration de conformité
d’un instrument de mesure ou d’une grandeur matérialisée en hygrométrie
sv
ali
La vérification porte sur la comparaison, à l’erreur maximale tolérée (EMT) ;
- de l’erreur d’indication (Ej),
- ou de l'écart à un comportement normalisé de l’instrument de mesure,
- ou de la grandeur matérialisée (R) augmentée de son incertitude d’étalonnage élargie (U).
ion
Lorsqu’une norme est utilisée, il convient que la dernière version de la norme en vigueur lors de
l’émission du document spécifiant la déclaration de conformité soit utilisée.
po
sit
Le document portant la déclaration de conformité ne peut être émis qu'au moment de l'étalonnage.
Ainsi, la date de vérification et celle d'émission du document correspondent à la date ou période
d'étalonnage.
Dis
Une date d'émission du document différente de la date ou période d'étalonnage est acceptée
uniquement dans le cas où un laboratoire procéderait à la correction d'un original. Dans ce nouveau
document, outre la mention ou autre mention équivalente «Ce document annule et remplace le
document n° ...» sous l'en-tête du document, le laboratoire précise à la rubrique «renseignements
complémentaires» la date d'émission du document remplacé.
Note 1 : Il convient qu'une déclaration de conformité émise dans les documents soit une déclaration
de conformité métrologique et non pas une déclaration de conformité liée à la sécurité de l'instrument.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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9.2.3. Contenu de la procédure relative à la délivrance des constats de vérification
Dans sa procédure, il est recommandé aux laboratoires :
• 2. d'indiquer pour chaque texte :
2.1. - les moyens utilisés (étalons, comparateur, ...),
2.2. - le type et le nombre de comparaisons effectuées,
2.3. - l’incertitude d’étalonnage qui en résulte ;
ion
• 1. de donner la liste des textes de référence qu’il utilise ;
ss
• 3. de définir les conditions pour lesquelles il s’interdit de délivrer un document spécifiant la
déclaration de conformité.
pre
a) Textes de référence
'im
Le laboratoire fournit, de manière exhaustive, les références des textes qu'il utilise pour établir des
constats de vérifications.
el
b) Moyens utilisés
rd
Il convient que le laboratoire indique, pour chaque texte de référence retenu, les générateurs et
étalons utilisés.
ou
c) Type et nombre de comparaisons effectuées
sa
uj
Il convient que le laboratoire indique, pour chaque texte de référence retenu, le type et le nombre
de comparaison qu'il effectue.
Dis
po
sit
ion
sv
ali
de
Si ces informations sont contenues dans un document spécifique (procédure d’étalonnage, fiche
d’instruction de l’opérateur, ...), il y sera explicitement fait référence.
Document LAB GTA 17 – Rév 00 – Juin 2007
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NOTATIONS ET SYMBOLES
Symbole
e’i
e’w
ss
ion
ei
EMT
ew
Paramètre
Pression partielle de vapeur d’eau de l’air humide par rapport à la
glace
Pression partielle de vapeur d’eau de l’air humide par rapport à
l’eau liquide
Pression de vapeur saturante en phase pure par rapport à la glace
Erreur Maximale Tolérée
Pression de vapeur saturante en phase pure par rapport à l’eau
liquide
Facteur d’augmentation de la pression de vapeur saturante par
rapport à l’eau liquide
Facteur d’augmentation de la pression de vapeur saturante par
rapport à la glace
fi
'im
pre
fw
Unité
Pa
Pa
Pa
Pa
-
Td, θd
Température du point de rosée
K, °C
Tf, θf
Température du point de givre
K, °C
Tw, θw
U
(ou
HR)
Ui
Uw
x
xv
xvi
Température humide
K, °C
rd
ou
uj
sa
de
Humidité relative
sv
ali
Humidité relative par rapport à la glace
Humidité relative par rapport à l’eau liquide
Fraction volumique ou titre volumique
Fraction molaire de la vapeur d’eau d’un échantillon d’air humide
Fraction molaire de la vapeur d’eau d’air humide saturé en
présence de glace
Fraction molaire de la vapeur d’eau d’air humide saturé en
présence d’eau liquide
kg
kg.mol-1
kg
kg.mol-1
kg
K, °C
%
%
%
-
Dis
po
sit
xvw
el
T, θ
Masse d’air sec
Masse molaire de l’air sec
Masse de vapeur d’eau
Masse molaire de la vapeur d’eau
Nombre de moles d’air sec
Nombre de moles de vapeur d’eau
Pression totale de l’air humide
Rapport de mélange
Température de l’air humide
ma
Ma
mv
Mv
na
nv
p
r
ion
10.
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