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1 TP 1 : HYGROETRIE ET CONDITIONNEENT DE ATIERE TEXTILE BUT Le principale but de cette manipulation est de savoir lire et utiliser un hygromètre, ainsi de savoir trouver la température, l humidité relative et l humidité absolue d un local où on exerce le conditionnement des matières textiles. La matière textile quelle que soit sa nature contient toujours un certain pourcentage d humidité. Il est utile de connaître ce pourcentage sur la matière livrée par le filateur pour s assurer que la masse commerciale facturée est conforme car à l occasion des transactions commerciales ces poids sont susceptibles de varier en fonction des fluctuations du pourcentage d eau contenue dans la matière. Les textiles doivent être vendus à poids conditionné en raison de la variation rapide et importante de leur teneur en eau en fonction des conditions atmosphériques. Une opération précise celle du conditionnement, permet de déterminer le poids réel (commerciale) d une matière textile. La différence entre le poids de l éprouvette avant et après dessiccation permettra de calculer le taux d humidité contenue dans la matière. PRINCIPE L'hygrométrie mesure la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air. Elle s'exprime en pourcentage de la quantité maximale que peut contenir le volume d'air considéré, cette quantité maximale dépendant de la pression et de la température. Plus l'air est chaud et plus la pression est grande, plus l'air peut contenir de vapeur d'eau. L'hygrométrie peut être facilement corrélée à l'heure du jour, le soleil provoquant l'évaporation de l'eau de mer. On voit apparaître cet effet clairement sur ce graphique montrant l'évolution moyenne diurne de l'hygrométrie. L humidité absolue est définie pour l'air humide (ou d'autres gaz) comme sa teneur en vapeur d'eau. Elle varie entre et + mais est limitée par la quantité maximale que le gaz peut absorber avant qu'il y ait saturation à la température de celui-ci. L'humidité absolue est le nombre de grammes de vapeur d'eau présents dans 1 kg d'air sec, en abrégé g eau /kg air sec. Dans le système d unités I, on utilisera le kg eau /kg air sec. Comme symbole, les lettres "x", ou "w", ou "r" sont généralement utilisées. Puisque 1 m 3 d air pèse environ 1,2 kg, en ajoutant 2 % à la valeur de l humidité absolue, on obtient la quantité d eau présente par m 3 d air. Exemple : de l air à 2 C, 5 % HR, contient 7,36 grammes d eau par kg, soit 8,83 grammes d eau par m 3. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 1

2 Nous donnons ci-dessous quelques valeurs indicatives : A B C D à l'extérieur en hiver (HR = 8 %) dans un local (HR = 6 %) dans un local (HR = 6 %) à l'extérieur en été (HR = 7 %) Température [ C] Humidité absolue en [g eau /kg air sec] -5 2,1 18 7,8 2 8, On voit donc que, pour des climats "standards", plus la température augmente et plus l'humidité absolue est élevée (plus l air peut porter de l eau à l état vapeur). L'humidité relative de l'air (ou degré d'hygrométrie) s'exprime en %, compare la quantité d'eau présente dans l'air à la quantité qu'il faudrait pour saturer cet air à une température donnée. Ce rapport changera si on change la température ou la pression bien que l'humidité absolue de l'air n'ait pas changée. L'humidité relative est souvent appelée degré hygrométrique. Elle est mesurée à l'aide d'un hygromètre. Ces valeurs d'humidité absolue sont lues sur les ordonnées d'un diagramme de l'air humide. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 2

3 En bonne approximation, sa valeur est proche du rapport entre l humidité absolue portée par l air et l humidité absolue maximale qu il peut porter lorsqu il est saturé. Ceci donne une signification intuitive à cette grandeur : pour une température donnée, elle caractérise en somme la faculté que possède l'air d'absorber encore de la vapeur d'eau avant qu'elle ne condense. Par exemple, 4 % d'humidité relative signifie que l'air peut absorber encore beaucoup de vapeur d eau puisqu il n est qu à 4 % de la saturation. A 1 %, on est à la limite de la saturation de l'air par la vapeur d'eau, du brouillard apparaît. Ci-dessous, quelques valeurs d'humidité relative obtenues en chauffant l'air extérieur qui pénètre dans un bâtiment par les joints de fenêtres ou les ouvertures. A automne (matin) Température [ C] Humidité absolue [g eau /kg airsec] 6,5 6 1 B automne C chauffé à D chauffé à E chauffé à Humidité relative [%] Remarques brouillard ou pluie brouillard ou brume Les courbes d'humidité relative sont aisément identifiables sur le diagramme de l'air humide. L'hygrométrie est variable dans l'espace et dans le temps, à l'échelle de quelques heures voire moins (par exemple quand il pleut ou quand la rosée se forme) et nonuniforme à l'échelle de centaines de mètres, voire parfois du mètre de sorte qu'il est impossible de définir des propriétés standard de l'air ambiant. L'humidité de l'air est principalement influencée par la quantité d'eau disponible, la température et les courants atmosphériques. La température de rosée est le degré de température à partir duquel une partie de la vapeur d eau contenue dans un volume d air passe de l état gazeux à l état liquide (condensation). Unité de mesure : degré Celsius Imaginons de l air qui serait refroidi, tout en gardant son humidité absolue constante. Cet air va perdre de plus en plus la faculté de porter de l eau à l état vapeur. Au moment où tout l air sera saturé, et que diminuer encore la température [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 3

4 engendrerait la condensation partielle de la vapeur d eau, on sait que l on a atteint la température de rosée de l air. on symbole est θ r ou t r. ur le diagramme de l air humide, la température de rosée d une ambiance correspond à l intersection entre l horizontale du point d ambiance et la courbe de saturation. 1 ère PARTIE Avant l arrivée des appareils de mesure électroniques, le thermomètre dit "à bulbe humide", ou psychromètre permettait de mesurer le taux d humidité d un local. Le procédé est le suivant : Deux thermomètres sont soumis à un flux d air forcé. Le premier indique la température de l air de l ambiance. Le deuxième est entouré d ouate humide. L air qui entre dans l ouate s humidifie. Il se refroidit également puisque l eau s évapore et prélève la chaleur de vaporisation nécessaire dans l air. Connaissant la température à la saturation et la température normale, on peut déduire le taux d humidité relative de l air sur le diagramme. Le symbole de la température humide est θ h ou t h. Il est possible également de calculer cette valeur. La température bulbe humide ou température humide est la température indiquée par un thermomètre dit "à bulbe humide", ou psychromètre recouvert d une mèche imprégnée d eau. Avant l arrivée des appareils de mesure électroniques, il permettait de mesurer le taux d humidité d un local. Les températures humides sont toujours inférieures aux températures sèches et le seul cas contraire est avec une humidité relative de 1%. DECRIPTION DU ATERIEL Le travail est divisé en deux parties, dans la première on utilise des hygromètres et des psychromètres différents pour déterminer les températures et les différentes valeurs d humidité de la salle et dans la deuxième partie, consiste à utiliser un autre type d appareillage spécial pour les matières textiles pour trouver le taux de reprise, la masse sèche et la masse commerciale d un lot de fibres textiles qui sont conditionnées dans cette même salle. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 4

5 Les autres moyens de mesure de la température et de l humidité donnent directement des valeurs analogiques ou numériques. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 5

6 2 ème PARTIE ODE OPERATOIRE : Un appareil «BRANCA» de mesure d humidité est employé pour déterminer l humidité contenue dans la matière textile. Des poids pour déterminer la masse de la matière textile seront aussi utilisés. 1- Vérifier le zéro de la balance (réglage avec les vis (9)). 2- ettre le premier échantillon à sécher dans le panier et le peser en mettant les poids correspondants. La matière doit être bien ouverte pour faciliter la dessiccation. 3- Actionner le levier (1) pour bloquer la balance, puis dégager la chaîne (4) du crochet et mettre le panier dans la place spéciale prévue dans le bas de la chambre de séchage. 4- Vérifier que la porte (12) et la vanne pour la régulation de l air de ventilation (13) sont fermées. 5- Tourner le commutateur (1) à gauche pendant quelques minutes, puis à droite et attendre jusqu à ce que la température intérieure ait atteint une valeur déterminée (regarder au thermomètre (14), ouvrir la vanne (13) de façon que l étuve soit ventilée. Cette ventilation doit assurer un renouvellement de l air de l étuve au moins 15 fois par heure. Les températures de dessiccation dans l étuve sont : o 15 C ± 2 C pour tous les textiles sauf la soie naturelle. o 14 C ± 2 C pour la soie naturelle. 6- Attendre 15 minutes, puis mettre le commutateur (1) à la position zéro. Remettre la chaîne (4) dans le crochet (5), peser la matière en débloquant la balance. 7- Enlever la chaîne du crochet et remettre le commutateur en marche, attendre encore 15 minutes et refaire l essai. 8- La dessiccation est considérée comme terminée lorsque la différence entre deux pesées successives à 15 minutes d intervalle est inférieure à 1/2 de la masse de l éprouvette (.1 g si la masse initiale est de 2g). 9- Refaire le même essai pour le deuxième échantillon. Les taux de reprise conventionnels de conditionnement Tc, qui représentent le pourcentage légal d absorption d eau, dans les conditions normalisées de laboratoire (T=2 C, et H.R = 65%) sont utilisés pour le calcul de la masse des fibres contenues dans un produit textile. Voici quelques valeurs : - Laines et poils : o Fibres cardées : 18.25%. o Fibres peignées : 17%. o Laine brute : 15%. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 6

7 - oie : 11%. - Coton : fibres normales : 8.5%. - Lin et chanvre : 12%. - Jute : 17%. - Acétate de cellulose : 9%. - Tri acétate de cellulose : 7%. - Viscose: 2%. - Polyamides 6 et 6-6 : o Fibres discontinues : 6.25%. o Filaments : 5.75%. - Polyester : o Fibres discontinues : 1.5%. o Filaments : 3%. Taux de reprise : C est la quantité d eau pour 1g de matière anhydre o mo m t % = 1 = 1 m Teneur en eau : C est la quantité d eau pour 1g de matière humide Avec : o m : masse initiale de l éprouvette. o m : masse déshydratée de l éprouvette. o : masse initiale du lot (1 Kg). o : masse sèche du lot. o C : masse commerciale. o T : taux conventionnel de conditionnement. C TRAVAIL A FAIRE 1 ère PARTIE 1-Faire le suivi de la température sèche T et humide T H en utilisant «le thermomètre DL International» chaque 15 mn. En utilisant la règle graduée, déterminer l humidité relative pour chaque couple de valeur. 2- Faire le suivi de la température, de l humidité relative et de l humidité absolue chaque 8 mn en utilisant les différents thermo-hygromètres et en choisissant des emplacements différents. (1 valeurs) q% = mo m 1 = m 1 asse commerciale du lot : Elle est calculée en majorant la masse déshydratée (sèche) du lot, du taux conventionnel de conditionnement selon la formule : m = m Avec : C = 1 + Tc 1 3- Avec le thermo-hygromètre «DICKON» faire le suivi de la température et de l humidité avec des pas de 8 minutes. Expliquer l utilité de ces enregistrements. (1 valeurs) 2 ème PARTIE 1- Peser l échantillon à tester. 2- Faire la déshydratation de l échantillon. 3- Déterminer la masse sèche de l échantillon. 4- Déterminer la masse d eau contenue dans l échantillon : [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 7 m e = m o m s

8 5- Calculer le taux de reprise t% et la teneur en eau q% de l échantillon. 6- Calculer la masse sèche du lot. 7- Calculer la masse commerciale du lot. 8- Donner la différence entre les masses nette et commerciale du lot en g et en %. 1-Conclusion Donner vos commentaires et conclusions sur les résultats obtenus et les matières testées. [1 ère année génie textile emestre 2] - Atelier de étrologie Textile [F.BOUHJAR &.T.HALII] Page 8