À quoi servent les tests d'humidité et comment fonctionnent-ils ?

Nous savons tous qu'il est important de surveiller l'humidité ambiante pour notre bien-être. On pense moins souvent à l' influence de l'humidité sur les objets qui nous entourent et, surtout, au fait que la plupart d'entre eux sont conçus pour s'adapter à différents niveaux d'humidité.

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Les tests d'humidité constituent une étape cruciale pour garantir que les produits et les matériaux peuvent résister à différentes conditions environnementales sans se détériorer, préservant ainsi leur fonctionnalité et leur sécurité.

Dans cet article, nous examinerons en détail ce qu'est un test d'humidité, comment il fonctionne et quels outils sont nécessaires pour le réaliser.

À quoi sert le test d'humidité ?

Les tests d'humidité consistent à tester les produits et les matériaux dans d'humidité relativeallant des climats désertiques arides aux climats tropicaux humides. Ce type de test est essentiel pour de nombreux secteurs industriels.

En électronique, par exemple, l'humidité représente une menace réelle pour la durée de vie et la fiabilité des appareils. La condensation peut provoquer l'oxydation des circuits, risquant sérieusement d'entraîner des dysfonctionnements. Les tests d'humidité permettent de simuler des conditions telles que des températures extrêmes afin de vérifier l'intégrité des de composants individuels comme les cartes de circuits imprimés.

Dans l' industrie automobile, l'humidité a un impact significatif sur les composants intérieurs et extérieurs, notamment les tissus, les plastiques et les garnitures de sièges, qui doivent conserver leurs propriétés esthétiques et structurelles quelles que soient les conditions environnementales. Les tests d'humidité, par exemple, simulent l'exposition à la condensation causée par le chauffage de l'habitacle ou les climats tropicaux.

Dans le secteur de la construction, on utilise le béton pour lesquels des tests d'humidité sont essentiels.

Particulièrement nécessaire pour les bâtiments situés dans des zones à forte humidité ou sur les côtes maritimes, où la présence d'air salé peut accélérer des phénomènes tels que la corrosion.

Même les secteurs agroalimentaire et pharmaceutique ont recours à des tests d'humidité, notamment en ce qui concerne les caractéristiques des emballages utilisés, qui doivent pouvoir garantir la conservation des produits. 

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Comment fonctionne le test d'humidité ?

Les tests d'humidité sont effectués dans un instrument de laboratoire spécifique appelé chambre climatique.

Les chambres climatiques permettent de simuler dans un environnement contrôlé et isolé du monde extérieur . À l'intérieur, il est possible de régler, d'ajuster et de surveiller de nombreux paramètres, dont les deux essentiels sont la température et, bien sûr, l'humidité relative.

En ce qui concerne les tests d'humidité, nous avons deux catégories de tests :

• Essais statiques : lors de ces essais, les paramètres sont maintenus constants pendant des périodes prolongées. On peut ainsi examiner, par exemple, comment un matériau absorbe ou retient l’humidité dans des conditions stables.
• Tests cycliques : Ces tests font varier les niveaux d’humidité et de température selon des cycles spécifiques, reproduisant ainsi les variations climatiques saisonnières ou soudaines. Ils sont particulièrement utiles pour les produits soumis à des variations fréquentes de température ou à des conditions extrêmes.

Normes internationales pour les essais d'humidité

Comme tous les tests effectués sur les produits et les matériaux, les tests d'humidité sont également régis par des normes internationales qui définissent les procédures. 

Parmi les plus utilisés, on trouve : 

• ISO 6270-2: Spécifie les méthodes d'essais d'exposition dans des conditions d'humidité constante ou cyclique, utilisées principalement pour les matériaux peints.
• IEC 60068-2-78: Définit des méthodes d'essai en milieu humide, particulièrement appliquées dans le secteur de l'électronique pour vérifier la résistance des composants et des circuits.
• ASTM D2247: Une référence pour l'exposition prolongée à l'humidité à température constante, largement utilisée dans la construction et l'automobile.

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Entreprise leader du secteur depuis plus de 70 ans, FDM – Environment Makers conçoit des chambres climatiques à la pointe de la technologie, capables de réaliser tous les tests mentionnés ci-dessus.

De plus, nos techniciens peuvent concevoir conjointement une chambre climatique personnalisée qui réponde aux besoins spécifiques du client.

Pour toute question ou préoccupation, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• IEC 60068-2-78 — Cabine d'essai : Chaleur humide, régime permanent (chaleur humide constante)
• IEC 60068-2-30 — Essai Db : Chaleur humide, cyclique (chaleur humide cyclique de 12 + 12 h)
• ASTM E104 — Méthode standard pour le maintien d'une humidité relative constante au moyen de solutions aqueuses
• ISO 483 — Matières plastiques — Petits récipients pour conditionnement à l'aide de solutions aqueuses
• MIL-STD-810H Méthode 507.6 — Procédure d'essai d'humidité
• JEDEC JESD22-A101 — Test de durée de vie en régime permanent de température et d'humidité sous polarisation pour semi-conducteurs

Sources faisant autorité

• CEI 60068-2-78 — État permanent de chaleur humide.
• ASTM E104 — Référence pour le contrôle de l'humidité relative.
• JEDEC — Joint Electron Device Engineering Council — normes de test d'humidité pour les semi-conducteurs.

Questions fréquentes sur les tests d'humidité

Quelle est la différence entre l'humidité en régime permanent et l'humidité cyclique ?

essai en régime permanent (IEC 60068-2-78) maintient une humidité relative constante (généralement 93 % RHà une température fixe (40-55 °C) pendant de longues durées (48 h à 56 jours). Il évalue les effets à long terme : corrosion, absorption et dégradation de l'isolation. L' cyclique (IEC 60068-2-30) alterne les phases 25 °C/95 % → 55 °C/95 % → 25 °C par cycles de 24 h. Il génère de la condensation superficielle, plus importante pour les infiltrations et les joints. Les normes militaires exigent systématiquement l'essai cyclique.

Comment atteindre un taux d'humidité relative de 98 % ?

Dans une chambre climatique, on obtient ce résultat par injection directe de vapeur (humidificateurs électroniques ou à pulvérisation) ou par bains d'eau à évaporation. Au-delà de 95 % RH , le contrôle exige des capteurs capacitifs de précision (±1 %) et une gestion de la condensation sur les parois. Pour les essais à plus de 85 °C et 85 % RH , on utilise des chambres pressurisées HAST (Highly Accelerated Stress Test) jusqu'à 130 °C et 85 % d'humidité relative.

Comment calcule-t-on le point de rosée à un taux d'humidité donné ?

Le point de rosée (Tdp) est calculé à partir de la formule de Magnus : Tdp ≈ (b α)/(a−α), où α = ln(RH/100) + a T/(b+T), avec a=17,625 et b=243,04 °C. À 23 °C et 50 %RH le point de rosée est d’environ 12 °C ; à 40 °C et 93 %RH il est de 38,7 °C. Si la température de surface descend en dessous du Tdp, de la condensation se forme, ce qui constitue une condition critique pour les tests dans les secteurs automobile et électronique.

Pour quels produits le test d'humidité est-il obligatoire ?

Électronique : CEI 60068-2-78 pour la robustesse, JEDEC JESD22-A101 THB pour la durée de vie des semi-conducteurs. Automobile : ISO 16750-4 (cycles de chaleur et d’humidité, 10 à 40 cycles). Pharmaceutique : ICH Q1A (stabilité à 25 °C/60 %RH et à 40 °C/75 %RH). Avionique : RTCA DO-160G sec 6 (modes AC). Textiles : ISO 105-E04 (transpiration). Bâtiment : EN ISO 12571 (isolation) et EN 1062-3 (peintures extérieures).