HYGROMÉTRIE
L'humidité de Fair a une influence certaine sur la végétation. Les eaux météoriques ont pour origine la vapeur d'eau qui existe toujours en quantité notable dans l'atmosphère; le degré d'humidité de l'air, son état hygronUtrique (1) est aussi un élément caractéristique de l'état du temps; il y a tendance à la pluie dans un air déjà humide approchant de la saturation.
Instruments de mesure. — On peut les ramener à trois types :
K."" Hygromètre à cheveu. — L'hygromètre à cheveu de Saussure (fig. 61) est bien connu ; il est gradué de à 100 (air sec, air saturé) ; l'allongement du cheveu, de à 100, est d'environ 1/40 de sa longueur; les variations dues à la température sont négligeables (3/4 de degré de l'instrument pour une variation de température de 33®).
(1) Rapport entre la quantité de vapeur d'eau contenue dans Tair ou entre sa force élastique et les mêmes quantités, si Tair était saturé, à la même temperature.
MÉTÉOROLOGIE
Cet hygromètre est d'une observation facile mais ses indications sont sujettes à caution : le cheveu est délicat, s'allonge sous un faible effort de traction et se rompt facilement (on prend de préférence un cheveu blond) ; enfin les allongements du cheveu ne sont pas proportionnels aux états hygrométriques vrais; ainsi à des degrés de l'hygromètre 5, 25, 50, 75, 95 correspondent les états hygrométriques 0.022, 0.120, 0.278, 0.538, 0.891 (Gay-Lussac).
On peut remédier dans une certaine mesure à ces inconvénients en accouplant 3 ou 4 cheveux sur la poulie (ou en substituant un crin de cheval au cheveu) et en remplaçant la poulie par un levier
Fig. 61.— Hygromètre de Saussure.
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J.SALLERON mtCnouS Dt SATUMTiflBl
Fig. 62.
Fig. 63.
mobile (fig. 62) ; les cheveux en faisceaux sont articulés à l'extrémité du levier autour du centre duquel tourne une aiguille qui se meut devant un cadran ; l'extrémité M (fig. 63) décrit un cercle et les allongements suivent, par rapport aux arcs décrits par l'aiguille, la loi de variation dés sinus, car aux deux positions OMA OM'A correspond sensiblement un allongement MP qui représente la variation du sinus de l'angle MOX. Les arcs décrits sont donc
Fig. 6i.
Fig. 65.
Fig. 64. Elévation de Tappareil.
Fig. 63. Plan de l'appareil.
A, membrane en baudruche tendue sur un tambour métallique.
B, bielle transmettant le mouvement du centre de la membrane, par Tintermédiaire d'un petit levier, au levier portant la plume.
G, levier en laiton portant la plume D.
E, tambour portant une feuille de papier quadrillé et contenant un mouvement d'horlogerie.
MÉTÉOROLOGIE
Ce tambour n'est qu'indiqué en plan et en élévation.
F, colonne sur laquelle est fixé le tambour portant la membrane. Cette colonne repose sur une platine f dont on peut régler la position au moyen d'une vis mobile.
a, contrepoids équilibrant le système des leviers.
6, pièce protégeant l'extrémité du levier C.
c, vis servant à régler la pression de la plume sur le tambour.
(I, tige permettant d'écarter le levier C.
f, levier servant à manœuvrer la tige C,
^, cage en tôle, figurée en pointillé.
d'autant plus grands pour un môme allongement que le point M est plus voisin de la verticale OY. On peut ainsi corriger les inégalités d'allongement des cheveux en passant de la sécheresse à l'humidité et faire en sorte que les arcs varient sensiblement comme l'état hygrométrique vrai.
Dans l'hygromètre enregistreur (fig. 64 et 65), une membrane en baudruche tendue sur un tambour métallique accuse les variations de l'état hygrométrique en les inscrivant automatiquement au moyen d'un jeu de bielle et de leviers.
2® Hygromètres à condensation. — Leur principe est le suivant : L'air, quelle que soit sa température, n'est ordinairement pas saturé de vapeur d'eau. Tout excès, comme il s'en produit lorsque surgit une cause suffisante de refroidissement, sans que pour cela le poids absolu de la vapeur diminue, détermine une condensation. Les objets métalliques, plus prompts à se refroidir, se couvrent les premiers de rosée. On peut produire ce dépôt de rosée artificiellement et si l'on connaît exactement la température de la surface sur laquelle la vapeur d'eau a commencé à se précipiter, la tension maximum de la vapeur d'eau correspondant à cette température, donne la force élastique de la vapeur dans l'air considéré et, par suite, le rapport entre cette tension et la tension maximum pour la température de l'air ambiant donne l'état hygrométrique.
L'hygromètre de Daniell (fig. 66) se compose d'un tube en verre deux fois recourbé et terminé par deux boules contenant de l'éther; l'une des boules ^'^' ^^*
B, en verre bleu, contient un thermomètre. On verse de l'éther u la surface de la boule A ; l'évaporation de l'éther produit un refroi-
dissement qui amène une condensation partielle de la vapeur dans l'intérieur de l'appareil : do là une vaporisation nouvelle à la surface du liquide dans la boule B et par suite un refroidissement. On note la température du thermomètre au moment où laroséc apparent sur le ballon B et la températurc de l'air extérieur.
L'hygromètre de Regnault (fig. 67) est formé de deux dés en platine renfermant chacun un thermomètre; dans l'un de ces dés qui contient de l'éther, on fait passer un courant d'air jusqu'à la formation de la rosée sur le dé et l'on note, à ce moment, les températures des deux thermomètres. L'aspect brillant du second dé qui reste à la température de l'air sert à mieux juger par le contraste de l'instant où la buée commence à se déposer.
L'hygromètre Alluard est une modification du précédent : le dé prismatique, en laiton doré poli, est encadré dans une lame de même nature qui ne le touche pas et qui, n'étant jamais refroidie, conserve p.. -. tout son éclat et forme contraste; le ther-
momètre non mouillé est h l'air libre.
3° Ptychromètre. — Les hygromètres à condensation ne sont pas des instruments d'observation courante; aussi se sert-on plus généralement du psychromètre pour les observations météorologiques. Le psychromètre (fig. 68) permet de mesurer l'état hygrométrique par la comparaison d'un thermomètre ordinaire et d'un thermomètre mouillé; les deux thermomètres, à mercure, aussi semblables que possible, sont suspendus parallèlement; l'un est nu et l'autre recouvert d'une mousseline dont l'humidité est entretenue par une mèche de coton communiquant avec un petit réservoir d'eau. L'évaporation qui se produit à la surface du réservoir mouillé est une cause de refroidissement d'autant plus active que l'évaporation est elle-même plus rapide et, par suite, que l'air est plus chaud, plus sec et plus agité ; toutefois si le vent hâte l'évaporation et le refroidissement qui en est la conséquence, il met plus d'air en con-
HËTÉ0R0L06IE. 123
tact avec le réservoir; et comme cet air est plus chaud que le réservoir, ii lui cède plus de chaleur. Les deux effets opposés se compensent à peu pr&s complètement, en sorte que l'ahaissement de température du thermomètre mouillé dépend principalement de la température de l'air qui l'enveloppe et de la quantité de vapeur qu'il contenait dans ses parties voisines.
Si l'on désigne par x la tension actuelle de la vapeur contenue dans l'air, par ( la température du thermomètre libre, par/" la tension maximum de la vapeur d'eau correspondant à la température i' du thermomètre mouillé etparA la pression barométrique,^: est donné par laformule:
Lorsque( = ï', l'air est saturé, x représente alors la valeur de la tension maximum de la vapeur d'eau à la température t. On marque 100° ou 1" pour le degré hygrométrique correspon- ^'8- ^•
dant; dans le premier cas les degrés hygrométriques s'expriment par des nombres entiers, dans le second cas par des nombres fractionnaires.
Dans cette formule le coefficient de (t — (')A varie avec diverses circonstances, notamment avec l'exposition de l'appareil; on ledétermine par comparaison avec l'hygromètre de Regnault.
Variatlona de l'état hygrométrique. — Les variations journalières sont assez faibles ; on a constaté cependant que l'état hygrométrique est plus élevé pendant la nuit; ainsi, en hiver, on a en moyenne 81° & 6 heures du malin et 70° à 3 heures du soir; en été, 74" à 6 heures du matin et 56° à 3 heures du soir.
Le graphique (lig. 69) et le tableau ci-après sont relatifs aux variations mensuelles de l'état hygrométrique de l'air, à Paris, pendant les périodes de 1875 i. 1878 et de 1872 à 1882.
(I) A est exprimée en millimèlres.
Variationsf journalières
so.
HttûfeSiléidi^ S3t5 67eeiO -nUiiuah 2&V66 789 10 11 Midi
Variations mensaelles
Mots J
Fig. 69. — Hygromètre enregistreur.
MÉTÉOROLOGIE
Mois.
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Moyennes
Moyennncs incnsucUes.
es*» 8
Le maximum a été de 91** (décembre 1878), le minimum de 43'5
(avril 1875).
Les moyennes annuelles pour la période de 1873 à 1882 ont
été:
En 1873 de 71* 1 En 1878 de 72» 8
1874 6009 (min.) 1879 74*8 (max.)
Le degré hygrométrique est variable d'un lieu à l'autre; on a trouvé, pour les moyennes du mois d'avril 1878 :
A Versailles., A Saint-Maur.
71» A Aubervilliers 85»
710 A Montsouris 77o
Il faut remarquer que l'état hygrométrique de l'air paraît varier en raison inverse de la tension absolue de la vapeur d'eau. En effet, dans la période de 1873 à 1882, les moyennes annuelles ont été pour la tension absolue de la vapeur d'eau :
En janvier 5"»/'
» février 5
» mars 5
» avril 6
» mai 7
M juin 10
Enjuillet 10-/'
M août 11
septembre 10
» octobre..* » novembre.
M décembre..
La moyenne est de 7"°7 (fig. 69).
126 HYDRAUUQUE AGRICOLE BT QÉ^IIE RURAL.
Pendant la même période de 1873 à 1882 les moyennes annuelles ont été les suivantes :
1873 7»/« 85 1878 8«>/« tS
Les instruments dont nous avons parlé donnent l'état hygrométrique à la surface de la terre, mais ne nous renseignent pas sur l'hygrométrie moyenne de l'atmosphère dont les parties supérieures échappent aux expériences directes.
On a cherché à déterminer la quantité moyenne de vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère, soit par l'examen du spectre solaire (Janssen), soit en rapprochant la température de l'air de la quantité de chaleur fournie par le soleil (Desains) et en admettant l'égalité entre la quantité de chaleur solaire absorbée par la vapeur d'eau ou par la lame d'eau provenant de la condensation de cette vapeur.
Le degré hygrométrique diminue quand l'altitude augmente; dans son ascension aérostatique, Gay-Lussac a constaté, à une hauteur de 7.000 mètres, que l'état hygrométrique descendait à 0,125.
