Le taux de transmission de la vapeur d'eau est la valeur derrière chaque allégation de « respirabilité ». Il est mesuré par gravimétrie : on scelle une éprouvette sur une coupelle, on applique une force motrice connue à travers elle et on pèse l'ensemble au cours du temps. La pente de la masse en fonction du temps est le taux de transmission.
Simple dans son principe. Les deux points où cela se passe mal sont le choix de la méthode et le scellement.
Coupelle sèche ou coupelle humide
La coupelle contient soit un dessiccant, soit de l'eau. Ce seul choix détermine le sens du flux de vapeur et l'humidité réellement subie par l'éprouvette.
| Coupelle sèche (dessiccant) | Coupelle humide (eau) | |
|---|---|---|
| Dans la coupelle | Dessiccant, près de 0 % HR | Eau distillée, près de 100 % HR |
| La vapeur circule | De la chambre vers la coupelle | De la coupelle vers la chambre |
| Variation de masse | La coupelle gagne | La coupelle perd |
| L'éprouvette subit | Faible humidité sur une face | Humidité élevée sur une face |
Pour les membranes et enductions hydrophiles, c'est très important. Les matériaux qui transportent l'humidité par absorption et diffusion — plutôt qu'à travers des pores ouverts — deviennent nettement plus perméables à forte humidité. Un film hydrophile peut sembler médiocre en essai à la coupelle sèche et excellent en essai à la coupelle humide.
Aucun des deux résultats n'est faux. Ils décrivent le comportement à des niveaux d'humidité différents. Indiquez lequel vous avez réalisé, et ne comparez jamais les deux.
L'étanchéité, c'est tout l'essai
Toute vapeur qui s'échappe par le bord de l'éprouvette, au lieu de la traverser, est comptée comme si elle avait traversé le matériau. Il est impossible de le détecter à partir des données — la droite reste bien droite.
Trois pratiques le maîtrisent :
- Une surface d'essai définie. La coupelle a une ouverture libre spécifiée, et le taux rapporté est exprimé par unité de cette surface. Si un joint déborde sur l'ouverture, la surface réelle est inférieure à la surface supposée et le résultat est sous-estimé.
- Une méthode d'étanchéité adaptée à l'éprouvette. Les matériaux enduits et les films s'étanchent bien contre un joint. Les tissus ouverts peuvent nécessiter une méthode de montage qui ne laisse pas la vapeur cheminer le long des fils.
- Coupelles témoins. Faites fonctionner, en parallèle des coupelles réelles, des coupelles scellées sans éprouvette ou avec une feuille imperméable. Leur masse ne doit pas varier. Si elle varie, c'est l'étanchéité — ou l'environnement de la balance — qui pose problème, et non le matériau.
Les coupelles témoins sont le contrôle qualité le moins coûteux de cet essai et le plus souvent négligé. Sur un instrument multiposte, réservez en permanence deux positions aux témoins.
C'est à la pesée que la précision se gagne ou se perd
Les variations de masse en jeu sont faibles, et la résolution de la balance fixe la durée d'essai minimale exploitable.
En pratique, deux facteurs dégradent les pesées. D'abord, la manipulation — transporter une coupelle d'une chambre conditionnée vers une balance sur une autre paillasse l'expose à une atmosphère différente et aux mains de l'opérateur. Ensuite, le timing — un calendrier de pesée irrégulier produit une pente dispersée même lorsque le matériau est parfaitement homogène.
C'est pourquoi les systèmes automatisés pèsent sur place, dans l'environnement contrôlé, à intervalles programmés. Cela élimine les deux variables à la fois. Lorsqu'une balance externe est utilisée, elle doit être placée sur une table antivibratoire juste à côté de la chambre, et la procédure de transfert doit être identique à chaque fois.
Lecture de la courbe
Le WVTR est la pente de la masse en fonction du temps, pas la différence entre deux pesées.
Reportez chaque point et ajustez une droite. Les premières heures sont généralement courbes, le temps que l'ensemble atteigne le régime permanent — écartez cette zone et n'ajustez que la partie linéaire. Indiquez le coefficient de détermination avec le taux ; un mauvais ajustement est un signal d'alerte à examiner avant que la valeur ne quitte le laboratoire.
Une courbe qui s'infléchit tard dans l'essai signifie généralement que le dessiccant se sature ou que le niveau d'eau a suffisamment baissé pour modifier la géométrie. Dans les deux cas, l'essai a duré trop longtemps.
Les conditions doivent figurer dans le rapport
Une valeur de WVTR sans conditions associées n'est utilisable par personne. Le minimum est :
Méthode (coupelle sèche / coupelle humide), température, humidité relative de la chambre, surface d'essai, durée, vitesse de l'air
La vitesse de l'air est le paramètre le plus souvent omis. L'air immobile au-dessus de l'éprouvette crée une couche limite qui freine le transfert de vapeur, et le taux mesuré baisse. Un flux d'air contrôlé et répétable sur la face de l'éprouvette fait partie de la méthode, ce n'est pas un raffinement.
Apparentés mais différents
- ISO 11092 mesure la résistance à la vapeur d'eau sur une plaque chaude gardée transpirante. Elle répond à une question de confort, et non de barrière, et donne une résistance plutôt qu'un taux.
- EN ISO 12572 applique le principe de la coupelle aux matériaux de construction, avec sa propre géométrie de coupelle et ses propres conditions.
Ce sont toutes des méthodes à la coupelle ou à la plaque reposant sur la même physique, et aucun de leurs résultats ne se convertit en un autre.