Condensation sur la fenêtre du module lunaire Apollo 12, novembre 1969 par NASA

Condensation sur la fenêtre du module lunaire Apollo 12, novembre 1969 par NASA via Flickr

L’humidité sur la Terre et dans la SSI

Parlons sciences

Résumé

L’humidité est un élément important de la vie sur Terre et dans l’espace. Cette fiche d’information explique ce qu’est l’humidité, comment elle est mesurée et comment elle nous affecte, tant mentalement que physiquement.

L'humidité sur la terre

La majeure partie de l’air qui nous entoure contient de l’eau. Mais comme l’eau est invisible, comment savons-nous qu’elle est là? On peut la ressentir! L’humidité est la mesure de la quantité de vapeur d’eau — l’eau à l’état gazeux — dans l’air. Contrairement à l’eau sous forme solide ou liquide, la vapeur d’eau ne peut être vue.

Attention aux fausses idées! 

Beaucoup de gens pensent que ce qu'ils voient s’échapper d’une bouilloire est de la vapeur d’eau. Ils ont tort ! En fait, ce que nous observons sont de minuscules gouttelettes d’eau liquide condensée!  

Comment mesure-t-on l’humidité?

On mesure l’humidité au moyen d’un dispositif que l’on appelle hygromètre. La façon la plus courante de quantifier l’humidité dans l’air est de parler d’humidité relative (HR), soit le rapport entre la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air et la quantité maximale de vapeur d’eau qui pourrait s’y trouver à une température donnée. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de la vapeur d’eau.

L’humidité relative s’exprime en pourcentage (%). Par exemple, si l’air peut potentiellement renfermer 50 g de vapeur d’eau à une certaine température, mais qu’il n’en contient réellement que 25 g, alors l’humidité relative est 25 g/50 g, soit 50 %.

Une humidité élevée est supérieure à 50 %. Un faible taux d’humidité est inférieur à 30 %.

Quel rôle joue la vapeur d’eau dans le cycle hydrologique?

La vapeur d’eau joue un rôle important dans le cycle hydrologique. Même lorsque le ciel est tout bleu et sans nuages, il y a tout de même de la vapeur d’eau dans l’air. Lorsque la vapeur d’eau transportée par l’air passe à l’état liquide, en formant des nuages par exemple, il s’agit du phénomène de condensation. Et lorsque les nuages ne sont plus capables de retenir l’eau qu’ils contiennent, il s’agit du phénomène de précipitation

Enfin, l’évaporation est le phénomène opposé de la condensation, puisqu’il s’agit de l’eau qui passe de l’état liquide à l’état gazeux. C’est la chaleur qui entraîne l’évaporation, ce qui explique aussi pourquoi l’air plus chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que de l’air plus frais. En réalité, lorsque la température de l’air est élevée, il est plus probable que l’eau s’évapore et se vaporise. C’est pourquoi l’air chaud semble plus humide que l’air froid.

Comment l’humidité affecte-t-elle notre santé physique et mentale?

Les gens sont généralement très sensibles à l’humidité, et le corps humain utilise la transpiration pour éviter de surchauffer. Lorsque nous transpirons, l’eau contenue dans la sueur s’évapore sur la peau, transportant avec elle de la chaleur et nous procurant ainsi une sensation de fraîcheur.

Lorsque l’humidité relative est élevée (plus de 50 %), l’évaporation sur notre peau s’effectue moins bien, alors notre corps a du mal à se rafraîchir. En pareil cas, il est très important de s’hydrater. Si ton corps ne peut pas transpirer pour se refroidir à des températures élevées, une bonne hydratation lui évitera de surchauffer, ce qui pourrait te rendre malade. Un taux élevé d’humidité contribue en outre à la prolifération de micro-organismes, telles les bactéries et moisissures (un type de champignon).

Pendant les mois d’hiver, lorsque l’air est froid, l’humidité relative peut grandement diminuer. Une humidité relative très basse peut assécher la peau, les lèvres et les cheveux, causer des démangeaisons, irriter la gorge et le nez, et favoriser des rhumes ou des grippes de longue durée.

Mais alors, quelle est l’humidité relative idéale pour une classe? Cela dépend de la saison. Pendant les mois d’hiver, l’humidité relative optimale, à l’intérieur, est autour de 30 %. Mais au printemps et en été, il est préférable qu’elle se situe entre 30 et 50 %.

 

L'humidité dans la station spatiale internationale

L’humidité dans la SSI est mesurée et surveillée au moyen d’un sous-système de contrôle de la température et de l’humidité (CTH) du système de conditionnement d’air et de survie (ECLSS)

Le taux d’humidité dans la SSI est maintenu à environ 60 %. Le sous-système de CTH fait circuler l’air partout dans la Station afin d’assurer qu’aucune humidité ne s’accumule nulle part. Le taux d’humidité est contrôlé par les échangeurs de chaleur du système de régulation thermique active (ACTS) (pour plus d’information sur ce dernier, voir aussi « La température sur la Terre et dans la SSI »). Lorsque l’air circule dans les échangeurs, il se refroidit, et l’eau qu’il contient se condense (elle passe de l’état gazeux à liquide), puis est recueillie afin d’être réutilisée.

La récupération de l’eau est très importante à bord de la SSI. Près de 93 % de l’eau produite par les astronautes (transpiration, respiration et même l’urine) est transformée en eau réutilisable, ce qui permet de maintenir un faible taux d’humidité dans la Station et d’assurer des quantités d’eau suffisantes pour les besoins de l’équipage.

Si l’humidité relative s’élevait à 70 % ou plus, cela pourrait nuire aux astronautes et à la Station elle-même. En effet, si l’air à bord devient trop chaud et humide, cela pourrait favoriser la croissance de micro-organismes, qui peuvent entraîner des maladies s’ils sont respirés par les astronautes. 

Ces petits organismes risquent aussi de causer du tort à la SSI. Des bactéries liées à la corrosion sur Terre ont été découvertes à bord de la SSI. Cependant, les scientifiques ne savent pas encore si ces bactéries auront le même impact dans l’espace. Les micro-organismes risquent en outre d’embrouiller les surfaces de verre, de rendre les joints d’étanchéité cassants, et d’obstruer les filtres à air et à eau.

Un taux d’humidité élevé peut aussi causer de la condensation dans la Station, et l’accumulation d’eau sur le matériel électronique peut provoquer des courts-circuits et même des incendies. 

La station orbitale Mir, utilisée par les astronautes russes de 1986 à 2000, a connu beaucoup de problèmes durant ses dernières années d’activité en raison de micro-organismes et de condensation. En 1998, les astronautes ont découvert une « boule » d’eau de la taille d’un ballon de basketball qui flottait dans un des modules de la station, et qui regorgeait de micro-organismes! Plus de 234 types de ces microbes vivants ont été trouvés dans la station russe lorsqu’elle a été mise hors service en l’an 2000.

Comme tu viens de l’apprendre, des taux d’humidité élevés et des micro-organismes peuvent présenter des risques pour la santé. Outre ces risques, les astronautes à bord de la station Mir ont découvert un autre problème. À cause de cette forte humidité et des micro-organismes, il semblerait que la station empestait!

En savoir plus

Le recyclage de l'eau à bord de l'ISS (2013) Agence spatiale canadienne -- Le commandant de l’Agence spatiale canadienne Chris Hadfield explique le processus de recyclage de l’eau à bord de la SSI (1 min 53 s)

Une odeur très spatiale (2012) Les explorateurs -- Bref article sur ce que les astronautes sentent dans l’espace sur et  l’expérience qui a recréé ces odeurs en laboratoire. 

Où va la transpiration de Thomas Pesquet dans la Station spatiale internationale ? (2016) Sciences et avenir -- Cet article explique comment fonctionne le recyclage et l'assainissement de l'air sur la SSI.

Références

Baughman, A. V., & Arens, E. A. (1996). Indoor humidity and human health--part i: Literature review of health effects of humidity-influenced indoor pollutants. ASHRAE Transactions, 102(1), 192-211.

Canada Mortgage and Housing Corporation. (2009, février 2). Measuring humidity in your home. Government of Canada.

EDinformatics. (1999). What is humidity?

Federal Aviation Administration. (n.d.). Cabin environment and EVA environment.

Government of Canada. (2015, juin 18). Reduce humidity, moisture and mould.