Ci-dessus : Photo par NASA via Flickr

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L’humidité sur la Terre

Les trois principaux états de la matière sont : solide, liquide et gazeux.

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. En fait, lorsqu’on voit des nuages dans le ciel ou de la vapeur qui s’échappe d’une bouilloire, c’est de l’eau liquide que nous observons, et non de l’eau à l’état gazeux.

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, 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 %.

La vapeur d’eau joue un rôle important dans le cycle de l’eau. 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 à 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.

Mouillez une petite partie du dos de votre main, puis soufflez dessus. Quelle partie de votre main vous semble plus fraîche?

Les gens sont généralement très sensibles à l’humidité, puisque 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. Un taux élevé d’humidité contribue en outre à la prolifération d’acariens, de bactéries, de virus et de moisissures (un type de champignon), ce qui nuit aux personnes souffrant d’asthme, d’allergies ou d’autres problèmes respiratoires.

Pendant les mois d’hiver, lorsque l’air est froid, l’humidité relative peut grandement diminuer et passer sous les 30 %. Elle atteint des taux encore plus bas à l’intérieur, lorsque nous utilisons nos systèmes de chauffage. 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

La Station spatiale internationale (SSI) est évidemment un milieu fermé et toute l’eau à bord est de source terrienne. Presque toute l’humidité contenue dans l’air ambiant de la Station provient en fait des astronautes, majoritairement par leur respiration et leur transpiration. Le contrôle de l’humidité dans la SSI est important pour protéger autant les occupants et leur santé, que le matériel à bord, ainsi que la Station elle-même.

L’humidité dans la SSI est mesurée et surveillée au moyen du sous-système de contrôle de la température et de l’humidité (CTH) du système de conditionnement d’air et de survie. Le taux d’humidité dans la Station 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 (lisez 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.

Le système de recyclage de l’eau de l’ISS

Le système de recyclage de l’eau de l’SSI. (Photo de la NASA)

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, comme des bactéries ou des champignons, qui peuvent entraîner des maladies s’ils sont respirés. Ces petits organismes risquent aussi causer du tort à la SSI, en affaibIissant l’acier de sa structure. Ils 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 de l’eau sur le matériel électronique peut provoquer des courts-circuits et même des incendies. Mir, la station spatiale 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 pamplemousse qui flottait derrière un panneau d’accès, dans un des modules de la station, boule qui regorgeait de micro-organismes. Plus de 140 types de bactéries et de champignons vivants ont été trouvés dans la station russe lorsqu’elle a été mise hors service en 2000. Or, si les conditions à bord de la station Mir ont mis en danger la santé physique des astronautes, elles ont également mis à l’épreuve leur santé mentale, ceux-ci ayant dit que la station empestait!

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