principes de mesure des paramètres usuels

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mesures de débit

Parmi les paramètres usuels, la mesure de débit est la mesure dont la mise en œuvre doit être suivie avec le plus d’attention car elle est à la base de tout asservissement et de contrôle.

En fonction des applications en eau propre ou en eau usée et selon que l’écoulement s’effectue à l’air libre ou dans une tuyauterie, on dispose d’instruments fondés sur différents principes pour effectuer ces mesures de débit.

Quelques règles à respecter impérativement en débitmétrie :

  • quel que soit le principe de mesure de débit utilisé, il faut toujours respecter rigoureusement les condi­tions d’installation spécifiques à la technologie utilisée ;
  • dans le cas où l’on est amené à mesurer le débit en entrée et en sortie de station, il faut utiliser en chacun des points le même principe de mesure afin d’éviter de constater des écarts de mesure entre l’amont et l’aval.

On distinguera plusieurs domaines les mesures en canal ouvert, en tuyauterie et celui spécifique aux gaz.

mesures de débit en canal ouvert

La mesure de débit consiste souvent à faire passer le débit à travers un obstacle générant une perte de charge (venturi, déversoir, seuil jaugeur, Flume Parshall) et de mesurer la hauteur de la surface de l’eau en amont de l’obstacle (par sonde US, par capteur piézométrique, ou par système bulle à bulle).

Les venturis sont les plus utilisés lorsque les débits deviennent importants et l’usage de la technologie du venturi Flume Parshall (figure 1) est souvent retenu pour les débits supérieurs à 5 000 m3·h–1 afin de mini­miser les pertes de charges sur la ligne piézométrique.

débit canal ouvert Parshall FlumeImage sécurisée
Figure 1. Mesure de débit en canal ouvert : Parshall Flume

La mesure de débit (non normalisée) dans un canal ouvert sans restriction peut néanmoins être faite en combinant la vitesse moyenne d’écoulement (radar ou US) et la hauteur d’eau dans le canal (US), mais dans ce cas, la mesure obtenue est moins précise.

mesures de débit en tuyauterie

Selon la qualité, les conditions du fluide à mesurer et la gamme de débit, le choix est à faire parmi les prin­cipes suivants :

  • débitmètre électromagnétique, avec manchette, ou parfois avec capteur en insertion ; il est de plus en plus utilisé y compris sur les boues liquides et pâteuses ;
  • débitmètre à ultrason à temps de transit ;
  • débitmètre avec dispositif déprimogène (plaque à orifice, tube de Pitot, venturi, Vcône) ; à utiliser uni­quement sur les fluides non chargés ;
  • débitmètre à turbine, à palette rotative ;
  • débitmètre à effet Doppler ;
  • débitmètre à cible ;
  • débitmètre à flotteur dit « tout métal » (ex. : sur les huiles thermiques).

mesure de débit sur les gaz

De plus en plus, nous utilisons la technologie du débitmètre massique thermique (air, biogaz) et le débit­mètre à effet vortex (vapeur).

mesures de niveau

En fonction des applications sur les liquides, les solides ou les pulvérulents, on dispose de différents prin­cipes pour effectuer ces mesures de niveau. Le choix est à faire parmi les principes suivant : ultrason, radar, radar filoguidé (stockage des cendres ou du charbon actif en silo), sonde capacitive, capteur de pression (niveau hydrostatique) ou par pesage.

La mesure de niveau différentiel par ultrason ou piézométrique pour contrôler l’encrassement d’un dégrilleur est courante.

mesures de pression

En fonction des fluides à contrôler, sur les produits chargés, on utilise le principe de la mesure à mem­brane affleurante pour remplacer l’usage du séparateur.

mesures de pression différentielle

L’utilisation de la mesure de pression différentielle exige que les conditions de service et d’implantation soient parfaitement définies.

mesures de température

Pour mesurer les températures, le principe utilisé est l’effet thermoélectrique avec les sondes à résistance PT100 (résistance au platine à 100 °C) pour les applications de – 50 °C jusqu’à 300/400 °C. Au-delà de ces températures, la technologie par thermocouple (couple de deux métaux) est retenue.

mesures d’effort, de couple mécanique

Ces mesures sont utilisées sur certains équipements électromécaniques tournants pour les protéger con­tre des efforts anormaux.