Brevet FR2482302A1 — publié le 19811113

La présente invention a pour objet un viscosimètre à mesure continue. La viscosité est une caractéristique importante, voire essentielle, de certains fluides employes par diverses industries. Il en est ainsi notamment des huiles de graissage-utili sées dans les dispositifs mécaniques ou des fluides de circulation ou "boues de forage pour forages pétroliers ou autres. Or, dans le cas des fluides de circulation pour forages ou pieux de fondations, tirants d'ancrages, parois bétonnées, etc > . la viscosité est sujette à des variations rapides et nécessite par conséquent une observation fréquente sinon continue C'est également le cas pour d autres fluides utilisés dans les mêmes ouvrages, tels que les coulis d'injection ou coulis de perforation autodurcissables Le contr8le de la viscosité de ces fluides est indispensable et partant, sa connaissance à chaque instant. La viscosité de ces fluides est habituellement mesurée sur chantier au moyen d'un appareil connu sous le nom de viscosimètre Marsh. Cet appareil permet en réalité la mesure d'une carac éristique qui, tout en étant différente de la viscosité au sens strict, en tient néanmoins compte mais tient compte également de la rigidité du fluide lorsqu'il en est doué ce qui est fréquemment le cas dans le domaine considéré Or, les qualités recherchées pour les fluides, en matière de forage, de bâtiment ou de travaux publics sont mesurées d'une façon plus exacte par la viscosité Marsh que par la viscosité proprement dite. De plus, le viscosimètre Marsh est un appareil simple fidèle et précis. Toutefois, son emploi nécessite une série d'opérations manuelles demandant quelques minutes pour chaque mesure, ce qui en interdit l'usage pour une observation continue de la viscosité, Par ailleurs, il existe bien entendu actuellement des appareils susceptibles de mesurer en continu ou d'enregistrer une viscosité. Ces appareils comportent dans la plupart des cas une pièce placée dans le fluide en circulation et à laquelle on imprime une vibration dont on lit l'amplitude, laquelle dépend de la viscosité. Ces appareils présentent toutefois l'inconvénient d'entre d'une réalisation complexe et coûteuse.Par ailleurs, ils sont peu aptes à etre utilisés avec des fluides faisant prise et fournissent un renseignement dont la relation avec la viscosité Marsh est difficile ou impossible à établir. La présente invention vise à palier ces inconvénients en fournissant un viscosimètre à mesure continue qui soit de réalisation simple et qui fournisse de plus des résultats voisins du viscosimètre Marsh. A cet effet, la présente invention a pour objet un viscosimètre à mesure continue caractérisé par le fait qu'il comprend un volume divisé par une membrane souple en une chambre de circulation de fluide et une chambre de mesure, la chambre de circulation de fluide comportant un orifice d'entrée pour le fluide dont on souhaite mesurer la viscosité, relié à la sortie d'une pompe à débit constant, et un orifice de sortie calibré, et la chambre de mesure contenant un fluide de mesure, des moyens étant prévus pour mesurer en continu la pression dans la chambre de mesure. On conçoit que le débit dans la chambre de circulation étant constant la pression qui y règne est fonction de la viscosité du fluide qui la parcourt. Cette pression est transmise au fluide contenu dans la chambre de mesure par l'intermédiaire de la membrane souple et est mesurée dans cette chambre de mesure. La valeur ainsi obtenue est par conséquent représentative de la viscosité du fluide traversant la chambre de circulation. Avantageusement, la chambre de circulation de fluide présente la forme d'un cône renversé avec l'orifice de sortie à sa partie inférieure et la membrane à sa partie supérieure, sensiblement perpendiculaire à l'axe du cône. Dans ce cas, la chambre de mesure est de préférence formée à la partie supérieure du cône entre la membrane et un couvercle amovible. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention la pompe à débit constant est une pompe à vis. Ce type de pompe convient en effet particulièrement bien du fait de son débit exempt de pulsations et de sa compatibilité avec des fluides visqueux et chargés. Dans un mode de réalisation particulier, le fluide de mesuré est un liquide et les moyens pour mesurer la pression dans la chambre de mesure comprennent un tube raccordé à la chambre de mesure et dans lequel peut être lue la hauteur du fluide de mesure. L'invention sera bien comprise à l'aide de la descrip tion qui suit d'une de ses formes de réalisation donnée a titre d'exemple non limitatif en référence à la figure unique annexée représentant schématiquement un viscosimètre selon l'invention. L'appareil représenté au dessin comporte d'une manière génerale un volume 1 et une pompe 2. Le volume 1 est formé essentiellement d'un cône renversé 3 ayant son sommet à sa partie inférieure et dsun couvercle supérieur 4. Le couvercle 4 est fixé sur le cône 3 à l'aide de moyens de fixation tels que des vis et écrous rapides 5, une membrane souple 6 étant interposee entre le c8ne 3 et le couvercle 4. La membrane 6 se trouve sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe du cone 3. Ainsi sont définies dans le volume 1 une chambre de circulation de fluide 7 comprise à l'intérieur du ene 3 et limitée supérieurement par la membrane souple 6 et une chambre de mesure 8 délimitée à sa partie inférieure par la membrane souple 6 et à sa partie supérieure par le couvercle 4 La chambre 7 comporte à sa partie inférieure, c'est-àdire du c8té du sommet du cône 3, un orifice de sortie calibré 9 et à sa partie supérieure un orifice d'entrée 10 disposé par exemple tangentiellement à la base du ene 3 L'orifice d'entrée 10 est relié par l'intermédiaire d'un conduit 11 à la sortie 12 de la pompe 2. La pompe 2 est une pompe à débit constant par exemple une pompe à vis 13 qui est particulièrement bien adaptée aux fluides visqueux et chargés. Son débit est par exemple de l'ordre de 3 à 10 litres/minutes. Enfin, l'entrée 14 de la pompe 2 est raccordée- à un conduit d'aspiration 15. La chambre de mesure 8 est remplie d'un liquide quelconque, tel que de l'eau colorée ou non ou de l'huile, et comporte à sa partie supérieure un tube de verre gradué 16 raccordé à un orifice 17 du couvercle 4 pour mesurer en hauteur d'eau la pression au niveau de la membrane souple 6. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant La pompe 2, alimentée par la source de fluide dont on souhaite mesurer la viscosité, injecte dans la chambre de circulation de fluide 7 un débit constant de ce fluide. La chambre 7 restitue par son orifice de sortie calibré 9 le même débit constant. La chambre 7 se trouve donc à chaque instant sous une pression correspondant à la loi pression/vis cosité du fluide, relative à l'appareil, pour un débit donné. La pression régnant dans la chambre 7 est transmise par la membrane souple 6 à la chambre 8 et cette pression est-mesurée par la hauteur de liquide dans le tube gradué 16. On remarquera que l'orifice d'entrée 10 dans la chambre de circulation de fluide 7 est situé le plus haut possible par rapport à la membrane souple 6 de maniere à éliminer toutes zones mortes. On prévoit d'ailleurs avantageusement un système de purge automatique (non représenté) qui permet à cette zone morte de se remplir, permettant ainsi à la membrane souple 6 de remplir pleinement sa fonction. Par ailleurs, il est bien entendu possible d'adjoindre au dispositif décrit un dispositif enregistreur permettant d'enregistrer la pression mesurée dans la chambre de mesure 8. Ce dispositif enregistreur peut être de tous types connus. On a constaté que l'appareil décrit ci-dessus permet de mesurer une caractéristique voisine de la viscosité et très comparable à la viscosité Marsh qui est elle-même très représentative des qualités demandées aux fluides de perforation et coulis. Le dispositif permet par ailleurs une lecture continue de cette,caracteristique et rend possible son enregistrement dans des conditions très simples. De plus, la construction du dispositif rend son fonctionnement, son entretien et ses réparations faciles sur un chantier. En particulier, il peut être utilisé sans problème avec des fluides visqueux rigides faisant prise et comportant des grains en suspension. Son nettoyage est aisé par injection d'eau à un débit éventuellement supérieur au débit de fonctionnement. Bien entendu, des modifications peuvent être apportées au dispositif ci-dessus sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi, en particulier que d'autres moyens de mesure de la pression dans la chambre 8 que le tube 16 pourraient être envisagés. De même, la forme conique de la chambre de circulation de fluide 7 n'est évidemment pas rigoureusement indispensable. REVENDICATIONS 1. Viscosimètre à mesure continue, caractérisé par le fait qu'il comprend un volume divisé par une membrane souple en une chambre de circulation de fluide et une chambre de mesure, la chambre de circulation de fluide comportant un orifice d'entrée pour le fluide dont on souhaite mesurer la viscosité, relié à la sortie d'une pompe à débit constant, et un orifice de sortie calibré, et la chambre de mesure contenant un fluide de mesure, des moyens étant prévus pour mesurer en continu la pression dans la chambre de mesure. 2. Viscosimètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de circulation de fluide présente la forme d'un cône renversé, avec orifice de sortie a sa partie inférieure et la membrane a sa partie supérieure, sensiblement perpendiculaire à l'axe du cône. 3. Viscosimetre selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la chambre de mesure est formée à la partie supérieure du cône, entre la membrane et un couvercle amovible. 4 Viscosimetre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la pompe à débit constant est une pompe à vis. 5 Viscosimètre selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4g caractérisé par le fait que le fluide de mesure est un liquide et que les moyens pour mesurer la pression dans la chambre de mesure comprennent un tube raccordé à la chambre de mesure et dans lequel peut être lue la hauteur du fluide de mesure.