Brevet FR2770306A1 — publié le 19990430

La présente invention concerne un pluviomètre pour toutes conditions de précipitations tel que ceux utilisés dans les régions froides pour mesurer la quantité d'eau précipitée par l'atmosphère sous formes de pluie, neige, ou grêle. Le principe le plus couramment mis en oeuvre pour obtenir une mesure précise de la quantité de neige précipitée consiste à faire fondre la neige recueillie, puis à mesurer la quantité d'eau issue de la fonte. Ce principe est habituellement mis en oeuvre dans des pluviomètres à neige comprenant un entonnoir ayant une partie collectrice conique et un bord adjacent à la plus grande ouverture prolongé par une paroi tubulaire définissant une section réceptrice. Une résistance s'étendant autour de la partie collectrice définit une zone de chauffage et assure ainsi la fonte de la neige collectée dans l'entonnoir au travers de la section réceptrice. L'eau issue de la fonte de la neige est recueillie et mesurée par un appareil disposé à l'aplomb de l'entonnoir. Les quantités d'eau mesurées sont utilisées pour déterminer, en fonction de la section réceptrice, la quantité totale d'eau précipitée dans la zone géographique dans laquelle est implanté le pluviomètre. Quand un pluviomètre à neige du type précité est soumis à des conditions climatiques particulièrement rudes, par exemple du brouillard givrant associé à un vent violent, une couche importante de givre se dépose sur la paroi tubulaire et déforme celle-ci. Il en résulte une modification de la géométrie de la section réceptrice. Les mesures réalisées sont alors faussées. Afin d'éviter la formation de la couche de givre, on a pensé à étendre la zone de chauffage à la paroi tubulaire. La paroi tubulaire est alors portée à une température suffisante pour faire fondre le givre et assurer ainsi la conservation de la géométrie de la section réceptrice. Toutefois, cette température est supérieure à la température minimale nécessaire pour fondre la neige au niveau de la partie collectrice et est suffisante pour provoquer la sublimation d'une quantité non négligeable de neige au niveau de la partie collectrice. La quantité de neige fondue mesurée n'est donc pas représentative de la quantité de neige collectée au travers de la section réceptrice. Il existe donc un besoin non résolu de manière commode à ce jour d'un pluviomètre pour toutes conditions de précipitations fournissant une mesure précise de la neige ou de la grêle précipitée dans des conditions climatiques extrêmes. A cet effet on prévoit, selon l'invention, un pluviomètre pour toutes conditions de précipitations, comprenant un entonnoir ayant une partie collectrice conique et un bord adjacent à la plus grande ouverture surmonté d'une partie réceptrice annulaire, et des moyens pour définir des première et deuxième zones de chauffage pilotées en température indépendamment l'une de l'autre, la première zone de chauffage correspondant à la partie collectrice et la deuxième zone de chauffage correspondant à la partie réceptrice. Ainsi, la première zone de chauffage peut être dédiée à la fonte de la neige, tandis que la deuxième zone de chauffage peut être consacrée à empêcher la formation de givre sur la partie réceptrice. La température de chauffage de chacune de ces zones est alors spécifiquement adaptée aux fonctions assurées par ces zones. Le risque de sublimation de la neige au niveau de la partie collectrice et le risque de déformation de la partie réceptrice du fait du givre, sont de ce fait limités. Des mesures précises de la quantité de neige collectée peuvent donc être réalisées. Avantageusement, lesdits moyens comprennent un moyen de chauffage de la partie collectrice, un moyen de chauffage de la partie réceptrice, et un organe de régula tion reliés à ces moyens de chauffage et à des capteurs de température associés à la partie collectrice et à la partie réceptrice. Les températures de chauffage de la partie collectrice et de la partie réceptrice peuvent ainsi être ajustées périodiquement. En particulier, l'organe de régulation peut commander les moyens de chauffage en fonction des variations des conditions climatiques. De préférence, l'entonnoir comporte des parois épaisses et réalisées en fonte d'aluminium. L'entonnoir présente ainsi une bonne conductivité thermique de sorte que la régulation est facilitée. Selon un mode de réalisation particulier, la partie réceptrice comprend une coiffe portée par une paroi tubulaire de l'entonnoir, la coiffe comprenant de préférence un clinquant de faible hauteur en forme de bague ayant un diamètre inférieur à un diamètre interne de la paroi tubulaire et s'étendant coaxialement à la paroi tubulaire, et un manchon recouvrant la paroi tubulaire de l'entonnoir et se raccordant par une portion d'extrémité conique au clinquant, le clinquant ayant un bord saillant au-delà de la portion d'extrémité conique du manchon pour définir la section réceptrice du pluviomètre. La portion de la deuxième zone de chauffage s'étendant à l'intérieur du pluviomètre est de la sorte limitée à la paroi tubulaire et au clinquant. Du fait de la faible hauteur du clinquant, la proportion de neige risquant de s'y déposer est très faible et le risque de sublimation de neige dans le pluviomètre est minimisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant une vue partielle en élévation avec écorché d'un pluviomètre selon l'invention. En référence à la figure, le pluviomètre selon l'invention comprend un entonnoir, généralement désigné en 1, qui comporte une paroi conique 2 formant la partie collectrice de l'entonnoir, une paroi cylindrique filetée 3 adjacente à la plus petite ouverture de la paroi conique 2 et une paroi cylindrique 4 adjacente à la plus grande ouverture de la paroi conique 2. Les parois 2, 3, 4 sont réalisées en fonte d'aluminium et présentent une épaisseur relativement importante. L'entonnoir est réalisé par moulage mais pourrait être réalisé par soudage ou assemblage des différentes parois. L'entonnoir 1 est fixé de façon amovible, par exemple par vissage, sur un socle tubulaire 10 en acier inoxydable destiné à être fixé au sol. La paroi cylindrique 4 porte une coiffe, généralement désignée en 5, pour former la partie réceptrice du pluviomètre. La coiffe 5 comprend un clinquant 6 en forme de bague, de diamètre inférieur au diamètre interne de la paroi cylindrique et s'étendant coaxialement à la paroi cylindrique 4 en partie à l'intérieur de celle-ci, et un manchon 7 s'étendant coaxialement à la paroi 4 à l'extérieur de celle-ci. Le manchon 7 se raccorde par une portion d'extrémité conique au clinquant 6 entre les bords circulaires de celui-ci de telle sorte que le bord circulaire supérieur 6.1 du clinquant 6 s'étend en saillie au-dessus du manchon 7. Le clinquant 6 définit la section réceptrice du pluviomètre. Le manchon 7 est réalisé par emboutissage et est relié au clinquant 6 par une soudure. De préférence, le clinquant 6 présente une faible hauteur par rapport à la hauteur de l'entonnoir. On comprend que seule la coiffe, et plus précisément le clinquant, doit présenter des dimensions précises pour former une section réceptrice parfaitement définie. La fabrication du pluviomètre est ainsi facilitée. La coiffe 5 est fixée sur le socle tubulaire 10 par des vis 9 passant par des trous ménagés dans le manchon 7 et reçues dans des trous taraudés ménagés dans le socle tubulaire 10. La coiffe 5 présente avantageusement des dimensions permettant son adaptation à la plupart des modèles de pluviomètre. De préférence, le manchon 7 recouvre le socle tubulaire 10 au-delà de la zone de raccordement de l'entonnoir au socle de façon à assurer l'étanchéité du raccordement. Une résistance tubulaire 11 s'étend autour de la paroi cylindrique 4 d' un côté interne du manchon 7 et définit une première zone de chauffage. La résistance 11 est fixée sur la surface externe de la paroi cylindrique 4. Un capteur de température 12 est disposé entre le clinquant 6 et la portion d'extrémité conique du manchon 7. Une résistance 13 conique recouvre extérieurement la paroi conique 2 et définit une deuxième zone de chauffa- ge. Un capteur de température 14 est fixé sur la paroi conique 2 à l'extérieur de celle-ci à proximité de la plus petite ouverture de la paroi conique. Les résistances 11 et 13 peuvent être fixées par soudure, vissage, ou tout autre moyen. Un organe de régulation, de structure connue en elle-même et schématiquement représenté en 15, est fixé sur la face interne du socle tubulaire 10. L'organe de régulation 15 est relié aux résistances 11, 13 et aux capteurs de température 12, 14 par l'intermédiaire d'éléments de liaison 16 tels que des fils électriques. L'organe de régulation est en outre relié à des moyens d'alimentation en énergie non représentés, tels qu'un accumulateur électrique, une éolienne, un panneau solaire ou autre. Un embout 17 est vissé sur la paroi cylindrique filetee 3. L'embout 17 est pourvu d'un ajutage 18. Une crépine 19 s'étend dans la paroi conique 2 à proximité de la plus petite ouverture de l'entonnoir 1. La crépine 19 est concave à concavité orientée vers la coiffe 5. Un tube 20 traverse la crépine 19. Le tube 20 débouche par son extrémité inférieure à proximité de l'ajutage 18 et par son extrémité supérieure au-dessus de la crépine 19. Une fente 21 s'étend longitudinalement le long de la partie supérieure du tube 20 à distance de la crépine 19. Ainsi, lorsque la crépine est totalement obturée par les saletés qui s'y sont déposées, la neige fondue peut s'écouler en premier lieu par la fente 21 du tube 20 (empêchant le passage des saletés avec la neige fondue) puis, en second lieu quand la fente est elle-même obturée, par l'orifice supérieur du tube 20. On notera que lorsque la crépine 19 est retirée de l'entonnoir pour procéder à son nettoyage, les saletés retenues par la crépine sont naturellement maintenues de par la forme de la crépine à l'intérieur de celle-ci. Les saletés ne peuvent alors tomber et boucher l'ajutage 18. Un appareil de mesure 22 est disposé à l'aplomb de l'ajutage 18. L'appareil de mesure 22 est par exemple un appareil à augets basculants et comporte en sa partie inférieure un orifice 23 d'évacuation de l'eau. Une résistance 24 s'étend sous l'appareil de mesure 22 et est reliée à l'organe de régulation 15 par un élément de liaison 16. La résistance 24 définit une troisième zone de chauffage. Un capteur de température 25 est également disposé sous l'appareil de mesure 22 et est relié à l'organe de régulation 15 par un élément de liaison 16. Préalablement à la mise en fonctionnement du pluviomètre à neige, des températures de consigne sont programmées dans l'organe de régulation 15. Ainsi l'organe de régulation 15 commande la résistance 11 pour assurer une température de la coiffe 5 d'environ 8 à 100C par exemple. A cette température, le givre fond dès son dépôt sur la coiffe. De préférence, la coiffe 5 est réalisée en acier inoxydable. Ce matériau étant très peu rayonnant, les déperditions d'énergie sont minimisées. La résistance 13 est commandée pour élever la température de la paroi conique à 2 à 30C environ. Cette température est suffisante pour assurer la fonte progressive de la neige sans engendrer de sublimation. La résistance 24 est commandée de façon identique à la résistance 13 de façon à éviter le gel des augets et favoriser l'écoulement de l'eau au travers de l'orifice 23 de l'appareil de mesure. Les températures sont réglées par des impulsions électriques délivrées toutes les secondes par l'organe de régulation en fonction des informations fournies par les capteurs de température 12, 14 et 25. On notera que les températures précitées ne sont mentionnées qu'à titre indicatif et pourront être modifiées en fonction des conditions climatiques par exemple. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que le pluviomètre ait été représenté avec une section transversale de forme générale circulaire, toute forme peut être employée et en particulier les formes présentant de bonnes caractéristiques aérodynamiques pour limiter les turbulences au niveau de la section réceptrice. Bien que la partie réceptrice du pluviomètre ait été représentée sous la forme d'une coiffe amovible, elle pourrait être réalisée en une seule pièce avec l'entonnoir, ou être définitivement fixée à celui-ci. Ainsi, la paroi cylindrique 4 seule pourrait constituer la partie réceptrice du pluviomètre en l'absence d'une coiffe 5. REVENDICATIONS 1. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations, comprenant un entonnoir (1) ayant une partie collectrice conique (2) et un bord adjacent à la plus grande ouverture surmonté d'une partie réceptrice annulaire (5), caractérisé en ce que le pluviomètre à neige comprend des moyens (11, 13) pour définir des première et deuxième zones de chauffage pilotées en température indépendamment l'une de l'autre, la première zone de chauffage correspondant à la partie collectrice (2) et la deuxième zone de chauffage correspondant à la partie réceptrice (5). 2. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un moyen de chauffage (13) de la partie collectrice (2), un moyen de chauffage (11) de la partie réceptrice (5), et un organe de régulation (15) reliés à ces moyens de chauffage (11, 13) et à des capteurs de température (12, 14) associés à la partie réceptrice et à la partie collectrice. 3. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'entonnoir (1) comporte des parois épaisses et réalisées en fonte d'aluminium. 4. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie réceptrice comprend une coiffe (5) portée par une paroi tubulaire (4) de l'entonnoir (1). 5. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 4, caractérisé en ce que la coiffe (5) comprend un clinquant (6) de faible hauteur en forme de bague ayant un diamètre inférieur à un diamètre interne de la paroi tubulaire (4) et s'étendant coaxialement à la paroi tubulaire (4), et un manchon (7) recouvrant la paroi tubulaire de l'entonnoir (1) et se raccordant par une portion d'extrémité conique au clinquant, le clinquant ayant un bord (6.1) saillant au-delà de la portion d'extrémité conique pour définir la section réceptrice du pluviomètre. 6. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de chauffage de la partie réceptrice (5) comprend une résistance annulaire (11) s'étendant entre la paroi tubulaire (4) et le manchon (7). 7. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la coiffe (5) est en acier inoxydable. 8. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entonnoir (1) est monté sur un socle (10) dans lequel est fixé un appareil de mesure (22) de la quantité de neige fondue par les moyens de chauffage (13) de la partie collectrice (2) de l'entonnoir, le pluviomètre à neige comprenant des moyens de chauffage (24) de l'appareil de mesure pour définir une troisième zone de chauffage. 9. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inférieure de l'entonnoir (1) est munie d'une crépine (19) concave à concavité orientée vers la partie réceptrice (5). 10. Pluviomètre pour toutes conditions de précipitations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la crépine (19) est traversée en son centre par un tube (20) ayant une partie supérieure fendue (21) longitudinalement à distance de la crépine.