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Dans la mesure du débit, on mesure un débit volumique, c’est-à-dire le volume qui passe à travers une section donnée pendant une période donnée. Le symbole est Q ou V et les unités sont souvent le m³/s, le m³/h ou le l/min.
Pour mesurer un débit, on différencie les liquides et les gaz. Certains procédés de mesure sont appropriés uniquement aux gaz ou aux liquides, d’autres sont utilisés indifféremment pour les deux. Les appareils d’étranglement sont par exemple utilisés indifféremment pour les liquides et les gaz, tandis que le procédé d’induction aurait moins de sens avec les gaz.
Nous présenterons ci-après différents procédés de mesure du débit.
7.4.1 Compteurs de gaz
On distingue deux types de compteurs de gaz: les compteurs de gaz humides et secs.
Les compteurs de gaz humides possèdent à l’intérieur un tambour rempli à moitié d’eau et constitué de quatre chambres. La faible surpression de gaz sur un côté fait lentement tourner le tambour autour de son axe, tandis que les chambres se remplissent et se vident à nouveau. Les compteurs de gaz humides sont très précis, mais exigent un effort de maintenance important en raison du remplissage de liquide.
Les compteurs de gaz secs se composent de deux soufflets en cuir disposés dans un boîtier métallique. Les soufflets en cuir servent de chambres de mesure et sont alternativement remplis et vidés. Le mouvement ainsi initié est ensuite transféré à un mécanisme de comptage [21].
7.4.2 Compteurs à déplacement positif
Les compteurs à déplacement positif, qui comprennent également les compteurs de gaz, possèdent une chambre de mesure mobile entraînée par l’écoulement du fluide. Ils sont adaptés aux carburants, aux gaz, aux condensats d’eau froide et d’eau chaude.
Il existe différents types de compteurs à déplacement positif avec différentes structures: compteurs à pistons élévateurs, compteurs à pistons rotatifs, compteurs à roue ovale et compteurs à pistons annulaires [22].
7.4.3 Compteurs à roue à ailettes
Les compteurs à roue à ailettes servent à la mesure des quantités de liquide. Une roue à ailettes est entraînée de manière tangentielle par un liquide et mise en rotation. Ce mouvement est transmis à un mécanisme de comptage (Illustr. 24).
Illustr. 24: Structure d’un compteur à roue à ailettes
GWF MessSysteme AG
Les compteurs Woltmann sont un type particulier de compteurs à roue à ailettes. A la place d’une roue à ailettes classique, les compteurs Woltmann possèdent une turbine (Illustr. 25). Ils ne génèrent que de faibles pertes de charge et sont appropriés à des débits relativement importants, tels que ceux des conduites d’eau principales [22].
Illustr. 25: Compteur Woltmann
GWF MessSysteme AG
7.4.4 Débitmètres à flotteur
Les débitmètres à flotteur se composent d’un tube s’élargissant vers le haut, dans lequel se trouve un flotteur. La course du flotteur est proportionnelle au flux de fluide.
Ils sont appropriés aux gaz et liquides mais doivent être calibrés séparément pour chaque substance [22].
7.4.5 Etrangleurs
En présence d’un point d’étranglement dans une conduite, on observe en amont et en aval du point d’étranglement une différence de pression qui peut être exploitée pour la détermination du débit volumique. La différence de pression est mesurée à l’aide d’un manomètre différentiel.
Les étrangleurs sont très précis et sont adaptés aussi bien aux liquides qu’aux gaz [23].
7.4.6 Procédés à ultrasons
Le procédé à ultrasons permet de mesurer le débit d’un liquide. Il consiste à mesurer la différence de phase ou de durée d’ondes sonores dans le sens de l’écoulement et dans le sens contraire. Cette différence de durée permet de déterminer une vitesse d’écoulement moyenne à partir de laquelle, la section transversale étant connue, on peut déterminer le débit volumique (Illustr. 26) [24].
Illustr. 26: Procédé à ultrasons pour la mesure du débit
7.4.7 Procédés à induction
Le procédé à induction est approprié à la mesure du débit de liquides. Un conducteur disposé dans un champ magnétique est traversé perpendiculairement par un fluide. Une tension est ainsi induite dans le conducteur, cette tension étant proportionnelle au débit.
La conduite doit être composée d’un matériau magnétisable, et le liquide doit posséder une certaine conductivité minimale. La conductivité minimale est atteinte par la plupart des liquides, mais peut néanmoins être insuffisante dans le cas de l’eau chaude.
Le procédé à induction possède une haute précision de mesure et ne cause aucune perte de charge dans le système [25].