Manomètre

Manomètre (du grec μανός, léger et μέτρον, mesure) est le nom donné aux appareils de mesure qui détectent et indiquent la pression physique d’un milieu liquide ou gazeux. La plupart des manomètres utilisent la pression de l’air comme point de référence. Seul un manomètre spécialement conçu pour mesurer la pression absolue, comme le baromètre, utilise le vide comme référence. Nous proposons de nombreux modèles de manomètre qui mesurent dans une plage de pression négative ainsi que positive, et qui sont utilisés pratiquement dans tous les secteurs de l’industrie, du commerce ou dans les laboratoires et la recherche, pour évaluer, par exemple, la pression dans des contenants ou des installations de climatisation, les pressions différentielles antérieure et ultérieure au pompage, etc.

Conseils pour l’achat d’un manomètre numérique

Un manomètre numérique est un appareil de mesure à écran numérique qui détermine la pression des gaz ou des liquides. Contrairement à la mesure des forces de traction ou de compression, une mesure de pression des gaz ou des liquides se réfère à la force de pression par zone. Bien que la différence de pression puisse avoir des causes naturelles, elle peut aussi être générée artificiellement. La pression moyenne de l’air au niveau de la mer est de 1013,25 millibars ou hectopascals. Cela correspond à peu près à un bar et donc, à 100.000 Newton par mètre carré, ou à 10 Newton (1 kg) par centimètre carré. Sachant que nous sommes constamment exposés et adaptés à la pression de l’air sur la Terre, nous ne nous en rendons presque pas compte. Par contre, nous réagissons lorsque cette pression varie beaucoup en augmentant ou en diminuant.

Manomètre numérique pour pression absolue, pression relative et pression différentielle

Il est important de savoir si les spécifications de pression indiquent une valeur de pression absolue, relative ou différentielle. Mesurée comme pression absolue, une valeur de mesure de 1 bar correspond à une pression atmosphérique normale.

La pression relative compare la pression mesurée à la pression atmosphérique dans le lieu de mesure. Une pression plus haute est appelée surpression, et une pression plus basse, dépression. Une surpression de 1 bar comme pression atmosphérique de l’air respirable peut provoquer des problèmes de santé. Comme dépression ou pression négative, 1 bar est la valeur correspondant à la pression au niveau de la mer. La mesure de la pression différentielle indique la différence entre la pression existante de deux zones différentes. Vous pouvez mesurer une différence de 1 bar entre un vide et la pression normale de l’air, ainsi qu’entre différentes sections de conduites d’eau, d’air comprimé ou de gaz.

Pression absolue

La pression atmosphérique absolue indique la pression indépendamment de la pression atmosphérique de l’air. Dans le vide, la pression absolue la plus basse est de zéro. Au niveau de la mer, la valeur moyenne de pression atmosphérique est de 1013 mbar (1,013 hectopascals). La valeur extrême inférieure liée à la météorologie est de 925 mbar produite lors des dépressions (basse pression), tandis que la valeur extrême supérieure est de 1070 mbar produite lors des anticyclones extrêmes. Plus l’altitude au-dessus du niveau de la mer augmente, plus la pression atmosphérique diminue puisque la densité de l'air diminue, ce qui applique moins de force sur les surfaces en altitude. Pour mesurer la pression absolue avec un manomètre numérique vous pouvez, par exemple, installer une chambre de mesure fermée dans laquelle le vide prévaut. Or, vous pouvez aussi déterminer la pression atmosphérique absolue à partir de la somme de la pression atmosphérique et de la pression relative. Un manomètre numérique qui mesure la pression absolue ne nécessite qu’un branchement à travers lequel le milieu est connecté à l’appareil de mesure.

Pression relative

Du fait de leur design, de nombreux manomètres ne mesurent pas la pression absolue mais la pression relative. La pression relative est généralement la grandeur de mesure et de contrôle pour de nombreuses applications techniques. Lorsque la pression relative de gaz est indiquée dans des contenants, des conduites ou dans certaines pièces, la valeur de référence est normalement la pression de l’air ambiant. Par conséquent, la pression mesurée est indiquée comme différence par rapport à la pression de l’air ambiant. Ce type de manomètre numérique dispose de deux connexions pour la mesure, dont une pour mesurée la pression de l’air ambiant.

Si la pression mesurée est supérieure à la pression ambiante, la différence de pression s’appelle surpression. Quelques exemples de surpression sont la pression de l’air dans les pneus des véhicules, l’utilisation d’air comprimé pour les outils et les machines, mais aussi la surpression dans les liquides comme dans les systèmes de chauffage, dans le réseau d’eau potable ou dans les réservoirs de gaz. La dépression est une valeur inférieure à la pression normale de l’atmosphère. La dépression, ou pression négative, est présente dans les zones hautes de montagne et dans les avions à haute altitude, par exemple. Techniquement, la dépression sert, entre autre, à extraire la poussière, les vapeurs ou les matériaux.

Pression différentielle

Un manomètre numérique qui mesure la pression différentielle est équipé de deux connexions de pression indépendantes. Il permet de comparer directement deux pressions pour déterminer et limiter les différences de pression à l’intérieur d’un système, par exemple. Un manomètre à pression différentielle à installation permanente peut aussi être utilisé dans des installations techniques pour contrôler les processus directement au moyen des valeurs de mesure.

Critères importants pour choisir un manomètre numérique

En plus du type de pression à mesurer, il existe d’autres caractéristiques importantes qui diffèrent considérablement selon les types de manomètre numérique :

- les milieux dans lesquels il faut mesurer la pression,
- la plage de mesure, la précision et la sélection des unités, et
- si l’appareil est portable ou à installation permanente.

Manomètre numérique pour mesurer l’air, les gaz ou les liquides

De nombreux types de manomètre numérique mesurent la pression au moyen de son effet sur une membrane déformable qui sépare deux zones de pression normalement différente. En cas de différence de pression, la membrane se déforme dans le sens de la pression la plus faible. Plus la différence de pression est grande, plus la déformation de la membrane est forte. La déformation est enregistrée électroniquement, au moyen de jauges extensométriques par exemple, puis elle est convertie en une unité de pression.

Tous les manomètres numériques ne sont pas adaptés à la mesure de la pression des liquides. Il faut aussi choisir des variantes spécialement équipées pour mesurer la pression de gaz corrosifs ou explosifs.

Dans ces appareils, tous les matériaux et les composants qui entrent en contact avec le milieu à mesurer sont suffisamment résistants grâce à leur design en acier inoxydable ou en céramique, par exemple. Par conséquent, certains types de manomètre numérique sont aussi adaptés au contrôle de la pression dans les conduites pour combustibles, huiles ou peintures.

Plage, précision et choix des unités dans un manomètre numérique

De même que pour les dynamomètres, il est possible qu’un manomètre numérique tombe en panne à cause d’une surcharge. D’autre part, si la plage de mesure est vaste, la précision des valeurs mesurées est moindre. C’est pourquoi, il est très important de choisir un manomètre numérique ayant une plage de mesure adéquate. Pour éviter des problèmes juste après le dépassement de la plage de mesure, de nombreux manomètres numériques sont équipés pour supporter des pressions bien supérieures à la pression maximale mesurable. Dans ces modèles, la valeur de la surpression admissible et celle de la pression de rupture sont indiquées séparément. Les valeurs de mesure qui dépassent la valeur de surpression peuvent endommager l’appareil, tandis que les valeurs qui dépassent la valeur de rupture le détruisent, pouvant aussi causer d’autres dégâts.

L’indication de la précision d’un manomètre numérique est généralement accompagnée de l’écart possible, sous forme de pourcentage, de la plage de mesure sélectionnée. Lorsque vous comparez un appareil à un autre, il est fondamental de savoir si l’écart maximal indiqué a une influence sur l’application prévue, et dans quelle mesure. Avec une plage de mesure de 2,5 bars, 0,5 % de la plage de mesure représente un écart de 12,5 millibars. Pour un appareil ayant une plage de mesure de 250 bars et la même spécification de précision, l’écart sera de 1,25 bar.

Normalement, un manomètre numérique pour applications techniques permet de visualiser la valeur de mesure dans différentes unités, de sorte que la conversion n’est pas nécessaire. L’unité la plus courante à des fins techniques est le bar. On appelle généralement baromètres, les appareils de mesure de la pression atmosphérique pour les prévisions météorologiques.

Ils possèdent une plage de mesure réglée sur la pression atmosphérique de l’air et indiquent généralement les valeurs en millibars.

Manomètre numérique à installation fixe et portable

Que le manomètre numérique soit d’installation fixe ou portable, il doit être en contact avec le milieu sous pression. Dans le cas des appareils de mesure de la pression de l’air ambiant, il suffit en général que l’air puisse s’écouler sans obstacles jusqu’au capteur de pression. Cependant, pour mesurer la pression dans les systèmes de conduites, des connexions adaptées sont nécessaires. Veillez à ce que le manomètre numérique puisse se connecter en toute sécurité aux points de mesure prévus. De nombreux appareils d’installation fixe peuvent être équipés de différents raccords filetés, ce qui permet de les adapter aux connexions prévues du système à mesurer. En revanche, un manomètre numérique portable dispose généralement de différentes connexions. Il est souvent équipé de connexions pour des tubes en PVC ou silicone, même s’il est aussi possible d’utiliser un tube de Pitot pour des mesures dans des systèmes de ventilation.

Un manomètre numérique d’installation fixe est particulièrement adapté au contrôle de réservoirs ou de conduites qui sont constamment sous pression. Il permet de transmettre facilement les valeurs de mesure à travers des sorties analogiques ou numériques. Les sorties de commutation peuvent servir à connecter ou déconnecter automatiquement des pompes ou des valves lorsque les valeurs limites préétablies sont atteintes. D’autre part, vous pouvez utiliser un manomètre numérique portable assez facilement, pour vérifier et optimiser le système. En fonction de la quantité de données nécessaires, il existe des modèles avec des options de sauvegarde et des interfaces de données ou des capteurs pour des valeurs de mesure supplémentaires. Certains modèles, qu’ils soient d’installation fixe ou portable, intègrent aussi un enregistrement des données.

Domaines d’utilisation du manomètre numérique

Test Blower Door (Analyse du degré d’étanchéité d’un bâtiment)

Lors du Test Blower Door, on utilise un manomètre à pression différentielle pour vérifier s’il existe la pression négative nécessaire pour effectuer précisément le test d’étanchéité avec un anémomètre à fil chaud ou une caméra thermique. Le manomètre à pression différentielle vérifie la pression à l’extérieur et à l’intérieur du bâtiment. Lorsque le manomètre mesure une pression différentielle de 50 Pa, vous pourrez commencer l'analyse. Les 50 Pa mesurés par le manomètre correspondent à une pression du vent sur le bâtiment de 4 à 5 forces du vent environ.

Analyse des systèmes de filtration

Un manomètre permet de vérifier le degré de contamination des systèmes de filtration. Un manomètre différentiel contrôle la pression avant et après un filtre dans un système de ventilation ou de climatisation. Si le filtre est neuf ou a été nettoyé, l’idéal serait que le manomètre montre une pression différentielle de 0 bar. Or, si vous réitérez la mesure après un certain temps et qu’une valeur indique une surpression avant du filtre, alors il faudra le changer.

Analyse de la pression du système

Un opérateur de machine pourra vérifier continuellement la pression du système, à l’aide d’un manomètre à installation statique. Le manomètre indique en permanence la valeur de la pression actuelle sur un écran ou avec une aiguille dans le cas d’un modèle analogique. Lorsque la valeur de mesure de la pression augmente ou diminue, l’utilisateur pourra prendre des mesures pour éviter une panne dans la ligne de production.

Mesure et enregistrement des valeurs en laboratoire

Un manomètre intégrant un enregistrement de données pourra effectuer différents tests de pression en laboratoire. Le manomètre mesure continuellement la pression du système et garde en mémoire les valeurs. Grâce à cela, vous pourrez effectuer plusieurs tests sans savoir à prendre des notes pendant le test. Le manomètre enregistre toutes les pressions. À la fin du test, vous pourrez lire toutes les données de la mémoire du manomètre.

Mesure de pression (Newton) sans le manomètre

Un autre type de mesure de pression est la mesure de la force de compression ou de traction. Dans ce cas, les résultats de la mesure ne sont pas exprimés en bar ou Pa, mais directement dans une unité de force. L’unité de la mesure de force est le Newton (N), c’est pourquoi la pression est généralement directement liée à une surface. Dans ces cas, des unités comme, par exemple, N/mm² sont souvent utilisées.