3 mesures importantes dans l’industrie

3 mesures importantes dans l’industrie

12/07/2022 Non Par Thierry Janguin

La prise de certaines mesures est indissociable au milieu industriel (cosmétique, métrologie, pharmaceutique, agroalimentaire…). Ces processus sont indispensables (voire obligatoires dans certaines circonstances) afin de contrôler la qualité de vos produits ou de leur état de conservation. En effet, parmi les grandeurs que l’on doit surveiller dans l’industrie, la pression, l’humidité et la température s’avèrent importantes. Il convient d’utiliser les bons instruments de mesure afin d’obtenir des informations fiables et précises les concernant.

Mesurez la pression grâce à du matériel adapté

L’unité de mesure de la pression est le Pascal, mais il est courant d’utiliser le bar (100 000 Pa = 1 bar) dans le secteur industriel. Les entreprises industrielles ont généralement le choix entre trois méthodes pour mesurer la pression (électrique, mécanique et mécatronique).

Utilisez la technique électrique

Vous pouvez mesurer la pression via la technique électrique en vous servant d’un capteur ou d’un transmetteur de pression. En effet, il existe trois grandes catégories de capteurs de pression utilisés dans l’industrie.

Les capteurs à couche mince

Cette technologie est dotée de composants sensibles résistifs capables de détecter la pression. Les jauges de déformation sont directement placées sur la membrane métallique séparant l’appareil du process. Ce type de capteur électrique résiste fortement aux pressions extrêmes.

Les capteurs à couche épaisse

Les capteurs à couche épaisse sont constitués de membranes céramiques. Ces dernières offrent une bonne performance dans la détection de la pression absolue et relative. De plus, les capteurs céramiques en configuration résistive affichent d’importantes résistances chimiques. Ils sont adaptés aux entités spécialisées dans l’approvisionnement en eau ou dans le chauffage.

Les capteurs piézorésistifs

Ces types de technologies de mesure de pression utilisent des composants sensibles résistifs intégrés à une puce à base de silicium. La puce et le média sont séparés par la membrane en acier inoxydable. Pour transmettre la pression du process vers les éléments sensibles, le capteur piézorésistif se sert d’un liquide spécial de remplissage.

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Conservez la technique mécanique

La technique de mesure de pression mécanique existe depuis des siècles. Aujourd’hui encore, cette méthode est utilisée par de nombreux professionnels. Ces derniers se servent généralement de la jauge de pression à tube de Bourdon.

Ce tube élastique est initialement en forme de C. Lorsqu’il est soumis à une pression, il se déforme. Ce mouvement permet au manomètre de relever la valeur de la pression mécanique. Cette dernière s’affiche clairement sur le cadran de l’instrument à aiguille.

Adoptez la méthode mécatronique

La technique mécatronique associe les méthodes mécaniques et électriques. En pratique, celle-ci recourt à des instruments de mesure de pression mécanique équipés d’éléments électroniques. Le principe d’utilisation de ces capteurs hybrides est le même que pour les jauges de pression mécanique. Ils transmettent un signal électrique permettant de déterminer le niveau de la pression.

Notons qu’il existe une autre technique de mesure de pression, notamment celle à base de liquide, mais qui est très peu employée aujourd’hui. Cette méthode est, cependant, connue pour sa grande efficacité dans la détection de faibles variations de pression. On la rencontre surtout dans les salles blanches des industriels.

Prenez en compte le type de pression à mesurer

Vous devez choisir un instrument de mesure adapté au type de pression que vous souhaitez mesurer. En effet, il existe quatre sortes de pression, à savoir la pression absolue, la pression relative, la pression relative scellée et la pression différentielle. Sur le marché, vous pouvez trouver des capteurs adaptés à chacune d’entre elles. Ainsi, nous vous conseillons de choisir les bonnes machines de mesure pour obtenir des résultats pertinents.

Faites attention au taux d’humidité

Selon que vous vouliez mesurer le taux d’humidité dans l’air ou celui présent dans les matières, l’appareil à employer n’est pas le même. Découvrez ci-dessous plus de détails pour vous aider à choisir le bon instrument de mesure d’humidité.

L’humidité dans l’air

L’hygrométrie permet d’évaluer la qualité de l’air intérieur dans un local (un logement, un lieu de travail, une usine, une salle blanche…).

Les grandeurs qui y sont liées

Cette mesure prend plusieurs grandeurs en considération, en l’occurrence :

  • la température de l’air,
  • le point de rosée,
  • le bulbe humide,
  • l’humidité relative,
  • l’humidité absolue, etc.

Concrètement, l’hygrométrie correspond au rapport de la pression partielle de vapeur sur la pression de vapeur saturante dans l’air. Elle est exprimée en % RH (humidité relative) ou degré de saturation.

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Les hygromètres

Les hygromètres utilisent quatre différentes technologies avancées, notamment :

  • le capteur d’humidité résistif : la résistance de son élément sensible dépend étroitement de l’humidité relative,
  • le capteur d’humidité capacitif : son élément sensible est composé d’un condensateur à base de matériau diélectrique hygroscopique,
  • le psychromètre : cet instrument comporte deux thermomètres ou deux sondes permettant de mesurer la température sèche et la température humide,
  • le capteur à miroir refroidi : ce modèle détecte la formation de buée sur une surface dont la température est contrôlée.

Notons que certains modèles d’hygromètres comprennent des modules d’enregistrement avec ou sans fil. Les mesures peuvent être lues immédiatement ou plus tard.

L’humidité dans les matériaux

Les professionnels peuvent être amenés à évaluer le taux d’humidité dans les matières ou les matériaux dans les secteurs de l’agroalimentaire, de la construction, de la pharmaceutique, etc.

Le champ d’application

Dans le BTP, la détection de l’humidité dans les matériaux permet de prévenir la prolifération des acariens, des insectes ou des moisissures dans un habitat. Ainsi, il est possible de connaître plus précisément les besoins de ventilation d’un local.

Dans ce secteur, on mesure souvent l’humidité dans les matériaux des murs ou du sol (béton, plâtre ou bois). L’objectif est de détecter les zones mal isolées, les remontées capillaires ou les infiltrations d’eau.

Dans le secteur de l’agroalimentaire par exemple, les professionnels surveillent le taux d’humidité dans les produits (sucre, riz, café…) afin de leur assurer les meilleures conditions de conservation. De même, dans les pharmacies, il peut être nécessaire de mesurer la teneur en eau de certains médicaments pour éviter leur altération.

Les humidimètres

Les humidimètres sont les instruments de mesure du taux d’humidité dans les matières ou les matériaux. Ils sont disponibles en deux grandes catégories sur le marché. L’humidimètre à pointes calcule et mesure la teneur en eau grâce à un système de mesure résistif. Cette technologie a l’inconvénient de laisser des marques sur le matériau. Toutefois, elle est particulièrement plébiscitée pour obtenir des mesures précises dans le bois.

L’humidimètre par radiofréquence (capacitive), quant à lui, fonctionne par un contact superficiel sans dégrader le matériau. Cet appareil de mesure est capable de détecter l’humidité du matériau à une profondeur allant de 20 à 40 mm.

Ces deux types d’humidimètres assurent une facilité d’utilisation. En effet, un champ électrique est émis. Ensuite, on assiste à une baisse d’intensité correspondant à la teneur en eau du matériau. Notons qu’il existe des testeurs d’humidité combinant les caractéristiques des humidimètres à pointes et par radiofréquence.

Les différentes mesures de température

Vous avez le choix entre plusieurs appareils pour mesurer la température. Retrouvez ci-après les modèles les plus courants dans le milieu industriel.

Les thermomètres à résistance

Les appareils de mesure de température à résistance utilisent soit des sondes RTD (Resistance Temperature Detector), soit des thermistances. Ils fonctionnent sur le principe suivant : la résistance électrique d’un matériau varie selon la température.

D’une part, les thermomètres à RTD reposent sur les changements de résistance dans le métal (platine ou nickel). Cette résistance s’accroît linéairement en fonction de la température. Ce modèle de mesure de température doit respecter la norme DIN 60751 : 2009-05.

D’autre part, les thermistances s’appuient sur les changements de résistance dans des semi-conducteurs à base de céramique. Cette fois-ci, la résistance s’atténue lorsque la température augmente. Notons que les thermistances garantissent un temps de réponse rapide.

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Les thermocouples

Les technologies thermocouples comportent deux conducteurs ou bandes en métaux divers reliés l’un à l’autre. Grâce à cette soudure entre les deux métaux, l’effet thermoélectrique créé permet de détecter la température.

Cet « effet Seebeck » provoque la création d’une force électromotrice (FEM) entre deux jonctions. Ainsi, la sortie FEM de l’appareil augmente de manière non linéaire avec la montée de la température.

La soudure chaude au niveau de la jonction des deux fils est chauffée à la température mesurée. Par contre, la soudure froide au niveau des extrémités non jointes affiche la même température que l’endroit de la connexion.

Les dispositifs bimétalliques

Les thermomètres bimétalliques utilisent la différence dans le taux de dilatation thermique entre les divers métaux. Les professionnels y recourent surtout pour contrôler la température de liquéfaction du gaz naturel dans des réservoirs de stockage industriels.

Ces dispositifs comprennent des bandes faites de deux métaux différents et qui sont liées entre elles. Lorsque ces bandes sont chauffées, elles affichent un coefficient de dilatation différent. Cela entraîne le pliage qui se transforme en lecture de température grâce à une liaison mécanique à un pointeur.

Ce type de thermomètre sans fil a l’avantage d’être portable et donc facile à manipuler. Toutefois, il est moins précis que les dispositifs à RTD et les thermocouples.

Les capteurs infrarouges

Les thermomètres infrarouges s’utilisent sans aucun contact. Ils évaluent la température en prenant en compte le rayonnement thermique émis par le matériau. En effet, ils sont adaptés à tout type d’environnement et de matériau à haute émissivité (eau, papier, peinture, caoutchouc, bois, asphalte, plastique, aliment…).

Ces dispositifs infrarouges sont particulièrement sollicités pour les mesures de températures extrêmement élevées dans des conditions difficiles. Ils sont disponibles en plusieurs modèles, selon les plages de température, les sorties et les types de capteurs.

Ainsi, vous pouvez privilégier les capteurs infrarouges munis d’une fonction de réglage d’émissivité ajustable. Cela vous permet de réaliser un réglage précis pour obtenir des valeurs précises de la température sur les matériaux semi-réfléchissants (les métaux par exemple).

3 mesures importantes dans l’industrie

“Engagé dans le secteur numérique depuis de nombreuses années, je dirige une entreprise française spécialisée dans l’amélioration des stratégies digitales. Animé par ma passion pour l’univers digital, je partage à travers mes écrits des conseils et des réflexions, offrant une perspective pratique forgée par des années d’expérience dans cette sphère en constante évolution.”