DEBITMETRIE

L’expérience d’AIRPROFIL dans le domaine de la mesure de débit des fluides industriels et hospitaliers amène à préférer 3 technologies de débitmètres pour nos campagnes de mesures :

  1. Les débitmètres non intrusifs à ultrasons pour liquides et gaz : ils sont précis, directionnels (sens de l’écoulement) et peuvent être montés et démontés sans interrompre le process.
     
  2. Les débitmètres à insertion : dans ce domaine, nous utilisons surtout des microturbines à insertion insérées sur des piquages réalisés en charge (air comprimé) ou hors charge (ammoniac 2 bars, vapeur jusqu’à 40 bars). Les débitmètres à ultrasons ne mesurent pas l’air comprimé si la pression est trop basse ou si la canalisation a un diamètre trop important pour une épaisseur et une pression de services données. Les débitmètres à insertion externes ne mesurent pas les débits de vapeur d’eau ni de CO2.
     
  3. Les tubes de Venturis normalisés. L’avantage du tube de Venturi par rapport au diaphragme et qu’il génère 10 fois moins de pertes de pression. AIRPROFIL fait usiner ses propres tubes de Venturis « propriétaires » à proximité d’Angles sur l’Anglin dans la Vienne (France).

Plutôt que de faire un long exposé, nous allons commenter quelques photographies issues de campagnes de mesures par AIRPROFIL.

Photo n°1 : Mesures sur air comprimé médical 10 bar

mesures air medical



Le débitmètre FLEXIM d’ancienne génération a été mis à jour avec une électronique de FLUXUS G601.

Le système de fixation est un produit GE SENSING bien plus facile à utiliser que les rails de fixations de FLEXIM, qui sont désagréables. Pour ces petits diamètres, par contre, nous ne connaissons pas de meilleurs capteurs que ceux de FLEXIM.

AIRPROFIL mesure sur les liquides et les gaz sur des canalisations jusqu’à 1000 mm de diamètres - on pourrait aller au-delà mais nous n’en avons pas eu l’occasion ! Trois fournisseurs : CONTROLOTRON, GE SENSING et FLEXIM.




Photo n°2 : débitmètre à microturbine à insertion

microturbine insertion
On distingue le collier de prise en charge (en bleu) de fabrication AIRPROFIL. Nous fabriquons actuellement (mai 2012) des colliers de prise en charge allant du DN100 au DN250 près d’Angles sur l’Anglin, dans la Vienne (France).

Nous ne trouvions pas de matériels répondant à deux de nos demandes : joints en VITON résistant mieux que l’EPDM àla température. L’air comprimé est parfois assez chaud : on peut dépasser 150°C en sortie de sécheur par adsorption avec apport thermique. Or la plupart des colliers de prise en charge du marché son conçus pour l’eau de ville et sont donc équipés de joint torique en EPDM qui ne nous convenaient pas. En outre, nous préférons des longueurs de piquages plus courtes car nous devons insérer un débitmètre au centre dela canalisation. Sile piquage est trop long, la sonde ne parvient pas au centre, au moins dans le cas de gros diamètres !

La microturbine à insertion est bien adaptée sur cette canalisation d’air comprimé DN100. Dans ce cas, nous manquions de longueurs droites sans soudures et la mesures par ultrasons était impossible ou risquait d’être instable au niveau de pression un peu bas de ce réseau d’air comprimé – la pression descendait à 5.2 bars relatifs.

La microturbine à insertion présente quelques inconvénients, comme sa fragilité et son poids (20 kg) mais elle mesure sans problème sur l’air comprimé humide ou la vapeur saturée, ce qui n’est pas le cas des débitmètres massiques thermiques à insertion. En outre, et contrairement à ces débitmètres massiques thermiques, elle n’est pas affectée par une température élevée ou variable de l’air comprimé, ou par la présence d’huile dans l’air comprimé.

Photo n°3 : tube de Venturi AIRPROFIL DN50

venturi


Nous ne trouvions pas de débitmètre répondant à nos besoins pour mesurer, pendant des durées de quelques jours à quelques semaines, des débits d’air comprimé sur des machines particulières pendant une action de réduction des consommations.



 

On peut réduire les consommations d’air comprimé par 10 types d’action, qui sont un peu pour AIRPROFIL, comme nos 10 commandements :

  1. Supprimer une utilisation de l’air comprimé et remplacer l’air comprimé par une autre énergie.
  2. Supprimer une utilisation de l’air comprimé et remplacer l’air comprimé par de l’air à pression plus basse ou à pression atmosphérique.
  3. Réduire le débit instantané d’une utilisation continue, par réglage (robinet).
  4. Réduire le débit instantané d’une utilisation continue, par régulation de pression (détendeur).
  5. Réduire le débit instantané d’une utilisation continue, par régulation de débit (vanne motorisée asservie à la valeur mesurée du débit.
  6. Rendre discontinue une utilisation continue de l’air comprimé (asservissement à présence pièce).
  7. Rendre discontinue une utilisation continue de l’air comprimé (isoler les machines à l’arrêt).
  8. Rendre discontinue une utilisation continue de l’air comprimé (isoler les sous-réseaux d’ateliers à l’arrêt).
  9. Rendre discontinue une utilisation continue de l’air comprimé (arrêter les compresseurs quand l’usine est à l’arrêt).
  10. Rendre plus courte la durée de consommation d’une utilisation discontinue.

On peut dire trois choses intéressantes de cette liste de « types d’action » en vue de la réduction des consommations d’air comprimé :

  1. En premier lieu, il manque deux types d’action absolument essentiels dans cette liste. Cet oubli est volontaire. Nous voulions 10 commandements et il y en avait 12, soit 2 de trop ! Le premier type d’utilisation qui manque est trivial : les fuites. Le second permettra aux éventuels candidats qui souhaiteraient rendre leur vie plus fatigante, mais aussi peut-être plus passionnante, en rejoignant AIRPROFIL, de nous envoyer une lettre de motivation qui sera lue et à laquelle on répondra s’ils ont répondu correctement !
     
  2. Deuxièmement, il se pourrait que nous ayons involontairement oublié un 13ième, voire un 14ième type d’action ! Si vous nous signalez un type d’action et que nous décidions de l’inclure dans cette typologie, vous aurez droit non seulement à être lu, mais éventuellement à du vin de champagne et à nos remerciements publics, même si vous êtes un confrère ou, pire, un vendeur de compresseurs d’air !
     
  3. La troisième chose à dire est que pendant qu’on travaille à réduire la consommation d’air comprimé d’une machine, on aime bien la mesurer en continu. C’est à ce besoin que répond le tube de Venturi d’AIRPROFIL.

Notre cahier des charges pour ce débitmètre était le suivant :

  • Le débitmètre AIRPROFIL doit être vérifiable sur site à tout moment, si possible sur la base d’une norme. Il pouvait donc s’agir d’un organe déprimogène.
     
  •  Le débitmètre ne doit pas générer trop de pertes de pression : ceci excluait le diaphragme. Au contraire, nous avons choisi un angle très petit pour le divergent : 7°. Quand on mesure 200 mbar, on perd moins de 20 mbar.

  • Le débitmètre AIRPROFIL doit mesurer, même de manière imprécise, les petits débits (de fuites) par exemple. Nous avons comparé, sur notre banc d’essais, la valeur mesurée sur notre tube de Venturi DN50 à celle mesurée sur un indicateur de débit massique thermique DN50 fabriqué parla société IFM. Au débit de 11 Nm3/h, les deux débitmètres affichait la même valeur. Notre banc d’essai ne nous permet pas (mai 2012) de générer un débit plus bas. On notera que le choix du Venturi est plutôt préférable au choix du tube de Pitot, un autre organe déprimogène, pour mesurer de très petits débits.

  •  Le débitmètre doit être léger afin de minimiser les coûts de transport. Un débitmètre AIRPROFIL a de bonnes chances d’être transporté 100 fois sur 500 km (aller et retour), soit 100 000 km, au cours de sa vie de débitmètre. Le prix moyen de ces 100 transports par TNT est de l’ordre de 4000 € pour des sites situés en France. 20 000 euros pour des sites situés hors de France, en Europe. L’aluminium est 5 plus léger que l’acier et donc plus économique à transporter.

  • Le débitmètre AIRPROFIL doit être de géométrie symétrique, car les tuyauteurs de nos Clients lisent mal volontiers nos schémas, ou les jugent (peut-être à juste titre) pas clairs et difficiles à comprendre. Un tuyauteur qui reçoit un tube de Venturi préfère l’installer de manière à ce que le rétrécissement soit progressif et l’élargissement brusque, alors que c’est l’élargissement qui produit des tourbillons, et donc des pertes de pression. De toute manière, un tuyauteur Moldave ne parle en général ni anglais, ni français et nous ne parlons ni roumain, ni russe ! Notre débitmètre doit dont pouvoir être monté dans n’importe quel sens.

  • Le débitmètre AIRPROFIL doit être robuste : l’épaisseur d’aluminium est supérieure à 10 mm même aux extrémités, et dépasse 20 mm au col. Le tube d’aluminium est en outre protégé par une protection en plastique épais et il est équipé de brides, se qui exclut l’utilisation de clés à griffe. Il aura moins tendance que les massiques thermiques d’IFM ou VPI à revenir de location plié !

  • Le débitmètre AIRPROFIL comporte des prises de pression ou d’échantillon supplémentaires : on peut, par exemple y raccorder un hygromètre, ou insérer une tête de mesure massique thermique à insertion pour vérifier un très petit débit de fuite.

Comme nous ne trouvons rien de ressemblant sur le marché, nous l’avons fait fabriqué en interne. Dans le cadre d’une prestation d’aide à la réduction des consommations d’air comprimé (nous consulter), les débitmètres nécessaires à l’étude sont mis à disposition gratuitement tant que nos Intervenants sont présents.

Le débitmètre AIRPROFIL n’est pas très beau. Nous nous souvenons d’une visite chez un de nos fournisseurs en Hollande. Nous avions découvert un défaut de software dans le matériel qu’il nous avait vendu : un « STACK OVERFLOW » provoquait la réinitialisation, de manière aléatoire mais plutôt fréquente du calculateur. L’index totalisateur, qui n’était enregistré en mémoire non volatil qu’une fois par heure, reculait alors de quelques dizaines ou centaines de Nm3. Nous avions vendu une vingtaine de ces débitmètres défectueux à des gens qui, souvent vendaient l’air comprimé au mètre cube !

Notre fournisseur nous a reçus, dans son beau bureau décoré d’un tableau qu’il avait peint lui-même. Un tableau comme on n’en trouve pas dans les musées ! Notre interlocuteur artiste était surtout préoccupé par un léger défaut d’aspect sur la reproduction de ce tableau, en quelque sorte son logo, sur la tête de son débitmètre. L’erreur de mesure le préoccupait moins, sans doute parce que, dans ses clauses de ventes, les défauts de câblage et de logiciel ne sont garantis que pendant 90 jours !

En photographiant notre débitmètre AIRPROFIL, pas très beau mais solide, précis et vérifiable sur site à tout instant, nous avons choisi de le photographier devant une œuvre que notre amiAlphons HOLTGREVE(Warburg, Allemagne) nous a offerte.

Nous avons voulu montrer ainsi que, nous aussi, chez AIRPROFIL, nous avions un certain goût pour la beauté – mais dans nos vies, plutôt que dans nos débitmètres !