Le manomètre: entre histoire et actualité

Qu'est-ce qu'un manomètre?

Le terme manomètre indique un instrument capable de mesurer la différence de pression entre deux fluides ou entre deux points différents d'un même fluide. En voulant être plus précis, le manomètre est l'instrument utilisé pour mesurer les pressions majeures à la pression atmosphérique: en effet, pour mesurer des pressions inférieures le terme le plus approprié est le vacuomètre ou sonde manométrique.

Aperçu historique sur le manomètre

En 1644, Evangelista Torricelli inventa pour la première fois le baromètre en utilisant ce que nous appelons aujourd'hui le «tube de Torricelli». Successivement, les études du physicien Italien furent reprises et améliorées par Pascal, auquel est d'ailleurs dédié l'unité de mesure de la pression dans le système international.
Les premiers manomètres, au début, suivront tous une dérivation directe du baromètre: c'étaient des tubes en U, avec un bras ouvert et l'autre fermé, contenant du mercure à l'intérieur.  Au vingtième siècle, des technologies basées sur des phénomènes moléculaires se développèrent pour mesurer des vides plus poussés.

Au niveau industriel, c'est-à-dire là où le timing ne peut être nécessairement aussi long que dans un laboratoire, les manomètres plus importants seront ceux brevetés par Bourdon et constitués d'un tube métallique relié à un indicateur à aiguille. Une variation de pression provoque une modification de la courbe du tube et, par conséquent, un déplacement de la position de l'aiguille.

Les règles de l'art concernant les manomètres

Il existe différents types de manomètres dans le monde mais tous mesurent la différence de pression entre le liquide que l'on veut analyser et la pression atmosphérique du point de référence (dans des conditions standards elle est au niveau de la mer et la valeur est de 101325 Pa, correspondant à 1,01325 bar). Les principaux sont:

- Manomètres en U: ils sont constitués d'un tube rempli d'un fluide de densité connue. D'un coté le tube est exposé à la pression atmosphérique et de l'autre il est relié à la mesure environnementale. Le liquide se déplacera vers l'une ou l'autre extrémité afin d'équilibrer la pression dans l'environnement. Le principal avantage est qu'étant un instrument très simple, il n'est pas sujet à des défaillances importantes. D'un autre coté, l’extrême simplicité implique une faible résolution de l'instrument.
- Manomètres Bourdon: ils représentent le modèle le plus utilisé à nos jours et, comme nous l'avons dit précédemment, ils sont constitués d'un tube à section elliptique relié à un cadran à aiguille. La pression augmentant, le rayon de la courbe du tube augmentera provoquant le déplacement de l'aiguille et la signalisation du changement de pression.
- Manomètres à membrane: la membrane est l'élément central et peut se déformer grâce à la différence de pression entre l'environnement et l'atmosphère. En effet, celle-ci aura tendance à se gonfler en présence d'une pression supérieure à la mesure environnementale.
- Manomètres piézo-électriques: ils utilisent la piézo-électricité, c'est-à-dire la propriété que certains matériaux ont à conduire l'électricité si on leur applique une différence de pression.

Outre  ceux-ci, comme nous l'avons cité au début, il y a également les vacuomètres pour mesurer les pressions inférieures à celle atmosphérique.

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24/03/2020