Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La pression est une unité dérivée du système SI. Un pascal (Pa) est la pression engendrée par une force de 1 newton uniformément répartie sur une surface de 1 mètre carré. Cet article explique comment mesurer la pression, d'abord en créant un étalon de pression statique, puis les méthodes utilisables en fonction des niveaux de pression. Toute la chaîne d'étalonnage est présentée, avec une mention spéciale pour les incertitudes créées tout au long de la chaîne.
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Jean-Claude LEGRAS : Ingénieur CNAM - Bureau National de Métrologie (BNM) – Laboratoire National d’Essais (LNE)
INTRODUCTION
La grandeur pression est, en termes de métrologie, une unité dérivée du Système International, à partir de la masse, de la longueur et du temps. L’unité SI de pression est le pascal (Pa) qui est la pression engendrée par une force de 1 newton uniformément répartie sur une surface de 1 mètre carré. On conçoit d’après cette définition que le pascal est une unité très petite : la pression atmosphérique, qui nous est très familière en compte environ 100 000 au niveau de la mer. Aussi les unités plus usuelles, qui tendent à devenir le kilopascal (kPa) et le mégapascal (MPa), sont le millibar (mbar, 1 mbar = 0,1 kPa) et le bar (bar, 1 bar = 0,1 MPa).
Après un rappel des différentes techniques utilisées pour créer un étalon de pression statique, les méthodes utilisées pour disséminer l’unité de pression sur tout le domaine industriel d’une pression de quelques pascals à 1 GPa (ou 10 000 bar) sont décrites.
Cette dissémination se décline en termes de moyens et de méthodes d’étalonnage. Elle est abordée sous l’angle de la chaîne d’étalonnage dont le but est de démontrer un rattachement ininterrompu aux étalons nationaux et internationaux. Dans les méthodes décrites, une bonne part est faite aux différentes composantes qui permettent la propagation de l’incertitude d’étalonnage vers l’incertitude d’utilisation.
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- Version courante de juin 2022 par Pierre OTAL
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Instruments dérivés3. Instruments fondamentaux
3.1 Fonction
L’unité pression peut être réalisée à partir de deux instruments fondamentaux. La fonction de ces instruments est de définir le pascal à partir de grandeurs de base du système SI. L’équation aux dimensions est établie en reprenant la définition du pascal, soit le quotient d’une force par une surface :
Le pascal est ainsi rattaché à trois grandeur de base, soit la masse, la longueur et le temps.
HAUT DE PAGE3.2 Manomètre à colonne de liquide
Le premier instrument fondamental, également le plus traditionnel jusqu’à ces dernières années, est le manomètre à colonne de liquide. Le principe de cet appareil fait l’objet d’une formule :
avec :
- ρ :
- la masse volumique du liquide
- h :
- la hauteur de la colonne
- g :
- l’accélération de la pesanteur locale.
Dans cet appareil, une colonne de liquide équilibre la pression à mesurer.
Le manomètre à colonne de liquide a vu de nombreuses évolutions depuis sa première réalisation, le baromètre de Torricelli.
Il permet la mesure de tous types de pression de gaz. Un de ses handicaps est le domaine de mesure. Le liquide le plus favorable pour étendre le domaine de mesure est le mercure.
Rappelons que dans les baromètres à mercure, la pression atmosphérique au niveau de la mer est équilibrée par une colonne d’une hauteur de l’ordre de 760 mm.
En prenant en considération que le mercure est un produit dangereux et soumis à des règles strictes de transport, il n’est pas conseillé d’utiliser le baromètre à mercure comme étalon voyageur. Aussi...
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Instruments fondamentaux
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEGRAS (J.C.) - La mesure des pressions statiques - . Monographie BNM n 12, Bureau National de Métrologie.
-
(2) - DIXON (W.J.), MASSEY (F.J), Jr - Introduction to Statistical Analysis - . Ed. McGraw Hill – Applied.
-
(3) - DRAPER (N.R.), SMITH (H.) - Regression Analysis - . 2d edition, Ed Wiley.
-
(4) - LEGRAS (J.C.), DELAJOUD (P.), HUOT (A.) - La référence nationale de pression du BNM dans le domaine de 5 à 200 MPa - . Bulletin d’Information du BNM n 48, avr. 1982.
-
(5) - LEGRAS (J.C.), SCHATZ (B.), DELAJOUD (P.) - La référence nationale de pression du BNM dans le domaine de 10 à 400 kPa - . Bulletin d’Information du BNM n 65, juil. 1982.
-
(6) - LE GUINIO (J.), LEGRAS (J.C.), EL-TAWIL (A.) - New BNM-LNE standard for absolute pressure measurements up to 1 MPa - ....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Pressions usuelles dans les fluides. Instruments et principes de mesure
-
Pressions usuelles dans les fluides. Manomètres mécaniques
NORMES
-
Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure. Indice de classement : X07-020. - NF ENV 13005 - 8-99
-
Prescriptions générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais. Indice de classement : X50-61. - NF EN ISO/CEI 17025 - 5-00
-
Valeur de la pesanteur terrestre. - NF X02-011 - 11-74
-
Normes fondamentales. Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie. - NF X07-001 - 12-94
-
Métrologie – La fonction métrologie dans l’entreprise. - NF X07-010 - 10-01
-
Métrologie – Essais – Métrologie dans l’en-treprise – Constat de vérification des moyens de mesure. - X07-011 - 12-94
-
Métrologie – Métrologie dans l’entreprise – Certificat d’étalonnage des moyens de mesure. - FD X07-012 - 11-95
-
...
ANNEXES
Bureau de normalisation de l’aéronautique et de l’espace BNAE http://www.bnae.asso.fr
RM Aéro 802 01 - 1-89 - Guide de choix des instruments de mesure de pression. - -
RM Aéro 802 02 - 11-97 - Estimation des incertitudes sur les mesures de pression. - -
RM Aéro 802 21 - 3-91 - Étalonnage et utilisation des balances manométriques – Balance à application de masses. - -
RM Aéro 802 22 - 3-92 - Étalonnage et utilisation des balances manométriques –Manomètres numériques à piston. - -
RM Aéro 802 41 - 8-93 - Étalonnage et utilisation des manométres électromécaniques. - -
RM Aéro 802 42 - 2-95 - Générateurs et générateurs-mesureurs de pression. - -
European Cooperation for accreditation EA http://www.european-accreditation.org
Document EA-4/02Expression of the Uncertainty of Measurements in calibration.
Supplements 1 and 2 to EA-4/02Examples of uncertainty estimation.
Organisation internationale de métrologie légale OIML http://www.oiml.org
R 33-FR (1973)Valeur conventionnelle du résultat des pesées dans l’air.
HAUT DE PAGE
Bureau de normalisation de l’aéronautique et de l’espace BNAE http://www.bnae.asso.fr
Bureau de recherches géologiques et minières BRGM http://www.brgm.fr
Bureau...
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