Présentation

Article

1 - GÉNÉRALITÉS SUR LA GRANDEUR PRESSION

2 - INSTRUMENTS À ÉLÉMENT DÉFORMABLE

3 - INSTRUMENTS DE TRANSFERT

4 - BALANCES DE PRESSION

| Réf : R2060 v2

Généralités sur la grandeur pression
Hautes pressions - Domaine de 50 MPa à 2 GPa

Auteur(s) : Jean-Claude LEGRAS, Pierre OTAL

Relu et validé le 04 nov. 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les technologies hautes pressions interviennent dans de nombreux domaines industriels : automobile, pétrochimique, pharmaceutique et alimentaire. Le développement du marché des capteurs de haute pression, avec l’apparition de modèles pour les pressions supérieures à 1 GPa, traduit l’évolution du secteur et l’accroissement des besoins de mesure pour accompagner les demandes de performances toujours accrues. La pression sous ses différentes formes ainsi que les fluides qui la transmettent sont introduits. Puis sont présentés les instruments de mesure disponibles et spécifiques aux hautes pressions (notamment la balance de pression), avec leur place dans la chaîne d’étalonnage et leurs limites d’utilisation. Pour chacun d’entre eux, des éléments sont fournis afin d’optimiser leur mise en œuvre en termes de performance métrologique.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

High pressures - domain from 50 MPa to 2 GPa

High pressure technologies are used in many industrial sectors; automobile industry, petrochemical industry, pharmaceutical and food industry. The development of markets of high-pressure captors, with the introduction of models for pressures higher than 1 GPa, reflects the evolution of the sector and the increase in the need for measure in order to meet an accrued demand for performances. This article presents pressure under its various forms as well as the fluids which transmit it. It goes on to describe the available measuring instruments which are specific for high pressures( notably the pressure balance), with their position in the calibration chain as well as the use limitations. It provides elements for each of them in oredr to optimise their implementation in terms of metrology performances.

Auteur(s)

  • Jean-Claude LEGRAS : Ingénieur CNAM (Métrologie et traitement du signal)

  • Pierre OTAL : DESS physique des capteurs et systèmes de mesure - Responsable du département Pression-Vide au Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE)

INTRODUCTION

Les technologies hautes pressions interviennent dans de nombreux domaines industriels : à titre d’exemple l’industrie automobile avec les systèmes d’injection, les industries pétrochimiques, pharmaceutiques et alimentaires, certains processus tels que la découpe sous pression, sans oublier les applications militaires. Le développement du marché des capteurs de haute pression, avec l’apparition de nouveaux modèles pour les pressions supérieures à 1 GPa, traduit l’évolution du secteur et l’accroissement des besoins de mesure pour accompagner les demandes de performances toujours accrues.

Dans un premier paragraphe, la pression sous ses différentes formes ainsi que les fluides qui la transmettent sont introduits. L’article se limite volontairement à la pression statique, c’est-à-dire la pression stable ou quasiment stable dans le temps. En effet la pression dynamique et ses aspects très spécifiques font l’objet d’un autre ouvrage de la collection. Après un rappel de la notion de raccordement métrologique, les techniques instrumentales disponibles sont analysées.

Nous décrivons dans les paragraphes suivants les instruments de mesure et de détection de la pression, puis les instruments qui permettent de les raccorder aux étalons nationaux et internationaux, à savoir les manomètres numériques, les calibreurs de pression et les mesureurs générateurs. Sans reprendre les aspects déjà abordés dans d’autres articles de la collection, nous développons les instruments spécifiques des hautes pressions en nous attardant sur leur place dans la chaîne d’étalonnage et leurs limites d’utilisation. Une place particulière est faite aux jauges à manganine, instruments de mesure qui atteignent les limites du domaine de pression balayé. Pour chacune des familles d’instruments, nous donnons des éléments afin d’optimiser leur mise en œuvre en termes de performance métrologique. En particulier, nous introduisons les principales composantes à prendre en compte dans les bilans d’incertitude.

La balance de pression, qui constitue la référence tout au long de la chaîne d’étalonnage et possède beaucoup d’atouts dans le domaine des hautes pressions, fait l’objet du paragraphe 4. Les différents types de balance, leur place dans la chaîne sont décrits. Les techniques d’étalonnage et la mise en œuvre des balances sont abordées, après une description détaillée de leur fonctionnement. Le multiplicateur de pression, instrument dérivé de la balance, prend le relais pour les pressions les plus élevées.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2060


Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

1. Généralités sur la grandeur pression

1.1 Approche thermodynamique

Pour un milieu isotrope à l’équilibre thermodynamique, l’énergie E et l’entropie S sont des grandeurs thermodynamiques fondamentales additives. Cela signifie que l’énergie ou l’entropie de l’ensemble est égale à la somme des énergies ou des entropies des diverses parties constituant le corps macroscopique.

Appliquons ce principe à un fluide isolé dans un volume V : pour E donné, S ne dépend que de V ou, pour S donné, E ne dépend que de V et non de la forme du corps.

Cela se traduit par la différentielle totale bien connue :

( 1 )

où la température thermodynamique T et la pression P sont respectivement définies par :

( 2 )

D’autre part, le principe de Maupertuis dit que la force exercée sur un élément de surface d’un corps s’écrit, en valeur moyenne :

( 3 )

r étant le module du rayon vecteur porté par le vecteur unitaire normal à . Cela peut s’écrire également :

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Généralités sur la grandeur pression
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ERARD (L.), REPOSEUR (P.) -   Traçabilité et raccordement aux étalons nationaux  -  AFNOR MTL-III-10-20 (2003).

  • (2) - BRIDGMAN (P.W.) -   *  -  . – Proc. Am. Acad. Arts Sci., 47 (1911).

  • (3) - ROSTOCKI (A.J.) et al -   On the improvement of the metrological properties of manganin sensors  -  Metrologia, 42 (2005).

  • (4) - PEGGS (G.) -   *  -  . – NPL Monograph. Dunod (1998).

  • (5) - LEGRAS (J.-C.) et al -   La référence nationale de pression du BNM dans le domaine de 5 à 200 MPa  -  Bull. d'Information du BNM no 48, 9-33 (Avril 1982).

  • (6) - RABAULT (T.), LEGRAS (J.-C.) -   Calculation of the pressure distortion coefficient and uncertainty budget of the BNM/LNE 200 MPa national standard  -  Metrologia, 42, no 6 : S246-S249 (2005).

  • ...

NORMES

  • Valeur de la pesanteur terrestre. - NF X 02-011 - 1974

  • Métrologie dans l’entreprise. - NF X 07-16 - 1993

  • Manomètres industriels – Manomètres métalliques indicateurs – Manomètres différentiels. - NF E15-034 - 2000

  • Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure. - NF ENV 13005 - 1999

  • Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais. - ISO/CEI 17025 - 2005

  • Estimation des incertitudes sur les mesures de pression. - RM Aéro 802-02 - 1997

  • Étalonnage et utilisation des balances manométriques – balances à application de masses. - RM Aéro 802-21 - 1991

  • Étalonnage et utilisation des manomètres électromécaniques. - ...

1 Réglementation

HAUT DE PAGE

1.1 (Liste non exhaustive)

Décret no 61-501 du 3 mai 1961 relatif aux unités de mesure et au contrôle des instruments de mesure (version consolidée au 17 octobre 2009).

Directive 97/23/CE du Parlement européen et du Conseil du 29 mai 1997 relative au rapprochement des législations des États membres concernant les équipements sous pression (JO L 181 du 9 juillet 1997).

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Asco :

http://www.asco-instruments.fr

Autoclave Engineers :

http://www.autoclave-france.fr

Beamex :

http://www.beamex.com

Bourdon Haenni, groupe Baumer :

http://www.baumer.com

Calibration Online :

http://www.calibration-online.com

DH...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures physiques

(119 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS