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RÉSUMÉ
Cet article traite des fondamentaux de la mesure et du contrôle de niveau de liquides et de solides dans un contexte industriel. Les notions exposées en première et deuxième partie reprennent les définitions prérequises à une bonne mise en œuvre : niveau mesuré, hauteurs vraie et manométrique, interface, plan de référence, etc. Les parties suivantes décrivent les spécificités de la mesure de niveau relatives au produit (tranquillisation des liquides, particularités des solides en vrac), à la criticité de l'application (chaîne de mesure, fiabilité, sécurité) et à son adaptation aux conditions environnementales (températures extrêmes, agressions extérieures). Enfin, les dernières évolutions de la mesure de niveau, notamment en termes d'exploitation et de connectivité, sont présentées.
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This article deals with the fundamentals of measuring and controlling the level of liquids and solids in an industrial context. The basic concepts exposed in the first and second part of this article use the definitions prerequisite for a good implementation: measured level, true height and gauge head, interface, reference plane, etc. The following sections describe the specifics of the level measurement relating to the stored product (tranquilization of liquids, particularities of bulk solids), the criticality of the application (measurement chain, reliability, safety) and its adaptation to environmental conditions (extreme temperatures, external aggressions). Finally, the latest developments in level measurement, in particular in terms of operation and connectivity, are presented.
Auteur(s)
-
Florestan OGHEARD : Chargé d’affaires référent technique - Centre technique des industries aérauliques et thermiques, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
Rien ne semble plus banal qu’une mesure de niveau ! À côté des mesures de température, de pression et de débit, c’est une des quatre mesures fondamentales assumées par l’instrumentation industrielle. Cependant, la multiplicité des méthodes employées démontre que le niveau est, en réalité, un paramètre plus compliqué à maîtriser qu’il ne le paraît de prime abord. La complexité de la mesure de niveau est inhérente aux concepts mis en jeu. Que ce soit les différents mesurandes (niveau, hauteur vraie, hauteur manométrique), les spécificités relatives au produit stocké (tranquillisation des liquides, particularités des solides en vrac), la criticité de l’application (chaîne de mesure, fiabilité, sécurité) et son adaptation aux conditions environnementales (températures extrêmes, agressions extérieures), une multitude de paramètres est à prendre en compte afin d’optimiser le processus de mesure. Outre ces considérations purement techniques, la mesure de niveau peut également servir aux transactions commerciales lors de l’achat d’une quantité (volume ou masse) de produit stocké. Dans ce cas, les règles et normes de métrologie légales ajoutent des contraintes supplémentaires qu’il faudra considérer. La mise en œuvre d’une mesure de niveau doit ainsi répondre à diverses problématiques de sécurité, de rentabilité, ou de qualité des produits stockés. Omniprésente dans l’industrie, la mesure de niveau intervient dans un bon nombre d’applications, allant du contrôle (gestion d’automatismes, génie des procédés) à la détection de seuils (déclenchement d’alarmes) en passant par l’enregistrement de campagnes de mesures pour le suivi et l’analyse des systèmes (nappes phréatiques, barrages, rivières, réservoirs, consommation d’eau ou de carburant, etc). Les secteurs industriels les plus concernés par ces applications sont l’industrie chimique et pétrochimique, l’industrie agroalimentaire, pharmaceutique, ou encore le secteur de traitement de l’eau ou des industries en lien avec l’énergie et les matières premières.
ce premier article introduit les généralités sur la mesure et le contrôle des niveaux, nécessaires à la compréhension des articles suivants :
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes pour liquides ou solides » [R 2 011] ;
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux liquides » [R 2 012] ;
-
« Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes propres aux solides » [R 2 013] ;
-
« Comparatif des méthodes de mesure et de détection de niveaux » [R 2 014].
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KEYWORDS
measurement | level | height | location
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1993 par Michel RICHARD
- Version archivée 2 de mars 2003 par Michel RICHARD
DOI (Digital Object Identifier)
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Adaptation à l'environnement
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6. Fiabilité et sécurité
Comme la plupart des appareils de mesure, les capteurs de niveau sont amenés à protéger des matériels dont la valeur économique est très élevée, et à assurer la surveillance d’installations dangereuses. Il existe naturellement une hiérarchie des risques humains et matériels encourus. Quelles que soient l’adéquation des principes de mesure mis en œuvre et la qualité de la fabrication, nul instrument ne saurait prétendre à une fiabilité absolue ; la solution consiste à opérer par redondance en en multipliant le nombre et/ou le type pour une application où la sécurité est particulièrement recherchée.
Le fait qu’il y ait de plus en plus d’unités gérées avec un minimum de personnel, voire entièrement automatiques, implique une fiabilité accrue. Par conséquent, les exploitants apprécient les appareils capables de s’autodéclarer en défaut de fonctionnement à distance, ceux dits « à sécurité positive » qui, quelle que soit la panne les affectant, réagissent comme s’ils annonçaient le défaut logique qu’ils sont chargés de surveiller, et aussi les instruments susceptibles d’être testés à distance en service.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASCH (G.) - Les capteurs en instrumentation. - 8e édition. Dunod (2017).
-
(2) - GILLUM (D.R.) - Industrial level, pressure, and density measurement. - ISA (1995).
-
(3) - LEWIS (J.) - Solids Level Measurement and Detection Handbook. - Momentum Press (2012).
-
(4) - LITTLE (T.) - Going the distance: Solids Level Measurement with Radar. - Momentum Press (2012).
-
(5) - CHO (C.H.) - Measurement and Control of Liquid Level. - ISA (1982).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Mesure et contrôle de niveaux – Systèmes pour liquides ou solides
Cours en ligne sur la mesure de niveau par technologie radar :
https://academy-online.krohne.com/elearning/fr/cours/mesure-de-niveau-radar/
Engineer’s Garage: level sensors :
https://www.engineersgarage.com/article_page/level-sensors/
HAUT DE PAGE
ISO 2919 (2012), Radioprotection – Sources radioactives scellées – Exigences générales et classification
NF EN 13922 (2011), Citernes destinées au transport de matières dangereuses – Équipement de service pour citernes – Dispositifs limiteurs de remplissage pour carburants pétroliers liquides
Le catalogue des normes Iso et Afnor peut être consulté en ligne sur le site de l’Afnor : http://www.afnor.fr
DIN 7081 (1999), Pressure resistant oblong sight glasses of borosilicate glass without limitation in the range of low temperature
DIN 7080 (2005), Pressure...
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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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