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La mesure précise du niveau d’eau est cruciale dans de nombreux domaines, allant de la gestion des ressources hydriques à la prévention des inondations et à l’irrigation agricole. Parmi les technologies disponibles pour cette tâche, l’utilisation de capteurs de pression s’est imposée comme une méthode fiable et efficace. Dans cet article, nous explorerons en détail comment ces capteurs fonctionnent, les critères pour choisir le bon appareil, les erreurs communes de mesure, et les meilleures pratiques pour leur utilisation.
L’utilisation d’un capteur non-ventilé est le meilleur moyen d’avoir des mesures fiables et précises à un coût moindre, en revanche si vous souhaitez utiliser les données pour des recherches scientifiques alors nous vous recommandons d’opter pour un capteur ventilé
Indice
- Comment les capteurs de pression mesurent-ils le niveau d’eau ?
- Choix des dispositifs
- Erreurs courantes et bonnes pratiques d’utilisations
- Conclusion
1- Comment les capteurs de pression mesurent-ils le niveau d’eau ?
Le niveau d’eau représente la distance entre la surface de l’eau et un point de référence. La surface de l’eau, où l’eau rencontre l’atmosphère, est le point où la pression du fluide équivaut à la pression atmosphérique. Le point de référence est un point statique dans l’espace à partir duquel le niveau d’eau est mesuré. Un point de référence commun est le niveau moyen de la mer.
Dans la nature, le niveau d’eau peut être mesuré directement à l’aide d’un mètre de niveau d’eau ou d’un ruban dans les applications souterraines, ou d’une jauge de personnel dans les applications en eau de surface. Ces méthodes sont souvent perçues comme étant peu coûteuses et faciles à mettre en œuvre, ce qui leur confère une valeur significative. Cependant, elles présentent d’importants inconvénients qui affectent le coût opérationnel total et la qualité des données de niveau d’eau
Les capteurs de pression offrent une alternative technologique pour surmonter ces défis. En mesurant la pression exercée par la colonne d’eau au-dessus du capteur, ils permettent de déterminer le niveau d’eau avec précision. La mesure de la pression est directement proportionnelle à la hauteur de l’eau, permettant ainsi une évaluation fiable et précise du niveau d’eau.
Dans les applications pratiques, ces capteurs peuvent être immergés dans l’eau, où ils enregistrent continuellement la pression. Cette mesure est ensuite convertie en niveau d’eau en utilisant des équations standard ou des calibrations spécifiques au site. L’avantage des capteurs de pression réside dans leur capacité à fournir des mesures continues et précises, ce qui est essentiel pour la surveillance et la gestion efficaces des ressources en eau.
Bien que les méthodes traditionnelles de mesure du niveau d’eau aient leur place, l’utilisation de capteurs de pression modernes apporte une précision et une fiabilité accrues. Cela est crucial dans un monde où la gestion efficace de l’eau est de plus en plus importante face aux défis environnementaux et aux exigences de développement durable.
Deux catégories principales existent pour la mesure du niveau d’eau : les mesures directes et les mesures indirectes.
1.2.1 Les dispositifs de mesures directes
- Ruban de niveau d’eau : Un outil simple et manuel, il est souvent utilisé pour mesurer la profondeur des eaux souterraines dans les puits. Le ruban, marqué à intervalles réguliers, est abaissé jusqu’à ce qu’il atteigne l’eau, indiquant ainsi le niveau d’eau par rapport au point de référence
- Jauge de niveau d’eau : Utilisée principalement pour les eaux de surface, cette règle graduée est installée fixement dans un cours d’eau ou un réservoir. Elle permet une lecture visuelle directe du niveau d’eau, mais nécessite une observation sur place et peut être affectée par des conditions environnementales comme les débris ou la glace.
1.2.2 Les dispositifs de mesures indirectes
- Capteurs de pression : Comme discuté précédemment, ces dispositifs mesurent la pression exercée par la colonne d’eau et la convertissent en niveau d’eau. Ils sont particulièrement utiles pour les mesures continues et peuvent être utilisés dans divers environnements aquatiques.
- Bulleurs : Ce système utilise un tube dans lequel l’air est pompé. La pression nécessaire pour forcer l’air hors du tube est proportionnelle à la profondeur de l’eau. C’est une méthode fiable, souvent utilisée dans les environnements où les capteurs de pression pourraient être obstrués
- Méthode ultrasonic : Les capteurs ultrasoniques mesurent le temps nécessaire à un signal sonore pour se rendre à la surface de l’eau et revenir. Cette méthode est non invasive et peut être très précise, mais peut être influencée par des facteurs tels que la température de l’air et la présence d’obstacles.
- Radar : Semblable à la méthode ultrasonique, les capteurs radar utilisent des ondes radio pour mesurer la distance entre le capteur et la surface de l’eau. Ils sont très précis et fiables, même dans des conditions environnementales difficiles
Dans cette article nous allons nous concentrer sur l’utilisation des capteurs de pression
Comprendre la physique de base
La clé pour comprendre les détails de la mesure du niveau d’eau à l’aide d’un capteur de pression réside dans une compréhension élémentaire de la physique impliquée. Pour un fluide au repos, la pression hydrostatique exercée par le poids du fluide au-dessus d’un point de mesure dépend de la densité et de la hauteur de la colonne de fluide, ainsi que de l’accélération locale due à la gravité.
Mesure de la Pression hydrostatique
En mesurant la pression hydrostatique en un point donné dans un fluide, et en connaissant la densité de ce fluide ainsi que l’accélération due à la gravité à cet emplacement, nous pouvons déterminer la hauteur de l’eau au-dessus du point de mesure. Dans ce cas, le niveau d’eau obtenu à partir d’un transducteur de pression est le résultat de la pression divisée par la densité multipliée par l’accélération due à la gravité.
Facteur additionnel – La distance du point de référence
Un autre facteur à prendre en compte est la distance du point de référence. Cette distance peut être ajoutée au niveau de l’eau mesuré pour fournir une valeur plus significative. Par exemple, si le capteur est placé à une certaine distance sous un point de référence connu (comme le niveau moyen de la mer ou le fond d’un puits), cette distance doit être ajoutée à la mesure de niveau d’eau pour obtenir une mesure précise par rapport au point de référence.
La mesure du niveau d’eau à l’aide de capteurs de pression n’est pas seulement une question de lecture des données de pression, mais implique également une compréhension des principes physiques sous-jacents. Cette méthode offre une précision et une fiabilité accrues, surtout dans les applications nécessitant une surveillance continue et à long terme des ressources en eau.
Un enregistreur de niveau d’eau, souvent appelé capteur de pression d’eau, est un instrument sophistiqué conçu pour mesurer et enregistrer le niveau d’eau dans divers environnements aquatiques. Ce dispositif est essentiel dans de nombreuses applications, telles que la surveillance environnementale, la gestion des ressources hydriques et l’étude des phénomènes naturels.
Les composants clés du capteur de pression :
- Transducteur de pression: C’est l’élément central de l’appareil. Il mesure la pression exercée par la colonne d’eau au-dessus de lui, permettant ainsi de déduire le niveau d’eau. La précision et la fiabilité du capteur sont cruciales pour la qualité des données recueillies
- Batterie : Elle alimente l’enregistreur, lui permettant d’opérer sur de longues périodes sans intervention humaine. La longévité de la batterie est un facteur important, surtout dans les applications à long terme ou dans des endroits difficiles d’accès.
- Enregistreur de Données Numériques : Cette composante enregistre les données mesurées par le capteur. Elle stocke les informations sur la pression et, par conséquent, sur le niveau d’eau, permettant une analyse ultérieure. L’enregistreur de données peut avoir différentes capacités de stockage selon les besoins de l’application.
- Connecteur Étanche : Vu que l’appareil est souvent utilisé dans des environnements humides ou sous l’eau, un connecteur étanche est essentiel pour prévenir les dommages causés par l’eau.
- Poids : La plupart des enregistreurs de niveau d’eau submersibles sont équipés de poids pour garantir qu’ils coulent et restent en position stable au fond ou à l’emplacement de mesure.
- Boîtier Robuste : L’ensemble est logé dans un boîtier robuste, conçu pour résister aux conditions difficiles rencontrées lors des déploiements sous-marins à long terme. Ce boîtier protège les composants internes contre les éléments, assurant ainsi la durabilité et la fiabilité de l’appareil.
L’installation d’un enregistreur de niveau d’eau est une étape cruciale pour assurer la précision et la fiabilité des données collectées. Ces dispositifs peuvent être déployés de manière relativement simple, mais nécessitent une attention particulière quant à leur positionnement et à leur configuration.
Déploiement du capteur de pression :
- Suspension dans l’eau : Le capteur de pression est typiquement déployé en le suspendant dans l’eau à une longueur fixe. Cette méthode permet de positionner le capteur à la profondeur souhaitée, assurant ainsi des mesures précises.
- Période de surveillance : Ces instruments peuvent rester sans surveillance pendant des mois, mesurant et enregistrant les niveaux d’eau à des intervalles définis par l’utilisateur. Ces intervalles peuvent varier de quotidien, horaire, ou même plusieurs fois par seconde, afin de capturer des changements rapides des niveaux d’eau.
Configuration et Récupération des Données :
- Paramétrage de l’appareil : Le capteur doit être configuré avant son déploiement. Cette configuration inclut le réglage des intervalles de mesure et d’autres paramètres spécifiques à l’application.
- Téléchargement des données : Les données peuvent être récupérées soit en retirant l’unité de l’eau, soit en utilisant un câble de lecture directe pour se connecter à l’instrument immergé. Cette flexibilité facilite l’accès aux données sans perturber le positionnement de l’appareil.
Connexion à un Système de Télémétrie :
- Transmission de données : L’instrument peut également être connecté à un système de télémétrie pour transmettre des données via des communications cellulaires, satellitaires ou radio. Cette fonctionnalité permet une surveillance à distance et en temps réel, ce qui est particulièrement utile dans les zones difficiles d’accès ou pour des études à grande échelle.
- Avantages de la télémétrie: La télémétrie offre l’avantage de réduire le besoin de visites sur site pour le téléchargement des données, économisant ainsi du temps et des ressources. Elle permet également une réponse rapide en cas de changements soudains des niveaux d’eau, ce qui est essentiel pour la gestion des inondations ou d’autres applications critiques.
Les capteurs de pression piézorésistifs jouent un rôle crucial dans la mesure précise du niveau d’eau. Ils transforment la pression appliquée en un signal électrique, ce qui permet de mesurer le niveau d’eau de manière indirecte mais très précise.
Principe de Base :
Conversion de la Pression en Signal Électrique : Le transducteur de pression est un dispositif de mesure qui convertit la pression appliquée en un signal électrique. La pression est appliquée sur la face du capteur et transférée à travers un fluide (comme de l’huile) sur un substrat de verre.
Utilisation du Silicium Piézorésistif : Le substrat de verre agit sur le silicium piézorésistif qui se trouve en dessous. Lorsque le silicium se courbe sous l’effet de la pression, sa résistance électrique change. Cette modification de la résistance est le principe fondamental sur lequel repose la mesure de la pression.erre.
Mesure de la Résistance et Calibrage :
Changement de résistance électrique : La courbure du silicium modifie sa résistance électrique, ce qui peut être mesuré précisément. Ce changement de résistance est proportionnel à la pression appliquée, permettant ainsi de déterminer le niveau de pression (et donc le niveau d’eau) avec précision.
Dépendance à la Température : Il est important de noter que la résistance est dépendante de la température. Cela signifie que les transducteurs de pression nécessitent également des thermistances pour mesurer la température.
Calibrage : Le calibrage des capteurs de pression piézorésistifs doit se faire en tenant compte à la fois des gammes de température et de pression. Cette étape est essentielle pour assurer la précision des mesures dans différentes conditions environnementales.
2- Choix des dispositifs
Lors du choix des capteurs de pression pour la mesure du niveau d’eau, il est essentiel de comprendre la distinction entre la pression absolue et la pression relative. Cette compréhension influence le type de capteur sélectionné et la manière dont les données sont interprétées.
- La pression absolue est mesurée par rapport à un vide parfait, ou zéro pression. En d’autres termes, elle prend en compte la pression atmosphérique ambiante plus la pression du fluide mesuré. La pression absolue est toujours positive.
- La pression relative est mesurée par rapport à la pression atmosphérique ambiante. Sur cette échelle, la pression atmosphérique normale est considérée comme zéro. La pression relative peut être positive ou négative, selon si elle est supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique.
La distinction entre les capteurs de pression absolue et relative est cruciale pour leur fonctionnement et l’interprétation des mesures qu’ils fournissent. Explorons comment ces deux types de capteurs opèrent au sein d’un capteur de pression.
- Capteurs absolu (non-ventilé) : Dans un capteur absolu, la face avant du capteur mesure à la fois la pression de l’eau et la pression atmosphérique, tandis que l’autre côté est un vide scellé. Pour obtenir le niveau d’eau à partir d’un capteur non ventilé, la pression atmosphérique ambiante doit être mesurée et soustraite de la lecture.
- Capteur relatif (ventilé) : Dans un capteur relatif, l’arrière du capteur est ouvert à l’atmosphère via un tube de ventilation qui parcourt la longueur du câble jusqu’à la surface. Cela permet d’égaliser la pression à l’arrière du capteur avec la pression atmosphérique ambiante. Cette configuration annule la pression atmosphérique ressentie sur le devant du capteur, résultant en une lecture de la pression de l’eau uniquement
Dans cet exemple, l’arrière du capteur de pression relative est ventilé et à une pression de 1 bar. Cette pression est soustraite de la pression d’air et d’eau sur le devant du capteur, donnant une lecture de pression de 2 bars qui est la pression de l’eau.
Ventilé
Non-Ventilé
Meilleure précision
Précision réduite
Maintenance importante
Moins de maintenance
Coût important
Coût plus faible
Risque d’inondation
Scellé hermétiquement
Le choix de la plage de fonctionnement appropriée pour un enregistreur de niveau d’eau est un facteur crucial qui détermine à la fois la fiabilité et la précision des mesures. Cette sélection dépend de l’amplitude des changements attendus du niveau d’eau et du niveau de précision souhaité.
Plage de Pression des Capteurs :
- Plage de Fonctionnement : La plage d’un capteur de pression désigne la pression maximale effective que le capteur peut mesurer sans subir de dégâts. Elle est souvent exprimée en profondeur d’eau pour faciliter le choix du capteur approprié.
- Exemple Pratique : Par exemple, un transducteur de 15 PSI a une profondeur maximale d’environ 11 mètres (ou 35 pieds). Cela signifie que le capteur ne devrait pas être immergé à une profondeur supérieure à 11 mètres.
Limites et Risques de Dépassement :
- Dépassement de la Plage : Si la pression dépasse jusqu’à deux fois la plage spécifiée, le capteur fonctionnera toujours, mais les lectures peuvent devenir inexactes. Entre deux et trois fois la plage, le capteur peut être endommagé, et au-delà de trois fois la plage, le capteur sera détruit.
Impact sur la Précision :
- Relation entre Plage et Précision : Plus la plage de pression est élevée, plus l’épaisseur de la face du capteur doit être importante pour résister à la pression sans dommage physique. Cependant, une face de capteur plus épaisse nécessite plus de pression pour transférer un signal au silicium, ce qui réduit la précision.
- Précision en Fonction de la Plage : La précision est souvent rapportée en pourcentage de l’échelle complète ou de la plage du capteur. Par exemple, un capteur de 11 mètres avec une précision de 0,5 % de l’échelle complète aura une précision de profondeur d’environ 5 millimètres. Cela signifie que tout changement de niveau d’eau de 5 millimètres ou moins pourrait être considéré comme une erreur de l’instrument. À l’inverse, pour un capteur de 351 mètres, la précision de profondeur serait d’environ 176 millimètres, soit plus d’un demi-pied.
Choix de la Plage de Pression :
Le choix de la plage de pression doit se baser sur la plage la plus basse qui répondra aux exigences de profondeur et de précision de votre application. Un capteur avec une plage de pression trop élevée pour votre application peut sacrifier la précision nécessaire, tandis qu’une plage de pression trop faible pourrait entraîner des erreurs de mesure ou des dommages au capteur.
2.4.1 Capteurs non-ventilés
En 2023, la grande majorité des gens sont intéressés par l’utilisation de capteur de pression non ventilés. Ce genre de capteur est très intéressant notamment grâce à son rapport qualité-prix, en effet certains capteurs sont capables de fournir des données de très haute précision tout en restant à des prix abordables.
Si vous avez besoin d’appareil de mesure pour une utilisation occasionnelle et que vous n’avez pas besoin d’avoir des informations de manière continue, nous vous conseillons d’investir dans un appareil de mesure manuel comme les sondes manuelles ou encore des capteurs de pression d’entrée de gamme.
En revanche, si vous avez besoin d’appareils de qualité avec une précision et une fiabilité incomparable, alors nous vous conseillons les capteurs de la gamme Diver de la marque Eijkelkamp. Ce sont des produits reconnus pour leur précision et leur facilité d’utilisation. Ces enregistreurs sont les plus compacts sur le marché et sont compatibles avec les puits/forages de 25mm (1”).
Données des appareils :
CTD-Diver
CERA-Diver
MICRO-Diver
TD-Diver
Température
✅
✅
✅
✅
Pression
✅
✅
✅
✅
Conductivité
✅
❌
❌
❌
Gamme de mesure de niveau
0-200m
0-100m
0-100m
0-100m
Résistant à la corrosion
✅
✅
❌
❌
Diamètre
Ø 22 mm
Ø 22 mm
Ø 18 mm
Ø 22 mm
Applications principales
Surveillance de la pollution (remédiation)
Surveillance de la qualité de l’eau
Surveillance à long terme des eaux souterraines (ouvrages de petits diamètres)
Surveillance à long terme des eaux souterraines
Surveillance de la qualité de l’eau
Surveillance des estuaires et projets d’intrusion d’eau salée
Ingénierie et construction
Surveillance des bassins versants et de la recharge
Surveillance des lixiviats
Exploitation minière – Remontée de la nappe/fuites/stabilité des pentes
Surveillance des nappes phréatiques peu profondes (piézomètre à pointe de mesure)
Gestion des eaux pluviales (déversoirs d’orage)
Surveillance des estuaires et projets d’intrusion d’eau salée
Automatisation du réseau de surveillance des eaux souterraines
Caractérisation des aquifères
Exploitation minière : Remontée de la nappe /fuites/stabilité des pentes
Essais de pompage/puits
De plus, les produits de la gamme Diver peuvent profiter d’un ensemble complet d’outils dédiés à la surveillance des eaux souterraines. Cela inclut un logiciel gratuit, une application mobile et un outil de terrain.
Diver Office :
Diver-App
Diver-Field
Diver-Office
Application mobile avec connexion Bluetooth. Nécessite le Diver-Mate
Outil de terrain pour organiser les visites et collecter des données.
Logiciel de gestion des données d’eaux souterraines, visualisation et exportation simplifiées.
Lecture et téléchargement des données facile.
Ordre de visite des sites de surveillance indiqué.
Configuration des projets de surveillance.
Affichage graphique des données.
Tâches prédéfinies assistées sur site.
Identification des tâches de terrain.
Transfert automatique vers portail/FTP.
Aide à la prise de décision en cas d’écart.
Fusion de séries temporelles.
Partage des données simplifié.
Correction en temps réel des erreurs de saisie.
Compensation barométrique des données.
Fonctionnalités désactivables pour éviter erreurs.
Entrée numérique évite les erreurs de transcription.
Exportation des données au format MON, CSV ou XLSX.
En revanche, c’est un investissement considérable, donc pour les professionnels qui veulent une sonde avec une précision et une résistance similaire vous pourriez aussi être intéressé aux produits d’In-Situ.
La gamme Rugged troll (RUGGED TROLL 100, RUGGED TROLL 200) offre un très bon rapport qualité prix mais malheureusement ils ne sont pas compatibles avec les trous/forages de 25mm (1”).
D’autre part, dans le domaine des capteurs non-ventilés, In-Situ propose aussi le LEVEL TROLL 700 et l’AQUA TROLL 200, des appareils compatibles avec les trous de forages de 25mm (1”) et capables de vous fournir des données fiables et précises sur une longue durée.
Données des appareils :+ Système anti-dérive
RUGGED TROLL 100
RUGGED TROLL 200
LEVEL TROLL 700
AQUA TROLL 200
Température
✅
✅
✅
✅
Pression
✅
✅
✅
✅
Conductivité
❌
❌
❌
✅
Câble de communication
❌
✅
✅
✅
Gamme de mesure de niveau
0-76m
0-76m
0-693m
0-210m
Résistant à la corrosion
✅
✅
✅
✅
Diamètre
Ø 26.2 mm
Ø 26.2 mm
Ø 18.3mm
Ø 18.3mm
Capteur de pression
Absolu
Absolu
Absolu ou ventilé
Absolu ou ventilé
Garantie
2 ans
2 ans
3 ans
2 ans
Capacité de la mémoire
120000 mesures (2MB)
120000 mesures (2MB)
250000 mesures (4MB)
250000 mesures (4MB)
En plus de leur adaptabilité, les produits de la marque In-Situ fonctionnent au sein d’un écosystème commun ce qui permet une collecte des données pratique efficace et plus économique.
Écosystème In-Situ :
VuSitu
HydroVu
VuLink
Application mobile avec connexion Bluetooth
Plateforme inovative pour la gestion des données du réseau d’outils In-Situ. Testez la démo dès maintenant
L’enregistreur de données et l’appareil de télémétrie cellulaire globale qui changera votre façon de penser la surveillance à distance.
Lecture des données sur site sans téléchargement
Interface intuitive : Axé sur l’experience utilisateur
Configuration des projets de surveillance.
Affichage graphique des données
Outils de configuration à distance
Identification des tâches de terrain.
Configuration, calibration et déploiement facilités
Accesible de n’importe où, à n’importe quel moment
Compensation barométrique des données.
Transfert automatique vers portail HydroVu.
Simplification de la gestion des grands réseaux
Fusion de séries temporelles.
Calibration par lots disponible
Alertes multi-conditions facilement personnalisables
Exportation des données au format MON, CSV ou XLSX.
2.4.2 Enregistreur de pression atmosphérique
Lors de l’utilisation de capteurs non ventilés pour mesurer le niveau d’eau, la compensation de la pression barométrique peut parfois s’avérer difficile. Cette difficulté peut être due à la disponibilité limitée de capteurs barométriques, à des caractéristiques géographiques uniques telles que des montagnes ou des vallées, ou à des systèmes météorologiques en évolution rapide. La compensation barométrique nécessite également un traitement ultérieur des données, ce qui peut introduire des erreurs et retarder l’interprétation des données.
Une solution à ces problèmes consiste à utiliser un enregistreur de pression atmosphérique. La pression de l’air est enregistrée dans un capteur monté en haut de l’unité à la même fréquence que le capteur de niveau. Cette valeur est ensuite automatiquement soustraite de la mesure de la pression absolue, fournissant une valeur corrigée du niveau d’eau qui est envoyée via des réseaux cellulaires ou satellitaires.
Pour une surveillance continue éfficace et précise, nous vous conseillons les deux appareils suivants : le Baro Diver (compatible avec les puits/trous de forage de moins de 25mm) et le Baro Troll (incompatible avec les puits/trous de forage de moins de 25mm)
Données des appareils :
Baro Diver
Baro Troll
Utilisation
Pression atmosphérique, surveillance continue, surveillance des eaux de ruissellement pluviales, surveillance des zones humides
Pression atmosphérique, Surveillance continue, surveillance des eaux de ruissellement pluviales, surveillance des eaux humides
Dimensions
Ø 22 x L. 110 mm
Ø 26.2 x L. 144.3 mm
Capteurs inclus
Pression/T°c
Pression/T°c
Capacité de la mémoire
72 000 mesures par paramètre (et72 000 en sauvegarde) Mémoire fixe ou réécriture des données
120 000 mesures
Corps de sonde
Acier inoxydable (316L)
Titane
Durée de vie de la batterie
Jusqu’à 10 ans (selon utilisation)
Jusqu’à 10 ans (selon utilisation)
Poids
104 grammes
137 grammes
Température : Plage / Compensation
-20°C à 80°C / -10°C à 50°C
-40°C à 80°C / 0°C à 50°C
Température : précision
± 0,1°C
± 0,3°C
Température : résolution
0,01°C
0,01°C
Pression : précision
± 0,5 cm H2O
±0.05% FS de 0 to 50 °C
Capteur de pression
Capteur absolu
Capteur absolu
Spécificité du forage / puits
Ø < 25 mm, Ø < 37 mm, Ø < 50 mm
Ø < 37 mm, Ø < 50 mm
2.4.3 Capteur ventilé
Les capteurs ventilés ne représentent qu’une faible partie du marché des capteurs de pression. En revanche, certaines agences de l’eau ou encore certains scientifiques peuvent être intéressés par ce genre d’appareil de mesure ultra précis et capable de fournir des résultats avec une fiabilité incomparable.
Dans ce domaine, nous vous conseillons d’investir dans le LEVEL TROLL 500 de la marque In-Situ, un appareil très résistant et précis avec une capacité de mémoire très importante.
Données de l’appareil :
LEVEL TROLL 500
Température
✅
Pression
✅
conductivité
❌
Câble de communication
✅
Gamme de mesure de niveau
0-350m
Résistant à la corrosion
✅
Diamètre
Ø 18.3mm
Capteur de pression
Ventilé
Garantie
3 ans
Capacité de la mémoire
120000 mesures (2MB)
3- Erreurs courantes et bonnes pratiques d’utilisation
L’installation et la configuration correctes des enregistreurs de niveau d’eau sont essentielles pour obtenir des mesures précises et fiables. De nombreuses erreurs dans la mesure du niveau d’eau sont liées à l’installation et peuvent être considérablement réduites en comprenant le fonctionnement des instruments et en utilisant un bon jugement. Voici 7 conseils pour une installation optimale de vos capteurs :
1. Vérification Avant Déploiement :
Contrôle Préalable : Avant de déployer un instrument, il est judicieux de vérifier sa lecture dans l’air pour confirmer qu’il fonctionne comme prévu. Les unités ventilées devraient afficher une pression proche de zéro, tandis que les unités non ventilées devraient indiquer la pression atmosphérique ambiante.
2. Positionnement dans la Colonne d’Eau :
Placement approprié : Le capteur doit être positionné à une profondeur appropriée dans la colonne d’eau pour l’application. Sans directives spécifiques, il est conseillé de les installer à environ la moitié de la profondeur maximale de la plage du capteur.
Éviter les erreurs de positionnement : Des erreurs courantes incluent le positionnement du capteur hors de l’eau ou trop près de la surface, ce qui entraîne des lectures incohérentes.
3. Techniques pour les Installations Profondes :
Estimation de la Profondeur : Pour des installations plus profondes, une astuce consiste à aligner l’extrémité du transducteur de pression avec celle d’un mètre de niveau d’eau et de les descendre ensemble dans le puits. Les graduations sur le ruban indiqueront approximativement la profondeur atteinte.
4. Précautions lors de l’Installation :
Éviter la Chute Libre : Ne jamais laisser l’instrument tomber librement dans l’eau, car cela pourrait endommager le capteur, le câble ou provoquer des enchevêtrements.
Vérification Après Installation : Après installation, vérifiez la lecture du niveau d’eau. Déplacez légèrement l’instrument et prenez une autre lecture pour vous assurer que l’instrument indique un changement raisonnable.
5. Stabilisation de la Température et du Câble :
Stabilisation du capteur de Température : La température est une mesure critique pour le fonctionnement du capteur. Les thermistances nécessitent environ 10 minutes pour s’adapter au nouvel environnement.
Détente du câble : Les câbles, qu’ils soient de suspension ou de communication, nécessitent souvent un peu de temps pour se détendre après avoir été stockés enroulés ou sur un enrouleur. Il est recommandé de laisser le système s’équilibrer pendant environ 60 minutes pour des lectures de haute précision après le stockage.
6. Gestion de l’Étirement et de la Contraction du Câble :
Étirement et Contraction : Les câbles, en particulier les longs, peuvent s’étirer sous leur propre poids et celui du capteur, et peuvent également s’étirer ou se contracter en raison de températures extrêmes. Si un câble s’étire ou se contracte, le capteur peut se déplacer de sa position fixe, affectant la lecture de pression et le niveau d’eau.
Câbles de Haute Qualité : Des câbles de meilleure qualité avec des brins de Kevlar sont disponibles pour prévenir l’étirement et la contraction.
7. Immobilisation du Capteur :
Sécurisation : Une fois le capteur à la profondeur appropriée, assurez-vous de sécuriser le câble de suspension ou de communication pour que l’instrument ne glisse pas. Un facteur clé pour obtenir de bonnes mesures de niveau d’eau à partir d’un capteur de pression est d’immobiliser le capteur à une profondeur fixe.
La définition d’un niveau de référence approprié est cruciale pour la mesure précise et la communication des niveaux d’eau. Souvent, nous souhaitons rapporter les niveaux d’eau par rapport à un point de référence fixe, comme le dispositif de mesure, le haut du tubage, ou le niveau moyen de la mer. Pendant la configuration des instruments, l’utilisateur peut spécifier ce niveau de référence ou décalage. Il existe trois types généraux de références de niveau.
Référence de profondeur
La référence de profondeur correspond simplement à la hauteur de l’eau au-dessus du capteur. C’est essentiellement le calcul du niveau d’eau à partir de la pression hydrostatique. Dans ce cas, l’utilisateur n’a pas la possibilité de définir un décalage car la référence est le capteur lui-même.
Référence d’élévation
Ici, le point fixe est situé en dessous du niveau d’eau mesuré, de sorte que les augmentations de l’eau sont positives et les diminutions négatives. Dans ce cas, la référence peut être réglée sur une élévation spécifique.
Référence de Profondeur d’eau
C’est lorsque le point fixe est au-dessus de la surface de l’eau, et les augmentations du niveau d’eau sont négatives, et les diminutions positives. Cette approche est couramment utilisée dans les applications d’eaux souterraines, où des mesures directes de la profondeur d’eau sont effectuées avec un mètre de niveau d’eau, et l’utilisateur souhaite comparer les deux lectures. Cela est également connu sous le nom de rabattement (drawdown).
Configuration et Gestion des Références : Les références doivent être saisies lorsque le capteur est immergé dans sa position finale pour l’enregistrement. Elles peuvent être définies au moment de la configuration, ou l’utilisateur peut être rappelé de les définir plus tard. Alternativement, la première lecture peut être définie sur une valeur spécifique. Si un enregistreur de niveau d’eau est laissé en place et ne bouge pas, alors la lecture devrait être précise par rapport au point de référence.
Précautions et Recommandations : Lors du repositionnement du capteur, il est important de noter que retirer puis réinstaller l’unité ne garantit pas le maintien de la même référence, en raison de la difficulté pratique de replacer les capteurs exactement dans leur position initiale; il est donc recommandé de débuter un nouveau journal avec une nouvelle référence à chaque fois. Ajuster le décalage en cours de journal n’est pas conseillé, car cela risque d’introduire des erreurs significatives dans les mesures. Il est aussi essentiel de toujours inclure la pression en plus de la profondeur, profondeur d’eau, ou élévation dans le rapport des données, permettant ainsi un traitement ultérieur pour la correction d’éventuelles erreurs de référence.
La densité est un concept important dans la mesure des niveaux d’eau, en particulier lors de l’utilisation de capteurs de pression. Elle se définit comme le rapport entre la densité d’un fluide et la densité de l’eau à quatre degrés Celsius et est utilisée pour calculer le niveau.
Dans de nombreux cas, l’utilisateur peut spécifier la densité de l’eau mesurée. Cela permet d’affiner les mesures en tenant compte des caractéristiques spécifiques du fluide. Cependant, si la gravité spécifique de l’eau est incorrectement supposée, cela peut conduire à des différences significatives dans la mesure du niveau d’eau. Par exemple, si l’eau douce est supposée pour une application en eau salée, la mesure du niveau d’eau pourrait être erronée de 17 millimètres.
Selon votre application, une telle erreur peut être plus ou moins critique. Dans certains cas, une différence de quelques millimètres peut ne pas être significative, tandis que dans d’autres, elle peut être cruciale.
Comme pour la référence de niveau, il est judicieux de toujours rapporter la pression afin que les erreurs résultant d’hypothèses incorrectes sur la gravité spécifique puissent être ajustées. Cela permet une certaine flexibilité pour corriger les mesures si l’on découvre que l’hypothèse initiale sur la gravité spécifique était inexacte. Il est recommandé de vérifier la gravité spécifique du fluide dans votre application particulière et de l’ajuster si nécessaire. Cela garantit que les mesures de niveau d’eau sont aussi précises que possible et reflètent fidèlement les conditions réelles.
Cette discussion approfondie sur la mesure du niveau d’eau a abordé plusieurs aspects essentiels, allant de la compréhension du fonctionnement des capteurs de pression à la sélection appropriée des dispositifs en fonction de leurs spécificités telles que la pression absolue et relative, la plage de fonctionnement et la précision. Nous avons également examiné des considérations importantes liées à l’installation, au choix du niveau de référence et à l’impact de la densité des liquides sur les données obtenues.
Tous ces éléments sont cruciaux pour garantir des mesures précises et fiables du niveau d’eau, essentielles dans de nombreuses applications environnementales et industrielles. La compréhension de ces principes et la mise en œuvre de bonnes pratiques d’utilisation sont fondamentales pour améliorer la qualité et l’efficacité des programmes de surveillance du niveau d’eau.
