Pâtisseries industrielle: système de fabrication de la pâte à tarte

Université Mohammed V
Ecole Mohammadia d’Ingénieurs
- Rabat-
1er année Génie Mécanique
Titre du Projet
Pâtisseries industrielle :
Fabrication de la pâte à tarte
••••• Réalisé par : Abderrahim NOAMANI
Ahmed TAOURA
Année Universitaire : 2022-2023
Table des matières
Introduction générale : .................................................................................................................... 1
Chapitre 1 : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ............................................................................. 2
I.
Poste 1 : Préparation du premier mélange entre P1 et P2 : .................................................... 3
I.1.
Versé les deux premiers ingrédients P1 et P2 :..................................................................... 3
I.2.
Agitation des deux ingrédients : ........................................................................................... 4
I.3.
Verser le premier mélange dans la trémie tampon : ............................................................ 5
II.
Poste 2 : Préparation du second mélange : ............................................................................. 6
II.1.
Remplissage de la poudre de la farine dans le skip : ............................................................ 6
II.2.
Le second mélange : .............................................................................................................. 7
III. Poste 3 : Stockage du produit final : ........................................................................................ 9
III.1. Versé le mélange final dans un silo : ..................................................................................... 9
III.2. Remplissage du silo de PF : ................................................................................................... 9
Chapitre 2: ETUDE DES CAPTEURS DE NIVEAU .......................................................................... 10
I.
Types des capteurs : jauge, transmetteur, switch ................................................................. 10
I.1.
Les capteurs de jauge .......................................................................................................... 10
I.2.
Les capteurs transmetteur .................................................................................................. 11
I.3.
Les capteurs Switch ............................................................................................................. 11
II.
Le choix d’un capteur : ........................................................................................................... 11
II.1.
Choix du type de capteur: ................................................................................................... 11
II.2.
Caractéristique d’un capteur: ............................................................................................. 12
III. Les technologies des capteurs de niveau : ............................................................................. 12
III.1. Les méthodes hydrostatiques : ........................................................................................... 13
III.2. Les méthodes électriques :.................................................................................................. 14
III.3. Caractéristiques de quelques technologies : ...................................................................... 18
III.4. Le choix des Fabricants :...................................................................................................... 19
Chapitre 3: ETUDE DES CAPTEURS DE DÉBIT ............................................................................. 26
I.
Les technologies des capteurs de débit : ............................................................................... 26
I.1.
Débitmètres à pression différentielle : ............................................................................... 27
I.2.
Débitmètres volumétriques ................................................................................................ 27
I.3.
Débitmètres à ultrasons: ..................................................................................................... 28
I.4.
Débitmètres à effet vortex .................................................................................................. 28
I.5.
Débitmètres Coriolis ............................................................................................................ 29
I.6.
Débitmètres électromagnétique ......................................................................................... 29
II.
Critères de choix des capteurs de débit : ............................................................................... 30
II.1.
Caractéristiques des Débitmètres : ..................................................................................... 30
II.2.
Le choix de la technologie de capteur :............................................................................... 30
II.3.
Le choix des fabricants : ...................................................................................................... 30
II.4.
Comparaison entre les différents fabricants :..................................................................... 33
Références et Bibliographie : ........................................................................................................ 35
Introduction générale :
La pâtisserie industrielle est une branche de l’industrie alimentaire qui produit des pâtisseries en
masse. Elle est souvent associée à la production de masse de produits de boulangerie, mais elle
peut également faire référence à la production de masse de friandises et de desserts. Alors que,
cette industrie très spécialisée utilise des machines spéciales pour fabriquer des pâtisseries en
grandes quantités. Les machines utilisées dans sont généralement beaucoup plus grandes et plus
complexes que les machines utilisées dans les boulangeries et les pâtisseries artisanales. Elles
sont conçues pour fabriquer des pâtisseries en grandes quantités de manière uniforme et rapide.
Les types de machines utilisées dans la pâtisserie industrielle varient selon le type de produit que
l’on souhaite fabriquer. Dans notre étude en va s’intéresse juste à la préparation de la pâte à
tarte, ce qu’est nécessite des systèmes de mélange pour associer une productivité maximale, des
réglages rapides des formulations et une conception énergétique optimisée.
En effet, en va traiter d’automatiser une partie d’un procédé industriel qui nous permet d’obtenir
puis de stocker un produit à partir d’un mélange de 2 ingrédient P1 : le lait, P2 : la beurre et d’une
poudre P : la farine versée via un skip, toute à fait selon l’instrumentation et la programmation
de l’API. Alors, comment va fonctionner notre système de préparation de la pâte à tarte ? et
comment choisir les capteurs nécessaire et convenable avec notre fonctionnement ?
En générale l’instrumentation industrielle regroupe des équipements et des dispositifs de
contrôle, très appréciée pour sa précision et son efficacité, elle fonctionne avec des capteurs
actifs ou passifs qui permettent de mesurer et de vérifier plusieurs paramètres : pression, débit,
température, position… C’est ce que nous appelons la métrologie.
Notre but d’après ce rapport est d’étudie les types de capteurs nécessaire pour le fonctionnement
de notre système. C’est pour cela on va voir dans le premier chapitre, d’abord comment va
fonctionner notre système de préparation de la pâte à tarte et qu’ils sont les instruments
industriels nécessaire. Après, dans les deux chapitres 2 et 3 on va étudie les technologies et les
caractéristiques de chacun des deux capteurs de niveau et de débit, pour que à la fin de ce rapport
d’être capable de choisir les capteurs nécessaire et convenable avec notre fonctionnement.
1
Chapitre 1 : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Introduction :
Pour fabriquer des tartes, il faut d’abord préparer la pâte à tarte. Cette dernière est un mélange
de poudre de farine, de lait, et de beurre. La pâte à tarte doit être pétrie et reposée avant d’être
étalée. Une fois étalée, la pâte à tarte est découpée à l’aide d’un emporte-pièce et placée dans
un moule à tarte. Après cela, la tarte est cuite à une température précise pour assurer une cuisson
parfaite. Enfin, la tarte est décorée avant d’être emballée et envoyée au client.
Dans notre cas en va s’intéresse juste à la préparation de La pâte à tarte, alors dans un premier
temps on commence par la préparation du premier mélange entre 2m3 de lait et 1m3 de beurre,
qu’on va utiliser après pour préparer notre deuxième mélange entre le premier mélange et
6000kg de farine (poudre), et voilà ça ce qu’on présente dans la figure 1 de fonctionnement du
système suivante :
Les différentes postes du système de fonctionnement
Avec :





Ingrédient 1 : 1m3 de beurre liquide ;
Ingrédient 2 : 2m3 de lait ;
Deux conduites occupé par des capteurs de débit, permet de verser des volumes précis
des deux ingrédients ;
Le skip glisse sur un châssis grâce à un moteur d’entrainement afin de transporter La
poudre de la farine ;
La trémie tampon : c’est un contenant destiné à stocker le 1er mélange en attente de
conditionnement ou de transformation. Ce contenant est généralement pesé ou équipé
de sondes de niveau (basse et haute).
2



Un silo : comme un réservoir de stockage destiné à entreposer notre produit final (la
pâte à tarte) ;
Les niveaux haut et bas ça être obtenu d’après un capteur de niveau ;
Les mélangeurs 1 et 2 : sont des appareils servant à malaxer diverses substances ;
On peut traiter le fonctionnement de notre système industriel d’après trois poste principale :
 Poste 1 : Préparation du premier mélange entre P1 et P2 ;
 Poste 2 : Préparation du second mélange ;
 Poste 3 : Stockage du produit final ;
I.
Poste 1 : Préparation du premier mélange entre P1 et P2 :
Le premier poste de notre système de fonctionnement, concerne à préparer Le mélange initial
pour notre pâte à tarte à laquelle nous ajouterons les deux premiers ingrédients : la beurre et le
lait.
Les instruments industriels de fonctionnement du poste 1.
Alors, le fonctionnement du poste 1 s’effectuer d’après les étapes suivantes :
I.1. Versé les deux premiers ingrédients P1 et P2 :
Les deux fluides de base : le lait et la beurre est conduit et pompé à travers deux conduites liées
au trémie 1. On utilise des capteurs de débit dans les deux conduites, ce qui va nous permet de
versée une dose de 1m3 du beurre fondu dans la trémie 1, et en même temps une dose de 2m3
du lait, et après les capteurs de débit va donner un signal d’ordre qui va fermer les deux vannes
VP1 et VP2 pour arrêter la versassions du deux fluide.
Alors le volume du premier mélange soit 3m3, ce qu’est nécessaire de choisie une trémie de
volume supérieur à 3m3.
3
Trémie industrielle avec un volume maximal de 5m3
I.2. Agitation des deux ingrédients :
Pendant l’ajoute des deux ingrédients, le mélangeur M1 situé dans cette trémie 1 est fonctionné,
pour nous permit d’obtenir un mélange homogène qu’on va utiliser après.
Mélangeur avec une vis de mélange rotative
4
Alors, les équipements de mélange font partie des outils essentiels, voire indispensables en milieu
industriel. Puisque le volume du premier mélange est assez grand, donc nous avons besoin d’un
mélangeur qui fonction à base d’un un moteur électrique de grande puissance, et le moteur doit
être refroidi à l'air et situé dans le logement de l'unité de mélangeur, pour s’assurer que l’enjeu
de l’équilibre du mélange de produits est bien respecté.
Vis de mélange rotative d’un mélangeur
Nos mélangeuses peuvent être fabriquées sur mesure avec des entrées spécifiques (remplissage
par vis, pneumatique ou chargement godets), mais aussi des évacuations en extrémités, ou
ventrales (équipés de sécurité) ils peuvent également être dotés de trappes de nettoyage et de
nombreuses autres options.
I.3. Verser le premier mélange dans la trémie tampon :
La trémie 1 contient un détecteur (capteur) trémie vide t1V qui va nous permit de fermer la vanne
V1 une fois que la trémie 1 soit vide et le mélangeur M1 va s’arrêter automatiquement. Alors le
mélange 1 est ensuite envoyé dans la trémie tampon jusqu’à ce que la trémie 1 soit vide. Le
mélangeur M1 s’arrête lorsque la trémie 1 est vide.
La trémie tampon possède plusieurs avantages, parmi eux on peut citer :
 Qu’elle offre un meilleur dosage de produit en entrée ou en sortie.
 Qu’elle facilite le contrôle de l’écoulement du produit en diminuant sa vitesse.
 Qu’elle permet d’augmenter le rendement lors du remplissage ou de la vidange.
5
 Qu’elle permet le contrôle du frottement entre le mélange et le paroi intérieur,
garantissant donc une extraction plus sûre.
 Cet équipement peut être fabriquée en acier carbone ou en acier inoxydable selon les
besoins.
Trémie tampon d’un volume de 200 litres
On va choisir la version équipée par des capteurs haut et bas pour automatiser l’appel de
matières.
II.
Poste 2 : Préparation du second mélange :
Dans le deuxième mélange que nous allons préparer, nous ajouterons le premier mélange
placée dans la trémie tampon à 6000kg de la farine sous forme de poudre, alors on a le
fonctionnement du deuxième poste comme présenté dans la figure suivante :
Les différebt instruments utilidé dans le poste 2.
II.1.
Remplissage de la poudre de la farine dans le skip :
Le skip se place au début en bas, va être rempli manuellement par une quantité de 6000kg de
poudre de la farine. Le skip contenue deux capteur de niveaux haut SP (skip plein) et bas SV (skip
vide) à l’intérieur, qui va indiquer est ce que le skip est plein ou vide.
6
Skip industriel
Il est possible de mettre le skip en mouvement grâce au type de moteur approprié. Travaillant
dans le système d’alimentation, les moteurs d’entraînement tirent un courant positif ou sont tirés
des amplificateurs d’entraînement CNC. Cela leur permet de se déplacer à la fois en avant et en
arrière suivant un trajet déterminé. Les moteurs d’entraînement sont l’un des éléments du
système de commande, pas moins important que, par exemple, la programmation ou un système
de rétroaction.
Moteur électrique avec inversion de sens
II.2.
Le second mélange :
Lorsque le skip (en position bas) soit plein, le capteur du niveau haut SP va donner un signal pour
déclencher trois actions simultanées au même temps :
 Démarrage du mélangeur M2 situe dans la trémie 2 ;
 Démarrage du moteur d’entrainement MS (montée) du skip en marche avant ;
 L’ouverture du vanne VT de la trémie tampon pour versée le premier mélange du lait et la
beurre dans la trémie 2 ;
Le skip arrive en haut, le moteur d’entrainement MS va s’arrêter d’parés l’ordre d’un détecteur sh
de position haute proche de la trémie B. Et du fait de son inclinaison dans cette position haute,
7
le skip se vide tout seul la poudre de la farine dans le trémie 2. Après un délai de 10s le skip est
renvoyé vers le bas puis s’arrête d’parés l’ordre d’un détecteur sb de à cette position (bas) ;
Détecteur de position, raccordement 4mm
 Le mélangeur reste actif pour que les deux mélanges devront être mélangés pendant un
certain temps avant de passer au poste suivant. Mais puisque le 2éme mélange se forme d’une
pâte donc il nécessite un mélangeur spécifique comme l’exemple de la figure suivante, mais
avec un volume plus grand (environ de 6m3) :
Agitateur à cisaillement élevé occupé par lame Chopper.
L’étape du mélange doit se dérouler en évitant toute altération de la texture ou de la qualité
des ingrédients, ainsi, l’enjeu est de s’assurer que l’équilibre du mélange de produits est bien
respecté.
8
III.
Poste 3 : Stockage du produit final :
Maintenant le mélange 2 existe dans la trémie 2 est prêt pour l’utilisation pour préparer la pâte
à tarte, alors on passe à :
III.1.
Versé le mélange final dans un silo :
Lorsque le niveau dans le silo de PF (produit final) traduire par un capteur transmetteur de niveau
devient minimal (bas) nb, qui va donner un ordre pour ouvrir la vanne V2 de la trémie 2 pour que
le mélange 2 existe dans la trémie 2 soit vidée dans le silo de PF.
Silo d’une structure conique.
III.2.
Remplissage du silo de PF :
Un nouveau cycle d’alimentation de la trémie 2 est de nouveau lance jusqu’au remplissage du silo
de PF et atteint le niveau haut nh, et donc notre capteur va donner l’ordre pour fermer la vanne
V 2.
Conclusion :
Alors, après la connaissance des différents postes de fonctionnement de notre système industriel,
il faut aussi connaitre les différents instruments industriels qu’il faut utilise : les mélangeurs, les
trimés, moteur d’entrainement du skip, les capteurs à utiliser… Alors, l’étude des capteurs de
mesure de niveau et de débit convenables avec notre système de fonctionnement sera traitée
dans les deux chapitres suivant pour prenez le choix convenable, afin d’avoir la bonne qualité
avec le minimum coût.
9
Chapitre 2: ETUDE DES CAPTEURS DE NIVEAU
Introduction :
Un capteur est un appareil qui mesure une quantité physique et la traduit en un signal. La quantité
en question peut être par exemple le niveau, la température, la force ou bien évidemment la
pression. Le signal transmis est généralement un signal électrique mais peut être également
optique.
Pour nous, on s’intéresse par les capteurs de niveau qui sont des instruments qui permettent de
mesurer un niveau de liquides, ont des multiples fonctionnalités et offrent de ce fait la possibilité
de mesurer, surveiller, piloter le niveau du liquide étudié (que celui-ci soit stable ou bien en
mouvement), d'évaluer la distance, le volume et la masse de ce dernier. Les mesures ainsi fournies
s'avèrent très précises et parfois ne nécessitent même pas de contact avec le liquide en fonction
du type de détecteur choisi.
La méthode de détection des niveaux de liquides à mesurer peut se faire au choix par radar, radar
à ondes guidées, ultrasons, capteur capacitif, capteur hydrostatique ou enfin par radiométrie. Ces
capteurs s'avèrent particulièrement utiles pour effectuer des mesures au sein de réservoirs, dans
des rivières et des nappes phréatiques, des réservoirs de stockage et silos, mais également pour
déterminer des niveaux de remplissage dans des cuves et des réservoirs industriels qui nous
intéresse dans notre fonctionnement.
Les différentes technologies des capteurs de niveau.
I.
Types des capteurs : jauge, transmetteur, switch
I.1. Les capteurs de jauge
Les capteurs de jauge sont utilisés pour mesurer des variables physiques telles que la pression, le
niveau, la température, l'accélération, etc. Ils sont disponibles dans une variété de formes et de
tailles pour s'adapter à différents types de applications. Ils peuvent être utilisés pour mesurer des
10
niveaux de liquides, etc. La sortie de ces capteurs est généralement proportionnelle à la variable
mesurée.
I.2. Les capteurs transmetteur
Les capteurs transmetteurs sont utilisés pour convertir la sortie d'un capteur de jauge en un signal
électrique standard (comme 4-20mA ou 0-10V), qui peut être transmis à une distance plus
éloignée ou à un système de contrôle. Cela permet de surveiller ou de contrôler une variable
physique à distance. Les capteurs transmetteurs sont souvent utilisés dans les systèmes
industriels pour surveiller les conditions de processus et prendre des décisions automatisées.
I.3. Les capteurs Switch
Les capteurs Switch appelé aussi de commutation sont utilisés pour déclencher un événement de
contrôle ou une alarme lorsque la variable mesurée atteint une certaine limite ou seuil. Ils
peuvent être utilisés pour détecter des niveaux de liquides, des températures élevées, des
déplacements linéaires, etc. Les capteurs de commutation peuvent être utilisés pour déclencher
des alarmes, des relais, des étapes de contrôle automatisées, ils peuvent également être utilisés
pour compter des objets ou des événements.
II.
Le choix d’un capteur :
II.1.
Choix du type de capteur:
Chaque type des capteurs a des caractéristiques spécifiques, en résumé, les capteurs de jauge
mesurent une grandeur physique, et envoient une sortie proportionnelle à la grandeur mesurée.
Les transmetteurs convertissent la sortie du capteur en signal électrique standard, pour une
transmission sur des longues distances. Les commutateurs, en revanche, n'ont pas de sortie
proportionnelle à la grandeur mesurée, mais ils envoient plutôt un signal binaire indiquant si une
valeur se situe au-dessus ou au-dessous d'une certaine limite de seuil.
Les capteurs sont dans la plupart du temps des transmetteurs, sont des composants
d'automatisme qui permettent de détecter et de transformer un signal d'entrée en un autre signal
physique. Alors Les transmetteur comportent souvent des circuits de conditionnement qui
permettent de traiter le signal afin de le rendre plus "propre".
En effet, dans notre cas, on va choisie un capteur transmetteur qui fait le lien entre le capteur et
le système de contrôle commande. Le couple capteur + transmetteur réalise la relation linéaire
entre la grandeur mesurée et son signal de sortie.
11
Schéma de fonctionnement d’un capteur transmetteur.
II.2.
Caractéristique d’un capteur:
Pour choisir un capteur quelconque en se base sur nombreux critères :
 Résolution : c'est la plus petite variation d'entrée qui produit un changement notable de
la sortie
 Sensibilité : d'un point dans la plage de mesure est le rapport entre la variation de la
grandeur de sortie sur la variation de la grandeur d'entrée (pente de la plage)
 La reproductibilité : (répétabilité) est la propriété à obtenir des résultats aussi proches
que possible lors de mesures répétées dans des conditions identiques.
 La fidélité : est la propriété à obtenir des résultats qui ne sont pas influencés par l'action
des perturbations internes et externes.
 Temps de réponse: c'est temps s'écoulant avant la stabilisation du signal de sortie suite
à une variation soudaine du signal d'entrée.
 Précision : elle représente le degré de précision du calcul de la mesure. Notons que la
précision d'un dispositif dépend de toutes les autres caractéristiques ci-dessus.
 La fiabilité : est la propriété du transducteur ou capteur à exécuter la fonction dans les
limites des exigences de performance dans des conditions de fonctionnement données
et dans un domaine temporel aussi grand que possible.
 Robustesse : c'est la résistance face aux chocs et vibrations.
III.
Les technologies des capteurs de niveau :
Il existe de nombreuses technologies pour mesurer un niveau. Selon l’application (hauteur à
mesurer, encombrement, type de fluide, conditions d'environnement, type de montage, ...), les
habitudes, les contraintes d'installation et l'environnement du site, il sera intéressant de
privilégier telle ou telle technologie de mesure.
La détection de niveau va permettre de stopper ou continuer un remplissage afin d’éviter que le
réservoir ne déborde pas, puisqu’il est une partie intégrante du contrôle de processus dans
plusieurs domaines dans l’industrie. Il existe deux méthodes utilisé dans le fonctionnement d’un
capteur de niveau : les méthodes hydrostatiques et les méthodes électrique. [1]
12
III.1.
Les méthodes hydrostatiques :
 Capteur de niveau : le flotteur :
La technologie de détection de niveau par flotteur à fonctionnement mécanique constitue un
système très simple, fiable et particulièrement économique. En effet, le flotteur, qui se maintient
à la vertical, bascule sous la poussée du liquide. II est accompagné d’un capteur qui détermine la
position. Il permet de délivrer un signal de type électrique qui correspondant au niveau du liquide.
La masse volumique est un peu dépendante de de la position. [1]
La technologie de détection de niveau par flotteur
 Capteur de niveau : le plongeur :
Le plongeur est sous forme d’un cylindre. Il doit être immergé avec une hauteur inférieur ou égale
à la hauteur maximale de niveau du liquide qui contient le réservoir. Il est lié à un capteur
dynamométrique qui se localise sous une force F qui est le poids apparent en fonction des autres
variables comme la hauteur L du liquide et on aura la relation suivante : [1]
Plongeur pour la mesure de niveau.
 Capteur de niveau hydrostatique à base d’un capteur de pression
Un capteur de pression permet de mesurer la pression relative au fond du réservoir. Elle nous
permet d’extraire le niveau dans le réservoir et de déterminer L d’après l’équation suivante : [1]
13
𝐋(𝐦) =
𝐏(𝐏𝐚)
× 𝐠(𝐦. 𝐬 −𝟐 )
𝛒(𝐤𝐠. 𝐦−𝟑 )
La mesure de niveau à base d’un capteur de pression.
 La mesure de niveau à base de la masse volumique :
On fait la mesure de la différence de pression. Ensuite, on calcule (P1 – P2) qui va nous permettre
de déterminer la masse volumique du liquide. [1]
La mesure de niveau à base de la masse volumique.
III.2.
Les méthodes électriques :
La méthode électrique emploie des capteurs spécifiques. C’est à dire il permet de convertir
directement le niveau calculé en signal électrique. L’avantage de cette méthode réside dans la
simplicité des dispositifs. Elle est facile pour la mise en œuvre. [1]
 Le capteur conductimétrie :
La sonde du capteur contient deux électrodes cylindriques, le réservoir assure le rôle l’une des
deux sondes lorsqu’il est métallique. La sonde est liée à une alimentation de 10 V alternative sans
oublier d´éviter la polarisation des électrodes. Dans une mesure continue, la sonde est
positionnée verticalement et sa longueur a un intervalle de variation de niveau pour s’étendre.
Le courant qui circule dans les sondes à une amplitude qui est proportionnelle à la longueur
d’électrode, par contre la valeur dépend de la conductivité du liquide. [1]
14
Le capteur conductimétrie.
 La détection :
Dans le cas de détection, par exemple, on va placer une sonde qui a une forme courte et
horizontale par rapport au niveau de seuil. Le courant électrique a une amplitude constante qu’on
le voit lorsque le liquide atteint la sonde.
Il est utilisable seulement avec des liquides conducteurs : une conductance inférieure à l’ordre
de 50 S, il est non corrosifs, de plus il n’est pas en suspension avec une phase isolante comme
l’huile. L’intervalle de la pression est compris entre la valeur du vide et 160 bars. [1]
La mesure de niveau électrique.
 Le Capteur capacitif (par conductivité) :
On réalise un condensateur par deux électrodes qui ont une forme cylindrique. On trouve dans le
liquide qui est dans la partie immergé. C’est le diélectrique et l’aire est en dehors. Pour
l’implantation des électrodes pour la mesure en mode continu ou bien en détection est similaire
au capteur conductimétrie. La mesure ou bien la détection du niveau de liquide est attribuée au
changement de capacité. Comme la constante diélectrique r du liquide est plus grand à celle de
l’air. Le changement de capacité est plus important. Nous adoptons généralement la méthode de
r>2 comme condition d’utilisation. Pour l’objectif de recouvrir l’isolant, il faut utiliser une seule
électrode pour un liquide conducteur, cet isolant constitue ce qu’on appelle le diélectrique du
condensateur, et l’autre électrode forme un liquide conducteur en contactant l’isolant. [1]
15
Capteur de niveau capacitif
 Capteur à ultrasons : Onde acoustique
Dans le cas d’une mesure continue, nous utilisons ce qu’nous appelons un transducteur. Il
fonctionne successivement en récepteur et en émetteur. La position du transducteur est au
sommet du réservoir émet, plus précisément dans un cône qui a une faible ouverture. Il y a aussi
des trains d’onde qui sont acoustiques. Ils retournent vers le transducteur qui fait la conversion
en signal électrique, après réflexion sur une surface de type liquide. Pour l’envoie de la réception
du train d’ondes qui est réfléchi, il est proportionnel à la surface du liquide à l’espace du
transducteur et ils sont séparé par un intervalle du temps ∆t : donc on peut dire c’est une fonction
du niveau. ∆t est inversement proportionnel à la célérité du son qui dépend de la température :
La célérité du son est inversement proportionnelle à ∆t, elle dépend de la température. [1]
Mesure de niveau à base d’une Onde acoustique.
De plus, avant d’effectuer la correction nécessaire, il faut être déterminé. Le transducteur est
construit par une matière céramique. Elle est piézo-électrique aux types des ondes ultrasonores
comme une fréquence de 40 kHz, 10 kHz par exemple pour le type électrodynamique. Pour
mesurer une distance de 10 à 30 m, on utilise des ondes infrasonores moins atténuées en se
propagent. Par contre, pour les distances courtes, on utilise les ondes ultrasonores qui ont une
meilleure précision. [1]
16
 Radar à ondes guidées (GWR) :
Le principe du radar à ondes guidées (Guided Wave Radar) utilise des impulsions
électromagnétiques de l’ordre de la nanoseconde. Les impulsions sont émises par l’électronique
du capteur et sont guidées le long de la tige métallique. Lorsque l’impulsion micro-ondes frappe
le fluide, elle est réfléchie, détectée par la tige du capteur et renvoyée à la tête du capteur. La
durée du temps entre l’émission et la réception de l’impulsion (Time of Flight) est une mesure
directe de la distance parcourue. [1]
Capteur de niveau à base d’un radar à ondes guidées.
Il est nécessaire de connaître d’abord le domaine d’utilisation d’un capteur, ce qui permettre
de choisir la bonne technologie des capteurs.
17
III.3.
Caractéristiques de quelques technologies :
Au marché en trouve souvent 5 types des capteurs de niveau qui sont très utilisé, en présente
dans le tableau suivant ces 5 technologie avec les caractéristiques de chaque type [1]:
Radar
à Capteur à à base d’un
ondes
ultrasons
capteur de
pression
guidées
Capteur
capacitif
Capteur
flotteur
Type de
fluide
Liquides,
Liquides,
Liquides
solides et solides et
pâtes
pâtes
Liquides
plage de
mesure
Large
Large
moyenne
Liquides,
produits
granulaires
et poudres
Large
précision
Très
élevée
Insensible
Insensible
Insensible
coûteux
élevée
moyenne
Élevée
élevée
insensible
Sensible
insensible
Peu
coûteux
régulière
Sensible
Sensible
Insensible
coûteux
Insensible
Insensible
Insensible
Peu coûteux
Insensible
Insensible
Sensible
Peu coûteux
régulière
facile
pression
température
fiabilité
Cout
maintenance facile
à
Faible (< 1m)
pas
de
maintenance
Pour notre système on choisit deux types de capteur de niveau : Capteur à ultrasons pour déterminer
le niveau dans les trémies et dans le silo, et un Capteur capacitif pour mesurer le niveau dans le skip.
 Pourquoi choisir un capteur de niveau à ultrasons ?
Cette technologie permet une mesure sans contact et on retrouve les mêmes avantages qu’avec
les capteurs radars : ce type de capteur est facile à monter et à démonter, il ne nécessite aucune
vidange de la cuve. En plus, les vibrations ultrasonores du capteur assurent un auto-nettoyage
permanent empêchant tout colmatage du capteur, notamment par des dépôts de poussières. Ces
capteurs offrent aussi une large plage de mesure, ce qui rend leur utilisation possible dans de
nombreuses applications.
 Pourquoi choisir un capteur de niveau capacitif ?
Les capteurs capacitifs sont avant tout particulièrement robustes : ils peuvent résister à des
températures et des pressions très élevées. Ils sont faciles à monter et restent fiables, même avec
des produits visqueux ou fortement. Ils peuvent être utilisés avec des liquides, des produits
granulaires ou des poudres. De plus, contrairement aux capteurs à ultrasons, les capteurs
capacitifs ne sont pas sensibles aux produits électro-conducteurs.
18
III.4.
Le choix des Fabricants :
a) Les Fabricants des capteurs de niveau à ultrasons
 Trimod'Besta (Suisse) :
Un détecteur pour différentes substances, telles que les liquides, les produits en vrac, les mousses
et les liquides collants, pâteux, épais ou très liquides. Très haute stabilité en température et
excellente répétabilité Résistant aux chocs et vibrations Temps de réaction très court 2.5. [2]
Capteur de niveau à ultrasons BLS
Ce type de capteur caractériser par : [1]
Media
Interface
Applications
Autres caractéristiques
Pression de process
Température de process
pour liquides, pour solides
analogique
pour cuve, pour l'industrie agroalimentaire, pour l'industrie
pharmaceutique, pour l'industrie alimentaire et de la boisson
compact
100 bar (1 450,38 psi)
Min: -40 °C (-40 °F), Max: 115 °C (239 °F)
 ifm electronic SARL (Casablanca, Maroc):
Surveillance de niveau pour tout type d’application, que ce soit dans des cuves ou des silos, qu’il
s’agisse de liquides, de matières en vrac ou d’objets individuels: la mesure universelle de niveau
ou de distance par ultrasons est fiable et précise. Mais même en l’absence de contact direct avec
le fluide, des exhalations et vapeurs agressives peuvent fortement affecter le fonctionnement et
la durée de vie d’un capteur. Ce n’est pas le cas avec le détecteur à ultrasons tout inox d’ifm. De
la membrane au raccordement, il est entièrement protégé par une enceinte en acier inox
résistante (V4A). Cela le rend insensible aux influences extérieures et prolonge sa durée de vie.
[2]
Capteur de niveau à ultrasons UIT30 series
19
Ce type de capteur caractériser par :
Media
pour liquide agressif
Interface
IO-Link
Applications
pour environnements sévères
Autres caractéristiques en inox, robuste, IP67, IP68, IP65, IP69K
Plage de niveau
2 500 mm (98,43 in)
Sortie
numérique ou analogique
 Pulsar Measurement (Royaume-Uni) :
La surveillance du niveau des liquide est simplifiée grâce aux capteurs de niveau intelligents dBi
HART de Pulsar Measurement. Les transducteurs dBi HART sont une gamme de capteurs de
niveau autonomes, intelligents et sans contact. L'utilisation du protocole HART permet une
intégration rapide, simple et facile aux systèmes. Les transducteurs de niveau à ultrasons sans
contact peuvent être utilisés comme dispositifs autonomes ou comme systèmes complets. [2]
Capteur de niveau à ultrasons dBi HART
Ce type de capteur caractériser par :
Media
Interface
Autres caractéristiques
Plage de niveau
Température de process
pour eaux usées
4-20 mA, HART
ATEX
Min: 125 mm, Max: 15 000 mm
Min: -40 °C (-40 °F), Max: 80 °C (176 °F)
20
 ATEK SENSOR TECHNOLOGIE (Turquie) :
Capteur de niveau à ultrasons ULS
Ce type de capteur caractériser par : [2]
Media
Interface
Autres caractéristiques
Plage de niveau
Température de process
Précision
pour liquides
analogique, 4-20 mA, RS-485
sans entretien, économique, IP67
Min: 0,4 m (1'03"), Max: 9 m (29'06")
Min: -40 °C (-40 °F), Max: 85 °C (185 °F)
±%0.2 FS
 Siemens Process Instrumentation (Maroc) :
Le Pointek ULS200 est un détecteur de niveau à ultrasons sans contact à deux points de
commutation pour la détection du niveau de produits en vrac, liquides et boues dans de
nombreux secteurs industriels. Il est particulièrement adapté aux matières collantes.
Sa plage de mesure est de max 3 m (9,8 ft) pour les produits en vrac et de 5 m (16,4 ft) pour les
liquides et les boues
Ce détecteur de niveau se distingue par sa construction robuste. Sa conception compacte réunit
le capteur et l'électronique dans un seul appareil. Il ne comporte pas de pièces en mouvement et
ne nécessite pratiquement aucune maintenance. [2]
Détecteur de niveau à ultrasons Pointek ULS200
21
Ce type de capteur caractériser par :
Media
pour produits en vrac, pour solides, de liquide
Applications
pour applications sanitaires
Montage
fileté
Température de process Min: -40 °C (-40 °F), Max: 60 °C (140 °F)
Pression de process
Min: 0 bar (0 psi), Max: 0,5 bar (7,25 psi)
b) Les Fabricants des capteurs de niveau capacitif :






ifm electronic SARL (Casablanca, Maroc) :
Contrôle de niveau fiable dans des conteneurs et réservoirs
Pour utilisation dans le domaine de l'eau, des huiles et des lubrifiants-réfrigérants
Réglage aisé de la fonction de commutation et des points de commutation
Contrôle de niveau et de température avec un seul appareil
Affichage LED à 4 digits bien visible
Capteur de niveau capacitif LT302, LT802 series
Ce type de capteur caractériser par : [2]
Interface
analogique
Applications
pour récipient
Autres caractéristiques : submersible, avec affichage numérique, programmable, avec
mesure de température
Plage de niveau
Min: 25 mm (0,98 in), Max: 636mm (25,04 in)
 Balluff GmbH (Allemagne) :
Capteur de niveau capacitif BCS006Z
22
Ce type de capteur caractériser par : [2]
Interface
analogique
Autres caractéristiques IP65
Plage de niveau
Min: 1 mm (0,04 in), Max: 8 mm (0,31 in)
Température de process Min: -30 °C (-22 °F), Max: 70 °C (158 °F)


 UWT GmbH Level Control (Maroc):
Le capteur Capanivo® 7000 convient aux installations dans tous les types de liquides, pâtes,
mousses et boues.
Détection de niveau capacitive très compacte pour une utilisation flexible dans une large
gamme d'applications. [2]
Capteur de niveau capacitif Capanivo® CN 7100
Ce type de capteur caractériser par : [2]
Interface
Media
Plage de niveau
Pression de process
Température de process
4-20 mA, 2 fils, à sortie numérique
pour liquides, pour solides submergés
Max: 20 m (65'07"), Min: 0,09 m (0'03")
Max: 25 bar (362,59 psi), Min: -1 bar (-14,5 psi)
Max: 125 °C (257 °F), Min: -40 °C (-40 °F)
23
c) Comparaison entre les différents Fabricants:
 Capteurs de niveau à ultrasons :
Type de fluide
Sortie
plage de
mesure
précision
pression
température
fiabilité
Cout
Trimod'Bes
ta
ifm
Liquides et
solides
analogique
Large
Liquides
agressifs
Numérique
et
analogique
2,5m
précise
100 bar
-40 à 115°C
fiable
285,31€
précise
normal
Sensible
fiable
200€
Pulsar
Measureme
nt
eaux usées
ATEK
Siemens
Liquides
Numérique
et
analogique
De 125mm à
15m
précise
normal
-40 °C à 80°C
fiable
coûteux
analogique
Liquides et
solides
analogique
0,4m à 9m
Faible (< 1m)
haute précision
normal
-40 °C à 85°C
fiable
100€
élevée
0 bar à 0,5 bar
-40 °C à 60°C
fiable
600€
Balluff
GmbH
Liquides
UWT
analogiqu
e
1mm
à
8mm
précise
normal
-30 à 70°C
fiable
200€
Numérique
 Capteurs de niveau capacitif:
ifm
Type de fluide
Sortie
Liquides
analogiqu
e
plage de mesure 25mm à
636mm
précision
précise
pression
0,5 bar
température
0 à 70°C
fiabilité
fiable
Cout
350€
Liquides
et
submergés
solides
0,09m à 20m
précise
-1 à 25 bar
-40 à 125°C
fiable
1700€
Conclusion :
Il y a plusieurs facteurs à considérer lors de la sélection d'un fabricant de capteur. Voici quelques
éléments à prendre en compte :



La qualité du produit : assurez que le fabricant a une bonne réputation pour la qualité de ses
produits et qu'ils répondent aux spécifications requises.
La fiabilité : assurez que le fabricant est fiable et qu'il peut livrer les produits dans les délais
impartis.
Le support technique : vérifiez si le fabricant propose un support technique pour répondre
à toutes les questions ou problèmes liés à l'utilisation des capteurs.
24


Le coût : comparé les différents fabricants et leurs prix pour trouver le meilleur rapport
qualité-prix.
La disponibilité des pièces de rechange : vérifiez si le fabricant peut fournir des pièces de
rechange pour les capteurs en cas de besoin.
D’après ces critères, avec la comparaison effectuer entre les fabricants dans les deux tableaux cidessus, on propose de choisir les deux fournisseurs suivants :
 Trimod'Besta : Capteur de niveau à ultrasons BLS, pour mesurer le niveau des mélanges
dans les trémies et dans le silo.
 Balluff GmbH: Capteur de niveau capacitif BCS006Z, pour mesurer le niveau de la poudre
de la farine dans le skip, et peut aussi utiliser pour mesurer le niveau des mélanges dans
les trémies et dans le silo tout en remplace le premier capteur.
Après, l’étude des capteurs de niveau pour choisir la technologie convenable avec le
fonctionnement de notre projet. Maintenant en va traiter l’étude d’un autre type des capteurs,
c’est le capteur de débit, pour que à la fin on va être capable de choisir le type, la technologie et
le fabricant de notre débitmètre.
25
Chapitre 3: ETUDE DES CAPTEURS DE DÉBIT
Introduction :
Les débitmètres sont des instruments destinés à contrôler, mesurer ou enregistrer les taux de
débit, le volume ou la masse des liquides ou des gaz. Avoir accès à ces données précises, fiables
et à jour et pouvoir contrôler le débit est essentiel pour garantir la qualité des produits, une
sécurité accrue de fonctionnement, un contrôle des coûts et la conformité réglementaire des
opérations.
Comme l’étude effectuer dans le chapitre précèdent concernent les capteurs de niveau, on va
choisie un capteur transmetteur qui fait le lien entre le capteur et le système de contrôle
commande. Le couple capteur + transmetteur réalise la relation linéaire entre la grandeur
mesurée et son signal de sortie.
Schéma de fonctionnement d’un capteur transmetteur de débit.
Le débit est habituellement mesuré par déduction, en mesurant la vitesse moyenne à travers une
section connue. Le débit mesuré par cette méthode indirecte est le débit volumique Qv: [3]
Qv=S.V
S : est la surface de section de la conduite en m² et V : est la vitesse moyenne du fluide en m/s
Le débit volumique Qv est le volume de fluide écoulé pendant l'unité de temps (en m³/s)
Le débit massique Qm est la masse de fluide écoulée pendant l'unité de temps (en kg/s)
En appelant r : la masse volumique du fluide (en kg/m³): Qm=r. Qv
Pour l'eau douce, la masse volumique r = 1000 kg/m³
I.
Les technologies des capteurs de débit :
On propose différents types de débitmètres qui permettent d'améliorer les opérations dans les
industries de l'eau et de gaz, parmi lesquels on trouve les suivants : [3]




Débitmètres à pression différentielle (PD)
Débitmètres volumétriques
Débitmètres à ultrasons
Débitmètres à effet vortex
26
 Débitmètres Coriolis
 Débitmètres électromagnétique
I.1. Débitmètres à pression différentielle :
Les débitmètres à pression différentielle mesurent le débit d'un liquide dans un tuyau en y
introduisant un rétrécissement qui crée une baisse de pression. Des capteurs de pression
mesurent la pression avant et après le rétrécissement. La baisse de pression qui se produit à
travers le rétrécissement est relative au carré du débit. Une baisse de pression plus importante
est égale à un débit plus important.
Ces appareils conviennent à des utilisations avec des filtres, des échangeurs thermiques, des
disconnecteurs hydrauliques, des pipelines, des conduits et plus encore. L'une des principales
raisons pour lesquelles les gestionnaires d'installations optent pour les débitmètres à PD est qu'ils
ne contiennent aucune pièce mobile, ce qui implique un entretien minimal. [3]
Schéma d’un Débitmètres à pression différentielle
I.2. Débitmètres volumétriques
Mesurent le débit volumétrique d'un liquide ou d'un gaz passant dans l'appareil en
l'emprisonnant à intervalles répétés à l'aide de roues afin d'en mesurer le volume. Ce type de
débitmètre inclut les modèles à piston rotatif, à disque oscillant, industriels et autres. Ces
débitmètres sont souvent choisis pour leur haute précision, leur excellente répétabilité et leurs
larges de taux de variation. [3]
Débitmètres volumétriques
27
I.3. Débitmètres à ultrasons:
Les débitmètres à ultrasons mesurent la vitesse d'un fluide circulant à travers un tuyau soit grâce
à l'effet Doppler, soit grâce à la méthode du temps de transit. La technique de l'effet Doppler
mesure le décalage de fréquence des ondes sonores réfléchies par les bulles de gaz ou les
particules présentes dans le flux d'écoulement. Elle est adaptée aux liquides aérés ou sales.
La méthode du temps de transit mesure le différentiel de temps entre un signal envoyé vers
l'amont et un signal envoyé vers l'aval du flux d'écoulement. Le différentiel est directement
proportionnel à la vitesse de l'eau.
Les débitmètres à ultrasons sont souvent choisis pour leur exceptionnelle précision, leur entretien
minimal et leur faible coût d'utilisation. Les modèles à pinces constituent des solutions non
invasives et simples à installer, puisqu'elles ne requièrent ni incision de la conduite ni interruption
du service. [3]
Schéma de fonctionnement d’un débitmètre à ultrasons
I.4. Débitmètres à effet vortex
Les débitmètres à effet vortex mesurent la vitesse des fluides, gaz et vapeurs selon un principe
de fonctionnement appelé effet de Von Karman. Ils effectuent leurs mesures en plaçant un
obstacle sur la trajectoire de l'écoulement (appelé barreau détecteur), qui entraîne la formation
de tourbillons de pression différentielle alternée. Ces tourbillons entraînent l'oscillation d'un petit
capteur dont la fréquence est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement du fluide.
Le capteur convertit ensuite ce taux d'oscillation en un signal électrique, lui-même converti en
une valeur de mesure quantitative. Les débitmètres à effet vortex sont souvent choisis pour leur
vaste gamme d'applications, leur répétabilité et leur précision dans la mesure des liquides, des
gaz et de la vapeur saturée. [3]
Débitmètres à effet vortex
28
I.5. Débitmètres Coriolis
Les débitmètres Coriolis mesurent le débit massique et la densité par inertie. L'appareil à débit
ouvert et sans obstruction détermine le débit en mesurant directement la masse du fluide sur
une large gamme de températures avec un degré de précision élevé. Lorsque le fluide circule dans
les tubes du capteur, les forces induites par le débit massique provoquent une torsion des tubes,
qui est proportionnelle à la masse. Les débitmètres Coriolis sont reconnus pour leur degré de
précision impressionnant, leur facilité d'installation et leur capacité à mesurer à la fois le débit
massique et la densité. [3]
Débitmètres Coriolis
I.6. Débitmètres électromagnétique
Les débitmètres électromagnétiques fonctionnent selon la loi de Faraday sur l’induction
électromagnétique pour mesurer la vélocité des liquides. Cette loi stipule qu’un conducteur qui
se déplace dans un champ magnétique produit un signal électrique à même le conducteur, de
façon directement proportionnelle à la vélocité de l’eau qui se déplace dans le champ. Lorsqu'un
liquide s’écoule dans le champ magnétique, les particules conductrices présentes dans le liquide
créent des variations de la tension dans le champ magnétique. Ceci permet de mesurer et de
calculer la vitesse du débit d'eau dans la conduite. [3]
Structure des capteurs de débit électromagnétiques
29
II.
Critères de choix des capteurs de débit :
II.1.
Caractéristiques des Débitmètres :
Les critères de choix sont très nombreux, le tableau ci-dessous donne une liste des principaux
éléments à considérer. [2]
Débitmètres à pression
différentielle (PD)
Débitmètres à
ultrasons
Débitmètres à
effet vortex
Débitmètres
Coriolis
Débitmètres
électromagnétiques
Cout
Basse
élevé
élevé
Élevé
élevé
Sensibilité
Efficacité
Normal
Moyen
Normal
Grande
Facile
Normal
Excellente
performance
Facile

Normal
Grande
Maintenance
Normal
Excellente
performance
Facile

II.2.

Entretien réduit
Pas d’entretien
Le choix de la technologie de capteur :
D’après ce qui précède, notre étude va être baser plus pressement sur le Débitmètres
électromagnétiques et cela pour diverses raisons. Ce capteur va nous permettre de répondre à
tous les besoins poser par le projet, ceci dit un tel capteur est le plus adéquats par ces
performances suivantes : [3]






Insensible à la pression, à la densité, à la température et à la viscosité ;
Les fluides avec solides peuvent être mesurés (Exemple : boues de minerai) ;
Large gamme de diamètre de conduite ;
Toutes les pièces sont fixes, donc pas d’entretien ;
Aucune perte de charge ;
Mesure ultra précise.
II.3.
Le choix des fabricants :
 ABB Measurement & Analytics (Maroc) :
Le ProcessMaster FEP610 offre une mesure de débit robuste et rentable avec la plus large gamme
de revêtements, d'électrodes et de tailles de l'industrie pour répondre aux besoins de toutes les
applications industrielles standard.
Le concept du ProcessMaster comprend un fonctionnement uniforme avec un haut degré de
performance et de fiabilité, assurant la plus longue durée de vie. [2]
30
Débitmètre électromagnétique ProcessMaster FEP610
Ce type des Débitmètre électromagnétique caractériser par :
Fluide
Montage
Communication
Niveau de protection
Application
Autres caractéristiques
Température de process
Pression de process
pour liquides
en ligne
à sortie analogique
durci
industriel
numérique, à distance, économique
Min: -25 °C (-13 °F), Max: 130 °C (266 °F)
300 bar (4 351,13 psi)
 Mass Flow ONLINE BV (Pays-Bas) :
La nouvelle série de débitmètres MAG-VIEWTM propose une solution compacte, économique, de
grande qualité pour la mesure de débit sur des applications où un débitmètre avec des pièces en
mouvement ne peut pas être utilisé. Sa facilité de montage, d’utilisation, combiné à une durée de
vie importante fait de MAG-VIEWTM la solution idéale pour une intégration dans les machines
compactes. Le débitmètre est destiné aux mesures en continue ou en dosage par batch, pour les
liquides ayant une conductivité minimale de 50 µS/cm. [2]
Débitmètre électromagnétique MVM-030-PA
Ce type des Débitmètre électromagnétique caractériser par :
Fluide
Montage
Matériau
Communication
Autres caractéristiques
Débit volumique
Température de process
Pression de process
Répétabilité
pour liquides
en ligne
en acier inoxydable, en aluminium
4-20 mA, à sortie analogique, avec sortie d'impulsions
compact, de haute précision
Min: 0,1 l/min (0 us gal/min), Max: 30 l/min (7,9 us gal/min)
Min: -20 °C (-4 °F), Max: 90 °C (194 °F)
16 bar (232,06 psi)
1%
31
 Pulsar Measurement (Royaume-Uni) :
Le débitmètre électromagnétique ISM 5.0 est une alternative précise et peu coûteuse aux
débitmètres magnétiques à insertion. Il mesure le débit d'eau et de liquides conducteurs dans
des conduites pleines de 80 mm à 1800 mm (3 in à 72 in) de diamètre.
Le capteur ISM 5.0 à double paire d'électrodes s'insère par un robinet dans la paroi de la conduite.
Il peut être facilement installé dans de nouveaux systèmes de canalisation ou par un robinet
chaud dans des canalisations sous pression avec des liquides en circulation. Comme il n'y a pas de
pièces mobiles, l'obstruction au débit et la chute de pression sont minimes. L'installation à travers
un robinet à boisseau sphérique à passage intégral permet une rétraction et une réinsertion
faciles sans arrêter le débit. Le capteur à double électrode et la fonction de remise à zéro
automatique continue offrent une grande précision, même à faible débit. L'électronique de
pointe et les caractéristiques de conception brevetées aident à maintenir sa précision traçable
NIST dans le temps. [2]
Débitmètre électromagnétique Greyline ISM 5.0
Ce type des Débitmètre électromagnétique caractériser par :
Fluide
Montage
Communication
Tension d'alimentation
Température de process
Pression de process
pour liquides
à insertion
4-20 mA
24 Vcc
Min: -26 °C (-15 °F), Max: 121 °C (250 °F)
Min: 0 bar (0 psi), Max: 14 bar (203,05 psi)
 Siemens Process Instrumentation (Maroc) :
Le SITRANS F M MAG 1100 est un capteur à structure sandwich en acier inoxydable doté de
matériaux d'habillage et d'électrode hautement résistants. Il est conçu pour des applications
générales dans l'industrie. La structure sandwich sans bride permet de satisfaire toutes les
normes relatives aux brides. [2]
32
Débitmètre électromagnétique SITRANS F M MAG 1100
Ce type des Débitmètre électromagnétique caractériser par :
Fluide
Montage
Matériau
Température de process
Pression de process
II.4.
pour air
à bride
en acier inoxydable
Min: -40 °C (-40 °F), Max: 200 °C (392 °F)
Min: 0 bar (0 psi), Max: 40 bar (580,15 psi)
Comparaison entre les différents fabricants :
En effet, en peut résumer les caractéristiques présentées par chaque fabricant dans le tableau
suivant :
Type de fluide
Sortie
précision
pression
température
fiabilité
Cout
ABB
Mass Flow ONLINE
Liquides
analogique
précise
300 bar
-25 à 130°C
fiable
Liquides
analogique
haute précision
16 bar
-20 à 90°C
fiable
670€
coûteux
Pulsar
Measurement
Liquides
analogique
précise
0 à 14 bar
-26 à 121°C
fiable
Siemens
peu coûteux
peu coûteux
air
Numérique
précise
0 à 40 bar
-40 à 200°C
fiable
Conclusion :
Alors, d’après les informations présenté dans cette étude des capteurs de débit, en peut chosir le
débitmètre électromagnétique SITRANS F M MAG 1100 du SIEMENS Process Instrumentation,
puisqu’il présente des excellentes caractéristiques avec un coût relativement bas. En plus, Le
SITRANS F M MAG 1100 peut être utilisé dans tous les secteurs industriels. Son boîtier en acier
inoxydable anticorrosion et les matériaux hautement résistants utilisés pour l'habillage et
l'électrode résistent même aux fluides de process les plus extrêmes, ce qu’est convenable avec le
fonctionnement de notre projet pour mesurer le début volumique à travers les deux conduites
versent 1m3 de beurre et 2m3 de lait.
33
Conclusion Générale :
Dans la pratique, il est pourtant souvent plus fréquent d’avoir à faire avec des compositions de
mélanges continuellement variables, ce qui nécessite des interruptions permanentes de la
production pour procéder au nettoyage, ainsi que les ajouts de matières premières faits
manuellement, de préfère les faire de manière partiellement automatisée, peuvent être plus
facilement exécutés dans un traitement par lots. Dans le secteur de l’industrie, cette
méthodologie est souvent exécutée par des automates ou des systèmes numériques de contrôle
commande, et c’est ce qu’on appelle les Automates Programmables Industriels (API), ce sont des
machines électronique, programmable et destinée à piloter en ambiance industrielle et en temps
réel des procédés automatiques. Les API offrent de nombreux avantages par rapport aux
dispositifs de commande câblés, comme:





La fiabilité;
La simplicité de mise en œuvre (pas de langage de programmation complexe) ;
La souplesse d’adaptation (système évolutif et modulaire) ;
La maintenance et le dépannage possible par des techniciens de formation électromécanique ;
L’Intégration dans un système de production (implantation aisée) ;
34
Références et Bibliographie :
[1] «GOOTRIO,» [En ligne]. Available: https://gootrio.com/capteur-de-niveau-principe-defonctionement-et-technologie/.
[2] [En ligne]. Available: Bien choisir un capteur de niveau - Guides d'achat DirectIndustry.
[3] [En ligne]. Available:
https://sitelec.org/download.php?filename=cours/dereumaux/capteurs_debit.pdf.
[4] «BAUMER Passion for Sensors,» [En ligne]. Available:
https://www.baumer.com/fr/fr/service-assistance/fonctionnement/le-fonctionnementdes-debitmetres-electromagnetiques/a/functionality-of-electromagnetic-flow-meters.
35