Anémomètre : qu'est-ce que c'est et comment ça marche ?
L' anémomètre est un instrument qui mesure le vent (vitesse, direction et pression). Voulant être plus précis, un anémomètre est capable de calculer la vitesse des gaz dans un écoulement contrôlé (par exemple le débit d'air dans un conduit) ou non contrôlé (comme le vent atmosphérique).
Le
terme anémomètre vient du grec
anemos (vent) et
metron (mesure). La paternité est attribuée à l'architecte italien Leon Battista Alberti (en 1450).
Qu'est-ce qu'un anémomètre ?
Un anémomètre est un appareil
détecteur de vent qui identifie la vitesse, la direction et la pression. En fait, ce sont des outils importants pour les
météorologues à leurs stations.
Pour évaluer la vitesse, l'anémomètre analyse les
changements des propriétés du fluide ou l'effet de celui-ci sur un dispositif mécanique mis en contact.
Comment fonctionne un anémomètre ?
L'anémomètre le plus courant comporte plusieurs coupelles (trois ou quatre) fixées à des bras horizontaux. Lorsque le vent souffle, les coupelles tournent et font tourner une tige à laquelle elles sont reliées. Plus le vent souffle, plus le tonneau tourne. Ainsi l'anémomètre compte le nombre de rotations et calcule par conséquent la vitesse moyenne du vent sur une période donnée.
D'autres types d'anémomètres calculent la vitesse du vent de manière très différente (lire plus loin).
Vous avez peut-être entendu le terme anémomètre pour décrire un événement météorologique particulièrement défavorable.
Vous vous demandez
ce qu'est un anémomètre et comment ça marche ? Continuez à lire pour en savoir plus.
A quoi sert un anémomètre ?
Un anémomètre à vent est un
capteur permettant de mesurer la vitesse dans une certaine direction sur un certain plan.
Ils sont également importants pour le
travail des physiciens , qui parmi leurs compétences étudient également la façon dont l'air se déplace.
Qui utilise les anémomètres ? Pilotes, ingénieurs et climatologues
La vitesse du vent vous permet de prévoir les changements dans les conditions météorologiques, comme l'approche d'une tempête.
Un anémomètre est un outil fondamental pour tout travail
est
influencé par la météo .
Ceux qui pilotent des drones, des avions ou des hélicoptères doivent constamment mesurer la vitesse du vent pour éviter les accidents. Les anémomètres sont également importants sur les navires (la vitesse du vent détermine la taille des vagues).
Enfin, des anémomètres sont utilisés dans chaque
station météorologique , quelle que soit la latitude.
Anémomètres dans l'espace
Les ingénieurs aérospatiaux et les physiciens utilisent des
anémomètres laser spéciaux, par exemple dans des expériences de vitesse. En fait, les anémomètres laser sont capables de mesurer la vitesse du vent autour des engins spatiaux. L'objectif est de rendre ces véhicules plus aérodynamiques dans l'accomplissement de leurs missions.
La NASA prévoit une mission sur la planète Vénus avec un anémomètre pour évaluer la vitesse du vent et évaluer les caractéristiques de l'atmosphère de cette zone.
Différence entre anémomètre et girouette
Les girouettes indiquent également la direction du vent, mais sont surtout des outils décoratifs. La différence est qu'une girouette, contrairement à un anémomètre, n'est pas en mesure de fournir des informations aussi précises sur la vitesse du vent.
Bref historique de l'anémomètre
L'instrument anémomètre
a très peu évolué depuis sa première mise au point au XVe siècle :
- En 1450, l'inventeur italien Leon Battista Alberti l'a conçu;
- En 1846, John Thomas Romney Robinson a amélioré la conception;
- En 1926, le météorologue canadien John Patterson a conçu un anémomètre à trois coupelles;
- En 1991, Derek Weston introduit la possibilité de mesurer la direction du vent ;
- En 1994, Andreas Pflitsch a inventé l'anémomètre sonique.
Types d'anémomètres
Il existe sur le marché un
large choix de types d'anémomètres pour mesurer directement le vent et la vitesse de l'air.
Nous pouvons commencer immédiatement en faisant une macro distinction entre deux groupes :
- Les anémomètres à palette, thermique et à coupelle calculent la vitesse moyenne ;
- Les anémomètres à fil chaud évaluent les caractéristiques de turbulence comme des mesures transversales.
Anémomètre à coupelles pour stations météorologiques
Le type d'anémomètre le plus simple est l'anémomètre à coupelle.
Il se compose de trois ou quatre coupelles hémisphériques, montées chacune à l'extrémité de bras horizontaux, eux-mêmes montés à distance régulière sur un axe vertical. Le flux d'air passant sur les ventouses dans une direction horizontale fait tourner les ventouses en fonction de la vitesse du vent.
En comptant les révolutions des coupelles dans un temps prédéterminé, la vitesse moyenne du vent peut être estimée.
Les anémomètres à trois coupelles sont actuellement utilisés comme norme industrielle pour les études d'évaluation des ressources éoliennes, comme dans les capteurs fixés aux
unités de contrôle des fenêtres .
L'anémomètre à coupelles est utilisé dans les stations météorologiques et mesure la vitesse sur un plan perpendiculaire à l'axe des coupelles de rotation.
Anémomètre à fil chaud ou à hélice ?
Parfois appelés anémomètres ou compteurs de vitesse de l'air, les anémomètres sont normalement classés comme fil chaud ou girouette.
- L' anémomètre à fil chaud est le meilleur choix pour une mesure précise des débits d'air à très basse vitesse (par exemple en dessous de 2000 ft/min). Certains modèles sont conçus pour mesurer des vitesses de 15 000 pieds/min, tout en conservant une capacité de mesure très précise à des vitesses nettement inférieures. Pour mesurer la vitesse de l'air, l'anémomètre à palettes s'appuie sur une roue à aubes ;
- Les anémomètres à girouette ne sont que le meilleur choix pour mesurer la vitesse du vent. Beaucoup ont des unités de mesure sélectionnables par l'utilisateur : pieds/min, m/s, MPH, km/h et nœuds, pour permettre une large gamme d'applications. Un thermo anémomètre est un capteur de vent à fil chaud ou à girouette capable de mesurer également la température de l'air ;
- Les anémomètres hygrothermomètres ont les caractéristiques d'un thermo anémomètre et d'un capteur d'humidité qui fournissent au client des informations environnementales complètes.
Anémomètre portable à hélice
L'
anémomètre mécanique rotatif peut être classé comme girouette ou hélice. Avec ce type de capteur, l'axe de rotation doit être horizontal comme le flux du vent. Dans les espaces ouverts, le vent change de direction et l'axe doit en tenir compte.
L'anémomètre à hélice est également disponible avec diverses fonctions supplémentaires.
Anémomètres thermiques portables
Les anémomètres thermiques utilisent un fil très fin ou un élément chauffant. Le flux d'air a un effet de refroidissement. Étant donné que la résistance électrique de la plupart des métaux dépend de la température du métal, une relation peut être obtenue entre la résistance du fil et la vitesse d'écoulement.
L'anémomètre à fil chaud est délicat et a une réponse en fréquence élevée et une bonne résolution spatiale par rapport aux autres méthodes de mesure.
Anémomètres thermiques avec analyse de la vitesse et de la température
Les anémomètres thermiques ont le plus petit capteur. Les capteurs thermiques sont capables de mesurer à la fois la vitesse et la température. Les systèmes d'enregistrement de données permettent à l'utilisateur d'analyser (également graphiquement) les caractéristiques du flux et des données.
Ils sont souvent utilisés dans les souffleries pour évaluer les circuits imprimés et les dissipateurs thermiques.
