Quels sont les différents types d’anémomètre sur le marché ?
L’anémomètre est l’instrument le plus couramment utilisé pour mesurer la vitesse du vent. Les types d’anémomètres disponibles sont variés, adaptés à des situations, des environnements et des mesures spécifiques.
Les catégories d’anémomètres sont basées sur les unités de vitesse et de pression. Instrument mesurant la vitesse et la direction du vent inventé par John Thomas Romney Robinson, l’anémomètre a profité de nombreuses évolutions technologiques.
Anémomètres de vitesse
Les anémomètres de vitesse comprennent les anémomètres à coupelle, les anémomètres à palette, les anémomètres à fil chaud, les anémomètres Doppler à laser, les anémomètres à ultrasons et les modèles DIY fabriqués avec des balles de pingpong.
Anémomètres à coupelle
L’anémomètre portable à coupelles est un modèle basique qui se compose de quatre coupelles hémisphériques fixées à des bras horizontaux, qui sont reliés à une tige verticale. Le vent passant par les coupelles dans n’importe quelle direction horizontale fait tourner la tige à une vitesse à peu près proportionnelle à la vitesse du vent. Le comptage des rotations de la tige sur une période de temps fixe crée une valeur proportionnelle au taux moyen du vent pour une large gamme de vitesses. Un autre nom utilisé pour ce dispositif est celui d’anémomètre rotatif.
Anémomètres à palettes
L’anémomètre à hélice ou à palette peut être communément décrit comme un moulin à vent. Contrairement à l’anémomètre à coupelle, ce dispositif a sa tige parallèle à la direction du vent, c’est-à-dire horizontale. Comme la direction du vent varie, la tige doit être flexible pour s’y adapter.
Les raisons d’utiliser un anémomètre sont nombreuses. Du simple étudiant cherchant à développer ses compétences aux passionnés de domotique, l’instrument de mesure est utilisé dans de nombreux domaines sportifs, de loisirs et professionnels.
Anémomètres à fil chaud
L’anémomètre à fil chaud comprend un fil qui est chauffé électriquement à une température supérieure à celle de l’environnement. Le vent qui passe sur le fil le refroidit. Comme la résistance électrique de la plupart des métaux dépend de la température du métal, il est possible de mesurer la vitesse d’écoulement par la résistance du fil.
Les dispositifs à fil chaud peuvent en outre être classés comme des anémomètres à courant constant, des anémomètres à tension constante et des anémomètres à température constante. La tension de sortie fournie par ces appareils est le résultat d’un circuit spécifique entre l’appareil essayant de maintenir la variable particulière constante, qui peut être la température, la tension ou le courant, selon la loi d’Ohm.
La tension peut être calculée avec un autre instrument de mesure appelé voltmètre et la résistance électrique avec un ohm-mètre.
Anémomètres Doppler à laser
Les anémomètres Doppler à laser utilisent un faisceau de lumière produit par un laser divisé en deux faisceaux. Les particules s’écoulent avec les molécules d’air à la sortie du faisceau et réfléchissent la lumière vers un détecteur, où elle est mesurée en fonction du faisceau laser d’origine.
Lorsque les particules sont en mouvement rapide, elles produisent un décalage Doppler qui est utilisé pour calculer la vitesse du vent dans la lumière du laser.
Anémomètres à ultrasons
Les anémomètres à ultrasons ont été introduits pour la première fois dans les années 1950. Ils utilisent des ondes sonores ultrasoniques pour mesurer la vitesse du vent. Ils chronomètrent la vitesse du vent en fonction du temps de vol des impulsions sonores entre des paires de transducteurs. Les données fournies par les paires de capteurs peut être combinée pour générer une mesure de la vitesse dans un écoulement sur une, deux ou trois dimensions.
Anémomètres à balles de ping-pong
Cet appareil est construit à partir d’une balle de ping-pong reliée à une corde. Lorsque la direction du vent est horizontale, il appuie sur la balle et la fait bouger. Comme les balles de ping-pong sont très légères, elles se déplacent en douceur, même par vent calme. Le calcul de l’angle entre le dispositif à corde et la verticale donne une approximation de la vitesse du vent.
Anémomètres de pression
Les premiers anémomètres qui mesurent la pression du vent ont été classés en catégories de plaques et de tubes.
Anémomètres à plaques
Ces dispositifs sont constitués de plaques plates suspendues au sommet pour que le vent puisse y dévier. Leon Battista Alberti, un architecte italien, a inventé le premier anémomètre mécanique en 1450. Il a été réinventé en 1664 par Robert Hooke. Les dernières versions consistent en des plaques plates, circulaires ou carrées, qui sont maintenues normales au vent par une girouette.
Anémomètres à tube
L’appareil consiste en un tube de verre en forme de U contenant un manomètre à liquide, dont l’une des extrémités est pliée horizontalement afin de faire face au vent. L’extrémité verticale reste parallèle à l’écoulement du vent.
Lorsque le vent souffle dans l’embouchure du tube, il crée une augmentation de la pression sur un côté du manomètre. Le vent soufflant sur l’extrémité ouverte provoque une faible variation de pression, de l’autre côté du manomètre. La différence d’altitude obtenue entre les deux pieds du tube indique la vitesse du vent.
