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MESURES 812 - FÉVRIER 2009 - www.mesures.com 48 G uide d’achat MESURES 812 - FÉ

MESURES 812 - FÉVRIER 2009 - www.mesures.com 48 G uide d’achat MESURES 812 - FÉVRIER 2009 - www.mesures.com 49 G uide d’achat MESURES PHYSIQUES Les débitmètres à effet Coriolis  La technologie Coriolis est aujourd’hui acceptée et ses avantages ne sont plus à démontrer : elle mesure un débit massique avec une précision typiquement infé- rieure à ± 0,1 %. Elle fonctionne aussi bien pour tous les fluides, liquides ou gaz. Elle est insensible à la température, la pression, la compressibilité ou la nature du fluide. La principale limite des débitmètres Coriolis reste le prix parce que leur conception nécessite un savoir-faire important. C’est la raison pour laquelle il n’y a pas pléthores de fournisseurs. Loin d’être banalisée, la technologie évolue toujours. T out le monde est convaincu et nous enfonçons aujourd’hui des portes ouvertes », assure Patrick Baudet, responsable produits débitmétrie industrielle chez ABB. S’ils le pouvaient, les industriels en mettraient partout. Depuis plus de trente ans d’existence, les débitmètres à effet Coriolis n’ont pas failli et leur répu- tation semble aujourd’hui assurée. Une pré- cision de mesure à typiquement 0,1 %, voire à 0,05 % dans certaines conditions d’étalon- nage, en fait l’équipe- ment le plus précis pour mesurer un débit. Le débit masse est ré- solument l’argument majeur. « C’est comme une évidence, soutient Christian Jay responsa- ble débitmétrie massi- que, vortex et ultrasons chez Krohne. Que ce soit en pharmacie, en chimie, en agroalimentaire, toutes les formulations chimiques se font en masse. Mêmes dans les silos de stockage, les ex- ploitants gèrent des masses non des volumes. » Lorsque l’on mesure un volume, il est toujours possible de se tromper, car le volume varie en fonction de la température, de la pression, de la com- pressibilité du fluide. La masse, elle, c’est toujours la même masse, presque insensible aux conditions de mesure et aux caractéris- tiques du fluide. Les études de marché corroborent cet en- gouement. Une étude américaine réalisée par Flow Research estime que le marché mon- dial des débitmètres Coriolis a atteint 662 millions de dollars en 2007 et prévoit une croissance moyenne de 7,5 % par an jusqu’en 2012, pour atteindre alors 950 mil- lions de dollars. En France, au sein du Gimélec, les fournisseurs d’instrumentations ont éga- lement additionné des chiffres à la hausse. Si la débitmétrie électromagnétique reste le plus gros marché en nombre de pièces, la valeur du marché de la débitmétrie Coriolis se rapproche fortement. Le prix d’un débit- mètre Coriolis peut en effet être facilement trois fois plus élevé qu’un électromagnéti- que. Il est le seul frein à cette technologie. C’est la principale raison pour laquelle les industriels “n’en mettent pas partout”. Ainsi, retrouve-t-on les débitmètres Coriolis dans le domaine de la pétrochimie, chimie, phar- macie, sur des produits à haute valeur ajou- tée. Ils ont également pénétré les marchés de l’agroalimentaire, de la pharmacie. Pour l’eau, il faut bien reconnaître que les Coriolis restent trop chers et ont du mal à détrôner le traditionnel débitmètre électromagnéti- que (DEM). Sur les gros diamètres, (au-delà de 150 mm), l’implantation d’un Coriolis est difficile a argumenté face, notamment, aux technologies par ultrasons ou électro- magnétique. Mais pourquoi un Coriolis reste encore si cher ? Question de marketing, de volume ? Pas uniquement. « La fabrication d’un Coriolis ne s’improvise pas au fond d’un garage », précise Patrick Baudet (ABB). Le coût de fabrication de cet équipement reste encore élevé et il faut tout un savoir-faire qui est loin de se banaliser. Après avoir fait ses preuves pendant trois décennies, la technologie reste entre les mains d’un nombre limité de fabricants. Une dizaine, guère plus, se partagent aujourd’hui le marché. Micro Motion (Emerson Process Management), qui fut le premier à pro- poser la technologie, a pendant longtemps détenu l’essentiel du marché. D’autres four- nisseurs d’instrumentations tels que Krohne ou Endress + Hauser ont réussi peu à peu à trouver leur place. Aujourd’hui, les princi- paux acteurs du contrôle de process se posi- tionnent également. « Nous mettons fermement l’accent sur cette technologie, indique Patrick Baudet (ABB). Nous sommes aujourd’hui au mi- lieu du peloton et nous avons encore des parts de mar- ché à gagner. » Alors comment se différencie un débitmètre Coriolis d’un autre débitmètre Coriolis ? Pas facile. Etant donné la technologie que cet appareil exige, tous les fournisseurs ont in- vesti beaucoup d’argent pour développer des équipements fiables, surtout à la hauteur de la demande et pouvant répondre à toutes les applications. A ce prix-là, il faut que cela fonctionne. En d’autres termes, ce marché n’est pas (encore ?) contaminé par des équi- pements bas de gamme, de mauvaise qualité. Il existe bien sûr des différences d’un cons- tructeur à l’autre mais elles résident dans des fonctionnalités ou des particularités parfois subtiles. Le tube de mesure, plus ou moins courbe La forme du tube reste encore un élément de différenciation important d’un fournisseur à l’autre. A l’origine, chacun s’est imposé sur le marché avec une forme qui lui était spé- cifique en double S allongé, en U, en V , en oméga… Chacun protégeant sa forme par de nombreux brevets. Aujourd’hui, avec la diversification des applications sur des gros ou petits diamètres, sur des fluides chargés ou non, les fournisseurs ont modulé leur forme initiale. Beaucoup proposent des mo- notubes ou des bitubes plus ou moins droits, plus ou moins courbes. Plus le tube est incurvé, plus la perte de charge et les phénomènes d’encrassement sont importants mais mieux il vibre. Si celui- ci est double, les deux tubes rentrent en ré- sonance, ce qui augmente encore la sensibi- lité de vibration et donc son seuil de détection. La majorité des fournisseurs pré- conisent donc un bitube. « Nous proposons un monotube droit uniquement pour des fibres longues, des produits qui peuvent figer, ou pour tout ce qui peut entraîner un colmatage », souligne Jean Yvert, responsable produits débitmétrie et densi- métrie chez Emerson Process Management. La société Krohne se distingue en revendiquant le monotube droit pour la plupart des appli- cations. « Nous avons construit notre réputation avec le monotube droit, souligne Christian Jay . Nous avons investi beaucoup en recherche et développement pour lui apporter les mêmes caractéristiques métro- logiques qu’un bitube. Ainsi, notre appareil pour transactions commerciales répond aux mêmes classes de précision selon la directive MID, et sur les mêmes étendues de mesure. » L’une des “astuces” de Krohne est de recréer la fonction bitube par un tube coaxial qui enveloppe le tube de mesure. L’ensemble est inséré sur la conduite par un dispositif pendulaire pour immuniser la mesure des vibrations extérieures. A l’opposé, la société allemande Rheonik a choisi la forme la plus courbe possible : l’oméga. Les deux tubes sont par ailleurs associés à une barre de torsion qui renforce la résonance entre les deux et minimise Le choix d’un débitmètre Coriolis est toujours un compromis à trouver :  Entre l’étendue de mesure, la précision et la sensibilité recherchées.  En minimisant les pertes de charge, l’encombrement de l’appareil, les risques d’encrassement ou de colmatage. Les paramètres modifiables au niveau du tube de mesure sont :  Sa forme, son épaisseur, son matériau. L’essentiel ➜ IMPOSANT ! Les débitmètres à effet Coriolis s’imposent dans un grand nombre d’applications presque comme une évidence. Débit massique, incertitude, absence d’influences des caractéristiques du fluide, ses arguments sont connus. Seul le prix peut être un frein à cette technologie, notamment pour les conduites de diamètre important. Contrairement à d’autres technologies, les débitmètres Coriolis, n’exigent pas un grand nombre de longueurs droites, en amont ou aval, ce qui autorise des installations relativement compactes limitées à la simple longueur du tube de mesure. ABB Emerson Process Management (Micro Motion) MESURES 812 - FÉVRIER 2009 - www.mesures.com 50 Guide d’achat MESURES 812 - FÉVRIER 2009 - www.mesures.com 51 Guide d’achat l’influence des vibrations du process : « Nous avons un très bel effet Coriolis et une forte sensibilité, insiste Guy Courtois, directeur commercial de Metra (distributeur de Rheonik en France). Ceci nous permet de jouer sur l’épais- seur du matériau et donc de monter en pression. Aujourd’hui notre débitmètre tient en pression jusqu’à 1 200 bar. » En réalité, on l’aura déjà compris, tout est affaire de compromis : forme, maté- riau, épaisseur du tube, chaque fournisseur a développé “son savoir-faire” pour proposer ensuite à l’industriel, selon son application, l’équipement qui assurera le meilleur équi- libre entre la sensibilité, la précision, l’éten- due de mesure, la perte de charge. La mesure directe du débit massique est l’ar- gument majeur du débitmètre massique. Pourtant, celui-ci sait faire plein d’autres choses. Il est, de toute l’histoire de l’instru- mentation, le premier instrument de mesure multivariable. Par la mesure de la fréquence de vibration et du déphasage, on accède à la fois au débit massique et à la masse volumique du produit. Intrinsèquement multivariable « Les industriels semblent découvrir aujourd’hui les vertus de la masse volumique », remarque Patrick Baudet (ABB). Appelée souvent à tort densité (rappelons que la densité est uploads/Industriel/ 812-gda-debitmetres-coriolis.pdf