Mesurer la pression d'eau stockée sur un toit

Salut,

Par rapport à la hauteur d’eau à partir de la pression, j’arrive pas à comprendre pourquoi la pression sur le capteur de gauche est identique à celle mesurée par le capteur de droite (le noir est de l’eau). Intuitivement, je dirais qu’il y a plus de poids sur le capteur de droite donc plus de pression. Non ?

Dans le cas présent, la pression provient simplement du poids de la colonne d’eau au-dessus du point où la pression est mesurée. Les bras du T exercent de la pression sur la base des bras, pas sur le capteur. Si au lieu d’eau liquide tu regardes un bloc de glace qui ne repose sur rien d’autre que le capteur, ton raisonnement fonctionne et le T donnera une pression plus grande que la barre verticale.

À partir du moment où tous les réservoirs sont interconnectés, la pression ne dépend que de la hauteur d’eau, pas de la forme. Donc, si tu as un réservoir tout en bas, plusieurs et un réservoir tout en haut sous la gouttière (reliés par un conduit), le réservoir en bas va subir la pression de toute la hauteur.

En gros tu es dans le cas du crève-tonneau de Pascal.

Ça a un impact beaucoup plus important que le capteur sur ton installation : ça implique que les réservoirs du bas doivent tenir la pression induite par la hauteur du réservoir le plus haut. Pour les réservoirs eux-mêmes ça devrait être possible, pour les systèmes de tuyaux et de joints, selon les technologies choisies ça peut être plus difficile.

Salut,

Est-ce que tu veux vraiment connaître le volume d’eau ou juste quand c’est presque vide ou presque plein ? T’as quel besoin de précision pour ton niveau d’eau ? Quel est ta contrainte de coûts ? Par quoi le coût global du système est dominé, l’installation, les réservoirs, le système de contrôle ?

Ça se trouve, il y a d’autres solutions qu’un capteur de pression qui marcheraient pour votre cas. Il y a même des capteurs capacitifs sans contact. Pas besoin de percer quoi que ce soit, on peut le coller à la paroi. Le matériel de hobbyiste (par exemple celui-là, je connais pas le produit ni le commerçant, c’est juste un exemple) peut être sympa pour expérimenter, quitte à passer à un produit plus robuste si besoin après.

Quoi qu’il en soit, pour les capteurs de pression, tu trouveras très certainement des choses adaptées facilement (on trouve du matériel de hobbyiste sur le site que j’ai cité plus haut). Un capteur de sous-marin répond à des contraintes assez différentes d’un capteur qui a accès à l’air par exemple (capteur de pression différentiel par exemple).

Ça peut valoir le coût de demander à des fournisseurs de matériel de vous conseiller, ça ne coûte rien et ça se trouve vous aurez une réponse positive parce que c’est de la bonne comm' d’aider des projets de ce type.

Le site propose un capteur adapté, par contre il coûte 300$, et en cherchant des capteurs de pression sous-marins, j’ai trouvé pas mal de capteurs dans cette gamme de prix, sachant que ce sont pour beaucoup des capteurs fonctionnant en 4–20mA, donc il faut l’électronique de contrôle en face.

L’autre possibilité, c’est de considérer qu’il n’y aura pas plus de 10m de hauteur d’eau, donc 1 bar de différence de pression avec l’extérieur, et faire un trou dans le réservoir du bas pour mesurer la différence avec un capteur moins cher. Ca veut dire garantir l’étanchéité pendant la durée de vie de l’installation.

C’est pas forcément simple, donc j’ai pas proposé ça en premier, mais, dans la mesure où vous connectez des reservoirs, peut être que c’est plus économique pour vous que des capteurs totalement immergés. cela dit, il faut aussi considérer le prix de la réparation si il faut changer le capteur. C’est du travail de plomberie, et le prix du capteur est vite couvert parle coût de main d’oeuvre pour refaire l’étanchéité sur site (c’est grosso modo de la plomberie), donc il va vraiment falloir s’intéresser à la fiabilité des capteurs sur la durée de vie de l’installation.

Un capteur inséré par le haut du reservoir, à pression atmosphérique, ça a l’air plus simple à remplacer, mais je ne peux pas vraiment me prononcer sur la meilleur solution, je fait de l’élec/info en bureau d’étude, la maintenance de ce type d’installation c’est pas mon champs d’expertise.

Pour répondre à ta question initiale, je pense que tu vas réussir à mesurer le volume avec un capteur de pression quoi qu’il arrive. La forme du réservoir influence le volume pour une pression donnée, mais c’est seulement une histoire de calibration pour un réservoir donné, à condition que tout le volume communique bel et bien. Le système devra connaître la relation entre la hauteur d’eau dans le réservoir et le volume qu’il contient. Cette relation peut être déterminée par le calcul ou par essais.

Pour un prototype, un essai, une preuve de concept, n’importe quel composant fera l’affaire. Tu consultes des fournisseurs, vous trouvez un capteur qui a l’air de faire l’affaire, tu fais ta prise en main sur banc et ensuite tu testes sur votre installation de test et tu auras des informations très précieuses issues de la réalité en quelques jours ou une poignée de semaines. Tu peux même répéter l’expérience avec d’autres types de capteurs selon le temps et le budget disponible. Cette expérience sera sûrement précieuse pour la suite des opérations.

Maintenant, le choix exact du système de mesure de volume (pression ou non d’ailleurs) pour le produit final dépend moins de cette histoire de calibration que de tout le reste du système. La solution que vous choisirez résultera d’études qui permettront d’évaluer le meilleur compromis entre précision, coût, facilité d’installation et de maintenance durée de vie, et l’écoconception si elle vous tient à cœur.

Là comme ça, je vois déjà plusieurs solutions que seuls vous êtes capables de distinguer selon comment le système exact est fait :

1. Capteur de pression comme décrit. Peut-être bien si c’est facile à installer, peut-être une grosse galère si vos réservoirs se bouchent, le capteur se retrouve dans des boues en fond de réservoir, que percer les réservoirs et assurer l’étanchéité pendant 30 ans (ou plus ? à vous de voir) est une galère.
2. Capteurs type capacitif sans contact. Installés par l’extérieur, à voir si ça marche dans votre cas (épaisseur de paroi tout ça), quel genre de fixation tient 30 ans ? Est-ce que le coût est bon pour la précision souhaitée ? Est-ce qu’il y a des capteurs de type "bande" adaptés à votre cas ?
3. Si on voit le fond depuis le haut du réservoir, des systèmes optiques ou à ultrason pourraient marcher.
4. Relier le réservoir à un tube de dérivation (genre tube bypass qui longe le réservoir) et utiliser un système correspondant. Pression, optique, ultrason, magnétique, capacitif… Faut voir comment ça s’intègre au reste du système, l’esthétique, etc.

En bref, il y a des choses pour lesquelles on ne peut pas vraiment t’aider.