Cet article explique ce que sont les anémomètres. Vous trouverez donc la définition d'un anémomètre, les différents types d'anémomètres et comment est utilisé ce type d'instrument de laboratoire.
Qu'est-ce qu'un anémomètre ?
Un anémomètre , également appelé anémomètre , est un instrument qui mesure la vitesse de l'air. Autrement dit, l’anémomètre est un appareil utilisé pour déterminer la vitesse ou la force du vent.
Les anémomètres sont principalement utilisés en météorologie et dans l’aviation, bien qu’ils aient également plusieurs applications industrielles. Nous verrons ci-dessous quelles sont toutes les utilisations de l’anémomètre.
Bien qu'on ne sache pas s'il en est l'inventeur, la première description d'un anémomètre a été faite par l'Italien Leon Battista Alberti en 1450.
Il convient de noter que certains anémomètres mesurent la pression de l'air au lieu de sa vitesse. De même, certains anémomètres multifonctionnels sont également capables de fournir la température et l'humidité de l'air.
Types d'anémomètres
Il existe plusieurs types d'anémomètres :
- Anémomètre à coupelle
- anémomètre à girouette
- anémomètre à fil chaud
- Anémomètre à ultrasons
- Anémomètre laser Doppler
Chaque type d'anémomètre est expliqué en détail ci-dessous.
Anémomètre à coupelle
Il se compose de trois ou quatre coupelles demi-sphères reliées par des bras à un axe vertical. Ainsi, le vent frappe les coupelles et les fait tourner, donc plus le vent va vite, plus les coupelles tourneront vite.
Ce type d'anémomètre peut également être appelé anémomètre à rotation.
Les anémomètres à coupelle sont principalement utilisés en météorologie, car ils peuvent résister à de très fortes rafales de vent.
anémomètre à girouette
Il est formé d'une hélice qui tourne sur un axe horizontal. Cependant, l'axe de l'hélice doit être parallèle à la direction du vent, l'axe doit donc suivre les changements de direction du vent. Pour ce faire, une girouette est généralement intégrée à l’arrière de l’anémomètre.
Il existe également des anémomètres portables de ce type, dans ce cas la personne qui le tient doit faire face à l'anémomètre dans le sens du vent.
anémomètre à fil chaud
Cet anémomètre comporte un fil, généralement en tungstène, qui est chauffé électriquement à une température supérieure à la température ambiante, de sorte que lorsque le vent traverse l'anémomètre, il refroidit le fil.
Puisque la résistance électrique de la plupart des métaux dépend de leur température, une relation peut être obtenue entre la température du fil et la vitesse de l’air.
Ces types d'anémomètres sont très délicats, mais ils sont très précis. Ils sont utilisés par exemple dans l’étude des écoulements turbulents.
Anémomètre à ultrasons
Les anémomètres à ultrasons utilisent des ondes sonores ultrasonores pour mesurer la direction et la vitesse de l'air.
Ces types d'anémomètres ont de nombreuses applications, comme la navigation maritime, les stations météorologiques, l'aviation, etc.
L'un des avantages de ce type d'anémomètre est qu'il ne comporte aucune pièce mobile. Il ne sera donc pas affecté par l'air salin ou la poussière et durera donc probablement plus longtemps.
Anémomètre laser Doppler
Ces types d'anémomètres utilisent un faisceau lumineux laser divisé en deux, dont l'un se propage hors de l'anémomètre et l'autre sert de référence.
Lorsque les particules se déplacent, elles produisent un effet Doppler qui, associé au laser, permet de calculer la vitesse de ces particules et, par conséquent, la vitesse du vent.
Comment fonctionne un anémomètre
Les performances d'un anémomètre dépendent du type d'anémomètre. Ainsi, il existe des anémomètres qui mesurent la vitesse du vent par la pression qu'il exerce sur une surface, comme un bol ou une hélice, tandis qu'il existe d'autres anémomètres qui fonctionnent par ultrasons ou avec des câbles dont la résistance dépend de leur température. Vous avez expliqué le fonctionnement de chaque type d'anémomètre dans la section ci-dessus.
Cependant, lors de l'utilisation d'un anémomètre, il est important d'effectuer plusieurs mesures dans un intervalle de 10 minutes et de prendre la moyenne de toutes les valeurs enregistrées comme valeur de vitesse de l'air. De cette manière, l’effet des rafales de vent, qui faussent les mesures, est minimisé.
Mais logiquement, si l’on veut connaître la vitesse du vent à un moment précis, il suffit de faire une mesure à ce moment-là.
Une fois la vitesse du vent mesurée, le type de vent peut être classé selon la vitesse obtenue :
| Type de vent | Vitesse (m/s) | Vitesse (nœuds) |
|---|---|---|
| Calme | 0,0 – 0,4 | 0,0 – 0,9 |
| Léger | 0,4 – 5,8 | 0,9 – 11 |
| Modéré | 5,8 – 8,5 | 11 – 17 |
| Cool | 8,5 – 11 | 17 – 22 |
| Fort | 11 – 17 | 22 – 34 |
| Temporaire | 17 – 25 | 34 – 48 |
| Forte tempête | 25 – 34 | 48 – 65 |
| Ouragan | >34 | >65 |
Applications des anémomètres
Les anémomètres ont de nombreuses applications, parmi lesquelles :
- Agriculture : l'anémomètre est très utile pour déterminer les conditions environnementales.
- Aviation : les anémomètres sont utilisés en montgolfière, en parapente, avec un parachute…
- Science : l'anémomètre est souvent utilisé dans de nombreux domaines scientifiques, comme la météorologie, l'aérodynamique, les sciences de l'environnement…
- Sport : l'anémomètre est utilisé dans certaines compétitions sportives, comme la voile, le tir à l'arc ou l'athlétisme.
- Ingénierie : l'anémomètre a de nombreuses utilisations dans l'industrie, il sert à étudier le débit d'air, à garantir la sécurité sur un chantier, à analyser les conditions de travail…