Comment fonctionne un pluviomètre ?

Pluviomètre : présentation et principe de fonctionnement 

Qu'est-ce qu'un pluviomètre ?

Les précipitations constituent l'une des plus importantes sources d'eau douce, et leur surveillance est cruciale pour l'agriculture, l'hydrologie, les prévisions météorologiques et la recherche climatique. Un pluviomètre est un instrument météorologique utilisé pour mesurer la quantité de précipitations (généralement des précipitations) sur une période donnée dans une zone donnée. C'est un outil essentiel pour la surveillance météorologique, l'hydrologie et l'agriculture, fournissant des données pour l'évaluation des ressources en eau, la prévision des inondations et l'étude des régimes climatiques. Les pluviomètres collectent et mesurent principalement les précipitations liquides, comme l'eau de pluie, mais peuvent parfois également mesurer l'équivalent en fonte des précipitations solides (comme la neige).

Types de pluviomètres

En fonction de leur conception et de leurs mécanismes de mesure, les pluviomètres peuvent être classés dans les catégories suivantes : 

1. Pluviomètre standard (pluviomètre manuel)

   Il s'agit d'un appareil manuel simple utilisé pour recueillir et mesurer périodiquement les précipitations. Un exemple courant est le pluviomètre à cylindre gradué, largement utilisé en raison de sa simplicité et de son faible coût.

   - Scénarios applicables : Faible coût, utilisation simple, couramment utilisé dans l'agriculture, l'éducation et les observations météorologiques amateurs. Les données doivent être lues et enregistrées manuellement périodiquement.

2. Pluviomètre à auget basculant

   Il s'agit d'un instrument d'enregistrement automatique qui recueille l'eau de pluie dans un petit auget basculant. Lorsque le auget atteint une certaine capacité, il bascule, déclenchant un compteur.

   - Avantages :

     - Enregistrement continu des données, adapté à la surveillance automatique.

     - Peut être connecté à des enregistreurs de données ou à des systèmes de transmission à distance.

   - Limites :

     - Peut être inexact en cas de fortes ou très faibles pluies.

     - Nécessite un nettoyage et un entretien réguliers pour éviter le colmatage.

3. Pesée du pluviomètre

   Mesure le poids des précipitations collectées pour en déterminer le volume. Ce type de jauge est très précis et peut mesurer les précipitations liquides et solides.

   - Avantages :

     - Haute précision, peut mesurer différents types de précipitations (pluie, neige, grêle).

     - Convient à la recherche scientifique et aux applications de haute précision.

   - Limites :

     - Coût élevé et structure complexe.

     - Nécessite un entretien régulier.

4. Pluviomètre optique

   Utilise des capteurs optiques pour détecter l'interruption des faisceaux lumineux causée par les gouttes de pluie, fournissant des données en temps réel avec de faibles besoins de maintenance.

   - Avantages :

     - Faible entretien, aucune pièce mobile, peut fournir des données d'intensité des précipitations en temps réel.

   - Limites :

     - Peut avoir une précision moindre en cas de fortes pluies ou lorsque de petites gouttes de pluie sont présentes.

     - Sensible aux interférences de la poussière, du brouillard, etc.

5. Capteurs de gouttes de pluie capacitifs ou piézoélectriques (principalement pour détecter la présence de pluie)

   Ces capteurs sont utilisés pour détecter s’il pleut, plutôt que pour mesurer la quantité de précipitations.

   - Les capteurs capacitifs détectent les changements de capacité électrique lorsque des gouttes de pluie tombent sur la surface du capteur.

   - Les capteurs piézoélectriques génèrent un signal électrique à partir de l'impact des gouttes de pluie.

Principe de fonctionnement des pluviomètres 

1. Pluviomètre standard (pluviomètre manuel)

   Le pluviomètre standard se compose généralement d'un récipient cylindrique ouvert sur le dessus pour recueillir l'eau de pluie. L'eau s'écoule dans un tube de mesure plus étroit, via un entonnoir. Ce tube est gradué pour afficher la hauteur des précipitations en millimètres ou en pouces. Ce tube plus étroit permet d'agrandir la mesure et d'accroître la précision. L'utilisateur relève et enregistre manuellement le niveau d'eau après une averse, puis vide le pluviomètre pour la prochaine utilisation.

   Exemple : Un pluviomètre standard de 20 cm (8 pouces) avec une zone de collecte de 20 cm (8 pouces) de diamètre. Le tube de mesure interne est calibré pour mesurer avec précision la hauteur des précipitations. 

2. Pluviomètre à auget basculant

   Un pluviomètre à augets basculants utilise un entonnoir pour diriger l'eau de pluie vers un petit mécanisme à augets basculants. Chaque auget a une capacité fixe (par exemple, l'équivalent de 0,2 mm de pluie). Lorsque l'auget se remplit, il bascule, se vide et déclenche un interrupteur pour enregistrer l'événement. Le basculement de l'auget est comptabilisé électroniquement et converti en quantité totale de pluie.

   - Avantages : Collecte automatisée des données, adaptée à une surveillance continue.

   - Limitations : Lors de fortes pluies, le seau peut basculer trop rapidement, entraînant une perte d'eau et une sous-estimation. 

3. Pesée du pluviomètre

   Un pluviomètre à pesée utilise un récipient placé sur une balance de haute précision pour mesurer le poids des précipitations collectées. La densité de l'eau permet de convertir ce poids en hauteur de pluie. Ce type de pluviomètre peut mesurer les précipitations liquides et solides (par exemple, la neige ou la grêle) et enregistre généralement les données électroniquement avec une grande précision. 

4. Pluviomètre optique

   Un pluviomètre optique utilise une source lumineuse et un capteur pour détecter les gouttes de pluie. Lorsqu'une goutte traverse le faisceau lumineux, elle interrompt le signal, et l'appareil estime l'intensité et le volume des précipitations en fonction de la fréquence et de la taille des interruptions. Ces pluviomètres sont couramment utilisés dans les stations météorologiques automatiques . 

5. Capteurs de gouttes de pluie capacitifs ou piézoélectriques

   Ces capteurs déterminent s’il pleut en fonction des changements de propriétés électriques.

   - Les capteurs capacitifs détectent les changements de capacité lorsque les gouttes de pluie frappent la surface du capteur.

   - Les capteurs piézoélectriques génèrent des signaux électriques à partir de l'impact des gouttes de pluie. 

Applications et importance

Les pluviomètres jouent un rôle crucial dans les prévisions météorologiques, la surveillance des inondations, la planification agricole et la recherche climatique. En fournissant des données pluviométriques précises, ils aident à gérer les ressources en eau, à prévoir les catastrophes naturelles et à comprendre les tendances climatiques à long terme.

Conclusion

Les pluviomètres , des simples appareils manuels aux systèmes automatisés avancés, jouent un rôle essentiel dans la mesure des précipitations. Différents types de pluviomètres (standard, à auget basculant, à pesée, optiques et capacitifs/piézoélectriques) ont chacun un principe de fonctionnement unique, adapté à des besoins et des environnements spécifiques. Une mesure précise des précipitations facilite les décisions en matière d'irrigation agricole, de prévisions météorologiques, de prévention des inondations et de recherche sur le changement climatique. Lors du choix d'un pluviomètre, il est important de choisir le modèle le plus adapté à l'application, au budget et aux exigences de précision.

 Fiche technique du pluviomètre à auget basculant

Manuel d'instructions du pluviomètre à auget basculant NBL-W-ARS.pdf

Manuel d'instructions des capteurs de pluie NBL-W-RS-V4.0.pdf