Comment fonctionnent les anémomètres ?

Un anémomètre est un instrument utilisé pour mesurer la vitesse du vent en convertissant son énergie cinétique en d'autres formes d'énergie, comme le mouvement mécanique ou les signaux électriques, afin de quantifier la vitesse du vent. Voici une description détaillée des types d'anémomètres courants et de leur fonctionnement :

 1. Anémomètres mécaniques

Anémomètres à hélice : ils contiennent une hélice, et l'action du vent fait tourner l'hélice à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent. La vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse du vent. La vitesse du vent est déterminée en mesurant la vitesse de rotation de l'hélice.

- Anémomètre à coupelles : composé de trois ou quatre coupelles coniques ou hémisphériques vides, fixées à un certain angle sur le support. Lorsque le vent souffle d'une direction donnée, les coupelles sont soumises à une différence de pression qui les fait tourner à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent.

 2. Anémomètre thermique

Anémomètre à fil chaud : un fil métallique fin (fil chaud) est utilisé. Lorsque le vent souffle sur le fil, sa vitesse de refroidissement varie en fonction de la vitesse du vent, ce qui entraîne une variation de sa résistance. La vitesse du vent est déterminée en mesurant la variation de résistance.

- Anémomètre à film thermique : Similaire en principe à l'anémomètre à fil chaud, mais utilise un film métallique mince comme capteur et convient à la mesure du débit de liquides.

 3. Anémomètre à ultrasons

- Utilise la différence de temps de propagation des signaux ultrasonores dans l'air pour mesurer la vitesse du vent. Lorsque le signal ultrasonore se propage dans les directions vent arrière et vent arrière, son temps de propagation est différent. Le calcul de ces différences permet de déterminer la vitesse et la direction du vent. 

4. Anémomètre à tube de Pitot

La vitesse du vent est calculée en mesurant la différence entre la pression statique et la pression dynamique. Un petit trou est situé à l'avant du tube de Pitot. Lorsque l'air circule à travers ce trou, la différence de pression entre les deux côtés est liée à la vitesse du vent, et cette dernière peut être calculée à partir de cette différence.

Les anémomètres mesurent indirectement la vitesse du vent en convertissant son énergie cinétique en une grandeur physique mesurable (par exemple, vitesse de rotation, variation de température ou différence de pression). Différents types d'anémomètres sont adaptés à différents environnements et exigences de précision. Choisir le bon anémomètre est essentiel pour une mesure précise de la vitesse du vent.

Applications des anémomètres

Les anémomètres convertissent la vitesse du flux d'air en signaux électriques ou mécaniques quantifiables grâce à différentes méthodes de mesure, permettant ainsi une mesure précise de la vitesse du vent. La diversité de leurs principes de fonctionnement et de leurs applications fait des anémomètres un outil important et indispensable dans de nombreux domaines.

Les anémomètres sont utilisés dans une large gamme d'applications, y compris, mais sans s'y limiter, les suivantes :

Domaine météorologique : utilisé pour mesurer des paramètres météorologiques tels que la vitesse du vent, la direction du vent et la température pour aider à prévoir les changements météorologiques.

Domaine environnemental : Utilisé pour mesurer le débit d'air et la vitesse du vent, évaluer la qualité de l'air et détecter les sources de pollution et les sorties d'émission.

Aérospatiale : Utilisé pour mesurer la vitesse de l'air et les performances aérodynamiques des avions, des fusées et d'autres véhicules aéronautiques.

Domaine de la construction : pour l'évaluation de la charge de vent et des performances aérodynamiques des bâtiments, la conception de systèmes de ventilation et de climatisation.

En résumé, les anémomètres sont largement utilisés dans les stations météorologiques, les chantiers de construction, la production d'énergie éolienne, la navigation, l'aviation et d'autres domaines pour surveiller la vitesse du vent et les conditions environnementales, ainsi que pour évaluer la valeur potentielle des ressources éoliennes. Les résultats de mesure des anémomètres constituent des références importantes pour la prise de décision et la sécurité d'exploitation dans ces domaines.