Tube de Pitot
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Un tube de Pitot est un appareil de mesure de vitesse des fluides.
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[modifier] Historique
Le tube de Pitot doit son nom au physicien français Henri Pitot (1695-1771) qui fut le premier en 1732 à proposer une “machine pour mesurer la vitesse des eaux courantes et le sillage des vaisseaux”. Le concept est repris et amélioré par Henry Darcy puis par Ludwig Prandtl qui pense à utiliser le tube dans une canalisation pour mesurer les vitesses locales d'écoulement des fluides.
En aéronautique du point de vue technologique, il est le successeur du système Etévé. Le tube de Pitot est un élément constitutif du système anémobarométrique.
[modifier] Principe
[modifier] Utilisation en aéronautique
Il est constitué de deux tubes coudés concentriques dont les orifices, en communication avec le fluide dont on veut mesurer la vitesse, sont disposés de façon particulière.
- L'un, placé orthogonalement, a une vitesse relative v égale à la vitesse du fluide et une pression statique ps égale à la pression ambiante.
- L'autre, placé dans le sens de l'écoulement, a une vitesse relative nulle et une pression totale pt, somme de la pression dynamique et de la pression statique.
La différence entre ces pressions donne la vitesse air de laquelle on peut déduire la vitesse sol, ces deux paramètres étant des informations primordiales pour le pilote qui en a besoin pour calculer son déplacement dans l'espace (navigation) et la consommation de son véhicule.
Il suffit alors d'appliquer le théorème de Bernoulli en négligeant le terme z pour avoir une relation directe entre la vitesse et la pression dynamique pt -ps que l'on mesure avec un capteur de pression ou un simple manomètre.
- d'où
- v = vitesse
- p = pression dans la conduite (ps est la pression statique, pt est la pression totale)
- ρ = masse volumique du fluide
[modifier] Remarques
Notez que la pression dynamique n'est pas une pression réelle comme l'est la pression statique. En effet, la force que la pression dynamique peut exercer sur une surface dépend de l'écoulement du fluide par rapport à celle-ci. Le fait de nommer le produit ½·ρ·v² une pression n'est qu'un abus de langage qui a mené à de nombreuses erreurs toujours véhiculées de nos jours. Ce produit correspond en fait à l'énergie cinétique de la particule de fluide de volume unitaire animée de la vitesse v.
En conclusion, il est important de retenir que le capteur de pression ne mesure pas la différence entre une pression totale et une pression statique mais bien entre deux pressions statiques qui rappelons-le encore une fois est la seule à exercer une force sur les surfaces.
