Jauges pour cuves
(quelques solutions)

Les dessins suivants représentent sommairement quelques idées. Voir aussi cet article

Image ci-dessus: Trois idées pour faire une jauge

Dans le dessin (a) on utilise un mètre à ruban enfermé dans une boîte. L’extrémité du ruban est reliée à un ensemble qui est assez lourd dans l’air pour pouvoir dérouler le ruban et qui devient suffisamment léger dans l’eau pour se maintenir partiellement immergé. La lecture se fait au dos du ruban (s’il n’est pas gradué sur les deux faces, la lecture se fera au fond de la boîte, mais on risque de manquer de lumière) ; les valeurs augmentent quand le niveau baisse. Les chiffres se lisent à l’envers, mais ce n’est pas un gros soucis.

Dans le dessin (b), la ligne magenta représente un mètre de couturière. Les rectangles noirs sont des masses de mortier ou d’inox d’un poids suffisant pour tendre modérément le mètre. Le rectangle gris représente un flotteur en polystyrène expansé. Le triangle rouge est un indicateur de lecture. Le poids de gauche doit être plus lourd que celui de droite. Le volume du flotteur en cm³ doit être supérieur à la différence des poids exprimée en grammes.

Une variante consisterait à remplacer le mètre par une cordelette entraînant une poulie. Une démultiplication permettrait d’avoir une roue indicatrice qui ferait moins d’un tour sur la totalité du déplacement du flotteur. Ceci permettrait une lecture à distance.

Dans le dessin (c), la hauteur d’eau est repérée par deux tiges qui dépassent plus ou moins au dessus du couvercle. On peut ainsi contrôler le niveau de loin. On pourrait se contenter du dispositif de gauche, mais alors la tige indicatrice devrait dépasser de la hauteur de la cuve plus la longueur de guidage (voir gros tube plus loin).

Les rectangles vides représentent des tubes (nommés gros tube par la suite) fixés au couvercle qui assurent le guidage de la tige. Les traits verticaux épais représentent des tiges ou des tubes coulissants dans les gros tubes. Les rectangles gris sont des flotteurs.

Le dispositif de gauche repère les niveaux entre 0 et la mi-hauteur. La tige dépasse d’une demi-hauteur au maximum quand la cuve est à moitié pleine. Le flotteur butte alors dans le gros tube.

Le dispositif de droite repère les niveaux au-delà de la seconde moitié. Trois tiges minces à 120° permettent de déporter le flotteur à mi-profondeur quand la cuve est vide ou remplie à moins de la moitié. Le flotteur, en forme d’anneau, entre en action au-delà et fait sortir la tige d’une demi-hauteur au maximum.

Si on juge que les demi-hauteurs sont trop importantes, rien n’interdit d’envisager 3 dispositifs … ou plus ! On peut aussi se limiter à la détection des phases critiques : cuve bientôt pleine ou bientôt vide.

Quelques indications pour la réalisation (a)

Le mètre à ruban est un modèle courant du commerce gradué sur ses deux faces. Il faut appuyer sur un bouton pour libérer le déroulement. Le mètre est coincé dans une boîte vendue chez les distributeurs de composants électroniques. Le bouton est maintenu enfoncé grâce à un boulon vissé dans le fond de la boîte. Le poids-flotteur est constitué de 4 plaques de polystyrène expansé percées pour recevoir des bouts de tige filetée en inox de diamètre 10 mm. Une languette de plastique placée au milieu du polystyrène et maintenue par une tige de plastique (ou une cheville en nylon) assure la liaison entre le poids-flotteur et le ruban (2^e photo).

 Ci-contre vue d'ensemble de la réalisation (a)

Ci-dessus détail du poids-flotteur.

Notez sur la photo ci-contre, que j'ai occulté au maximum le passage du ruban dans la cuve, ceci afin d'empêcher la circulation des moustiques (tigres?) qui viendraient pondre dans l'eau.

Détails pour la réalisation (b)

Contrairement à mon habitude, je n’ai pas réalisé ce que je décrit ici. Il s’agit juste de fournir des idées pour ceux que cela intéresserait.

Je préconise des poids en ciment. Un bloc de 5 x 5 x 2 cm devrait suffire pour le petit, 7 x 7 x 2 cm pour le gros et 7 x 7 x 3 cm pour le flotteur.

La fixation du ruban se fera en noyant l’extrémité dans le mortier après y avoir piqué un clou.

La liaison entre le flotteur et le gros poids peut être faite avec des colliers Colson.

On pourrait être tenté par d’autres matières pour les poids, mais le fer rouille, l’acier inox peut convenir s’il ne risque pas de former une pile avec des autres pièces métalliques.

Pour soutenir les poulies, on pourra utiliser du profilé en U en aluminium. Faire des encoches aux extrémités au fond du U pour permettre au ruban de descendre verticalement sans frotter.

Les rouleaux seront des vis de diamètre 8 ou 10 mm dont la partie lisse sera au moins égale à l’espace entre les deux parois du U. L’écrou est alors bloqué au fond du filet. On peut aussi utiliser de la tige lisse qui déborde de part et d’autre du U et dans laquelle on perce un petit trou à chaque extrémité pour y placer une goupille. On peut encore mettre une vis garnie d’un bout de tube débordant légèrement du U et sur lequel on bloque un écrou. Dans tous les cas, mettre des rondelles de part et d’autre du rouleau.

Le poids pourrait être déporté à l'extérieure de la cuve. Sa hauteur servirait d'indicateur.

Pour la variante avec la cordelette, il faudra prévoir un rouleau ou une poulie intermédiaire qui oblige la cordelette à s’enrouler davantage autour de la poulie, sinon avec un simple quart de tour elle risque de glisser sur la poulie.

Le facteur de démultiplication N se calcule ainsi :

N = ( P – h ) / ( D x pi)

où P est la profondeur de la cuve ; h la hauteur du flotteur ; D le diamètre en fond de gorge de la poulie et pi = 3,14.

Si N est de l’ordre de 10 ou plus, il sera difficile de trouver deux engrenages avec des nombre de dents dans ce rapport (par exemple 10 et 100 dents). On pourra alors utiliser une vis sans fin qui donne une démultiplication égale au nombre de dents de la roue en prise avec la vis sans fin.

Un exemple pour être bien clair :

On a une cuve de 98 cm de profondeur et le flotteur fait 5 cm de haut. La poulie a un diamètre de 42 mm

P – h = 98 – 5 = 93 cm

La circonférence de la poulie est de 4,2 x 3,14 = 13,18 cm (attention de bien prendre les mêmes unités partout.

N = 93 / 13,18 = 7,06. Un couple 8 dents / 70 dents pourrait convenir ; avec un facteur N = 7,5 la roue indicatrice ferait environ 0,94 tour soit 338°.

Avec une vis sans fin et une roue à 15 dents on obtiendrait 0,47 tour, ce qui permet de fixer une grosse flèche sur l’axe de la roue dentée.

Réalisation (c)

Contrairement à mon habitude, je n’ai pas réalisé ce que je décrit ici. Il s’agit de fournir des idées pour ceux que cela intéresserait.

Les tiges seront soit des tiges pleines en aluminium soit des tubes cylindriques aussi fins que possible. Nous raisonnerons avec du tube de 6 x 8 mm (c’est à dire 6mm de diamètre intérieur et 8 mm à l’extérieur) qu’on trouve facilement dans le commerce . On pourrait le faire coulisser dans du tube de 8 x 10 mais le jeu risque d’être insuffisant et il n’est pas envisageable d’aléser à 8,2 ou 8,5 sur 50 cm de long. On procédera donc ainsi : On utilise un tube de 10 x 12 et à chaque extrémité on introduit un bout de tube 8 x 10 de quelques cm de long qui sera soudé ou collé. Ces petits bouts de tube pourront facilement être alésés à 6,2 ou 6,5 mm pour obtenir un jeu suffisant mais pas exagéré.

Le gros tube peut être rond, mais je conseille du tube carré qui rend l’assemblage au couvercle plus facile. Il suffira de coller 4 petits bouts de cornière contre les 4 faces du tube vers l’extrémité supérieure.

La pièce tout en bas dans le 2^e dispositif sera un disque en plastique. La liaison entre le disque et le tube sera assurée par deux petits bouts de tube 8 x 10 qui prendrons le disque en sandwich. Ces petites pièces seront collées au tube à l’araldite ou à la cyanolithe.

Les tiges qui maintiennent le flotteur en hauteur seront des tiges filetées en inox de 3 ou 4 mm de diamètre assemblées avec des écrous en inox également.

En fixant une rondelle large sur l’extrémité supérieure de la tige du premier dispositif, on pourrait commander un micro-rupteur assurant l’arrêt automatique de la pompe de vidange de la cuve.

Faites moi part de vos réalisations...

***** © M Guignard *****