Avec le Prosonic Flow B 200, Endress+Hauser a développé un débitmètre destiné spécialement aux contraintes de la partie humide des unités de méthanisation. Il intègre pour cela la mesure de la vitesse du son, ainsi que le calcul du pouvoir calorifique et de l’indice de Wobbe.
La filiale française du groupe suisse Endress+Hauser a choisi le site de production de Gerlingen, en banlieue de Stuttgart dans le Bade-Wurtemberg (Allemagne) pour tenir sa conférence de presse annuelle… sous le signe des mesures physico-chimiques, de résultats financiers record et de son cinquantenaire (voir encadré ci-dessous). Tête de pont de la division Conducta, structure forte de quatre sites de production pour 650 employés, celui de Gerlingen a en charge l’assemblage des transmetteurs physico-chimiques et des cartes électroniques, ainsi que la construction des préleveurs et des systèmes de raccordement spéciaux (insert oblique, chambre de passage…). Parmi les nouveaux produits annoncés à cette occasion, comme le capteur optique OUSBT66 et le transmetteur Memograph M CVM400 pour les biotechologies, les solutions de gestion d’énergie, intéressons-nous plus particulièrement au débitmètre à ultrasons Prosonic Flow B 200.
« Si le marché du biogaz ne cesse de gagner en importance, dans un contexte de hausse des prix de l’énergie et de conscience environnementale croissante, les process dans ce secteur constituent un véritable défi sur le plan de la technique de mesure », constate Cédric Fagot, chef de marché Environnement et Energie chez Endress+Hauser France. Les applications utilisant le biogaz, le gaz de fermentation ou de décomposition se caractérisent en effet par un taux d’humidité élevé, de faibles pressions (environ la pression atmosphérique) et la formation de condensat. « Jusque-là, les industriels instrumentaient la partie sèche de leurs unités de méthanisation, avec des débitmètres massiques ou à effet Vortex, des transmetteurs de pression, etc. Ou alors ils recouraient à des analyseurs, qui sont des appareils coûteux et complexes, pour la mesure de méthane », poursuit Cédric Fagot.
Mesurer la teneur en méthane sans restrictions
Le débitmètre à ultrasons Prosonic Flow B 200 a été conçu pour assurer les mesures en ligne, directement en sortie d’un digesteur. Pour y parvenir, Endress+Hauser s’est appuyé sur la technologie de mesure traditionnelle (impulsions d'ultrasons et à temps de transit, avec une ou deux cordes selon le diamètre), à laquelle la société a ajouté les mesures de la vitesse du son et de la température. La vitesse du son, la température et la composition chimique d'un gaz dépendant directement l'une de l'autre, la connaissance de deux grandeurs (vitesse du son et température) permet de calculer la troisième (la teneur en méthane). L’appareil mesure ainsi le débit volumique dans une étendue de mesure comprise entre 9-269 m3/h (DN50) et 131-3 925 m3/h (DN200), avec une incertitude de mesure de ±1,5 % de la mesure (3 à 30 m/s) ou ±3,0 % de la mesure (1 à 3 m/s), et une reproductibilité de ±0,5 % de la mesure… même en cas de fortes fluctuations.
« En biogaz, les composés sont toujours les mêmes mais leurs concentrations peuvent être très différentes », indique Cédric Fagot. Le principe des ultrasons rend également possible la détection d’un changement du sens d’écoulement. Le calcul du pouvoir calorifique, basé sur la teneur en méthane (incertitude de mesure de ±2 % absolu et répétabilité de ±0,5 % de la mesure), et celui de l’indice de Wobbe permettent à l’utilisateur de surveiller en permanente la quantité et de la qualité du gaz. Parmi les autres spécifications techniques, signalons, pour les capteurs IP67 en inox, une dynamique de mesure de 30:1, la tenue à des conditions de process maximales de 10 bar et +80 °C, la disponibilité de raccords à brides tournantes EN et ASME. Le transmetteur dispose, lui, d’une sortie 4-20 mA Hart, d’impulsions, fréquence ou état et il est conforme aux agréments IP66/67, Atex, cCSAus…
« Pour moins de 10 000 euros, pour les versions à gros diamètres, les industriels ont les moyens de réguler indépendamment la charge, la composition et le temps de séjour pour chaque digesteur, de détecter précocement d’éventuels dysfonctionnements et d’optimiser la production de méthane », conclut Cédric Fagot.
Cédric Lardière
