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Généralités sur le thermocouple

Technologie

Généralités sur le thermocouple

Le thermocouple est un dispositif qui semble ne relever que de la physique appliquée et pourtant, c’est un instrument qui sert à beaucoup d’usages dans bien des domaines de la vie de l’homme moderne. De par son nom, il a des correspondances avec l’appareil de mesure de la température qui nous est familier, mais son usage ne concerne pas le corps humain.

Qu’est-ce qu’un thermocouple?

Un thermocouple est un capteur qui sert à mesurer la température. Une certaine nuance est tout de même à faire car il est plus exact de dire que cet appareil mesure la différence de température. De celle-ci dépend la différence de potentiel entre les deux jonctions du dispositif selon l’effet Seebeck. De fait, pour mesurer une température inconnue, l’une des deux jonctions est reliée à une température connue qui est la température de référence. C’est donc une mesure indirecte car la valeur affichée sur le voltmètre est la différence de potentiel électrique.

Ce capteur se compose ainsi de deux métaux de nature différente reliés à une extrémité où s’établit la jonction électrique. Les alliages thermocouple ont généralement l’apparence de fils.  Lorsque la jonction des métaux est chauffée ou réfrigérée, il se produit une tension variable qui peut ensuite être transcrite en température. Celle-ci pèche souvent dans sa précision car il est difficile d’obtenir des mesures avec une erreur inférieure à 0,1°C -0,2°C.

A quoi sert un thermocouple

Les thermocouples ont un coût relativement bas et ils permettent de mesurer une grande gamme de températures. De nombreuses applications sont concernées par ce dispositif, notamment dans le domaine industriel mais aussi pour équiper les appareils domestiques, par exemple, le coupe-gaz du chauffe-eau. Positionné dans la flamme de la veilleuse, le thermocouple détecte sa présence par la chaleur qu’elle dégage. Quand la flamme s’éteint, le dispositif coupe l’arrivée du gaz car le courant ne passe plus.

Quel thermocouple utiliser

Les thermocouples peuvent être utilisés dans une large gamme de températures tout en étant solides et relativement bon marché. Le choix du modèle à acheter est conditionné par :

  • La palette de températures
  • La résistance chimique du thermocouple ou de la gaine
  • La résistance aux abrasions et vibrations.

Le type de jonction importe également :

  • Jonction fondée : le thermocouple est en contact avec la paroi de la gaine. Le résultat est un temps de réponse rapide avec toutefois l’inconvénient d’être sensible aux champs électriques.
  • Jonction isolée : le thermocouple est détaché et isolé de la paroi de la sonde. Le temps de réponse est moins rapide mais l’isolement aux champs électriques est effectif. Particulièrement recommandée dans les environnements corrosifs.
  • Jonction exposée : temps de réponse rapide, recommandée pour la mesure des températures en milieu gazeux non corrosif statique.

Différentes combinaisons de métaux sont disponibles pour s’accommoder aux diverses utilisations. Le calibrage le plus commun est le thermocouple type K, composé d’un conducteur positif Nickel-Chrome et d’un conducteur négatif Nickel-Aluminium. Mais le thermocouple le plus précis est composé de platine et d’un alliage de platine ajouté de 10% de rhodium ; la sensibilité est alors de 10 microvolts par degré environ.

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