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Les densimètres existent en tailles, types et fonctionnements variables. Selon leurs conditions d'emballage, ils peuvent s'avérer très fragiles. Le niveau de précision des résultats est aussi disparate d'un appareil à un autre, tout comme le niveau de sensibilité aux variations de températures. Certains modèles sont adaptés pour l'étude de divers types de solutions, tandis que d'autres se destinent uniquement à l'analyse d'un produit spécifique. Le choix se fera donc en fonction de nombreux critères, dont les plus importants concernent l'usage, la solidité ainsi que la fiabilité des résultats.

À quoi sert un densimètre ?

Un densimètre est un appareil de mesure utilisé pour contrôler la densité ou la concentration de divers éléments généralement liquides, et parfois solides ou gazeux. En principe, le fonctionnement du matériel est basé sur l'étude du rapport de la densité de l'élément étudié sur celle de l'eau. Sur un densimètre, la valeur de l'eau distillée est 1. Les produits plus denses que l'eau auront donc une valeur supérieure à 1, contre une valeur inférieure pour les solutions moins denses.

Les appareils de mesure de densité peuvent servir à l'étude de divers types de solutions. Il peut s'agir de produits pharmaceutiques, cosmétiques, pétrochimiques, industriels ou agroalimentaires. Cela concerne notamment l'alcool, la bière, le lait, le vin, le sirop, la confiture, l'acide, le vinaigre, le sucre, le sel, le pétrole et les carburants, les liquides très visqueux, le plastique, le verre, le sol, le gaz, les poudres, ou encore le ciment. Dans le secteur industriel, il est utilisé en phase de production et de contrôle des produits, soit durant le processus de fabrication et de contrôle des produits afin d'en assurer une excellente qualité.

S'utilisant principalement pour déterminer la masse volumique, ou densité volumique, et la concentration des produits étudiés, le densimètre permet de réaliser divers types de mesures selon sa configuration. Certains professionnels s'en servent pour mesurer la densité relative ou la gravité spécifique des corps. D'autres en déduisent la proportion massique de chaque composant des solutions analysées.

Ce matériel est également utilisé pour définir le degré ou la proportion d'alcool présent dans un mélange ou une boisson alcoolique, et parfois pour l'évaluation du pourcentage de matière sèche soluble dans un liquide ou de l'indice de réfraction d'une matière. Les densimètres servent aussi pour la détermination du taux de solides dissous ou TDS dans une solution, ou encore la proportion d'hydrocarbure contenue dans un mélange.

Quel type de densimètre choisir ?

Les densimètres sont déclinés en deux principaux types, notamment les densimètres classiques ou manuels en verre à cadran ou en tube gradué , et les densimètres électroniques à affichage numérique. Toutefois, il en existe plusieurs versions, à différencier :

Selon l'usage

On peut distinguer plusieurs types d'appareils de mesure de densité selon l'usage, chacun étant spécifique à un type de produit précis :
  • L'hydromètre, pour mesurer de la densité de l'eau ou autres corps liquides
  • L'aréomètre, déterminant la masse volumique et la concentration d'un produit selon le principe d'Archimède
  • L'alcoomètre, se présentant comme un densimètre destiné à évaluer la teneur des corps en alcool
  • Le lactodensimètre, servant à l'étude du lait et des produits laitiers
  • Le mustimètre, pour contrôler la densité du vin
  • Le densimètre bière, dédié à l'évaluation de la densité des bières
  • Le densimètre salinité, pour réaliser une mesure densimétrique de salinité
  • Le densimètre sirop, pour mesurer la densité des sirops
  • Le pycnomètre, permettant de déterminer la densité d'une solution liquide, pâteuse ou solide
  • Le saccharimètre, appelé aussi saccharomètre, utilisé pour les boissons sucrées
  • Le voluménomètre, servant à la détermination de la masse volumique absolue des éléments traités

Selon la forme et le fonctionnement

Cela concerne notamment :
  • Le densimètre à aiguille : Il est formé d'un récipient en verre à cadran gradué et d'une aiguille flottante. Le niveau de densité détecté est indiqué par l'aiguille sur le cadran à graduation.
Densimètre flotteur
  • Le densimètre flotteur : Avec ce modèle, la mesure se fait en immergeant le densimètre dans un récipient rempli du produit étudié. L'appareil va par la suite flotter à la surface de la solution en indiquant le niveau de densité retenu.
Thermodensimètre
  • Le thermodensimètre : Il s'agit d'un densimètre flotteur couplé à un thermomètre intégré pour le contrôle des variations de températures. Ce modèle est aussi connu sous le nom de thermohydromètre.
Densimètre électronique
  • Le densimètre électronique : Également appelé densimètre numérique, le densimètre électronique est un instrument de mesure de densité à affichage numérique avec lequel les mesures s'effectuent de manière électronique.
Densimètre en ligne
  • Le densimètre en ligne : Il sert à la mesure de densité mécanique et permet la surveillance des produits étudiés en ligne dans les tuyaux.

Selon la mobilité

Un densimètre peut être :
  • Fixe : Le densimètre fixe est un appareil de mesure de paillasse dédié à des utilisations en laboratoire ou dans des industries. Il s'installe et s'utilise de manière définitive au sein d'un seul et même site d'utilisation. Le déplacement de ce type d'appareil de mesure de densité n'est pas impossible, mais requiert du moins certains efforts.
  • Portable : Le densimètre portable est un appareil de mesure conçu et étudié de sorte à être compact et léger. Le but est d'en faciliter le transport d'un endroit à un autre. Ce type d'instrument de mesure de densité peut aussi bien servir sur site que lors de déplacements.

Comment bien choisir son densimètre ?

Trois principaux paramètres sont à considérer pour choisir un densimètre :

L'usage à faire de l'appareil

Étant donné que chaque type de densimètre est dédié à une utilisation spécifique, l'usage est un facteur déterminant pour choisir un appareil de mesure de densité. Ainsi, il est important de définir au préalable le type de produit à analyser (sirop, carburants, alcool, vin, bière ...), puis le type de mesure à effectuer (masse volumique, proportion d'alcool, densité mécanique ...). Il ne reste plus qu'à déterminer si le matériel est destiné à des études sur paillasse ou à des interventions nécessitant de fréquents déplacements.

La robustesse du matériel

Les appareils de mesure de densité sont généralement constitués d'une structure principale en verre ou en métal. Les modèles faits de métal sont plus performants en matière de robustesse. Ils sont ainsi recommandés. Cependant, les densimètres faits de verre peuvent également convenir à condition d'être couplés avec certains dispositifs de protection, notamment la coque de protection ou la boîte de rangement.

La précision, la fiabilité et la lisibilité des résultats

Un densimètre efficace est un appareil de mesure capable de produire des résultats fiables et précis. En sachant que le niveau de sensibilité aux variations de températures peut contribuer à la précision et à la fiabilité des constats, les densimètres livrés avec un thermomètre intégré ou fourni à part sont conseillés.

Les résultats doivent être faciles à lire, tout comme les graduations. Ainsi, les modèles électroniques sont recommandés, bien qu'ils soient encore peu répandus en raison d'un prix élevé. À savoir que les densimètres sont aussi déclinés en plusieurs tailles. Les versions de grandes tailles sont à privilégier, car elles offrent une meilleure lisibilité comparées aux petits modèles.

Quelles sont les règles d'utilisation d'un densimètre ?

Protéger le densimètre des agressions

Les densimètres sont pour le plus souvent faits de verre. Ainsi, ils ont tendance à s'avérer relativement sensibles aux chocs. Le risque est plus ou moins élevé si l'instrument fait l'objet d'un transport régulier. Les produits équipés de dispositif de protection sont alors préconisés (coque de protection ou boîte de rangement). Ils sont moins fragiles. Le dispositif de protection absorbe les plus grandes parties des agressions, évitant la détérioration des matériels protégés. Toutefois, il reste important de tenir l'instrument à l'écart des chocs et des grandes variations de températures que le verre supporte mal. Ces initiatives permettront de garantir la durabilité de l'appareil.

Nettoyer après chaque usage

Après utilisation, des dépôts de produits peuvent recouvrir les modules de mesures. Ceux-ci ne sont pas toujours visibles, comme des traces d'huiles ou de graisses laissées par des échantillons huileux. Ce qui peut altérer ses capacités en matière de précision, voire fausser les résultats.

Ainsi, il est indispensable de nettoyer les dispositifs de mesures, après chaque usage, avec les solutions de nettoyage appropriées. Dans le cas où les produits mesurés sont de nature similaire, et qu'ils sont capables de dissoudre complètement les résidus laissés sur les modules de mesures, il est possible de faire un suréchantillonnage de sorte à éliminer entièrement les dépôts.

Réaliser des contrôles réguliers

À l'image de bien d'autres appareils de mesure, comme les viscosimètres ou encore les porosimètres, les densimètres doivent être contrôlés, entretenus et maintenus de manière régulière. Ces opérations sont essentielles afin d'assurer l'efficacité des matériels, soit la réalisation de mesures correctes et fiables, sur le long terme. Chez les densimètres, celles-ci se réalisent pendant des périodes données appelées intervalles de calibrage. Ces dernières se déterminent en fonction du rendement des densimètres, des fréquences d'usage, des conditions environnementales d'utilisation, de la stabilité des calibrages précédents et les précisions requises. En général, l'intervalle conseillé se situe entre 1 et 3 ans.

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Arthur MARQUES DE OLIVEIRA
Guide écrit par :
Arthur MARQUES DE OLIVEIRA
Spécialiste industrie chez Hellopro
Ancien responsable de production dans une fonderie, je me suis reconverti il y a quinze ans dans l'automobile. J'écris depuis divers articles sur l'équipement et les services du secteur industriel.