Le pèse-vent - L'orgue de barbarie de Bernard plan stage midi carton

L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

Le pèse-vent

vent.jpg

 

Suite à des questions récurrentes sur le sujet il semble indispensable de mettre un article sur cet outil que l'on fabrique soi-même facilement.

Pourquoi un terme comme pèse-vent? Parce qu'en facture d'orgue on utilise l'air mais on le désigne avec le mot "vent" depuis la rédaction du livre le dom Bedos qui date de 1770, ça fait chic et initié entre facteurs (qui eux ne transportent pas de courriers).

 

Même si il lui ressemble ce n'est pas un baromètre qui mesure la pression atmosphérique et qui a une extrémité bouché et vide. Ni un anémomètre qui ne mesure que la vitesse du vent (même si le vent génère une pression par la vitesse, un anémomètre mesure l'énergie cinétique et non pas la pression qui est statique). On peut à la rigueur parler de manomètre mais ce terme générique s'utilise plutôt par des techniciens qui n'ont pas de pratique dans la facture d'orgue.


la version brute fabriquée à la hache:

pese-vent.jpg

 


Les diapasons de flûtes sont calculés avec des constantes. La constante de pression est fixée dans les tableaux au même titre que le nombre d'Ising.

Cette pression est généralement mesurée à la sortie de la réserve (là ou elle est stabilisée par les ressorts et la soupape d'échappement) même si de nombreuses discussions sur les forums concluent que c'est dans la chambre de la flûte que devrait être prise cette pression, ce n'est pas une bonne solution. En effet il faut tenir compte d'une perte en ligne due aux coudes et tuyaux entre la réserve et la flûte et aussi à cause de la présence de la soupape ou de la vanne à membrane qui augmentent les résistances à l'écoulement de l'air c'est l’effet venturi. Mais comme il existe aussi une relation entre la pression dans la flûte et la pression dans la réserve cette pression une fois fixée doit rester constante dans la réserve sinon la fréquence de la flûte varie et l'accord ne tient plus. L'orgue joue faux et la tentation de ré-accorder avec une pression insuffisante risque de décaler petit à petit l'harmonisation. Cette pression doit être connue et notée c'est une caractéristique de l'orgue à la limite elle devrait être gravée quelque part sur l'orgue.

Dans les faits un orgue qui joue faux n'est pas toujours désaccordé mais plus souvent ses ressorts sont simplement fatigués et doivent être retendus pour retrouver sa pression initiale de service. Pour mesurer l'effet de cette force exercée par les ressorts cet outil spécifique est indispensable (le pèse-vent).

Son fonctionnement est simple mais comporte un piège pour les débutants ou les étourdis:

 

Un tuyau PVC transparent en forme de U est fixé sur une planche graduée et partiellement rempli d'eau (colorée quelquefois pour faciliter la lecture).
la planche est maintenue verticalement par un pied large et lourd ou avec une pince sur un montant pour éviter le renversement de l'ensemble. A l'équilibre le niveau de l'eau est identique dans les deux branches du tuyau comme dans un niveau à eau de maçon c'est le niveau 0.
On applique la pression sur l'une des branches ce qui y fait descendre le niveau de l'eau et monter dans l'autre branche jusqu'au nouvel équilibre.
La différence de niveau entre les deux ménisques de l'eau à l'intérieur du tuyau donne la pression en cm d'eau. et comme la section est constante le niveau est  monté autant d'un coté qu'il est descendu de l'autre.

Donc les graduations à partir du 0, (h sur la figure) doivent être espacées de 5 mm pour avoir une lecture directe (d sur la figurte) en Cm d'eau puisque si le niveau monte de 5mm d'un coté il est descendu aussi de 5mm de l'autre et la différence entre les deux est bien d'1 cm.

 

pese-vent2.jpg


L'erreur courante qui consiste à graduer en cm et lire à partir du zéro conduit donc à doubler la pression ce qui est rédhibitoire et pose des problèmes pour l'harmonisation.

 

Un exemple de très joli pèse-vent par Marc mais malheureusement semble-t'il gravé en cm

pese-vent-marc.jpg


Pour remplir le tuyau sans insérer des bulles qui entraînent des erreurs. Il suffit de tremper une extrémité dans l'eau et d'aspirer par l'autre jusqu'à un repère (comme avec une pipette de chimie) en maintenant l'extrémité sous l'eau puis de la boucher avec un doigt pour la sortir.


Puis en tenant cette extrémité au plus haut relâcher pour que l'eau remplisse le U. ensuite pour amener exactement les ménisques au 0 il suffit de faire monter ou descendre l'une des branches en allongeant ou raccourcissant le coude du U pour amener le niveau d'équilibre des ménisques sur le zéro des graduations de lecture si ces dernières sont fixes.

Ou encore faire un carton gradué (de 5 en 5 mm) pour une seule branche et glissant pour caler le 0 sur le niveau d'équilibre au choix.

Il reste à trouver une prise que l'on aura pris soin de rendre accessible et muni d'un robinet ou d'un bouchon. Personnellement j'utilise un tuyau venant d'une vanne que je débranche de la flûte de pan pour le raccorder au pèse-vent.

et après avoir obturé tous les trous de la flûte de pan avec un carton engagé sans être pris par le rouleau entraîneur, je tourne la manivelle et il ne reste plus qu'à faire une lecture de la pression.

 

Un pèse-vent à lecture directe  mais plus compliqué; celui de PP.

 

Celui de François Boucher un autre pèse-vent à lecture directe par impression 3D plus régulier mais qui nécessite une imprimante 3D

 

 

 

 

 

Mais une fois l'essentiel compris on peut aller un peu plus loin en utilisant les progrès de la physique.

 

Le premier à avoir utiliser ce principe pour en savoir un peu plus sur les pressions est Mr Pitot qui en 1732 a inventé le tube Pitot.

 

Depuis il a été utilisé, développé et amélioré par Henry Darcy et Ludwig Prandtl dans les domaines de l'hydraulique et la thermo dynamique.

 

En gros il suffit de placer les deux extrémités d'un pèse-vent en tenant compte de l'orientaion des faces d'extrémités de ce tube. Du coup on ne parle plus de "la pression" mais des différents types de pression:  pression totale, de pression dynamique et de pression statique!

 

schema-notion-pression.png

 

ou plus "simplement" avec une sonde pitot

pitot.png

 

Ce qui permet aussi par application de formules et après un étalonage de déduire la vitesse du fluide en question. D'ailleurs on doit ici aussi parler des vitesses: moyenne, maximum, au centre , près des parois, etc...

 

Avec une application dans les avions connue du public depuis les accidents des  sondes pitot qui gèlent.

 

Pour moi la difficulté c'est de savoir distinguer dans toutes les équations celles applicables à un fluide incompressible et celles applicables à l'air compressible, mais aussi quand et pourquoi dans certaines on peut négliger cette compressibilité?

 

Il m'est donc difficile d'expliquer ici quelque chose que je peine à comprendre par moi-même. Mais je sais que certains spécialistes peuvent faire mieux que moi!

 



03/10/2014
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