Défaillance d’un manomètre : les 8 causes les plus courantes et leurs solutions

La défaillance d’un manomètre peut être liée à une ou plusieurs causes : vibrations mécaniques, pulsations, températures extrêmes, pics de pression, surpression, corrosion, bouchage ou mauvaise manipulation. Dans de nombreux cas, le problème ne vient pas d’un défaut de l’instrument lui-même, mais d’un manomètre qui n’a pas été sélectionné, installé ou protégé en fonction des conditions réelles de l’application.

schéma d’un manomètre à tube manométrique

Les manomètres jouent un rôle essentiel dans la surveillance des procédés industriels. En mesurant la pression en continu, ils permettent de suivre l’évolution d’un process, de détecter des anomalies et de contribuer à la sécurité des installations. Ce sont des instruments robustes, conçus pour fonctionner dans des environnements exigeants. Cependant, même un manomètre résistant peut se détériorer s’il est exposé à des contraintes supérieures à celles prévues.

Identifier les signes visibles d’une défaillance est donc essentiel. Une aiguille instable, un cadran décoloré, un voyant brisé, une trace de corrosion ou un manomètre bloqué à zéro peuvent révéler un problème plus profond. En comprenant les causes possibles, il devient plus facile de choisir la bonne solution : manomètre rempli de liquide, séparateur à membrane, amortisseur, vis frein, limiteur de pression, siphon, capillaire ou matériau adapté au fluide.

Comment fonctionne un manomètre à tube de Bourdon

Avant d’analyser les causes de défaillance, il est utile de rappeler le fonctionnement interne d’un manomètre mécanique. Le type le plus courant est le manomètre à tube de Bourdon, aussi appelé manomètre à tube manométrique.

Le tube de Bourdon est un élément élastique creux, généralement en forme de C, placé à l’intérieur du boîtier. Lorsque le fluide de process entre dans le tube et exerce une pression, le tube tend à se déformer. Ce mouvement est ensuite transmis à un mécanisme interne, composé notamment d’une biellette, d’un segment denté et d’un pignon.

La déformation du tube est alors convertie en mouvement de l’aiguille sur le cadran. Plus la pression augmente, plus le tube se déforme et plus l’aiguille se déplace. Ce principe est simple, fiable et largement utilisé. Mais comme il repose sur des éléments mécaniques en mouvement, le manomètre peut être sensible à certaines conditions : vibrations, pulsations, chocs, surpressions, corrosion ou fluides colmatants.

Tableau de synthèse : les 8 causes de défaillance d’un manomètre

1- Vibration mécanique

Les vibrations mécaniques sont l’une des causes les plus fréquentes de défaillance des manomètres dans les installations de production. Elles peuvent provenir de pompes, compresseurs, moteurs, machines tournantes, tuyauteries ou structures soumises à des mouvements continus.

Les vibrations ont deux effets principaux sur le manomètre. D’abord, elles rendent la lecture difficile : l’aiguille oscille rapidement et le relevé de pression devient instable. Ensuite, elles provoquent une usure progressive du mécanisme interne. Le pignon, les segments d’engrenage et les éléments de transmission peuvent s’user jusqu’à générer une perte de précision, voire une panne complète de l’instrument.

Signes visibles de vibrations mécaniques

Les signes les plus courants sont :

• une aiguille instable ou difficile à lire ;
• une aiguille qui ne revient plus correctement à zéro ;
• une poussière ou limaille métallique à l’intérieur du voyant ;
• un halo sombre sur le cadran ou près du mouvement ;
• une aiguille détachée en cas de vibrations importantes.

(à gauche) halo à l’intérieur du manomètre ; (à droite) aiguille détachée

Risques liés aux vibrations mécaniques

Les vibrations peuvent entraîner :

• l’usure des composants internes ;
• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une lecture difficile ou impossible ;
• une défaillance du système de pression si l’anomalie n’est pas détectée.

(à gauche et au centre) pignons usés ; (à droite) segments usés

Solutions pour les manomètres soumis aux vibrations

Séparateur type 990.28

Dans la plupart des cas, la solution la plus simple consiste à utiliser un manomètre rempli de liquide. La glycérine ou l’huile silicone contenue dans le boîtier agit comme un amortisseur. Elle ralentit le mouvement de l’aiguille, améliore la lisibilité et protège le mécanisme interne.

Le liquide de remplissage lubrifie également le pignon et les engrenages, ce qui réduit l’usure et prolonge la durée de vie du manomètre.

Une autre solution consiste à éloigner le manomètre de la source de vibration. Pour cela, il est possible d’utiliser un séparateur à membrane avec capillaire, par exemple un séparateur type 990.28 monté en configuration sandwich. Le séparateur reste installé sur le point de mesure, tandis que le manomètre peut être positionné à distance, dans une zone plus stable et plus facile à lire.

(Voir cette vidéo et le blog pour plus d’informations sur le fonctionnement des séparateurs à membrane).

2- Pulsation

battement de l’aiguille

Les pulsations correspondent à des augmentations et diminutions rapides et répétées de la pression du fluide. Elles ne doivent pas être confondues avec les vibrations mécaniques. La vibration vient du mouvement de l’installation ou de l’instrument, tandis que la pulsation vient directement du comportement du fluide de process.

Les pulsations sont fréquentes sur les refoulements de pompes, les circuits hydrauliques, les compresseurs, les chaudières et les lignes où la pression varie rapidement.

Signes visibles de pulsation

Les pulsations peuvent provoquer :

• une difficulté à obtenir une lecture précise ;
• une usure accélérée du mécanisme interne ;
• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une défaillance du système de pression dans les cas sévères.

Risques liés aux pulsations

• Difficulté à obtenir une lecture précise
• Usure des composants internes
• Perte de précision/fonctionnalité
• Défaillance du système de pression

Solutions pour les manomètres soumis aux pulsations

(à gauche) amortisseur ; (à droite) vis frein

Comme pour les vibrations, un boîtier rempli de liquide peut améliorer la lisibilité et réduire l’usure du mouvement interne.

Des accessoires spécifiques peuvent également être utilisés, notamment :

• une vis frein ;
• un amortisseur ;
• une vanne à pointeau ;
• un limiteur de débit ;
• un séparateur à membrane avec capillaire dans certaines configurations.

La vis frein est un petit dispositif équipé d’un orifice réduit qui limite l’arrivée du fluide dans le manomètre. Elle permet de ralentir les variations de pression avant qu’elles n’atteignent l’instrument. C’est une solution simple, économique et facile à installer.

Pour des pulsations plus importantes, un amortisseur ou une vanne à pointeau est souvent préférable. Les amortisseurs existent en plusieurs matériaux, avec différents diamètres d’orifice et différentes plages de pression. Les vannes à pointeau permettent, quant à elles, d’ajuster plus finement le passage du fluide et donc de réduire l’impact des pulsations sur l’aiguille.

3- Température extrême

Les températures extrêmes peuvent provenir de l’environnement ou du fluide de process. Un manomètre installé à proximité d’un four, dans un environnement très froid ou sur une ligne transportant un fluide très chaud peut subir une dégradation progressive.

Chaque manomètre possède des limites de température spécifiques. Lorsque ces limites sont dépassées, les matériaux peuvent se détériorer, le liquide de remplissage peut se dégrader et la précision de la mesure peut être affectée.

Signes visibles de températures extrêmes

décoloration du manomètre

Les signes les plus fréquents sont :

• cadran décoloré ;
• liquide de remplissage devenu jaune, orange, brun ou noir ;
• boîtier déformé ;
• voyant fondu ou endommagé ;
• perte de lisibilité ;
• détérioration visible des matériaux.

Risques liés aux températures extrêmes

Les températures extrêmes peuvent entraîner :

• une lecture imprécise ;
• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une détérioration du liquide de remplissage ;
• une défaillance du système de pression.

Solutions pour les manomètres en cas de températures extrêmes

Lorsque la température du fluide ou de l’environnement est trop élevée ou trop basse, une solution consiste à éloigner le manomètre du point de mesure grâce à un séparateur avec capillaire. Plus la distance entre le point de mesure et l’instrument est importante, plus la chaleur peut être dissipée avant d’atteindre le manomètre.

Il est également possible d’utiliser un siphon, par exemple le type 910.15, pour protéger le manomètre d’un fluide trop chaud. Le siphon crée une barrière thermique entre le process et l’instrument. Dans certaines applications, il peut aussi contribuer à stabiliser la température du fluide avant son arrivée au manomètre.

Le choix du liquide de remplissage est également important. La glycérine est couramment utilisée, mais pour des températures ambiantes très élevées ou très basses, l’huile silicone est souvent plus adaptée. Elle résiste mieux à la décoloration liée à la chaleur et ne gèle pas facilement dans les environnements sous zéro.

4- Pics de pression

Les pics de pression se produisent lorsque la pression augmente brutalement puis diminue soudainement. Ces événements rapides peuvent être difficiles à identifier si l’installation ne dispose pas d’un système d’enregistrement ou si les dommages ne sont pas visibles sur le manomètre.

Un manomètre non conçu pour supporter ces pics peut être endommagé rapidement, notamment lorsque l’aiguille heurte régulièrement la butée.

Aiguille tordue

Signes visibles de pics de pression

Les signes les plus courants sont :

• une aiguille tordue ;
• une aiguille en forme de queue de poisson ou d’hameçon ;
• une aiguille cassée ;
• une butée endommagée ;
• une lecture incohérente après l’événement.

Les risques liés aux pics de pression

Les pics de pression peuvent provoquer :

• une usure accrue du mouvement ;
• une détérioration des composants internes ;
• une perte de précision ;
• une fissure du tube manométrique ;
• une libération du fluide de process ;
• une défaillance du système de pression.

Solutions pour les manomètres soumis aux pics de pression

Pour réduire l’impact des pics, il est possible d’utiliser un manomètre rempli de liquide et d’ajouter des accessoires comme une vis frein, un amortisseur, une vanne à pointeau ou un séparateur avec capillaire.

Une autre solution consiste à choisir un manomètre avec une plage de pression plus élevée. Une règle pratique consiste à sélectionner un manomètre dont le fond d’échelle correspond à environ deux fois la pression maximale prévue. Par exemple, si un process atteint généralement 35 bar, un manomètre avec un fond d’échelle de 70 bar peut être plus adapté, à condition que la lisibilité et la précision restent compatibles avec l’application.

Pour une protection supplémentaire, un limiteur de pression peut être installé entre le process et le manomètre. Lorsque la pression atteint la valeur réglée, la vanne interne se ferme automatiquement pour protéger l’instrument. Lorsque la pression redescend suffisamment sous le seuil préréglé, la vanne se rouvre et le manomètre reprend sa fonction de mesure.

5- Surpression

Aiguille bloquée contre la butée de zéro

La surpression ressemble aux pics de pression, mais elle se produit lorsque le manomètre mesure régulièrement des pressions proches de sa plage maximale. Cette situation est fréquente dans certaines applications de traitement des eaux, d’eaux usées ou de conduites de gaz.

Si un manomètre travaille trop souvent près de son fond d’échelle, le tube de Bourdon peut se déformer ou se rompre. Cela peut entraîner une perte de précision, mais aussi un risque plus important si le fluide de process est corrosif, toxique ou contaminant.

Dans l’industrie chimique ou pharmaceutique, une rupture du tube manométrique peut provoquer la libération du fluide, la contamination d’un produit, l’arrêt d’une ligne ou une opération de requalification du procédé.

Signes visibles de surpression

Les principaux signes sont :

• aiguille bloquée contre la butée ;
• aiguille au-delà du fond d’échelle ;
• aiguille qui fait sauter la butée ;
• aiguille qui ne revient plus à zéro ;
• déformation permanente de l’élément de mesure.

Risques liés à la surpression

Limiteur de pression modèle 910.13

La surpression peut entraîner :

• une usure accrue du mouvement ;
• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une fissure ou rupture du tube manométrique ;
• une libération du fluide ;
• une défaillance du système de pression.

Solutions pour les manomètres subissant des surpressions

La première solution consiste à choisir un manomètre avec une plage de pression adaptée. L’instrument ne doit pas fonctionner en permanence près de sa limite supérieure. Un bon dimensionnement améliore à la fois la lisibilité, la durée de vie et la sécurité.

La deuxième solution consiste à installer un limiteur de pression, par exemple un modèle 910.13, afin de protéger le manomètre lorsque la pression dépasse un seuil défini. Cet accessoire permet d’isoler automatiquement l’instrument en cas de dépassement.

6- Corrosion 

un manomètre corrodé

La corrosion est une cause fréquente de défaillance lorsque le manomètre est exposé à des fluides agressifs ou à des environnements chimiques sévères. Elle peut apparaître dans les raffineries, le traitement des eaux usées, l’industrie chimique, la production de fibres optiques ou toute application utilisant des acides, du chlore, des floculants ou des gaz chlorés.

Si les matériaux en contact avec le fluide ne sont pas compatibles, la corrosion peut attaquer le raccord process, le tube manométrique, le boîtier ou d’autres éléments exposés.

Signe visible de corrosion

Les signes les plus courants sont :

• décoloration du boîtier ;
• détérioration du cadran ;
• corrosion du raccord process ;
• aiguille dégradée ;
• traces d’attaque chimique ;
• détérioration progressive des parties métalliques.

Risques liés à la corrosion

La corrosion peut provoquer :

• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une perte d’étanchéité ;
• une rupture des parties en contact avec le fluide ;
• une libération du fluide de process ;
• une défaillance du système de pression.

Solutions pour les manomètres en milieu corrosif

La solution la plus efficace consiste à isoler le manomètre du fluide agressif avec un séparateur à membrane réalisé dans un matériau adapté.

Les séparateurs à membrane peuvent être conçus avec des matériaux compatibles avec le fluide : acier inox 316L, 316Ti, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, tantale, titane ou autres alliages spécifiques. Pour certaines applications, les parties en contact avec le fluide peuvent également être revêtues, par exemple avec du PTFE, ou protégées par un placage particulier.

Le choix des matériaux doit toujours être basé sur la compatibilité chimique du fluide et sur les matériaux déjà utilisés pour les parties mouillées de l’installation. Un séparateur correctement sélectionné protège le manomètre et prolonge sa durée de vie dans les environnements corrosifs.

manomètre bouché

7- Bouchage ou colmatage

Le bouchage ou colmatage apparaît lorsque le fluide contient des particules, boues, fibres, matières pulpeuses, fluides visqueux ou solides en suspension. Ces éléments peuvent obstruer le raccord process ou les passages internes et empêcher la pression réelle d’atteindre le manomètre.

Ce problème est courant dans les papeteries, les stations d’épuration, l’industrie pharmaceutique, l’agroalimentaire et toutes les applications avec fluides chargés.

Signe visible de colmatage

Le signe le plus typique est un manomètre qui indique zéro ou presque zéro alors que le système fonctionne. Dans d’autres cas, l’aiguille peut réagir lentement, rester bloquée ou afficher une valeur incohérente par rapport au process.

Risques liés au colmatage

Le colmatage peut provoquer :

• une perte de précision ;
• une perte de fonctionnalité ;
• une réponse lente de l’instrument ;
• une surpression non détectée ;
• un risque de mauvais diagnostic du process.

Solutions pour les manomètres mesurant des fluides colmatants

Pour les fluides chargés, il est recommandé d’utiliser un séparateur à membrane avec raccord affleurant. Cette solution isole le manomètre du fluide difficile tout en évitant les zones où la matière pourrait s’accumuler.

Les séparateurs tubulaires constituent une autre solution efficace. Ils s’installent directement dans le flux de la tuyauterie et présentent des dimensions internes adaptées au passage du fluide. L’absence de zones mortes réduit fortement le risque d’accumulation et de colmatage.

Dans les applications où les dépôts sont fréquents, il peut également être utile de prévoir une configuration facilitant le nettoyage ou la maintenance.

8- Mauvaise manipulation ou utilisation abusive

Les manomètres industriels semblent souvent très robustes, en particulier les modèles de grand diamètre utilisés dans les procédés. Pourtant, ils ne sont pas conçus pour servir de poignées, de marches ou de points d’appui.

Sur site, il arrive que des opérateurs s’appuient sur un manomètre, l’utilisent pour se déplacer autour de l’installation ou le heurtent pendant une opération de maintenance. Ces comportements peuvent endommager l’instrument et créer un risque pour la sécurité.

Une mauvaise installation peut également provoquer des dommages. Par exemple, serrer un manomètre en tournant le boîtier au lieu d’utiliser une clé sur le raccord process peut tordre le boîtier ou le raccord.

manomètres avec voyant brisé (à gauche) et boîtier fissuré (à droite)

                  Signes visibles de mauvaise manipulation

Les signes les plus courants sont :

• boîtier fissuré ;
• voyant brisé ;
• perte du liquide de remplissage ;
• manomètre tordu ;
• raccord process plié ;
• orientation anormale de l’instrument.

Risques liés à une mauvaise manipulation

Une mauvaise manipulation peut entraîner :

• une perte de fonctionnalité ;
• une perte du liquide de remplissage ;
• une lecture non fiable ;
• une fuite au niveau du raccord ;
• un risque pour les opérateurs ;
• une défaillance prématurée de l’instrument.

Solutions pour éviter les mauvaises manipulations

La formation reste la meilleure prévention. Les opérateurs doivent savoir qu’un manomètre est un instrument de mesure, pas un élément de support ou de manutention.

Lors de l’installation, le serrage doit toujours être effectué sur le raccord prévu à cet effet. Les raccords NPT ou G disposent généralement de surfaces planes permettant l’utilisation d’une clé. Le boîtier ne doit pas être utilisé pour visser ou serrer le manomètre, car cela peut provoquer une torsion ou une déformation.

Comment choisir un manomètre pour éviter les défaillances

La plupart des défaillances peuvent être évitées dès la phase de sélection. Un manomètre ne doit pas être choisi uniquement en fonction de son diamètre, de son raccord ou de son fond d’échelle. Il doit être adapté aux conditions réelles de fonctionnement.

Les principaux critères à prendre en compte sont :

• plage de pression de service ;
• pression maximale attendue ;
• présence de pics de pression ;
• risque de surpression ;
• présence de pulsations ;
• niveau de vibrations ;
• température du fluide ;
• température ambiante ;
• compatibilité chimique du fluide ;
• risque de colmatage ;
• position d’installation ;
• lisibilité ;
• exigences de sécurité ;
• besoin d’accessoires de protection.

Un manomètre correctement dimensionné ne doit pas fonctionner en permanence au maximum de son échelle. Il doit rester lisible, compatible avec le fluide et protégé lorsque l’application présente des contraintes particulières.

Quels accessoires peuvent prolonger la durée de vie d’un manomètre ?

Les accessoires jouent un rôle essentiel dans les applications difficiles. Ils permettent d’adapter le manomètre à des conditions de process que l’instrument seul ne pourrait pas supporter durablement.

Les accessoires les plus courants sont :

• boîtier rempli de liquide pour les vibrations et pulsations ;
• vis frein pour ralentir les variations rapides de pression ;
• amortisseur pour réduire les pulsations plus fortes ;
• vanne à pointeau pour ajuster le passage du fluide ;
• limiteur de pression pour protéger contre la surpression ;
• séparateur à membrane pour les fluides corrosifs, visqueux ou colmatants ;
• capillaire pour éloigner l’instrument de la chaleur ou des vibrations ;
• siphon pour protéger contre les températures élevées ;
• séparateur tubulaire pour les fluides chargés.

Le bon accessoire dépend directement de la cause de défaillance la plus probable. Dans de nombreuses applications industrielles, c’est la combinaison entre le bon manomètre et le bon accessoire qui garantit une mesure fiable dans le temps.

Conclusion

Les défaillances des manomètres sont souvent précédées de signes visibles : aiguille instable, halo dans le voyant, cadran décoloré, aiguille tordue, boîtier corrodé, manomètre bloqué à zéro, voyant brisé ou raccord plié. Ces indices ne doivent pas être considérés comme de simples défauts esthétiques. Ils peuvent révéler des conditions de process inadaptées à l’instrument.

Les huit causes les plus fréquentes sont les vibrations mécaniques, les pulsations, les températures extrêmes, les pics de pression, la surpression, la corrosion, le bouchage et la mauvaise manipulation. Chacune appelle une solution spécifique : remplissage liquide, vis frein, amortisseur, vanne à pointeau, séparateur à membrane, limiteur de pression, siphon, capillaire ou formation des opérateurs.

Pour assurer une mesure fiable et durable, un manomètre doit être sélectionné en fonction de l’application réelle, du fluide, de l’environnement, de la plage de pression et des contraintes de fonctionnement. Un bon choix d’instrument et d’accessoires permet de réduire les arrêts non planifiés, d’améliorer la sécurité et de prolonger la durée de vie du système de mesure.

Contactez WIKA pour plus d’informations sur les raisons de la défaillance des manomètres et sur ce que vous pouvez faire pour résoudre le problème.

FAQ

1. Quelles sont les causes les plus courantes de défaillance d’un manomètre ?

Les causes les plus courantes sont les vibrations mécaniques, les pulsations, les températures extrêmes, les pics de pression, la surpression, la corrosion, le bouchage et la mauvaise manipulation.

2. Comment reconnaître un manomètre endommagé par les vibrations ?

Les signes fréquents sont une aiguille instable, une poussière métallique dans le voyant, un halo à l’intérieur du manomètre, une aiguille qui ne revient pas à zéro ou une aiguille détachée.

3. Quand faut-il utiliser un manomètre rempli de liquide ?

Un manomètre rempli de liquide est recommandé en présence de vibrations ou de pulsations. Le liquide amortit le mouvement de l’aiguille, améliore la lisibilité et réduit l’usure du mécanisme interne.

4. Comment protéger un manomètre contre les pics de pression ?

Il est possible d’utiliser un manomètre avec une plage de pression plus adaptée, un amortisseur, une vis frein, une vanne à pointeau ou un limiteur de pression.

5. Quelle est la différence entre pic de pression et surpression ?

Un pic de pression est une augmentation rapide et brève de la pression. La surpression correspond à une pression trop élevée de façon régulière ou prolongée, souvent proche de la limite maximale du manomètre.

6. Comment éviter la corrosion d’un manomètre ?

Pour les fluides agressifs, il faut utiliser un séparateur à membrane avec des matériaux compatibles, comme l’acier inox, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, tantale, titane ou des revêtements adaptés.

7. Que faire si un manomètre se bouche ?

Pour les fluides visqueux, chargés ou contenant des particules, il est recommandé d’utiliser un séparateur à membrane affleurant ou un séparateur tubulaire afin d’éviter l’accumulation de matière.

8. Pourquoi ne faut-il pas serrer un manomètre par son boîtier ?

Serrer un manomètre en tournant le boîtier peut le tordre ou endommager le raccord process. Le serrage doit être effectué avec une clé sur les surfaces prévues du raccord.