Un anémomètre sonique est un instrument qui mesure la vitesse du vent en utilisant la transduction ultrasonore à l’état solide. Il est conçu pour émettre des impulsions ultrasonores entre des transducteurs opposés afin de mesurer l’effet d’un vent moyen sur l’énergie mécanique des vibrations acoustiques. Grâce à la surveillance électronique des temps de transit des impulsions sur un chemin par paires ou par paires multiples, un anémomètre sonique détecte la force et la direction du vent et peut déduire d’autres lectures telles que la température et les changements atmosphériques.
Les mesures des transits d’impulsions peuvent être détectées dans des flux à une, deux ou trois dimensions. La résolution est déterminée par la longueur du trajet entre les transducteurs, qui est généralement d’environ 4 pouces (environ 10 cm) à 8 pouces (environ 20 cm). Les dispositifs d’anémomètre sonique assurent même des mesures turbulentes avec une résolution temporelle fine de 20 hertz (Hz) ou plus.
Comme la vitesse du son peut être affectée par la température, ces instruments peuvent fonctionner comme des thermomètres, bien que la pluie soit connue pour faire varier la vitesse du son. L’absence de pièces mobiles les rend adaptées à une utilisation dans des endroits défavorables aux conditions météorologiques, tels que les stations météorologiques, les bouées et dans d’autres emplacements marins et aérospatiaux. Dans la conception, ils peuvent être apposés sur des supports, des poteaux ou d’autres structures de support.
Les mesures de divers éléments pris ensemble permettent à l’anémomètre sonique de fonctionner ; ceux-ci incluent la longueur de l’espace entre les faces des transducteurs placés dans des points de boussole opposés ; la vitesse du son ; vitesses d’écoulement du gaz; et le temps variable qu’il faut à une impulsion ultrasonore pour se rendre à son transducteur opposé. L’instrument compare les vitesses des impulsions, par exemple, voyageant du nord au sud et du sud au nord respectivement. Les impulsions voyageant contre le vent arrivent plus tard que celles voyageant avec le vent ; les deux mesures sont comparées et la vitesse du vent est calculée. Certains instruments permettent également des diagnostics pour vérifier le fonctionnement de la machine dans des conditions météorologiques avec des vitesses de vent nulles. Ils sont parfois équipés d’hygromètres, de baromètres et d’enregistreurs de données pour analyser l’humidité et la pression barométrique.
Un autre aspect clé de la technologie des anémomètres soniques est la robustesse de ses caractéristiques physiques. Diverses conceptions existent pour des conditions de placement spécialisées. Par exemple, les instruments conçus pour l’eau salée sont conçus pour être résistants à la corrosion, un avantage marqué par rapport aux anémomètres à godets et à ailettes traditionnels. Une technologie capable de mesurer de légères variations des conditions de vent aux changements dus au chauffage solaire à grande échelle a des utilisations dans presque tous les environnements.
D’autres sont conçus pour survivre à des températures extrêmes et à des vitesses de vent élevées. Les capacités d’auto-échauffement les protègent du gel. Les anémomètres soniques sont également développés pour résister à un placement dans des environnements peuplés dangereux tels que des sites industriels, des plates-formes offshore, des stations arctiques et des navires océaniques.
Dans les applications sur le terrain, la technologie des anémomètres soniques sert d’autres objectifs que la surveillance des stations météorologiques. Ces instruments fonctionnent dans le contrôle de la pollution, la sécurité des bâtiments, l’agriculture et de nombreux autres contextes. Ils fournissent un analogue à petite échelle pour les éoliennes en évaluant la disponibilité du vent tout au long de l’année pour la planification des parcs éoliens. De plus, ils aident à la météorologie aéronautique, à l’énergie et au contrôle des catastrophes. Ces dispositifs servent également à une multitude d’applications dans des contextes urbains, environnementaux et de génie civil, et partout où l’analyse des conditions de vent fournit un élément essentiel dans la prise de décision.