Sonde de température PT100
Sonde de température thermocouple
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Fabrication française
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Une gamme de sondes à résistance et de capteurs de température PT100, fabriqués sur mesure, de l'unité à la petite série, adaptés à vos besoins spécifiques.
Vous cherchez une sonde thermocouple ? Nous fabriquons des sondes pour la mesure de température avec un haut degré de précision et de stabilité.
Découvrez comment lire un tableau de valeurs ohmiques en fonction de la température et l'importance de ces données dans les applications industrielles.
Dans les industries de process (chimie, pétrochimie, agroalimentaire, énergie, pharmaceutique) la mesure de la température conditionne directement la qualité des produits, la sécurité des installations et la conformité réglementaire. Une sonde de température industrielle mal adaptée peut entraîner des dérives de procédé, des arrêts non planifiés ou des non-conformités coûteuses.
Fuji Electric France propose une gamme de sondes de température industrielles haute performance, sélectionnées pour leur précision de mesure, leur durabilité en milieu sévère et leur compatibilité avec les systèmes d’automatisation existants (4-20 mA, HART, Profibus, Foundation Fieldbus).
Qu’il s’agisse d’une sonde PT100 ou d’une sonde thermocouple, nos solutions couvrent des plages de température allant de -200 °C à +1 750 °C et répondent aux normes IEC 60751, ATEX, IECEx et NF EN 13480. Elles s’intègrent dans des environnements ATEX et supportent des pressions et vibrations élevées.
Une sonde de température est un capteur instrumenté qui convertit une grandeur physique thermique en signal électrique exploitable par un système de contrôle-commande (DCS, API, transmetteur). Elle est constituée d’un élément sensible (résistance ou jonction thermoélectrique), d’un tube de protection (thermowell ou doigt de gant) et d’une tête de connexion standardisée.
En milieu industriel, la sonde de température est quasi systématiquement associée à un transmetteur de température pour convertir le signal brut en signal normalisé 4-20 mA ou numérique.
Comprendre le fonctionnement d’une sonde de température est essentiel pour faire le bon choix d’appareil et garantir des relevés fiables dans vos processus industriels. En termes simples, une sonde de température est un dispositif de mesure qui convertit une grandeur physique, la chaleur, en un signal électrique exploitable par un système de contrôle. Ce principe, en apparence simple, repose en réalité sur des phénomènes physiques précis dont la maîtrise conditionne la qualité des résultats obtenus.
Toute sonde de température repose sur un effet physique connu et reproductible. Selon la technologie retenue, cet effet est différent :
Pour les sondes à résistance (RTD), l’effet exploité est la variation de résistance électrique d’un matériau conducteur en fonction de la température. Lorsque la température d’un métal pur augmente, les atomes vibrent davantage et freinent le passage des électrons : la résistance électrique augmente de manière prévisible et linéaire. C’est ce rapport entre résistance et température qui permet de calculer avec précision la valeur thermique mesurée.
Pour les sondes thermocouple, l’effet mis à contribution est l’effet Seebeck : deux métaux de nature différente, assemblés en jonction, génèrent une tension électrique dès lors qu’il existe une différence de température entre la jonction chaude (en contact avec le process) et la jonction froide (point de référence). La tension produite est faible, de l’ordre du millivolt, mais elle est caractéristique de chaque type de thermocouple et permet un calcul précis de la température.
Pour les thermistances, l’effet est similaire à celui des RTD, mais amplifié : il s’agit d’un composant semiconducteur dont la résistance varie très fortement avec la température. Le terme thermistance désigne deux familles :
Ces deux familles de thermistances offrent une sensibilité élevée mais une plage de mesure plus restreinte que le platine ou le nickel. Cette option est intéressante pour des applications à faible plage thermique nécessitant une très grande précision de détection.
Pour illustrer concrètement le fonctionnement d’une sonde PT100 dans un processus industriel : la sonde est immergée dans un liquide de réaction dans un réacteur chimique. L’élément sensible en platine, en contact thermique avec le fluide via la gaine en acier inoxydable, modifie sa résistance en temps réel. Ce signal résistif est acheminé via un câble 4 fils jusqu’au transmetteur monté en tête de sonde. Le transmetteur calcule la température correspondante, applique une compensation de la résistance de ligne et délivre un signal 4-20 mA au DCS. Le calculateur de régulation compare ce relevé à la valeur de consigne et pilote le dispositif de chauffage ou de refroidissement en conséquence.
Ce fonctionnement en boucle fermée illustre l’utilisation centrale de la sonde dans la maîtrise du processus. Sans relevés fiables à la source, toute régulation, aussi sophistiquée soit-elle, perd en précision. C’est pourquoi le choix, la conception et la maintenance de la sonde de température sont des tâches qui ne doivent laisser aucun doute sur la qualité métrologique de l’instrument retenu.
La sonde RTD (Resistance Temperature Detector) exploite la variation de résistance électrique d'un métal pur, généralement du platine, en fonction de la température. C'est la technologie de référence pour les applications industrielles nécessitant précision, répétabilité et traçabilité métrologique.
La sonde de température – PT100 est la variante RTD la plus répandue en industrie. Sa résistance est de 100 Ω à 0 °C, conformément à la norme IEC 60751. Le platine (Pt) est utilisé pour sa stabilité chimique exceptionnelle, sa linéarité sur une large plage de température et sa reproductibilité d’un instrument à l’autre.
Caractéristiques clés :
La sonde de température – PT1000 repose sur le même principe physique et le même matériau que la PT100, le platine, mais avec une résistance nominale de 1 000 Ω à 0 °C, soit dix fois supérieure. Cette différence, en apparence technique, a des conséquences pratiques significatives qui en font une option pertinente dans de nombreux contextes.
Caractéristiques clés :
| Critères | PT100 | PT1000 |
|---|---|---|
| Résistance à 0°C | 100 Ω | 1 000 Ω |
| Sensibilité aux résistances de câble | Élevée | Faible |
| Connexion recommandée | 3 ou 4 fils | 2 fils possible |
| Compatibilité systèmes standard | Très large (norme industrielle) | Large (équipements modernes) |
| Compatibilité électronique basse consommation | Moins adaptée | Bien adaptée |
| Norme de référence | IEC 60751 | IEC 60751 |
| Applications privilégiées | Industrie lourde, process | Longues distances, régulation, tertiaire |
La sonde thermocouple repose sur l’effet Seebeck : deux métaux de natures différentes assemblés en jonction génèrent une tension électrique proportionnelle à la différence de température entre la jonction chaude (point de mesure) et la jonction froide (point de référence).
Les thermocouples sont classés par types normalisés (J, K, T, E, N, R, S, B), chacun couvrant une plage de température et un domaine d’application spécifiques.
Caractéristiques clés :
Dans les réacteurs, échangeurs thermiques, colonnes de distillation et unités de craquage, la mesure de température est essentielle pour contrôler les réactions exothermiques, optimiser les rendements et garantir la sécurité des procédés sous pression. Une surveillance précise permet également de limiter les dérives de production, de réduire les risques d’incident et d’améliorer l’efficacité énergétique des installations. Les sondes PT100 multizones équipées de thermowells haute pression et certifiées ATEX Zone 1 assurent une mesure fiable et durable, même dans des atmosphères potentiellement explosives et des environnements fortement corrosifs.
Les procédés de fermentation, de stérilisation (WFI, SIP, autoclaves) et de lyophilisation imposent un contrôle extrêmement précis de la température afin de garantir la qualité des produits et la reproductibilité des procédés. La traçabilité métrologique est indispensable pour répondre aux exigences réglementaires et faciliter les audits qualité. Les sondes RTD PT100 classe A, fournies avec des certificats d’étalonnage ISO 17025, répondent aux exigences GMP (Good Manufacturing Practices) ainsi qu’aux réglementations FDA et EMA. Elles assurent une mesure stable et reproductible tout au long du cycle de fabrication.
Dans les générateurs de vapeur, turbines, chaudières, circuits de refroidissement et systèmes auxiliaires, la mesure de température alimente en continu les systèmes de supervision, de protection et de régulation des installations. Une détection rapide des variations thermiques contribue à prévenir les défaillances des équipements, à optimiser le rendement énergétique et à garantir la disponibilité des unités de production. Les sondes thermocouple de type K ou N, reconnues pour leur rapidité de réponse et leur résistance aux températures élevées, permettent une surveillance fiable des équipements les plus sollicités.
Les pasteurisateurs, stérilisateurs, séchoirs, fours tunnels, cuves de cuisson et lignes de conditionnement nécessitent une mesure de température précise afin de garantir la sécurité alimentaire, la qualité des produits et la conformité aux exigences sanitaires. Les sondes de température hygiéniques conformes aux recommandations EHEDG et aux normes 3-A sont conçues avec des raccords Tri-Clamp et des surfaces en acier inoxydable 316L adaptées au contact alimentaire. Elles résistent aux procédures de nettoyage et de stérilisation en place (CIP/SIP), tout en assurant une excellente répétabilité des mesures et une maintenance simplifiée.
Le choix d’une sonde de température repose sur cinq critères fondamentaux : la plage de mesure, la précision attendue, les conditions environnementales, la compatibilité signal et les contraintes réglementaires.
Étape 1 : Définir la plage de température
La plage de mesure oriente le choix entre RTD (jusqu’à 850 °C) et thermocouple (jusqu’à 1 750 °C). En dessous de 600 °C, la sonde PT100 est généralement privilégiée pour sa précision supérieure.
Étape 2 : Évaluer les conditions process
Pression, vibrations, présence d’agents corrosifs, zone ATEX : ces paramètres déterminent le type de protection mécanique (thermowell, gaine, indice IP) et les matériaux (Inconel, Hastelloy, acier inox 316L).
Étape 3 : Spécifier la précision requise
La classe de précision (A, B, 1/3 DIN) impacte directement le coût. Réservez la classe A aux mesures de contrôle qualité ou de sécurité ; la classe B suffit pour le monitoring process courant.
Étape 4 : Choisir le signal de sortie
Intégrez la sonde dans votre architecture existante : signal passif (résistance brute) avec transmetteur déporté, ou sonde avec transmetteur tête intégré (4-20 mA / HART).
Étape 5 : Vérifier les certifications requises
ATEX, SIL, hygiénique (EHEDG), nucléaire (RCC-M) : identifiez les normes applicables à votre installation avant toute commande.
plage de température
conditions process
précision requise
signal de sortie
certifications requises
| Critères | Sonde PT100 (RTD) | Sonde thermocouple |
|---|---|---|
| Principe de mesure | Variation de la résistance d'un élément en platine (100 Ω à 0 °C) | Tension thermoélectrique générée par deux métaux différents |
| Plage de température | -200 °C à +850 °C | -200 °C à +1 600 °C (selon le type de thermocouple) |
| Précision | Jusqu'à ±0,15 °C | Selon le type, de ±1 à ±2,5 °C |
| Résistance aux hautes températures | Jusqu'à 850 °C | Jusqu'à +1 750 °C selon le type |
| Certifications disponibles | IEC 60751, ATEX, IECEx, ISO 9001, certificat d'étalonnage COFRAC / ISO 17025 (sur demande) | IEC 60584, ATEX, IECEx, ISO 9001, certificat d'étalonnage COFRAC / ISO 17025 (sur demande) |
| Signal de sortie | Résistance (2, 3 ou 4 fils) | Tension (mV) |
| Applications recommandées | Procédés nécessitant une grande précision : agroalimentaire, pharmaceutique, chimie, HVAC, laboratoires | Procédés à haute température : fours industriels, traitement thermique, métallurgie, verrerie, cimenteries, incinération, centrales électriques |
| Avantage principal | Très grande précision et excellente stabilité dans le temps | Très large plage de température et grande robustesse |
Les deux sont des sondes RTD en platine utilisées comme appareil de mesure de température dans l’industrie. La PT100 présente une résistance de 100 Ω à 0 °C, tandis que la PT1000 possède une résistance de 1 000 Ω à 0 °C. Cette différence est à prendre en compte lors du choix de votre installation. La PT1000 est moins sensible aux résistances de câblage et convient particulièrement aux longues distances de transmission, notamment en connexion 2 fils. En milieu industriel, la PT100 en montage 3 ou 4 fils reste toutefois la référence grâce à sa précision et à son utilisation éprouvée.
Toutes les sondes de température Fuji Electric destinées aux zones ATEX sont certifiées selon la directive 2014/34/UE (ATEX) et la norme IECEx. Le choix de la catégorie (1G, 2G, 3G pour les gaz ; 1D, 2D, 3D pour les poussières) dépend de la classification de la zone définie par l’analyse de risque de votre installation. Cette analyse tient compte de nombreux paramètres tels que le procédé, le niveau de risque et l’environnement d’exploitation. Nos ingénieurs vous accompagnent et vous apportent toutes les informations et recommandations nécessaires pour sélectionner la sonde adaptée à votre application.
L’étalonnage d’une sonde de température consiste à comparer ses mesures avec un thermomètre ou un étalon de référence traçable au SI (bain thermostaté ou four de calibration). Cette opération permet de vérifier la précision de l’appareil et de détecter toute dérive au fil du temps. Il est recommandé d’étalonner les sondes PT100 classe A tous les 12 à 24 mois selon l’application et les exigences réglementaires (ISO 9001, BPF, FDA). Fuji Electric France propose un service d’étalonnage sur site ou en laboratoire accrédité COFRAC.
Un doigt de gant (ou thermowell) est une pièce de protection mécanique qui isole la sonde du fluide process. Son rôle est de protéger l’élément de mesure contre la pression, la vitesse du fluide ou les milieux corrosifs, tout en permettant son remplacement sans interrompre la production. Selon l’application, il peut être fabriqué en acier inoxydable, en alliages spécifiques ou dans d’autres matériaux compatibles avec le procédé. Son dimensionnement, réalisé selon la norme ASME PTC 19.3 TW, garantit sa résistance aux vibrations induites par les vortex.
Oui. Les sondes de température à tête intégrée combinent l’élément sensible (RTD ou thermocouple) et un transmetteur électronique dans un boîtier compact monté directement sur le process. Cette solution intègre l’ensemble des fonctions de mesure dans un seul équipement et délivre un signal normalisé 4-20 mA (avec ou sans HART) directement exploitable par votre DCS ou API. Elle évite les erreurs liées aux longues distances de câblage, simplifie l’installation et facilite toute modification future de l’instrumentation. Cette configuration améliore également la fiabilité globale du système et réduit les coûts de maintenance.
Le choix des matériaux dépend de l’environnement de mesure et des performances recherchées. Les éléments sensibles des sondes RTD sont réalisés en platine, tandis que les thermocouples utilisent différentes combinaisons de métaux, dont certains alliages à base de cuivre, de nickel ou de chrome selon leur type. Les gaines de protection sont généralement en acier inoxydable ou dans des alliages spécifiques adaptés aux milieux corrosifs. Dans certains appareils de mesure ou laboratoires, le verre peut également être utilisé pour des applications particulières.
Vous avez un besoin en instrumentation thermique ? Nos experts Fuji Electric France étudient votre application et vous proposent la solution la mieux adaptée à vos contraintes process, réglementaires et budgétaires.
L’équipe commerciale se tient à votre disposition pour vous aider dans vos projets.
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