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Mesure de la masse volumique de carburants dans le négoce et le transport

Qu'est-ce que le carburant ?

Aux fins de cet article, le carburant est défini comme un produit utilisé pour créer de la chaleur ou faire fonctionner un moteur ou un moteur. Les carburants comprennent le diesel, le biodiesel, l'essence, le kérosène et le gaz de pétrole liquéfié (GPL). 

Mesurer la densité des carburants

Cette vidéo explique l'utilisation de la mesure de densité lors de la conversion de la masse en volume à des fins de commerce de carburant. La densité du carburant est un paramètre de qualité important du diesel, de l'essence et du carburant d'aviation. Il est utilisé pour la description du produit et pour calculer d'autres caractéristiques du carburant. Pour le commerce international des biens, il est crucial de connaître précisément la densité du carburant ou plus spécifiquement sa densité apparente qui représente le poids par volume. Lorsqu'une grande quantité de produits pétroliers est échangée, il n'est pas possible de mesurer le poids d'un pétrolier entier par exemple, bien que le poids du produit soit utilisé pour la facturation. Cependant, le volume d'un tel pétrolier est connu et donc la relation entre le poids et le volume (égale à la densité apparente) peut être utilisée pour calculer le paramètre souhaité (poids) en fonction du paramètre connu (volume).
Cela fonctionne aussi dans l'autre sens : lorsqu'un camion-citerne est pesé sur une balance avant et après avoir été rempli de carburant. La différence entre les poids peut alors être utilisée pour calculer le volume rempli grâce à la densité apparente connue mesurée sur un échantillon par un densimètre numérique.

Méthodes de mesure des carburants

Au cours des 170 dernières années d'histoire des combustibles, les pratiques courantes en matière de mesure se sont standardisées différemment selon les régions. Puisque la densité dépend beaucoup de la température, il est nécessaire de rapporter les valeurs de densité à une température appropriée. Pour garantir la comparabilité face à différentes températures de mesure, la conversion API a été développée. Cela vous permet d'effectuer des mesures à n'importe quelle température souhaitée (qui peut être supérieure à la température de rapport dans le cas du pétrole brut ou inférieure dans le cas du carburant d'aviation) et de convertir la densité mesurée par la suite à la densité à une température de référence définie en utilisant le bon groupe API. Cela fait gagner du temps et ouvre la voie à la comparabilité internationale. Les densimètresnumériques modernes, par exemple, mesurent à la température de mesure souhaitée et convertissent automatiquement la lecture de densité à la densité à une température de référence souhaitée. Les pycnomètres et les hydromètres nécessitent une conversion manuelle des résultats à l'aide de tableaux.

Tableau 1 : Aperçu des méthodes de mesure des spiritueux avec avantages et inconvénients

MéthodeAvantagesInconvénients
Hydromètre/aéromètre
  • ASTM D1298
  • Relativement peu coûteux
  • Précision relativement bonne si utilisée par un opérateur qualifié
  • Temps et efforts nécessaires pour obtenir des résultats de mesure précis
  • Préparation fastidieuse des échantillons
  • Nécessite un opérateur qualifié
  • Calculs manuels pour obtenir le résultat des numéros API ou de la densité relative
  • Échantillonnage élevé requis
  • 60 à 100 mL de solvants de nettoyage requis
Pycnomètre à gaz
  • ASTM D1217
  • Relativement peu coûteux
  • Précision relativement bonne si utilisée par un opérateur qualifié
  • Temps et efforts nécessaires pour obtenir des résultats de mesure précis
  • Préparation fastidieuse des échantillons
  • Nettoyage difficile et long
  • Nécessite un opérateur qualifié
  • Calculs manuels pour obtenir le résultat des numéros API ou de la densité relative
  • Échantillonnage élevé requis
  • 60 à 100 mL de solvants de nettoyage requis
Densimètres numériques
  • ASTM D7777
  • ASTM D4052
  • Environ 3 minutes pour la mesure
  • Remplissage facile à l'aide d'une seringue
  • Seulement 2 ml d'échantillon requis
  • 10 mL de solvants de nettoyage requis
  • Calcul automatique de la masse volumique relative et de la gravité API grâce à des tableaux de conversion intégrés
  • Automatisation au moyen d’un passeur d'échantillons
  • Grande précision
  • Coût plus élevé par rapport aux pycnomètres et aux hydromètres

Unités courantes

La densité du carburant est généralement exprimée en kg/cm3

Tables / règlements officiels / approbations officielles

La mesure de la densité doit être standardisée pour s'assurer que deux parties indépendantes qui vérifient la densité du carburant du même liquide mais à des emplacements différents peuvent comparer les résultats. Pour la densité du carburant, la mesure de densité numérique est essentiellement couverte par deux normes : ASTM D7777 et ASTM D4052. ASTM D7777 décrit l'utilisation de densimètres portables  (aussi appelés hydromètres digitals) avec une précision requise de 1 kg/m³ alors que ASTM D4052 la mesure de la densité des essences par les densimètres digitals  en laboratoire et requiert une précision de 0.1 kg/m³ ; il décrit en outre comment les erreurs de mesure telles que les bulles de gaz dans le liquide peuvent être détectées par des méthodes physiques ou optiques. La procédure de mesure de la densité des carburants à l'aide de pycnomètres est décrite dans : ASTM D1217 - Méthode d'essai standard pour la densité et la densité relative (poids spécifique) des liquides par pycnomètre de Bingham. La procédure de mesure de la densité des carburants à l'aide d'hydromètres est décrite dans : ASTM D1298 - Méthode d'essai standard pour la densité, la densité relative ou la gravité API du pétrole brut et des produits pétroliers liquides par méthode d'hydromètre.

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