Activité 3 – Mesure d'un débit chez soi DEVOIR MAISON
Chapitre 6 – Transport de masse et de volume par un fluide | Terminale Bac Pro (Grpt 1) | Physique – Mécanique des fluides | ⏱ 30 min (à la maison)
Dernière mise à jour : 2 mai 2026, 18:42
Objectifs :
Mesurer expérimentalement un débit volumique avec du matériel domestique
Estimer la précision d'une mesure (incertitude)
Comparer plusieurs robinets de la maison et interpréter les écarts
Mission – à réaliser chez soi
Tu es technicien en formation. Avant d'intervenir sur une installation, on te demande toujours d'avoir une idée du débit disponible chez le client. Pour t'entraîner, tu vas mesurer le débit de plusieurs robinets de chez toi avec une méthode simple : chronomètre + récipient gradué.
Matériel à prévoir
Un récipient gradué (bouteille d'1 L vide, verre doseur de cuisine, ou seau gradué)
Un chronomètre (l'appli horloge du smartphone fait l'affaire)
Une feuille pour noter les mesures
Une serviette, ça va mouiller un peu 😉
Protocole
Choisir 3 points d'eau différents de la maison (ex. : robinet cuisine, robinet salle de bain, douche, robinet extérieur).
Placer le récipient sous le robinet, ouvrir complètement le robinet et déclencher le chrono au même instant.
Arrêter le chrono quand le récipient atteint un volume connu (ex : 1 L). Noter le temps écoulé en secondes.
Recommencer 3 fois pour chaque robinet (pour réduire l'erreur), puis prendre la moyenne des 3 temps.
Consigne : Tu rends une feuille (ou un fichier numérique) avec tes mesures, tes calculs et tes réponses aux questions ci-dessous. Soigner la rédaction et joindre au moins une photo de ton dispositif.
Question 1 REA – Tableau de mesures
Compléter le tableau ci-dessous avec tes mesures. Le débit en L/min se calcule par :
Exemple : Robinet cuisine, V = 1 L, t1 = 6,2 s, t2 = 6,5 s, t3 = 6,1 s
tmoy = (6,2 + 6,5 + 6,1) / 3 = 6,3 s
Qv = (1 / 6,3) × 60 ≈ 9,5 L/min
Tu peux aussi remplir 2 L au lieu d'1 L : la mesure de temps sera plus précise (l'erreur de 0,5 s sur 6 s = 8 %, contre 0,5 s sur 12 s = 4 %).
Question 2 ANA – Comparer
Quel robinet a le débit le plus important ? Le plus faible ? Proposer une explication physique à cet écart (au moins une cause).
Plusieurs causes peuvent expliquer un écart de débit entre robinets :
Diamètre du tuyau d'alimentation : un robinet alimenté en DN20 débite plus qu'un alimenté en DN12.
Mousseur (économiseur d'eau) : certains robinets ont un mousseur qui limite le débit à 6 L/min ou 8 L/min.
Pertes de charge : plus le robinet est éloigné de l'arrivée d'eau, plus il y a de perte de pression (et donc de débit).
Étage : un robinet à l'étage est sous moins de pression qu'un robinet au rez-de-chaussée, surtout si l'eau vient d'un château d'eau.
Calcaire ou tartre : un robinet ancien peut être partiellement bouché et débiter moins qu'à l'origine.
Question 3 VAL – Précision de la mesure
Un camarade dit : « Mon chrono affiche 6,42 s, donc mon débit est précis à 0,01 s. »
A-t-il raison ? Citer au moins deux sources d'erreur que cette mesure ne prend pas en compte.
Non, il a tort. Le chronomètre est précis, mais la mesure ne l'est pas pour autant. Sources d'erreur :
Temps de réaction humain sur le déclenchement et l'arrêt du chrono : ±0,2 à 0,3 s à chaque pression.
Lecture du volume sur la bouteille graduée : ±20 à 50 mL selon la précision du récipient.
Ouverture du robinet non strictement instantanée — l'eau monte progressivement en débit dans la première seconde.
Synchronisation imparfaite entre le moment où l'on ouvre et le moment où l'on déclenche.
La précision réelle est plutôt de l'ordre de ±5 à 10 % sur le débit final. C'est largement suffisant pour comparer des robinets, mais pas pour faire un dimensionnement précis d'installation.
Question 4 ANA – Conformité réglementaire
La réglementation française recommande un débit de mousseur de robinet de cuisine ≤ 8 L/min (limitation pour économiser l'eau et l'énergie de chauffage).
Le robinet de cuisine que tu as mesuré respecte-t-il cette recommandation ? Conclure.
Réponse à adapter selon la mesure réelle. Exemples :
Si Qv = 6 L/min : conforme ✓ (probablement équipé d'un mousseur économiseur).
Si Qv = 12 L/min : non conforme ✗ (mousseur absent, défectueux, ou ancien). Un changement de mousseur économiserait jusqu'à 50 % d'eau chaude.
Question 5 COM – Bilan
Rédiger une conclusion de 4 à 6 lignes qui répond à : « Quel est le débit caractéristique des robinets de chez moi, et qu'est-ce que cela m'apprend sur l'installation ? »
Les robinets mesurés chez moi ont un débit compris entre 6 et 14 L/min selon leur emplacement et leur équipement. Le robinet de cuisine, équipé d'un mousseur, débite 7 L/min ce qui est conforme à la réglementation. Le robinet extérieur, sans mousseur, est le plus important (14 L/min) car il alimente directement après le compteur. La douche débite 8,5 L/min, ce qui est correct pour un confort acceptable. L'écart entre robinets s'explique principalement par les mousseurs et les longueurs de tuyauterie. Cette mesure m'a appris à estimer rapidement un débit chez un client, compétence utile pour dimensionner une intervention.
À retenir
Méthode volume/temps : méthode universelle de mesure d'un débit, simple et fiable.
Précision : répéter 3 fois et prendre la moyenne réduit l'erreur.
Ordres de grandeur : robinet cuisine 6 à 10 L/min, douche 8 à 12 L/min, robinet extérieur 12 à 20 L/min.
Mousseur économiseur : divise par 1,5 à 2 le débit d'un robinet (et donc la consommation d'eau chaude).