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(No Transcript)
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• Les mesures géotechniques font appel à des
  capteurs divers et variés suivant les types
  dapplications.
• Dans le domaine il existe des moyens que nous
  connaissons bien
• Les mesures vibratoires
• Les mesures sonores
• Les mesures angulaires
• Les mesures de forces
• Et quelques autres.

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Les mesures vibratoires Certains utilisent des
géophones, dautres des sismomètres ou des
accéléromètres asservis et certains utilisent des
accéléromètres piézoélectriques Le tableau
ci-dessous donne quelques idées
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Les mesures vibratoires utilisent lexcitation
dun élément sensible par une masse sismique.
Puisque les mesures de terrain doivent être
fiables et précises in situ dans limmédiat et
dans le temps, les technologies doivent être
regardées à la loupe. Dans lensemble, les
géophones utilisent une masse mobile dans un
bobinage fixe. Le déplacement de pièces dans un
capteur nest pas souhaité. Sur un principe
voisin mais sans pièce mobile, laccéléromètre
asservi, la masse sismique voudrait se déplacer
mais on empêche son déplacement et les efforts de
contre réaction sont utilisés pour la
mesure. Laccéléromètre piézoélectrique ne
mesure que la dynamique du signal mais offre
dimportants signaux de sortie dans de larges
plages de fréquences et ceci sans
déplacement. Géophones et sismomètres mesurent
la vélocité en Volt / m / s Les accéléromètres
asservis mesurent des Volt / g ( 9,81 N ) Les
accéléromètres piézoélectriques donnent des pico
Coulombs par g ou des Volt par g
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Capteurs piézoélectriques ils mesurent la
dynamique du signal puisqu ils sont conçus à
partir de quartz cristallins ou de piézites de
synthèse. Un quartz volumineux sollicité par une
masse sismique lourde permet de générer une
charge électrique importante en fonction de
laccélération. Plus la charge électrique est
importante moins il est nécessaire de donner du
gain à la conversion de charge en tension. Ceci
réduit considérablement le niveau de
bruit. Lavantage des capteurs à quartz est de
proposer une sortie de 2 Volt par g sur une plage
de fréquence de 0,01 Hz à 2 KHz. Un autre atout
est doffrir des possibilités de fonctionnement
au-delà de 120 C, jusquà 300 C
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Les sismomètres sont des instruments asservis. La
masse sismique a une propension naturelle au
déplacement sous leffet de la vibration et don
de la vitesse mais elle est maintenue en place
par un courant de réaction. Le courant de
réaction est mesuré et se trouve être directement
proportionnel à la vitesse. Il ny a pas de pièce
mobile. Les instruments sont volumineux et
extrêmement sensibles puisquils offrent des
sorties de 2000 Volt / m / s. Naturellement les
bandes passantes sont moins larges que pour les
accéléromètres piézoélectriques mais lobjectif
est de mesurer les frémissements terrestres.
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Les accéléromètres pendulaires asservis ont des
sensibilités moindres, par exemple 75 Volt par
g. La faible masse de ces instruments et de la
masse sismique permet davoir des seuils de
déclenchements très faibles, des échelles de
mesures de /- 0,1 g et des résolutions de 1 µG,
la tension de sortie pour 1 µg étant de 75 µVolt.
Ces instruments en version /- 2 g possèdent des
bandes passantes de 200 Hz et sont utilisés dans
des centrales sismiques pour les ouvrages dart
ou dans des moyens tremblements de terres comme
le Quakenet de Columbia Research Lab.
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Certaines applications géotechniques imposent
lusage dinstruments bien particuliers, le BBAS
est un accéléromètre asservi 3 axes en /- 2 g
avec une bande passante DC à 100
Hz. Linstrument possède des particularités
comme un niveau à bulle pour vérifier son
positionnement à plat, un dispositif de molette
de mise à niveau pour ajuster la bulle au mieux
du positionnement horizontal. Lintérêt de cet
instrument spécifique est limité à quelques
applications dans le domaine de la surveillance
et de lexploration de phénomènes terrestres.
Cest un outil dédié à certaines structures et à
des stations spécifiques.
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Les inclinomètres Il existe différents types
dinclinomètres comme les instruments
électrolytiques mais les capteurs utilisant la
projection de gravité donnent dexcellents
résultats pour un rapport qualité prix
intéressant. Tout dépend de la technologie
utilisée, ci-dessous un inclinomètre conçu à
partir daccéléromètres MEMs, peu coûteux et
efficaces ces instruments possèdent des plages de
mesures de /- quelques degrés jusquà 360 degrés
angulaires. Les sorties sont, suivant les
modèles, analogiques ou numériques.
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Les accéléromètres pendulaires asservis
permettent aussi de mesurer la projection de g et
deviennent des inclinomètres. La technologie
utilisée permet dobtenir des précisions sans
communes mesures avec celles des inclinomètres
MEMs, les échelles de mesures peuvent être aussi
fines que /- 0,1 degré et les sensibilités sont
importantes puisque les pleines échelles sont
exprimées en, par exemple, /- 7,5 Volt. Le
seuil de déclenchement est également très faible
puisque les masses pendulaires sont suspendues
sur des mécanismes dhorlogerie. Ces instruments
utilisés dans laéronautique et le spatial sont
particulièrement fiables et précis.
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Nous proposons différents types de capteurs
defforts réalisés à partir de jauges de
déformations pour mesurer la compression ou la
traction et la traction / compression. Munis
démerillons et de manilles ces capteurs peuvent
être accastillés sur des câbles ou des
élingues. Dans le cadre des mesures
géotechniques, les mesures defforts de tractions
sur les câbles de ponts haubanés représentent un
gros intérêt. Les instruments classiques
permettant ces mesures sont métalliques donc
lourds et à sensibilités réduites.
Réaliser un capteur en composite était un
challenge relevé par un ingénieur français. Les
masses des instruments ont chutté et les
sensibilités des capteurs ont été
accrues. Létalonnage, en France permet de
fournir un instrument de qualité.
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Dans le domaine géotechnique, lorientation revêt
une importance primordiale. Les magnétomètres
permettent de déterminer le cap ou lorientation
suivant les trois axes. Dans un puits foré le
positionnement est plus complexe, les outils
dorientations utilisent trois magnétomètres
ajoutés à trois accéléromètres. Un
accéléromètre, à lhorizontale voit ses axes x et
y soumis à la gravité permettant de déterminer
les angles. A la verticale laccéléromètre mesure
1 g et ne permet pas de réaliser un référentiel
pour le cap. Le magnétomètre est donc utilisé
pour mesurer cette donnée. La combinaison des 6
capteurs donne un instrument dorientation
efficace. Atout incontestable de ces instruments,
leur tenue en température jusquà 200C pour des
forages de moyenne profondeur
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Il existe une multitude de capteurs de pressions
conçus sur des chips de silicium, des céramiques
etc Les capteurs les plus fiables et les plus
précis sont réalisés à partir de jauges de
déformations à trames métalliques judicieusement
agencées sur des corps dépreuves
particuliers. Les capteurs de la série 2000 sont
des instrument dédiés à lorigine au militaire,
au spatial ou à lexploration sous marine des
grands fonds. Ces capteurs sont directement
immergeables en eau de mer à plus de 5000 mètres
et donnent pendant des années des informations
précises et fiables
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Le Smart RealWave est un PDA auquel il est
possible de connecter différents captreurs comme
des capteurs de températures avec ou sans
contact, des capteurs accélérométriques mais
aussi des sonomètres Linstrument dispose de
programmes de traitement pour le son, pour les
vibrations FFT, enveloppe etc .. Ou la
température. Il est capable denregistrer les
mesures sur une carte mémoire.
Au dela de ces possibilités, linstrument peut
envoyer ses données à une imprimante, par voie
filaire ou WiFi, peut transmettre directement les
données par GSM. Le raccordement dun micro et
dune caméra permettent dadresser un compte
rendu dintervention à distance à des
spécialistes capables daffiner le diagnostique.
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Le Quakenet est structuré, comme le Poséidon
italien sur un capteur Columbia. Les mesures sont
enregistrées sur sites puis accessibles et
transmises via GSM ou autre dispositif de mise en
réseau. Comme pour tous les moyens Columbia, il
nexiste pas de règle et chaque solution est
élaborée en fonction dune problématique. Columbi
a Research Lab maîtrise les capteurs et sappuit
sur des partenaires pour offrir la solution
. Nous consulter !
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Merci de votre attention, vous venez de parcourir
ce qui se fait de mieux dans le domaine
géotechnique, nos choix reflètent une volonté de
répondre au mieux à votre attente, mais vous êtes
experts de terrain lorsque nous sommes experts
capteurs, vous pouvez nous aider à vous apporter
dautres solutions novatrices. Nhésitez pas à
nous demander limpossible, nous ne saurons,
peut-être, pas faire, mais trouverons votre
solution.
Jai
la solution !
Fin.