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Les capteurs déclinent leur identité

Y. B.

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- Les capteurs intégrant la technologie de reconnaissance TEDS facilitent la mise en oeuvre des essais de structure.

Planeurs, hélicoptères, drones, missiles, avions... aucun objet volant identifié n'échappe aux essais du département de la dynamique des structures et des systèmes couplés de l'Onera. L'A380 d'Airbus n'a pas dérogé à la règle. C'est d'ailleurs en prévision des essais de vibration au sol sur ce fameux gros porteur que l'Onera a décidé de renouveler son parc de capteurs. Parc considérable lorsque l'on sait que les essais de grandes structures, tels que les Airbus, exigent l'utilisation de 500 à 800 accéléromètres !

C'est en se mettant en quête de capteurs que Michel Sergent, ingénieur en électronique chargé des grands moyens d'essais d'identification modale, s'est vu proposer des capteurs intégrant la technologie d'identification automatique TEDS par PCB Piezotronics et Endevco. « Cette fonctionnalité ne faisait pas partie de notre cahier des charges. Nous n'en avions d'ailleurs jamais entendu parler. Nous avons essayé cette technologie avec 64 capteurs de chacun de ces fournisseurs avant de nous décider. »

Une fiche technique électronique du capteur

Le TEDS est l'élément clé de la norme IEEE P1451.4. Le standard IEEE P1451.4 définit un mécanisme simple pour doter les capteurs analogiques traditionnels des fonctionnalités d'autoreconnaissance par les systèmes d'acquisition. Le TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) est la véritable fiche technique électronique du capteur. Il contient des informations sur le fabricant, le type de capteur, son numéro de série, sa gamme de mesure, sa sensibilité, etc. Une partie du TEDS est laissée à la disposition de l'utilisateur. Ce dernier peut y enregistrer des informations relatives à son application. Toutes ces données sont stockées dans une mémoire intégrée au capteur.

Les essais menés avec les capteurs des deux marques se sont montrés concluants. Mais, au final, l'Onera a préféré opter pour l'offre de PCB Piezotronics, plus intéressante financièrement. L'entreprise a ainsi acquis 500 accéléromètres intégrant les fonctions d'autoreconnaissance TEDS.

Le département d'essais, qui a été l'un des pionniers dans l'utilisation de ce genre de technologie alors que le standard n'était pas complètement finalisé, ne regrette pas son choix. La mise en oeuvre des essais s'est considérablement simplifiée. Un essai consiste à faire vibrer la structure sous test à l'aide d'excitateurs et à relever les vibrations qui en découlent par des capteurs placés en différents points de cette structure. L'expérience exige l'installation de plusieurs centaines de capteurs au niveau des moteurs, au sommet de la dérive, sur l'empennage, les ailes et sur toute la carlingue de l'aéronef. Et donc la manipulation de plusieurs dizaines de mètres de câbles par capteurs.

Un relevé automatique de la sensibilité

Avant l'utilisation de la technologie TEDS, pour éviter les erreurs de connexion il fallait relever tout le cheminement des câbles depuis le capteur jusqu'aux conditionneurs de signaux. Ce qui n'était pas une mince affaire ! Désormais, une fois l'installation terminée, le système d'acquisition interroge la mémoire numérique du capteur. « Le capteur décline alors son identité. On est ainsi assuré que la liaison est établie et qu'il n'y a pas d'erreur dans le cheminement des câbles », explique Michel Sergent.

Le numéro du capteur fournit par le TEDS correspond à une adresse sur la structure. La technologie TEDS permet d'associer rapidement et sans erreur le numéro d'un capteur au numéro de la voie d'acquisition correspondante. Autre avantage, le système d'acquisition relève automatiquement la sensibilité du capteur qui est enregistrée dans son fichier TEDS. Alors qu'auparavant, il fallait la saisir manuellement. Le numéro du capteur et sa sensibilité sont stockés dans le champ de la mémoire réservé à l'utilisateur. « La possibilité d'accéder à certaines données de la mémoire TEDS nous a permis d'y enregistrer la courbe de réponse du capteur à la fréquence de 10 Hz à laquelle nous réalisons effectivement les mesures alors que la sensibilité préenregistrée par le constructeur correspond à un étalonnage à 159 Hz. Précédemment, nous devions nous référer à un tableau dans lequel nous avions répertorié la sensibilité de chaque capteur à la fréquence qui nous intéresse », observe Michel Sergent.

Autre avantage. Lorsqu'un capteur défaillant est remplacé, il fallait s'assurer que les corrections nécessaires étaient effectivement apportées au niveau du paramétrage du système d'acquisition. Avec le relevé automatique des caractéristiques du capteur depuis la mémoire TEDS, les risques d'oubli de modification ou d'erreur de saisie sont éliminés. La traçabilité des moyens de mesure est assurée. Désormais, avant le lancement d'un essai, l'interrogation des capteurs suffit à vérifier qu'ils sont correctement connectés et que les paramètres utilisés pour la mesure correspondent à celles des capteurs mis en oeuvre. « Jusqu'alors, pour vérifier l'installation nous faisions vibrer la structure sous test. La réponse des capteurs nous indiquait qu'ils étaient branchés. Toutefois, si un capteur était placé sur un noeud de la structure, il subsistait une incertitude quant à son fonctionnement ou son branchement », indique Michel Sergent. Bref : « L'adoption de la technologie TEDS a facilité la mise en oeuvre de l'essai et donné l'assurance que tout fonctionne bien au moment des tests. »

EN BREF

Le problème - Identifier sans erreur les centaines de capteurs installés sur les structures sous test lors des essais de vibration au sol. La solution - La technologie TEDS grâce à laquelle les systèmes d'acquisition reconnaissent automatiquement les capteurs.

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