Appareillage pour détecter la pression ou la charge appliquée à une surface

Aperçu

On mesure depuis toujours la distribution des charges et de la pression sur une surface au moyen de dynamomètres, de capteurs de pression ou de pellicules piézoélectriques. Cependant, ces techniques exigent parfois que l'on apporte d'importantes modifications à la surface et que l'on connecte des fibres optiques à chaque emplacement où est effectuée la mesure, ce qui limite la résolution réalisable et accroît le coût des applications.

Le CNRC a mis au point une nouvelle technologie qui permet d'obtenir un relevé à haute résolution des charges et de la pression sur une grande surface, sans que l'on doive installer du câblage ou des fibres optiques. La surface n'est pas altérée, et il est possible d'effectuer des mesures même quand il y a déplacement ou écoulement de fluide. Cette nouvelle technique de détection de la pression et des charges réduit sensiblement le coût des méthodes antérieurement utilisées pour sonder la pression.

Transfert de technologie

Cette technologie pourrait être exploitée sous licence ou être perfectionnée dans le cadre d'un accord de collaboration en recherche avec le CNRC. Prière de mentionner le numéro d'identification 11013 en faisant référence à cette possibilité d'affaires.

Applications commerciales

Cette technologie serait d'un intérêt particulier aux exploitants maritimes, les entreprises de construction, les fabricants d'instruments de mesure scientifiques, les propriétaires de ponts, de chaussées et d'autres infrastructures, ainsi que les sociétés spécialisées dans l'entretien.

Fonctionnement

La répartition des charges et de la pression sur une surface est habituellement mesurée au moyen de dynamomètres, pour la force qui s'exerce sur la totalité de la surface, ou au moyen de capteurs de pression intégrés à la surface, pour mesurer les forces et les pressions qui s'exercent sur elle localement. Le dynamomètre se déforme sous la charge imposée, et l'on mesure la contrainte au moyen de l'extensomètre qui y est attaché.

En général, les capteurs de pression sont de type mécanique. Le piston/diaphragme en est un : le piston transmet une force au diaphragme provoquant une déflexion. On peut aussi recourir à une pellicule piézoélectrique pour mesurer les charges dynamiques et la pression. Il y a aussi d'autres capteurs de pression qui recourent à des fibres optiques sensibles à la déformation ou à des connexions entre fibres.

Toutefois, les technologies existantes nécessitent souvent d'importantes modifications à la surface et ne conviennent qu'aux charges d'une certaine nature. De plus, chaque capteur doit être connecté électriquement ou optiquement, solution qui laisse à désirer quand on souhaite une résolution spatiale élevée, en raison du coût prohibitif du système de saisie des données ou des contraintes qu'il subit.

Le CNRC a développé une technologie qui capte les charges s'exerçant sur une grande surface à haute résolution, d'une façon économique. L'appareillage consiste en une base rigide continue, une feuille souple recouvrant celle-ci, sur laquelle s'exerce la contrainte, et une couche d'un matériau déformable séparant les deux et capable de mettre en contact la base et la feuille sur laquelle la charge est appliquée. La feuille réceptrice est comprimée par la force qui s'applique sur elle. La couche de matériau déformable est percée d'ouvertures régulièrement espacées. Sous l'effet de la pression, le matériau se dilate pour envahir ces vides. Une caméra vidéo observe la restriction des ouvertures et des mesures sont effectuées. Cette technologie permet une surveillance et une quantification à distance, sans connexion de fibres optiques. La surface n'est pas altérée et il est possible d'effectuer des relevés quand il y a mouvement ou quand un fluide circule entre la base et l'appareillage de mesure. En outre, cette technologie fournit des données à haute résolution sur les charges appliquées sur une grande surface, à un coût nettement plus bas que les méthodes antérieures.

La technologie est brevetée aux États-Unis

Avantages

Cette technologie permet d'obtenir à distance un relevé fiable et à haute résolution de la pression ou des charges qui sont appliquées sur une grande surface. Elle n'altère pas la surface jaugée et permet à du liquide de circuler entre la base et l'appareillage de mesure. Cette technologie aussi ne nécessite pas de poser des câbles électriques ni de connecter des fibres optiques à chaque site de mesure, ce qui diminue considérablement le coût des relevés sur la pression et les charges quand ils s'appliquent à une grande surface.

Brevets

  • Dossier n° 11013 du CNRC : Breveté aux États-Unis
  • Patents (en anglais seulement)

Renseignements

Pour en apprendre davantage sur cette technologie, veuillez communiquer avec :

Mark Murphy, Conseiller aux affaires du portefeuille
Téléphone : 709-772-2105
Courriel : Mark.Murphy@nrc-cnrc.gc.ca

Licence rapide

Cette technologie du CNRC peut être utilisée pour la recherche et le développement en vertu du programme de licences rapides. Pour vous en procurer une, veuillez remplir le formulaire de commande de licence rapide.

Signaler un problème ou une erreur sur cette page
Veuillez cocher toutes les réponses pertinentes :
Avis de confidentialité