L’effet piézoélectrique, de la mesure des vibrations à leur amortissement

Résumé du document

De nos jours, les amortissements sont de
plus en plus importants et demandent
beaucoup d'attention de la part des
concepteurs de produits. Elles peuvent
aboutir à la destruction du matériel ou à
des blessures pour l'utilisateur Les
articles dans les journaux comme dans
l'article du 8 mars du Monde ou encore
certaines émissions de radio se
multiplient concernant l'amortissement
via les piézoélectriques. J'ai décidé de
m'y intéresser et, en particulier, à
l'application aux skis.
Problème :
Les skis modernes sont exposés à de plus
grandes forces en torsion dans les virages pouvant faire perdre à la carre le contact avec la
neige. La précision est alors dégradée.
Comment peut-on alors amortir en permanence des vibrations dont l'importance varie
en fonction du skieur ou de la neige ? Quelles sont les améliorations qui ont été
apportées dans l'évolution des skis ?
Pour répondre à cette demande, il faut réaliser trois étapes successives :
1. Détection des vibrations
2. Traitement du signal
3. Amortissement des vibrations

Extraits

[...] Maillet Nicolas Erreurs progrès/vibrations II. Traitement du signal Ski qui m'a été prêté pour essais (janvier- juin 2005) Analyse du signal L'énergie électrique produite par les intellifibres est envoyée par un circuit électrique vers une puce intégrée au ski sous la fixation. Elle multiplie par 7 l'énergie qu'elle reçoit avant de la renvoyer vers les intellifibres. Auparavant, l'énergie électrique passe par une résistance et un condensateur qui filtre les fréquences perturbatrices. Le ski ne rentre donc pas en résonance. Il s'agit d'un filtre tel que : Vitesse d'un skieur : 90 km/h pour un skieur à 50m d'un tremplin (saut à ski) soit 25m/s Exemple : On considère un intervalle entre deux bosses de l'ordre d'un ski soit 1 m Dans ce cas, la pseudo période est de 0.04 s et la pseudo fréquence est de 25 Hz. [...]

[...] Maillet Nicolas Erreurs progrès/vibrations Maillet Nicolas Erreurs progrès/vibrations Conclusion : Aujourd'hui, des méthodes physiques d'amortissement en temps réel rentrent de plus en plus en compte dans l'amélioration des performances, et la protection de l'organisme des êtres humains. Ces procédés permettent en quelque sorte de doper les performances de ces derniers. Elles sont utilisées par des joueurs de Tennis comme Kuerten mais également Agassi ou Grosjean. Aussi développée soit la méthode d'amortissement elle ne permet pas d'augmenter considérablement les performances des joueurs comme l'illustre les résultats de ces athlètes face aux sportifs des autres sponsors. [...]

[...] Erreurs progrès/vibrations L'effet piézoélectrique, de la mesure des vibrations à leur amortissement SOMMAIRE : Problématique : Comment peut-on alors amortir en permanence des vibrations dont l'importance varie en fonction du skieur ou de la neige ? Quelles sont les améliorations qui ont été apportées dans l'évolution des skis ? I. Détection des vibrations : a. Travail de groupe : module d'Young b. Les systèmes intelligents c. Piézoélectricité, aspect historique II. Traitement du signal : a. [...]

[...] Dispositifs d'activation (muscles) Ce composant provoque une réaction en activant les dispositifs ou les unités de contrôle. Avantages de la méthode L‘effet piézoélectrique est réversible. Le quartz est un matériau élastique qui retrouve sa forme originelle dès que cesse la tension. La réaction du matériau est pratiquement instantanée, en effet, ce dernier est capable de réagir à la sollicitation en l'espace d'une fraction de secondes. millisecondes) L'intensité de retour dans les fibres se répand dans le ski et les fibres piézoélectriques se modifient de manière à raidir le ski en torsion. [...]

[...] De plus, la continuité de la déformation est rompue en un point qui est le lieu où était exercé la pression. De manière générale, la déformation a tendance à s'étendre et à se répartir sur le ski. Maillet Nicolas Erreurs progrès/vibrations Synthèse du mécanisme Finalement, l'amortissement comprend 5 composants fondamentaux d'une structure intelligente : Acquisition de données (détection tactile) Ce composant sert à recueillir les données brutes nécessaires pour capter et surveiller la structure. Dans le cas étudier ici, il s'agit des fibres piézoélectriques. [...]