WO2008012446A2 - Bande souple comportant des moyens de caractérisation de sa géométrie - Google Patents

Bande souple comportant des moyens de caractérisation de sa géométrie Download PDF

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WO2008012446A2
WO2008012446A2 PCT/FR2007/001298 FR2007001298W WO2008012446A2 WO 2008012446 A2 WO2008012446 A2 WO 2008012446A2 FR 2007001298 W FR2007001298 W FR 2007001298W WO 2008012446 A2 WO2008012446 A2 WO 2008012446A2
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axial
flexible
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Jean-Paul Charles
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Universite De La Mediterranee
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H9/00—Marine propulsion provided directly by wind power
    • B63H9/04—Marine propulsion provided directly by wind power using sails or like wind-catching surfaces
    • B63H9/06—Types of sail; Constructional features of sails; Arrangements thereof on vessels
    • B63H9/067—Sails characterised by their construction or manufacturing process

Definitions

  • the present invention relates to a flexible strip comprising means for characterizing its geometry.
  • the flexible surfaces are very effective for producing elements, more particularly large, with a minimum of mass. They also have the advantage of being flexible according to the conditions of use, until they can be stored in small volumes when they are not in use. For these reasons, flexible surfaces have had many applications for millennia. Previously made with natural fiber fabrics, soft surfaces are now made from more efficient materials, often anisotropic and scalable. The areas of application of flexible surfaces are very varied and they relate in particular to propulsion, whether it is sails for ships, membranes for air vehicles, wings adapted to photonic propulsion for space vehicles, inflatable structures or pale for a wind power plant.
  • a large flexible surface can be considered as a juxtaposition of several bands and it has very generally one side at least which is related to a rigid structure. To characterize the geometry of a band, it is therefore known to determine the curvature in a plurality of measuring zones of very small dimensions that are confused with points.
  • a second known technique described in particular in GB 2,400,171 consists in periodically arranging Bragg gratings along an optical fiber aligned on the axis of the strip. The curvature is obtained by spectral analysis of the light reflected by the gratings.
  • This technique is powerful but it is very complex and therefore expensive. It is indeed a spectrum analyzer that is a sophisticated and bulky device. However, congestion is a crippling constraint in some applications.
  • a third known technique is also optical but it is to measure the attenuation due to the curvature of an optical fiber. In this case it is a measure that integrates the curvature over the entire length of the fiber.
  • a flexible strip comprises a plurality of disjoint measuring zones, at least one of these measuring zones comprising a anterior axial sensor on the front face of this band to measure the axial deformation along its longitudinal axis; at least one of these measuring zones comprises a first oblique sensor on one of the faces of this strip to measure the oblique deformation in an oblique evaluation direction relative to the longitudinal axis.
  • the axial sensor is intended for estimating the bending of the band while the oblique sensor makes it possible to access the torsion of this band. Knowing the distance from the measuring zone to the fixed side of the band measured along its profile, knowing the bending and the torsion in this zone, a great precision can be reached on the coordinates of this zone in a mark that has the side fixed as reference axis.
  • the measuring zone comprising the first oblique sensor also comprises a second oblique sensor on the same face to measure the oblique deformation in a direction of estimation distinct from the evaluation direction.
  • the longitudinal axis is the bisector of the evaluation and estimation directions.
  • the angle between the longitudinal axis and the evaluation direction is between 22.5 ° and 67.5 °.
  • the measuring zone comprising the front axial sensor comprises a posterior axial sensor superimposed on the front axial sensor on the rear face of this strip.
  • the measurement zones are centered on the longitudinal axis. This is a simplification which makes it possible to obtain the profile of the strip along its longitudinal axis.
  • At least one of the sensors is a strain gauge.
  • This arrangement overcomes the aforementioned limitations of optical systems.
  • the invention also provides a flexible surface which comprises at least two flexible strips.
  • the present invention is not limited to a single band.
  • - Figure 1 the diagram of a band, more particularly: o Figure 1a, the front face of this band, and o Figure 1b, the same band seen from above;
  • - Figure 2 a diagram of a sail made by I "assembly of several bands;
  • the problem to be solved is therefore to find the spatial coordinates of a point or, more concretely, of an identified measurement zone.
  • a flexible band has its small left side CG which is fixed. On its longitudinal axis AX, close to the fixed side
  • CF is aligned a first axial sensor CA11, the face of the band appearing in the figure being its anterior face.
  • the first axial sensor alone defines a first measurement zone.
  • the torsion of the band is null along the fixed side CF. It follows that, as a first approximation, the torsion of the band in the first measurement zone can be neglected and the only curvature of this zone is sufficient to form the profile of the strip along its longitudinal axis.
  • a first oblique sensor CO11 is disposed in a direction oblique with respect to the axis AX of the strip, in the immediate vicinity of the free side CL.
  • a second oblique sensor CO12 is disposed in the vicinity of the first CO11 in an oblique direction having an angle of direction opposite to that of this first oblique sensor C011.
  • the arrangement of these sensors is such that the longitudinal axis of the band AX is the bisector of their respective axes. The location of these two sensors defines a second measurement zone.
  • the measuring zone is located between the fixed side CF and the free side CL. It is then necessary to know its flexion and its torsion to draw the profile of the band.
  • the third in this case are disposed a second axial sensor CA11, a third oblique sensor CO13 and optionally a fourth oblique sensor CO14.
  • a second axial sensor CA11 a third oblique sensor CO13 and optionally a fourth oblique sensor CO14.
  • all the measurement zones of this band are aligned in a direction which is parallel to that of this flow.
  • a method for reconstructing a profile from flexural and torsional measurements at identified points is set forth later as a result of the hardware aspect of the invention.
  • additional sensors are provided to improve the quality of the measurements.
  • a third axial sensor CA21 is superimposed on the first axial CA11 on the rear face of the strip.
  • the two sensors thus detect relative deformations of the same absolute value but of opposite signs.
  • a fourth axial sensor CA22 is superimposed on the second axial sensor CA12 and a fifth oblique sensor CO15 is superimposed on the first oblique sensor CO11.
  • the band in question can be an integral part of the flexible surface whose geometry is important to characterize. Alternatively this band can be performed on an independent support intended to be placed in close contact with the flexible surface to be studied. To do this, it is possible to provide a sleeve secured to this surface in which it is intended to introduce this independent support.
  • the invention is not limited to the apprehension of a single profile. Indeed the ultimate goal of the invention is the return of a surface. But a surface can always be analyzed as the juxtaposition of several bands. Indeed, a band does not necessarily have a rectangular shape. Referring to Figure 2, a flexible surface that can be likened to a sail of a boat has a fixed edge BF.
  • each measurement zone is equipped, according to the required requirements, with one or axial sensors, or one or oblique sensors, or a plurality of sensors for estimating both bending and torsion.
  • the different sensors of the same band are connected to a centralizing organ such as a microprocessor.
  • This microprocessor converts the analog signals from the sensors into digital signals and configures the latter so that they are adapted to a radio transmission protocol, the "Bluetooth" protocol for example. It is therefore connected to a transmitter, the corresponding receiver being disposed on a rigid structure near the flexible surface. In order to reduce the amount of information to be transmitted by the transmitter, all or part of the calculations making it possible to go back to bending or twisting from the signals delivered by the sensors that can be produced by the microprocessor.
  • a particular type of piezoresistor which finds a particularly interesting application in the context of the present invention is the strain gauge.
  • the circular arc appearing in dashed lines represents the neutral plane or median plane of the strip of thickness h; it has a radius r and a length L. Due to the curvature, the outer radius of the strip, respectively internal, has a length of L + ⁇ L, respectively L- ⁇ L
  • the relative strain ⁇ L / L is 10 -4 .
  • the restitution of the profile of a band between two neighboring measuring zones is obtained by interpolating the curvatures calculated from the axial deformations recorded in these two zones.
  • the restitution of the profile of a band outside one of the two measuring zones at the ends of the band is obtained by extrapolation.
  • the profile of the band is thus estimated with a good accuracy, its angular position in the plane of a fixed reference orthogonal to its axis which supports the fixed side of the band is not known.
  • this situation does not present any major inconvenience.
  • the torsion of a band B is analyzed as the angular difference ⁇ between the axis of its fixed side AV and its transverse axis AT at the section considered.
  • ⁇ G / G the relative strain
  • the torsion is here measured at a 45 ° inclination but it is possible to obtain it with different inclinations of the oblique sensors marked DV and DS in FIG.
  • a reference frame is defined whose axis z is aligned with a fixed side of a first band whose axis x is aligned with a string of the median of this band which intersects it at a point E and whose axis y which is orthogonal to the other two axes also passes through the point E.
  • the first band of width w has a twist ⁇ i at the point right
  • step by step one can thus locate the profiles of different bands in the space.

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Abstract

La présente invention concerne une bande souple comportant une pluralité de zones de mesure disjointes, l'une au moins de ces zones de mesure comprenant un capteur axial CA11 antérieur figurant sur la face antérieure de cette bande pour en mesurer la déformation axiale selon son axe longitudinal AX. De plus, l'une au moins de ces zones de mesure comprend un premier capteur oblique CO13, CO14 figurant sur l'une des faces de cette bande pour en mesurer la déformation oblique selon une direction d'évaluation DV oblique par rapport à l'axe longitudinal AX.

Description

Bande souple comportant des moyens de caractérisation de sa géométrie
La présente invention concerne une bande souple comportant des moyens de caractérisation de sa géométrie.
Les surfaces souples sont très efficaces pour réaliser des éléments, plus particulièrement de grandes dimensions, avec un minimum de masse. Elles présentent également l'avantage d'être modulables suivant les conditions d'utilisation, jusqu'à pouvoir être stockées dans de faibles volumes lorsqu'elles ne sont pas en service. Pour ces raisons, les surfaces souples connaissent un grand nombre d'applications depuis des millénaires. Auparavant réalisées avec des toiles en fibres naturelles, les surfaces souples sont maintenant réalisées à partir de matériaux plus performants, souvent anisotropes et évolutifs. Les domaines d'application des surfaces souples sont très variés et ils concernent notamment la propulsion, qu'il s'agisse de voiles pour les navires, de membranes pour les véhicules aériens, d'ailes adaptées à la propulsion photonique pour les véhicules spatiaux, de structures gonflables ou bien de pâles pour une centrale éolienne.
La connaissance de la géométrie des surfaces souples pendant leur utilisation est un élément prépondérant pour assurer leur efficacité. En effet, ces surfaces souples ont un comportement difficile à prédire en raison des grandes rotations qu'elles subissent, et à plus forte raison lorsqu'elles sont constituées de matériaux anisotropes et évolutifs. Le besoin d'obtenir une représentation tridimensionnelle d'une telle surface se fait donc clairement ressentir. Il apparaît que la mesure de la géométrie des surfaces souples est souvent difficile, particulièrement lorsqu'elles sont utilisées dans des conditions où il n'est pas possible de disposer de points d'observation situés à des distances appropriées et constantes. C'est par exemple le cas pour des membranes dont les dimensions sont grandes par rapport à celles des structures en mouvement sur lesquelles elles sont embraquées.
Une surface souple de grandes dimensions peut être considérée comme une juxtaposition de plusieurs bandes et elle a très généralement un côté au moins qui est lié à une structure rigide. Pour caractériser la géométrie d'une bande, il est donc connu d'en déterminer la courbure en une pluralité de zones de mesure de dimensions très petites que l'on confond avec des points.
A partir de la courbure des points identifiés sur toutes les bandes et des coordonnées du côté fixe, il est possible d'obtenir une représentation approximative de la surface considérée. Une pensée technique consiste à disposer des jauges de contraintes réparties le long de la bande pour en mesurer sa déformation selon son axe longitudinal.
Une seconde technique connue décrite notamment dans le document GB 2 400 171 consiste à disposer périodiquement des réseaux de Bragg le long d'une fibre optique alignée sur l'axe de la bande. La courbure est obtenue par analyse spectrale de la lumière réfléchie par les réseaux. Cette technique est performante mais elle est très complexe et, partant, coûteuse. Il faut en effet un analyseur de spectre qui est un appareil sophistiqué et volumineux. Or, l'encombrement est une contrainte rédhibitoire dans certaines applications.
Une troisième technique connue relève également de l'optique mais elle consiste à mesurer l'atténuation due à la courbure d'une fibre optique. Dans ce cas il s'agit d'une mesure qui intègre la courbure sur toute la longueur de la fibre.
Il n'est pas possible d'atteindre la courbure en des points identifiés. Des tentatives ont donc été entreprises pour augmenter la sensibilité de la fibre à la courbure en des sections dites sensibles nécessairement de petites dimensions.
Cependant, cette augmentation de sensibilité est toujours relativement modeste, si bien que, lorsque la distance séparant deux sections sensibles est importante, la courbure de la fibre entre ces deux sections ne peut pas être négligée.
Selon cette technique, on ne peut pas considérer qu'il y ait des zones de mesure disjointes.
Il apparaît ainsi que des solutions sont disponibles pour obtenir la courbure en des points identifiés d'une bande. En premier lieu, la précision sur une mesure de courbure très faible est elle-aussi très faible. Or les surfaces utilisées en aérodynamique présentent rarement une forte courbure.
Cependant, si la courbure est une information importante pour obtenir les coordonnées d'un point d'une surface, elle n'est pas suffisante et il faut faire des hypothèses géométriques qui ne correspondent pas nécessairement à la réalité pour remonter à ces coordonnées.
La présente invention a ainsi pour objet une bande pourvue de zones de mesure qui permet d'améliorer très sensiblement la précision qui peut être obtenue sur les coordonnées de ces zones de mesure. Selon l'invention, une bande souple comporte une pluralité de zones de mesure disjointes, l'une au moins de ces zones de mesure comprenant un capteur axial antérieur figurant sur la face antérieure de cette bande pour en mesurer la déformation axiale selon son axe longitudinal ; l'une au moins de ces zones de mesure comprend un premier capteur oblique figurant sur l'une des faces de cette bande pour en mesurer la déformation oblique selon une direction d'évaluation oblique par rapport à l'axe longitudinal.
Ainsi, le capteur axial est destiné à une estimation de la flexion de la bande tandis que le capteur oblique permet d'accéder à la torsion de cette bande. Connaissant la distance de la zone de mesure au côté fixe de la bande mesurée le long de son profil, connaissant la flexion et la torsion en cette zone, une grande précision peut être atteinte sur les coordonnées de cette zone dans un repère qui comporte le côté fixe comme axe de référence.
De préférence, la zone de mesure comprenant le premier capteur oblique comprend également un deuxième capteur oblique figurant sur la même face pour en mesurer la déformation oblique selon une direction d'estimation distincte de la direction d'évaluation.
On augmente ainsi la précision sur la mesure de torsion. De plus, l'axe longitudinal est la bissectrice des directions d'évaluation et d'estimation.
Cette symétrisation est encore prévue pour améliorer les performances. En outre, l'angle entre l'axe longitudinal et la direction d'évaluation est compris entre 22,5° et 67,5°.
Il s'agit là encore d'obtenir une grande sensibilité. Par ailleurs, avantageusement, la zone de mesure comprenant le capteur axial antérieur comprend un capteur axial postérieur superposé au capteur axial antérieur sur la face postérieure de cette bande.
Il est ainsi possible de procéder à une mesure différentielle sur les deux capteurs axiaux qui prennent en compte des déformations de même nature absolue mais de signes opposés. Il s'ensuit les avantages inhérents à ce type de détection, notamment en terme d'amélioration du rapport signal à bruit. II peut s'avérer que la connaissance de la seule flexion soit suffisante dans une zone de mesure dont le comportement le justifie. Il peut également se passer le même phénomène en ce qui concerne la torsion. Toutefois, dans le cas le plus général, il est nécessaire d'obtenir la flexion et la torsion en une zone de mesure identifiée. Dans ce dernier cas, le capteur axial antérieur et le premier capteur oblique figurent dans la même zone de mesure. Ainsi, plusieurs zones de mesure comprennent chacune un capteur axial antérieur et un capteur oblique.
Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les zones de mesure sont centrées sur l'axe longitudinal. II s'agit là d'une simplification qui permet d'obtenir le profil de la bande selon son axe longitudinal.
Suivant un mode de réalisation préférentiel, l'un au moins des capteurs est une jauge de contrainte.
Cet agencement permet de pallier les limitations susmentionnées des systèmes optiques.
Finalement, l'invention vise également une surface souple qui comporte au moins deux bandes souples.
En effet, la présente invention ne se limite pas à une simple bande.
La présente invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en se référant aux figures annexées qui représentent :
- la figure 1 , le schéma d'une bande, plus particulièrement : o la figure 1a, la face antérieure de cette bande, et o la figure 1 b, cette même bande vue de dessus ; - la figure 2, un schéma d'une voile réalisée par I «assemblage de plusieurs bandes ;
- la figure 3, un secteur angulaire d'une bande soumise à un effort de flexion ;
- la figure 4, une section d'une bande soumise à un effort de torsion. Les éléments présents dans plusieurs figures sont affectés d'une seule et même référence.
Le problème à résoudre est donc de retrouver les coordonnées spatiales d'un point ou, de manière plus concrète, d'une zone de mesure identifiée.
En référence à la figure 1a, une bande souple a son petit côté gauche CG qui est fixe. Sur son axe longitudinal AX, à proximité immédiate du côté fixe
CF, est aligné un premier capteur axial CA11 , la face de la bande apparaissant sur la figure étant sa face antérieure. Le premier capteur axial définit à lui seul une première zone de mesure.
Par hypothèse, la torsion de la bande est nulle le long du côté fixe CF. Il s'ensuit qu'en première approximation, la torsion de la bande dans la première zone de mesure peut être négligée et la seule courbure de cette zone est suffisante pour élaborer le profil de la bande selon son axe longitudinal.
Par hypothèse, le petit côté droit CL de la bande, celui qui est opposé à son côté fixe CF, est libre. Il s'ensuit qu'en première approximation ce côté libre CL présente une courbure nulle. Par contre, il peut être soumis à une torsion qu'il est important de connaître pour établir le profil de la bande. Ainsi un premier capteur oblique CO11 est disposé selon une direction oblique par rapport à l'axe AX de la bande, à proximité immédiate du côté libre CL. Eventuellement, un deuxième capteur oblique CO12 est disposé au voisinage du premier CO11 selon une direction oblique présentant un angle de sens opposé à celui de ce premier capteur oblique C011. De préférence, l'agencement de ces capteurs est tel que l'axe longitudinal de la bande AX soit la bissectrice de leurs axes respectifs. L'emplacement de ces deux capteurs définit une deuxième zone de mesure.
Dans le cas le plus général, la zone de mesure est située entre le côté fixe CF et le côté libre CL. Il est alors nécessaire de connaître sa flexion et sa torsion pour dresser le profil de la bande.
Ainsi, dans une telle zone de mesure, la troisième en l'occurrence, sont disposés un deuxième capteur axial CA11 , un troisième capteur oblique CO13 et, éventuellement un quatrième capteur oblique CO14. De préférence, lorsque la bande est placée dans un écoulement d'un fluide, toutes les zones de mesure de cette bande sont alignées sur une direction qui est parallèle à celle de cet écoulement.
Une méthode permettant de reconstituer un profil à partir des mesures de flexion et de torsion en des points identifiés est exposée plus loin, à la suite de l'aspect matériel de l'invention.
En référence à la figure 1 b, des capteurs additionnels sont prévus pour améliorer la qualité des mesures.
Un troisième capteur axial CA21 est superposé au premier axial CA11 sur la face postérieure de la bande. Les deux capteurs détectent donc des déformations relatives de même valeur absolue mais de signes opposés.
De même, toujours sur cette face postérieure de la bande, un quatrième capteur axial CA22 est superposé au deuxième capteur axial CA12 et un cinquième capteur oblique CO15 est superposé au premier capteur oblique CO11. Les avantages résultant de cette disposition ont déjà été cités plus haut. La bande dont il s'agit peut être partie intégrante de la surface souple dont il importe de caractériser la géométrie. Alternativement cette bande peut être réalisée sur un support indépendant destiné à être placé en contact étroit avec la surface souple à étudier. On peut, pour ce faire, prévoir un fourreau solidaire de cette surface dans lequel il est prévu d'introduire ce support indépendant. Par ailleurs, il convient de souligner que l'invention ne se limite pas à l'appréhension d'un seul profil. En effet le but ultime de l'invention est la restitution d'une surface. Or une surface peut toujours s'analyser comme la juxtaposition de plusieurs bandes. En effet, une bande n'a pas nécessairement une forme rectangulaire. En référence à la figure 2, une surface souple que l'on peut assimiler à une voile d'un bateau comporte un bord fixe BF.
Perpendiculairement à ce bord fixe BF, est agencée dans la voile une pluralité de bandes B1, B2, B3, B4, B5 chacune comprenant plusieurs zones de mesures représentées par des croix. Chaque zone de mesure est équipée, selon les impératifs requis soit d'un ou de capteurs axiaux, soit d'un ou de capteurs obliques, soit d'une pluralité de capteurs permettant d'estimer tant la flexion que la torsion.
Le moyen de collecter les informations issues des différents capteurs ne pose pas de difficultés particulières à l'homme du métier car de nombreuses solutions sont disponibles. De plus, il ne s'agit pas là du cœur de l'invention. Toutefois, à titre d'exemple, une solution présentant ses propres avantages est maintenant exposée.
Les différents capteurs d'une même bande sont reliés à un organe centralisateur tel qu'un microprocesseur. Ce microprocesseur assure la conversion des signaux analogiques issus des capteurs en signaux numériques et configure ces derniers de sorte qu'ils soient adaptés à un protocole de transmission radio, le protocole « Bluetooth » par exemple. Il est donc raccordé à un émetteur, le récepteur correspondant étant disposé sur une structure rigide à proximité de la surface souple. De manière à alléger la quantité d'informations à transmettre par l'émetteur, tout ou partie des calculs permettant de remonter à la flexion ou à la torsion à partir des signaux délivrés par les capteurs pouvant être réalisés par le microprocesseur.
En ce qui concerne les capteurs, la tendance actuelle va dans le sens d'une détection optique. Toutefois, les mesures d'atténuation ont des limites intrinsèques déjà évoquées. Les mesures spectrales présentent elles-aussi des limitations dues essentiellement à leur complexité. Il apparaît ainsi qu'une solution avantageuse consiste à adopter des transducteurs électromécaniques de type magnéto-résistant, piézo-résistant, piézo-électrique ou piézo-capacitif.
Un type particulier de capteur piézo-résistant qui trouve une application particulièrement intéressante dans le cadre de la présente invention est la jauge de contrainte.
A titre de rappel, si besoin était, une méthode de restitution du profil d'une bande en fonction de la flexion et de la torsion relevées en une pluralité de zones de mesures est maintenant détaillée.
En référence à la figure 3 qui représente un secteur angulaire d'une bande courbée régulièrement selon un angle au centre α, la courbure se détermine comme suit.
L'arc de cercle apparaissant en pointillés figure le plan neutre ou plan médian de la bande d'épaisseur h ; il a un rayon r et une longueur L. Du fait de la courbure, le rayon externe de la bande, respectivement interne, a une longueur de L+ΔL, respectivement L-ΔL
L'angle au centre s'exprime en fonction de la longueur d'une corde et de son rayon : α = L/r α = (L+ΔL)/(r+h/2) En rapprochant les deux équations ci-dessus, on obtient le rayon de courbure : r = h/(2ΔL/L)
A titre d'exemple numérique, pour une bande d'épaisseur h égale à 4 millimètres présentant un rayon de courbure de 20 mètres, la déformation relative ΔL/L vaut 10"4.
La restitution du profil d'une bande entre deux zones de mesure voisines s'obtient en interpolant les courbures calculées à partir des déformations axiales relevées dans ces deux zones. La restitution du profil d'une bande à l'extérieur d'une des deux zones de mesure situées aux extrémités de la bande s'obtient par extrapolation.
Si le profil de la bande est ainsi estimé avec une bonne précision, sa position angulaire dans le plan d'un référentiel fixe orthogonal à son axe qui support le côté fixe de la bande n'est pas connue. Lorsque l'on considère une seule bande, cette situation ne présente pas d'inconvénient majeur. Par contre, lorsque l'on cherche à reconstituer une surface formée de plusieurs bandes adjacentes, il est nécessaire de connaître la position angulaire des différents profils par rapport à l'un de ces profils choisi arbitrairement comme référence. Ce positionnement angulaire peut être apprécié si les torsions des différentes bandes sont connues.
En référence à la figure 4, la torsion d'une bande B s'analyse comme l'écart angulaire θ entre l'axe de son côté fixe AV et son axe transversal AT au niveau de la section considérée.
La théorie des plaques minces de Love-Kirchoff donne la déformation linéaire relative ΔG/G à la surface d'une bande d'épaisseur h dans une direction orientée à 45° par rapport à l'axe de torsion. En notant k la torsion qui est un rapport d'un angle à une longueur /
ΔG/G = (h/2).k
Pour un point situé à une distance D du côté fixe, l'angle de torsion θ vaut : θ = k.D = 2D.(ΔG/G)/h A titre d'exemple numérique, pour une bande d'épaisseur 4 millimètres subissant une torsion de 3° à une distance D de 8 mètres, la déformation relative ΔG/G vaut 14.If/6.
La torsion est ici mesurée selon une inclinaison à 45° mais il est possible de l'obtenir avec des inclinaisons différentes des capteurs obliques repérées DV et DS dans la figure 1 a.
On définit un référentiel dont l'axe z est aligné avec un côté fixe d'une première bande, dont l'axe x est aligné avec une corde de la médiane de cette bande qui la croise en un point E et dont l'axe y qui est orthogonal aux deux autres axes passe également par le point E. La première bande de largeur w présente une torsion θi au droit du point
E et une deuxième bande adjacente à la première, de même largeur que celle-ci, présente une torsion Θ2 au droit d'un point G situé sur sa médiane et dans le plan parallèle à l'axe z qui contient l'axe y.
Alors, la distance d entre les points E et G projetée sur l'axe y vaut : d = w/2.(sinθi +sin Θ2)
En procédant pas à pas, on peut ainsi localiser les profils de différentes bandes dans l'espace.
Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis eu égard à leur caractère concret. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1) Bande souple comportant une pluralité de zones de mesure disjointes, l'une au moins de ces zones de mesure comprenant un capteur axial (CA11 ) antérieur figurant sur la face antérieure de cette bande pour en mesurer la déformation axiale selon son axe longitudinal (AX), caractérisée en ce que l'une au moins de ces zones de mesure comprend un premier capteur oblique (CO13, C014) figurant sur l'une des faces de cette bande pour en mesurer la déformation oblique selon une direction d'évaluation (DV) oblique par rapport audit axe longitudinal (AX).
2) Bande souple selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la zone de mesure comprenant ledit premier capteur oblique (CO11) comprend également un deuxième capteur oblique (CO12) figurant sur la même face pour en mesurer la déformation oblique selon une direction d'estimation
(DS) distincte de ladite direction d'évaluation (DV).
3) Bande souple selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit axe longitudinal (AX) est la bissectrice desdites directions d'évaluation (DV) et d'estimation (DS).
4) Bande souple selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que l'angle entre ledit axe longitudinal (AX) et ladite direction d'évaluation (DV) est compris entre 22,5° et 67,5°.
5) Bande souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de mesure comprenant ledit capteur axial antérieur (CA11 ; CA12) comprend un capteur axial postérieur (CA21 ; CA22) superposé audit capteur axial antérieur sur la face postérieure de cette bande.
6) Bande souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits capteur axial antérieur (CA12) et premier capteur oblique (CO13) figurent dans la même zone de mesure. 7) Bande souple selon la revendication 6, caractérisée en ce que plusieurs zones de mesure comprennent chacune un capteur axial antérieur et un capteur oblique.
8) Bande souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites zones de mesure sont centrées sur ledit axe longitudinal (AX).
9) Bande souple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un au moins desdits capteurs est une jauge de contrainte.
10) Surface souple, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux bandes souples conformes à l'une quelconque des revendications précédentes.
PCT/FR2007/001298 2006-07-28 2007-07-27 Bande souple comportant des moyens de caractérisation de sa géométrie WO2008012446A2 (fr)

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