Brevet FR2731080A1 — publié le 19960830

La présente invention concerne un dispositif pour la détection de simulation sismique à usage didactique. I1 a en effet pu être constaté que s'il n'était pas aisé d'enseigner les phénomènes sismiques, il en était de même pour le fonctionnement des appareils destinés à mesurer leur intensité, car on comprendra aisément que les observations en situation posent des problèmes de sécurité d'autant plus importants lorsqu'il s'agit d'étudiants. De plus, ce type de phénomène étant le plus souvent inattendu il est impensable d'exercer une surveillance permanente du matériel de mesure afin d'en observer le fonctionnement. Ces réflexions ont conduit à poser un problème qui constitue en fait une première phase de la démarche inventive, ayant conduit à l'invention proprement dite. L'invention constituant la solution audit problème posé, concerne à cet effet un dispositif pour la détection de simulation sismique à usage didactique du type comportant un capteur constitué essentiellement par un noyau aimanté fixe formant une couronne dans laquelle est susceptible de se déplacer une bobine centrale disposant de moyens de liaison élastiques, le courant induit par le déplacement relatif de la bobine mobile par rapport au noyau nxe étant l'image d'une onde de choc, caractérisé en ce que le capteur est disposé à l'intérieur d'une enceinte transparente, elle-même disposée sur une embase plane destinée à être solidarisée d'un support d'expérimentation, de manière à permettre l'observation du fonctionnement dudit capteur sous l'effet d'au moins un choc provoqué volontairement sur ledit support afin de simuler un phénomène sismique et en observer sa réponse électrique conséquente. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins indexés sur lesquels - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif pour la détection de simulation sismique selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif selon la figure 1. Le dispositif de simulation 1 globalement désigné sur les figures et destiné à un usage didactique comporte de manière connue un capteur 2 constitué, essentiellement, par un noyau aimanté fixe 3 formant une couronne dans laquelle est susceptible de se déplacer une bobine centrale 4 sous l'effet d'ondes de chocs mécaniques et disposant de moyens de liaison élastiques. Le courant induit par le déplacement relatif de la bobine mobile 4 par rapport au noyau fixe 3 est l'image de l'onde de choc. Selon l'invention le capteur 2 est disposé à l'intérieur d'une enceinte transparente 6 elle-même disposée sur une embase plane 7 destinée à être solidarisée d'un support d'expérimentation (non représenté) de manière à permettre l'observation du fonctionnement dudit capteur sous l'effet d'au moins un choc provoqué volontairement sur ledit support, afin de simuler un phénomène sismique et en observer sa réponse électrique conséquente. Préférentiellement, l'enceinte transparente 6 est de forme cubique, ouverte à sa partie supérieure. Bien entendu, cette enceinte pourra être de toute autre forme parrallélépipédique ou encore cylindrique et elle peut être refermée par un couvercle. A titre d'exemple, le cube constituant l'enceinte 6 fait 100 millimètres de côté. Par ailleurs, l'embase plane 7 est préférentiellement de dimension supérieure à celle de l'enceinte. De préférence l'embase 7 est carrée et fait 205 millimètres de côté, mais bien entendu elle pourra être de toute autre forme pour s'adapter à celle de l'enceinte 6. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte 6 est réalisée en une matière plastique ayant des propriétés de transparence. A titre d'exemple il pourra s'agir d'un matériau bien connu sous la marque "PLEXIGLAS". Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de liaison élastiques 5 de la bobine mobile 4 sont constitués par au moins deux ressorts 8, 9 et/ou 10, 11 interposés radialement entre la bobine 4 du capteur 2 et deux points d'ancrage 12, 13 et/ou 14, 15 diamétralement opposés de l'enceinte transparente 6, lesdits ressorts assurant également le centrage de la bobine 4 à l'intérieur du noyau 3. Selon l'exemple de réalisation représenté, en fait, les moyens de liaison élastiques 5 de la bobine 4 sont constitués par deux jeux de deux ressorts 8, 9, 10, 11 de caractéristiques identiques, s'étendant selon deux axes Xx' et Yy' perpendiculaires entre eux de manière à assurer l'équilibrage axial de ladite bobine 4.Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison des ressorts 8, 9, 10, 11 avec la bobine mobile 4 s'effectue par l'intermédiaire d'une plaque 16 disposée fixement et de manière coaxiale sur une partie apparente de ladite bobine 4. En fait, la plaque 16 est disposée sur la bobine 4 à une hauteur se sltuant approximativement au niveau d'une partie extérieure 4b assurant un lestage de ladite bobine. La plaque de liaison 16 est préférentiellement circulaire et transparente, afin de ne pas constituer un obstacle à l'observation. En fait, cette plaque de liaison 16 peut emprunter toute autre forme géométrique. Par ailleurs, l'accrochage des ressorts 8, 9, 10, 11 sur la plaque 16 s'effectue grâce à des trous a, b, c, d, réalisés à proximité de sa périphérie et dans lesquels sont aptes à s'engager des boucles d'extrémité desdits ressorts. L'autre extrémité des ressorts 8, 9, 10, 1 1 de liaison élastique et d'équilibrage de la bobine mobile 4, est reliée au point d'ancrage correspondant 12, 13, 14, 15 de l'enceinte 6 transparente, par l'intermédiaire d'éléments 17, 18, 19, 20 de traversée de cloisons de ladite enceinte 6, s'étendant dans l'axe de chacun des ressorts 8, 9, 10, 11. En fait, les éléments 17, 18, 19, 20 de traversée de cloisons sont constitués par des vis, de manière à permettre le centrage de la bobine 4 dans le noyau aimanté 3 en forme de couronne. Ils autorisent, en outre, un réglage de la tension des ressorts correspondant 8, 9, 10, 11 afin de parfaire l'équilibrage et le centrage de la bobine 4 qu'ils supportent élastiquement. Les éléments 17, 18, 19, 20 de traversée de cloisons, ou vis, sont prolongés par des boutons moletés 21, 22, 23, 24 facilitant leur manoeuvre. Les variations de courant induit par le déplacement relatif de la bobine 4 dans le noyau 3, en fonction des ondes de chocs provoquées, se traduisent par des signaux dont la mesure s'effectue par l'intermédiaire de deux douilles isolées 25 et 26. Ces douilles sont fixées sur l'une des parois latérales de l'enceinte 6. L'amortissement électrique des signaux s'effectue par l'intermédiaire d'une résistance électrique 27. Un tel dispositif peut être utilisé avec un oscilloscope à mémoire ou une centrale d'acquisition informatisée, ou tout autre moyen d'enregistrement, de visualisation ou de traitement de l'information électrique. Concrètement l'appareil est lié à la table de travail par l'intermédiaire d'un serre-joint, mais l'expérience peut également être effectuée en plaçant le dispositif sur le sol en l'immobilisant grâce à son embase. Un choc ou une succession de chocs, manuels ou donnés par l'intermédiaire d'un objet (marteau, livre, etc ...) crée une vibration au niveau du capteur 2. L'acquisition peut être effectuée comme cité précédemment et traitée selon le procédé choisi. Ce dispositif peut aussi bien être destiné à l'étude d'un oscillateur mécanique et vérification expérimentale, qu'à la mesure de la vitesse de propagation d'une onde dans la matière. Le dispositif selon l'invention permet un certain nombre d'expériences comme par exemple - simulation d'une secousse sismique et observation du signal en réponse, de type sismogramme; - deux dispositifs utilisés simultanément permettent de déterminer la vitesse de propagation de l'onde de choc - comparaison de cette vitesse sur différents types de supports : bois, métal - trois dispositifs utilisés simultanément permettent de déterminer l'endroit du choc, représentant l'épicentre d'un séisme - la succession de chocs présente le phénomène d'amortissement. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Dispositif pour la détection de simulation sismique à usage didactique du type comportant un capteur (2) constitué essentiellement par un noyau aimanté fixe (3) formant une couronne dans laquelle est susceptible de se déplacer une bobine centrale (4) disposant de moyens de liaison élastiques (5), le courant induit par le déplacement relatif de la bobine mobile (4) par rapport au noyau fixe (3) étant l'image d'une onde de choc, caractérisé en ce que le capteur (2) est disposé à l'intérieur d'une enceinte transparente (6) elle-même disposée sur une embase plane (7) destinée à être solidarisée d'un support d'expérimentation de manière à permettre l'observation du fonctionnement dudit capteur sous l'effet d'au moins un choc provoqué volontairement sur ledit support, afin de simuler un phénomène sismique et en observer sa réponse électrique conséquente. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte transparente (6) est de forme cubique, ouverte à sa partie supérieure. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase plane (7) est également transparente, de forme quadrangulaire. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enceinte (6) et l'embase (7) sont réalisées en une matière plastique ayant des propriétés de transparence. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastiques (5) de la bobine mobile (4) sont constitués par au moins deux ressorts (8, 9) et/ou (10, 11) interposés radialement entre ladite bobine (4) du capteur (2) et deux points d'ancrage (12,13) et/ou (14, 15) diamétralement opposés, de l'enceinte translucide (6), lesdits ressorts assurant également le centrage de la bobine (4) à l'intérieur du noyau (3). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de liaison élastiques (5) de la bobine (4) sont constitués par deux jeux de deux ressorts (8, 9, 10, 11) de caractéristiques identiques s'étendant selon deux axes Xx' et Yy', perpendiculaires entre eux, de manière à assurer l'équilibrage axial de ladite bobine (4). 7. Dispositif selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la liaison des ressorts (8, 9, 10, 11) avec ladite bobine mobile (4) s'effectue par l'intermédiaire d'une plaque (16) disposée fixement et de manière coaxiale sur une partie apparente de ladite bobine (4). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque de liaison (16) est circulaire et également transparente. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'autre extrémité des ressorts (8, 9, 10, 11) de liaison élastique et d'équilibrage de la bobine mobile (4) sont reliés aux points d'ancrage correspondant (12, 13, 14, 15) de l'enceinte transparente (6) par l'intermédiaire d'éléments (17, 18, 19, 20) de traversée de cloisons de ladite enceinte (6) s'étendant dans l'axe de chacun des ressorts (8, 9, 10, 11). 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que les éléments (17, 18, 19, 20) de traversée de cloisons sont constitués par des vis, de manière à permettre un réglage de la tension des ressorts correspondant (8, 9, 10,11) afin de parfaire l'équilibrage et le centrage de la bobine (4) qu'ils supportent élastiquement.