Brevet FR2923600A1 — publié le 20090515

DISPOSITIF DE MESURE DE LA PRESSION AU NIVEAU DE LA SURFACE D'UN ELEMENT A ANALYSER La présente invention concerne la caractérisation acoustique des véhicules et plus précisément, la quantification des fluctuations de pression sur un vitrage. Plus particulièrement, l'invention concerne un support de capteur de fluctuation de pression tel qu'un microphone. Le confort acoustique à l'intérieur d'une enceinte, et notamment d'un habitacle de véhicule, tel qu'un véhicule automobile ou un avion, est devenu un enjeu concurrentiel. Pour l'optimiser il est nécessaire de connaître l'importance du rayonnement sonore des différents panneaux de l'habitacle tel que des vitres ou hublots, paroi habillée, éventuellement pour réaliser des traitements acoustiques là où cela est nécessaire. A cet effet, il convient de disposer de moyens permettant de localiser les sources du bruit, ainsi que l'intensité sonore de telles sources. Dans le domaine de l'acoustique, la mesure de pression pariétale est une donnée essentielle. En effet, c'est à travers cette grandeur que l'on pourra effectuer la séparation � pression issue de l'acoustique � et � pression issue de la turbulence �. La publication JP4140617 expose un dispositif apte à quantifier la pression pariétale issue de l'acoustique sur un vitrage en relevant des mesures à différents endroits du vitrage. Le capteur utilisé est un microphone directement inséré dans le vitrage. Cependant, pour faire une mesure de la pression sur la totalité du vitrage, il est nécessaire soit de mettre un capteur au niveau de chaque point de mesure du vitrage, soit de repositionner à chaque point de mesure, l'unique capteur. Ainsi, la première solution est particulièrement onéreuse puisque pour faciliter l'étape de mesure, il faut un grand nombre de capteur et la seconde solution est complexe à mettre en oeuvre puisque le fait de démonter/remonter le capteur dans chaque point de mesure est assez fastidieux. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de mesure de la pression pariétale sur une surface à analyser amélioré n'utilisant qu'un unique capteur et ledit dispositif étant facile à mettre en oeuvre. Le capteur étant par exemple, un microphone. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de mesure de la pression pariétale par un capteur d'analyse de la pression, tel qu'un microphone, au niveau d'un élément possédant une surface d'analyse sensiblement plane, caractérisé en ce qu'il comporte une platine mobile par rapport à un platine fixe comportant au moins un moyen d'analyse de la mesure de la pression pariétale apte à se déplacer pour se positionner dans le prolongement d'un moyen de récupération de la mesure, appartenant à la platine fixe, ladite mesure étant effectuée à distance au niveau de l'élément par un moyen de mesure directement au contact de la surface d'analyse, un moyen de liaison faisant le lien entre ledit moyen de récupération et le moyen de mesure. Selon les caractéristiques de l'invention : o le moyen d'analyse de la pression de la platine mobile peut comporter le capteur, un moyen de filtration de la pression issue du moyen de mesure et apte à permettre l'analyse de la pression sur une bande passante plus étendue, un moyen d'atténuation de la pression engendrée dans le moyen de filtration de manière à fiabiliser les mesures, et un moyen de connexion entre le moyen de filtration et la platine fixe, o la platine fixe peut comporter des perçages disposés régulièrement sur la platine fixe et apte à recevoir des moyens de récupération de la mesure qui sont des tubes rigides, o ledit tube peut être en saillie par rapport à la surface supérieure de la platine fixe de manière à permettre l'emmanchement d'un tube de liaison entre le moyen de mesure positionné au niveau de la surface à analyser et ledit tube de récupération de la mesure de la platine fixe, o lors d'une phase d'analyse avec le dispositif, le nombre de moyen de mesure au niveau de l'élément peut être au plus égal au nombre de moyen de récupération sur la platine fixe. o le moyen de mesure peut être un tube traversant l'élément dont la surface est à analyser, o le moyen de mesure peut être en saillie par rapport à la surface de l'élément opposée à la surface d'analyse de manière à permettre l'emmanchement dudit tube de liaison entre le moyen de mesure et le moyen de récupération de la mesure de la platine fixe. o un moyen d'étanchéité peut être disposé entre la platine mobile et la platine fixe, o la platine peut être mobile en rotation par rapport à la platine fixe, et o l'élément analysé peut être un vitrage, par exemple de véhicule automobile. 0 L'invention sera désormais décrite dans un exemple en référence aux figures annexées : • la figure 1 représente un schéma du dispositif de mesure de la pression pariétale selon l'invention, ledit dispositif étant fixé sur un vitrage, et • la figure 2 représente une vue partielle de dessus de la platine fixe selon l'invention. 0 Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. En référence aux figures, le dispositif de mesure 10 de la pression pariétale selon l'invention est représenté en mode d'utilisation, c'est à dire associé à un élément 12 comportant une surface 14 sensiblement plane dont on doit mesurer la pression pariétale. Selon notre mode de réalisation, l'élément 12 est un vitrage de véhicule automobile pour lequel il convient de quantifier les fluctuations de pression sur le vitrage. Il comporte une surface 14 à analyser et une surface 13 opposée à ladite surface 14 et apte éventuellement à être utilisé pour le blocage en translation d'une partie du dispositif lorsque celui-ci est monté au vitrage 12. Le vitrage 12 est percé dans son épaisseur de manière à recevoir un moyen de mesure 20 de la pression. Pour réaliser ces mesures, l'invention propose un dispositif de mesure comporte une platine mobile 16 par rapport à un platine fixe 15 comportant au moins un moyen d'analyse 18, 22, 24, 32 de la mesure de la pression pariétale apte à se déplacer pour se positionner dans le prolongement d'un moyen de récupération 17 de la mesure, appartenant à la platine fixe 15, ladite mesure étant effectuée à distance au niveau du vitrage 12 par le moyen de mesure 20 directement au contact de la surface d'analyse 14. Un moyen de liaison 30 faisant le lien entre ledit moyen de récupération 17 et le moyen de mesure 20. Un joint 42 d'étanchéité étant présent entre la platine fixe et la platine mobile pour éviter les dispersions de la pression pariétale à analyser au niveau du capteur. Plus concrètement, la platine mobile comprend un moyen de réception pour un capteur 18, un moyen de filtration 22 de la pression issue du moyen de mesure 20 et apte à permettre l'analyse de la pression sur une bande passante plus étendue, un moyen d'atténuation 24 de la pression engendrée dans le moyen de filtration de manière à fiabiliser les mesures, et un moyen de connexion 32 entre le moyen de filtration 22 et la platine fixe 15. Dans cette partie de la description, nous allons décrire plus précisément chaque élément constituant le moyen d'analyse. La platine mobile comprend donc un moyen de réception du capteur 18. Le moyen de réception est un logement correspondant sensiblement aux dimensions du capteur 18. Le capteur étant emmanché dans ce logement et entrant en butée contre un épaulement 28 de la platine lorsqu'il est monté sur celle-ci. Le capteur est, selon le mode de réalisation de l'invention, un microphone 1/4, qui est le microphone le plus petit existant de manière à ne pas avoir trop de pression dans le moyen de filtration 22. A titre indicatif, les caractéristiques du microphone sont : 140 dB de dynamique, une bande passante de 10 Hz a 20 KHz, une sensibilité de l'ordre de 6mV/Pa. Le capteur 18 est relié ensuite à un moyen de traitement des données (non représenté). La platine mobile comprend, en outre, le moyen de filtration 22 de la pression issue du moyen de mesure 20. Le moyen de filtration est une cavité, dont le diamètre intérieur est par exemple de 1,1 millimètre. Un diamètre inférieur à l mm est complexe à mettre en oeuvre car il devient assez difficile de percer le trou dans la vitre 12. Cependant selon le mode de réalisation de l'invention un diamètre allant jusqu'à 1.5mm est aussi acceptable. La cavité est, telle que décrite, adjacente au logement du capteur 18. En effet, le logement est traversante sur la platine mobile et il débouche d'une part au niveau de la surface inférieure 34 de la platine 16 et d'autre part sur le moyen de filtration 22. Par ailleurs, la cavité doit présenter une hauteur suffisante pour pouvoir emmancher perpendiculairement le moyen d'atténuation 24 qui est un tube souple, cette hauteur suffisante correspondant donc sensiblement au diamètre de ce tube. Cette cavité présente l'avantage de pouvoir effectuer nos mesures sur une bande passante de fréquence large allant de 10 Hertz à 10000 Hertz. La cavité 22 est de forme circulaire car le microphone 18 est aussi de forme circulaire. Le diamètre de la cavité est légèrement inférieur a celui du microphone pour créer l'épaulement 28 qui jouera le rôle de butée pour le microphone 18. Une fois fixé le diamètre de la cavité, la longueur est déterminée grâce a la formule de Helmholtz en accord bien sûr avec le fait que la fréquence de résonance soit après 10 kHz. La platine mobile comprend aussi le moyen d'atténuation 24. Il s'agit d'un tube 24 d'atténuation souple de manière à faciliter la manipulation du dispositif 10. Il a pour but de limiter la pression statique dans la cavité pour ne pas endommager le microphone et surtout il a pour but de ne pas saturer le signal de la pression. Le tube d'atténuation possède de préférence une longueur de 2 m et cette longueur repose sur la dissipation visqueuse des ondes de pression. Plus le tube est long, plus les ondes de pression se dissipent et mieux ceci est. Cependant pour ne pas être gêné lors de la manipulation du dispositif, le mode de réalisation de l'invention propose cette longueur de 2 mètres. Il est fermé à son extrémité, par exemple, par une vis, de manière à ne pas mettre la cavité à l'échappement. Tout moyen de fermeture du tube pourrait être utilisé selon l'invention. Le matériau utilisé pour la réalisation de ce tube est, par exemple, le vinyl. La platine mobile comprend le moyen de connexion 32 entre le moyen de filtration 22 et la platine fixe 15. Il s'agit également d'une cavité cylindrique dont le diamètre est inférieur à la cavité 22 permettant de récupérer les mesures effectuées provenant du moyen de mesure 20 et ensuite arrivant au moyen de récupération 17 de la platine fixe. Cette cavité 32 débouche donc directement sur la surface supérieure 36 de la platine mobile 16. Cette cavité n'est pas indispensable à la réalisation de l'invention. Sur la platine mobile , le moyen de réception du capteur est parfaitement aligné d'une part avec le moyen de filtration 22 et d'autre part avec le moyen de connexion 32 de manière à collecter les mesures jusqu'au capteur 18. La platine mobile comporte, en outre, un moteur d'entraînement 38 apte à entraîner la platine mobile en rotation sous la platine fixe 15. Selon un autre mode de réalisation, la platine peut être mobile selon un mouvement de translation par rapport à la platine fixe. Tel qu'illustré sur la figure 2, cette platine 15 comporte des perçages 40 répartis concentriquement autour de l'axe de rotation de la platine mobile, chaque perçage étant muni du moyen de récupération 17. Les perçages 40 sont disposés de manière à être parfaitement dans le prolongement des moyens d'analyse de la platine mobile lorsque ces derniers se trouveront sous un perçage pour analyser la pression. Selon le mode de réalisation de l'invention, les moyens de récupération 17 sont constitués d'un tube rigide disposé de manière traversante dans la platine fixe. Ledit tube 17 est en saillie par rapport à la surface supérieure 26 de la platine fixe 15 de manière à permettre l'emmanchement d'un tube de liaison 30 entre le moyen de mesure 12 positionné au niveau de la surface 14 à analyser et ledit tube 17 de récupération de la mesure de la platine fixe 15. Pour des précautions d'étanchéité, le diamètre du perçage 40 est sensiblement identique à celui du tube 17. Il convient de noter que ce tube 17 est identique au moyen de mesure 20 qui est aussi un tube, lui-même étant traversant vis-à-vis du vitrage 12, et nécessitant d'avoir au moins une longueur correspondant à l'épaisseur du vitrage et à une partie en saillie par rapport à la surface inférieure du vitrage 13 de manière à pouvoir emmancher l'autre extrémité du tube de liaison 30. Par ailleurs, le tube de mesure affleure la surface du vitrage à analyser. Pour des précautions d'étanchéité, le diamètre du perçage du vitrage est sensiblement identique à celui du tube 20. Les tubes 17 et 20 sont réalisés selon notre mode de réalisation en laiton car c'est une matière qui est facilement usinable et qui permettent la réalisation de tube fin nécessaire à cette analyse. Cependant, de manière non limitative, tout autre type de matériau peut être utilisé du moment où il est possible d'avoir un diamètre intérieur compris entre 0,1 millimètres à 0,7 millimètres et de préférence de 0,6 millimètres et que le tube soit rigide. Le tube de liaison 30 est réalisé dans un matériau organique de synthèse souple, tel que le vinyl. Il possède une longueur suffisante pour relier le tube de mesure 20 au tube de récupération 17 de la platine fixe 15. Ainsi, grâce au dispositif décrit ci-dessus, pour effectuer plusieurs mesures de la pression pariétale avec un seul capteur 18, un opérateur doit monter les différents tubes de mesure 20 sur un vitrage à analyser. Il y aura autant de tubes de mesure 20 que de tubes de récupération 17. Il devra ensuite, monter les tubes de récupération 17 sur la platine fixe, monter le microphone dans son logement sur la platine mobile et monter le tube d'atténuation 24 au niveau de la cavité 22. Chaque tube de mesure 20 devra être relié à un tube de récupération correspondant. Ensuite, l'opérateur devra disposer les moyens d'analyse comportant le capteur 18 sous un tube de récupération 17, analyser la pression pariétale à ce point. Puis faire tourner la platine 16 sous un autre tube 17 de récupération et mesurer la pression pariétale à un autre point. L'avantage de ce dispositif est donc la simplicité de mise en oeuvre des mesures puisque une fois tous les tubes de mesure 20 reliés aux tubes 17 de récupération, les mesures peuvent être effectuées rapidement sans montage/démontage du dispositif, sans nécessiter l'achat d'autant de capteur 18 que de point de mesure, sachant qu'un capteur est le composant le plus cher de ce dispositif. En effet, l'opérateur n'aura qu'à tourner la platine sous un autre tube de récupération pour effectuer une autre mesure. Ces mesures pourraient même s'automatiser de manière à ce que l'opérateur soit libre de faire ce qu'il souhaite pendant la prise de mesure et d'analyse à ces différents points. Ainsi, l'invention présente un nouveau dispositif de mesure comprenant un capteur déporté par rapport à l'art antérieur. 0 5 10 20 25 30 REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure (10) de la pression pariétale par un capteur (18) d'analyse de la pression, tel qu'un microphone, au niveau d'un élément (12) possédant une surface d'analyse (14) sensiblement plane, caractérisé en ce qu'il comporte une platine mobile (16) par rapport à un platine fixe (15) comportant au moins un moyen d'analyse (18, 22, 24, 32) de la mesure de la pression pariétale apte à se déplacer pour se positionner dans le prolongement d'un moyen de récupération (17) de la mesure, appartenant à la platine fixe (15), ladite mesure étant effectuée à distance au niveau de l'élément (12) par un moyen de mesure (20) directement au contact de la surface d'analyse (14), un moyen de liaison (30) faisant le lien entre ledit moyen de récupération et le moyen de mesure (20). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'analyse de la pression de la platine mobile comporte le capteur (18), un moyen de filtration (22) de la pression issue du moyen de mesure (20) et apte à permettre l'analyse de la pression sur une bande passante plus étendue, un moyen d'atténuation (24) de la pression engendrée dans le moyen de filtration de manière à fiabiliser les mesures, et un moyen de connexion (32) entre le moyen de filtration (22) et la platine fixe (15). 3. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine fixe (15) comporte des perçages (40) disposés régulièrement sur la platine fixe et apte à recevoir des moyens de récupération (17) de la mesure qui sont des tubes rigides. 4. Dispositif de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit tube (17) est en saillie par rapport à la surface supérieure de la platine fixe (15) de manière à permettre l'emmanchement d'un tube de liaison (30) entre le moyen de mesure (20) positionné au niveau de la surface (14) à analyser et ledit tube de récupération (17) de la mesure de la platine fixe (15). 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors d'une phase d'analyse avec le dispositif, le nombre de moyen de mesure (20) au niveau de l'élément (12) est au plus égal au nombre de moyen de récupération (17) sur la platine fixe (15). 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de mesure (20) est un tube traversant l'élément (12) dont la surface est à analyser. 7. Dispositif de mesure selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de mesure (20) est en saillie par rapport à la surface (13) de l'élément (12) opposée à la surface d'analyse (14) de manière à permettre l'emmanchement dudit tube de liaison (30) entre le moyen de mesure (20) et le moyen de récupération (17) de la mesure de la platine fixe (15). 8. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un moyen d'étanchéité (42) est disposé entre la platine mobile (16) et la platine fixe (15). 25 30 5 9. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine est mobile en rotation par rapport à la platine fixe. 10. Dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément (12) est un vitrage, par exemple de véhicule automobile.