Brevet FR3117394A1 — publié le 20220617

L’invention concerne un amortisseur de vibration (1, 10, 100) de permettant un contrôle continu du fonctionnement d’un équipement vibrant auquel il est associé, ledit amortisseur comprenant un corps (2) en matériau élastique d’axe longitudinal (XX’) interposé entre deux disques (3, 4) rigide, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément de mesure (5, 5A, 5B) de la fréquence de vibration, de l’amplitude et/ou de l’accélération de mouvement et de la force exercée sur l’amortisseur par l’équipement vibrant lorsque ce dernier est équipé dudit amortisseur, ledit élément de mesure (5, 5A, 5B) étant couplé mécaniquement au corps (2) élastique. Figure d’abrégé : Fig.2 AMORTISSEUR DE VIBRATION INTELLIGENT ET EQUIPEMENT VIBRANT POUR LA PRODUCTION DE PRODUITS EN BETON EQUIPE D’UN TEL AMORTISSEUR DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne un amortisseur de vibration permettant un contrôle continu du fonctionnement d’un équipement vibrant auquel il est associé, ledit amortisseur comprenant un corps en matériau élastique, d’axe longitudinal, interposé entre deux disques. L’amortisseur de vibration selon l’invention est destiné notamment mais non exclusivement à être mis en œuvre avec un équipement vibrant utilisé pour la fabrication de produits en béton, à démoulage immédiat ou différé. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le cas particulier des produits en béton, la vibration appliquée au béton à l’état frais joue un rôle majeur dans la qualité des produits obtenus. L’absence ou le manque de vibration tout comme un excès de vibrations peut avoir des impacts négatifs sur la résistance et l’esthétique du produit obtenu. La vibration doit être appliquée de manière homogène sur l’ensemble du volume du béton sous peine de créer des hétérogénéités tant au sein que sur l’aspect du produit obtenu. Les défauts sur les produits en béton vibrés peuvent être d’origines diverses. Par « produits en béton vibrés », on entend les produits en béton ayant été soumis au cours de leur réalisation à au moins une opération de vibration. Les déficiences liées aux vibrations appliquées par l’équipement vibrant peuvent être l’une des origines de défauts constatés sur les produits en béton vibrés. Ces déficiences peuvent être ponctuelles, cycliques ou permanentes et peuvent résulter elles-mêmes d’une interaction de plusieurs autres défauts eux-mêmes ponctuels, cycliques ou permanents. Afin de maintenir une qualité constante de production des produits en béton vibrés et diminuer le taux de rebut de production de ces derniers, il est donc indispensable de contrôler continuellement certains paramètres de l’outil de production et en particulier les équipements vibrants. Une usure des suspensions élastiques de la table vibrante, une hétérogénéité des mouvements de vibrations au cours du remplissage du moule ou du compactage de béton sont par exemple autant de déficiences pouvant entrainer des défauts dans les produits en béton vibrés. La majorité des déficiences de production n’apparaissent pas subitement lors de la production. Elles impactent en premier lieu la qualité des produits d’une manière irrégulière et périodique, le défaut s’accentuant et devenant récurrent et visible qu’après un certain nombre de cycles de production. L’une des problématiques est donc le suivi et le contrôle en temps réel des déficiences au cours des cycle de la production des produits. Afin de répondre à cette problématique, il est connu de recourir à des mesures provenant de capteurs adéquats placés dans des endroits stratégiques de l’outil de production par vibration et de procéder de la sorte à des contrôles au cours des cycles de production. La demande de brevet EP3313634, au nom de la Demanderesse, propose une telle solution. Elle propose ainsi un dispositif de contrôle du fonctionnement d’une presse vibrante au cours du processus de production de produits en béton à démoulage immédiat, ladite presse vibrante comprenant un moule définissant au moins une alvéole dans lequel le béton à compacter est déversé, ledit dispositif de contrôle étant remarquable en ce qu’il comporte une planche, destinée à être disposée sous le moule, pourvue de moyens de mesure de la fréquence de vibration, de l’amplitude et/ou de l‘accélération de mouvement, et/ou de la force exercée sur ladite planche durant la production des produits de béton. Concernant la gestion des défauts uniquement pour les presses vibrantes. La présence de moyens de mesure placés directement sur un élément intervenant dans le processus de production, en l’espèce la planche, permet de contrôler la presse vibrante en temps réel et de diagnostiquer le cas échéant les dysfonctionnements de celle-ci. La solution proposée dans la demande susmentionnée, bien que satisfaisante, présente cependant des limites en ce que la planche équipée des moyens de mesure est l’unique outil de contrôle et de diagnostic existant, en ce qu’elle est uniquement dédiée aux presses vibrantes et en qu’elle ne permet qu’un contrôle ponctuel. Aucun contrôle continu de la presse vibrante n’est assuré entre la réalisation de deux pontes successives. S’il permet de donner des informations spécifiques sur la qualité de la vibration, il ne permet pas de suivre en continu la qualité de production et d’alerter dès l’apparition d’une déficience. L’invention vise à remédier à ces problématiques en proposant un dispositif de mesure permettant de contrôler et d’alerter rapidement l’opérateur des éventuelles déficiences de tout équipement ayant recours à la vibration. L’invention vise ainsi à proposer un amortisseur de vibration permettant un contrôle continu du fonctionnement d’un équipement vibrant auquel il est associé afin de de disposer d’un panel d’information renseignant non seulement sur la qualité de vibration mais aussi sur l’état des organes de l’ensemble du dispositif de production. L’invention vise également à proposer un équipement pour la production de produits en béton équipé d’au moins un tel amortisseur de vibration. OBJET DE L’INVENTION A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un amortisseur de vibration permettant un contrôle continu du fonctionnement d’un équipement vibrant auquel il est associé, ledit amortisseur comprenant un corps en matériau élastique, d’axe longitudinal, interposé entre deux disques rigides. L’amortisseur est remarquable en ce qu’il comprend au moins un élément de mesure de la fréquence de vibration, de l’amplitude et/ou de l’accélération de mouvement et de la force exercée sur l’amortisseur par l’équipement vibrant lorsque ce dernier est équipé dudit amortisseur, ledit élément de mesure étant disposé dans l’amortissement et couplé mécaniquement au corps élastique. L’intégration d’un ou plusieurs élément(s) de mesure placé(s) dans un composant intervenant dans le processus de vibration, en l’espèce un amortisseur de vibration, permet un contrôle continu et permanent de l’équipement vibrant auquel il est associé en temps réel, i.e. au cours de la production des produits en béton, et ainsi de diagnostiquer le cas échéant les dysfonctionnements de celui-ci. Ce suivi permanent de la vibration permet ainsi de disposer d’un panel d’information renseignant non seulement sur la qualité de vibration mais aussi sur l’état des organes de l’ensemble du dispositif de production. Ainsi directement intégré dans la structure dudit amortisseur, l’élément de mesure permet de garantir un contrôle permanent et suffisant du fonctionnement global d’un équipement de production auquel il est associé et par un contrôle permanent et continu de l’ensemble des équipements ayant recours à la vibration, d’accroitre la maitrise de la production des produits vibrés et d’anticiper la détection de défauts récurrents. L’intégration d’élément(s) de mesure au sein de l’amortisseur permet de pallier aux problématiques d’emplacement, de mesures et d’endurance du matériel rencontrées avec des éléments de mesure placés sur l’équipement vibrant, au voisinage de l’amortisseur. L’amortisseur ainsi arrangé constitue un amortisseur intelligent. Selon un mode de réalisation particulier, l’élément de mesure présente un arrangement coaxial avec le corps élastique. Avantageusement, l’élément de mesure est situé au niveau de l’une des extrémités du corps élastique. Avantageusement, il peut prévu que l’amortisseur de vibration comporte deux éléments de mesure disposés respectivement de part et d’autre des extrémités du corps élastique. Avantageusement, l’un au moins des éléments de mesure est encapsulé dans l’un des disques. Selon un autre mode de réalisation, le corps élastique comprend un premier élément absorbeur de vibration et une deuxième élément absorbeur de vibration alignés suivant l’axe longitudinal, l’élément de mesure étant interposé entre lesdits premier et deuxième éléments absorbeur de vibration. Selon un autre mode de réalisation, le corps élastique délimite en son sein une chambre de réception cylindrique dans laquelle l’élément de mesure est logé. Avantageusement, l’élément de mesure est un capteur de force. D’autres moyens de mesure connus en soi (accéléromètre) peuvent bien entendu être mis en œuvre sans sortir du cadre de l’invention. Avantageusement, l’amortisseur comporte des moyens de communication des données relevées par l’élément de mesure à une unité d’acquisition et/ou de traitement de données. Il peut être prévu que l’unité soit embarquée dans l’amortisseur ou bien qu’elle soit indépendante de ce dernier. Avantageusement, l’amortisseur comporte un module de stockage des données relevées par l’élément de mesure. De même que l’unité d’acquisition et/ou de traitement de données, il peut être prévu que le module de stockage soit embarqué dans l’amortisseur ou bien qu’il soit indépendant de ce dernier. Avantageusement, l’amortisseur de vibration comporte des moyens de chauffage du corps élastique. Avantageusement, les disques sont raccordés entre eux par une vis motorisée afin de pré-contraindre l’amortisseur. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, il peut être prévu que l’amortisseur fournisse une alerte quantifiée d’un défaut constaté par rapport à des valeurs références du cycle de fonctionnement attendu, ladite valeur de référence constituant un repère auquel on se réfère pour quantifier et qualifier le défaut. L’invention concerne également un équipement vibrant pour la production de produits en béton équipé d’au moins un amortisseur de vibration tel que décrit précédemment. L’équipement ainsi équipé d’un tel amortissement, il est possible de suivre l’état de fonctionnement composants de celle-ci et, dans le cas où un dysfonctionnement est relevé, d’identifier la zone au niveau de laquelle le dysfonctionnement a lieu. L’invention concerne également une installation pour la production de produits en béton à l’aide d’équipements vibrant équipés d’amortisseurs, dont l’un au moins est un amortisseur de vibration tel que décrit précédemment. L’installation comporte avantageusement des moyens d’enregistrement des paramètres de production et d’usure, relevés au cours du processus de fabrication des produits en béton, lesdits paramètres comprenant les données relevées par les moyens de mesures du ou des amortisseur(s) concerné(s). BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la représente une vue schématique d’un amortisseur selon un premier exemple de réalisation ; la représente une vue en coupe longitudinale de l’amortisseur de la ; la représente une variante de réalisation de la ; la représente une vue schématique d’un amortisseur selon un deuxième exemple de réalisation ; la représente une vue schématique d’un amortisseur selon un troisième exemple de réalisation ; la illustre des graphes de mesures relevées avec des systèmes de mesure mis en œuvre dans l’état de la technique et un amortisseur de vibration selon l’invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES En relation avec les figures 1 et 2, il est décrit un premier exemple de réalisation d’un amortisseur de vibration selon l’invention. L’amortisseur 1 comprend un corps élastique d’axe longitudinal XX’ pourvu au niveau de chacune de ses extrémités d’un disque rigide 3, 4. Le corps élastique 2, formant une pièce monobloc réalisée par exemple en caoutchouc ou en élastomère, présente avantageusement une forme tubulaire pour permettre le passage d’une vis traversante 8. L’amortisseur 1 est arrangé pour permettre son raccordement à un équipement vibrant auquel il est associé, comme par exemple une table, un chevalet, un plateau, un moule. Il est bien entendu évident que la mise en œuvre de l’amortisseur 1 n’est pas limitée à de tels équipements, leur utilisation pouvant être étendue à tout niveau d’une installation dès lors que des amortisseurs sont prévus. L’amortisseur 1 peut être un amortisseur du type Silentbloc®. L’amortisseur 1 comprend également un arrangement d’un ou plusieurs éléments de mesure de la fréquence de vibration, de l’amplitude et/ou de l’accélération de mouvement et de la force exercée par l’équipement vibrant auquel l’amortisseur 1 est associé. L’élément de mesure comporte avantageusement au moins un capteur de force placé au sein même de l’amortisseur 1, soit dans une cavité prévue à cet effet, soit directement encapsulé dans une des parties constitutives de l’amortisseur. L’élément de mesure est couplé mécaniquement au corps élastique 2. Dans ce qui suit, l’élément de mesure sera désigné indifféremment par la suite par « capteur 5 » ou « élément de mesure ». Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, le capteur 5 est encapsulé dans l’un des disques 3 de l’amortisseur 1. Dans l’exemple illustré, il s’agit du disque supérieur. Le disque 3, de préférence métallique, comprend deux plaques d’assemblage annulaires 30, 32 rigides enserrant deux plaques annulaires 31, 33 rigides, superposées l’une sur l’autre et assemblées entre elles. Les plaques annulaires 31, 33 sont arrangées pour définir entre elles une chambre de réception 34 dans laquelle le capteur 5, de forme annulaire, est logé. Les plaques annulaires 31, 33 sont désignées par la suite de plaques support de capteur Le disque 3, formé des plaques d’assemblage 30, 32 et des plaques support de capteur 31, 33 superposées, est fixé au corps élastique 2. Afin d’accompagner le mouvement du corps élastique 2 lors des phases d’amortissement, le capteur annulaire 5 est monté coulissant axialement par rapport à la vis par le biais d’une pièce de guidage tubulaire 6. Des joints annulaires 7, continus ou discontinus, sont disposés entre le capteur 5 et chacune des plaques support de capteur 31, 33 afin d’amortir les contraintes exercées sur l’amortisseur 1 lors de son fonctionnement. La illustre une variante de réalisation de la . Outre les caractéristiques précédemment décrites, l’amortisseur 1 comporte des moyens d’entrainement de la vis disposés entre deux plaques 40, 42 formant le disque inférieure 4. Dans l’exemple illustré, les moyens d’entrainement comprennent une résistance chauffante 9 se présentant sous la forme d’une plaque ou d’une spirale logée dans un cylindre, associée à un motoréducteur 11. Couplé à la vis traversante, le motoréducteur 11 assure l’entrainement de la vis pour contraindre l’amortisseur 1. Associé à un moteur et une résistance chauffante, il devient ainsi possible de : chauffer l’amortisseur avant ou pendant la mise en vibration. Un amortisseur n’a en effet pas le même comportement oscillatoire selon sa température. A froid les oscillations sont moins amples qu’à chaud. De ce fait, à froid, on assiste en production soit à l’augmentation volontaire de la durée de vibration au détriment de la productivité, soit à l’apparition de défaut sur le produit. pré-contraindre l’amortisseur. Cela permet ainsi de faire varier l’amplitude de vibration pour une même fréquence de vibration. Dans l’exemple illustré sur la , l’amortisseur 10 comprend un corps élastique 2 formé d’un élément absorbeur de vibration monobloc et un arrangement de deux éléments de mesure 5A, 5B disposés au sein des disques 3, 4 selon un arrangement similaire à celui illustré sur la . Comme précédemment, les éléments de mesure présentent un arrangement coaxial avec le corps élastique 2. Dans l’exemple illustré sur la , l’amortisseur 100 comprend un corps élastique 2 comportant un premier élément absorbeur de vibration 20 et une deuxième élément absorbeur de vibration 21, coaxiaux entre eux suivant l’axe longitudinal XX’ ainsi qu’un élément de mesure 3 interposé entre lesdits premier et deuxième éléments absorbeur de vibration, 20, 21. L’élément de mesure présente un arrangement similaire à celui de la . Avantageusement, les amortisseurs de vibration 1, 10, 100 précédemment décrits comportent des moyens de communication des données relevées par le(les) élément(s) de mesure à une unité d’acquisition et/ou de traitement de données. Ils peuvent comporter avantageusement un module de stockage des données relevées par l’élément de mesure. Une alerte quantifiée d’un défaut constaté par rapport à des valeurs références du cycle de fonctionnement attendu peut être fourni, ladite valeur de référence constituant un repère auquel on se réfère pour quantifier et qualifier le défaut. Il est ainsi possible d’être alerté rapidement de l’état de plusieurs composants de l’équipement. Un comparatif de mesures relevées avec un amortisseur de vibration selon l’invention d’une part et des capteurs équipant l’équipement mais en n’étant pas intégrés aux amortisseurs de l’équipement (les capteurs ont été placés selon des dispositions classiques et/ou existantes des capteurs autour des amortisseurs) d’autre part, a été réalisé. Les mesures relevées sont représentées sur les graphes (a), (b), (c) de la . Ainsi les graphes (a) et (b) de la illustrent les mesures relevées avec respectivement un capteur piézoélectrique et un capteur résistif placé sur l’équipement vibrant, au voisinage d’un amortissement de l’équipement tandis que le graphe (c) illustre les mesures relevées avec un capteur directement intégré dans l’amortisseur. Ces graphes indiquent en abscisse le temps et en ordonnée la mesure électrique brut en millivolt par Volt. Aux fins de réaliser les mesures, il a été enregistré uniquement les vibrations selon l’axe XX’ en continue et introduit volontairement une augmentation anormale de l’amplitude de vibration. Comme il ressort du graphe (a), seule une variation de la densification des signaux est constatée au moment de l’augmentation de l’amplitude (deux augmentations de l’amplitude ont été appliquées suivant un intervalle de temps donné, ces augmentations d’amplitude étant indiquées par les flèches verticales). Le capteur piézoélectrique, malgré les filtres appliqués, mesure un bruit trop important et le signal est trop riche pour pouvoir interpréter les données en temps réel. L’augmentation de l’amplitude n’est pas facilement visible. L’analyse spectrale par FFT (Fast Fourrier Transformation) est d’autant plus compliquée qu’il y a beaucoup de fréquences parasites et l’interprétation ne peut pas être automatisée. Le graphe (b) montre quant à lui que suite à l’augmentation de l’amplitude, la mesure est déviée et ne revient pas à son oscillation initiale (oscillation d’avant l’augmentation volontaire de l’amplitude) de sorte qu’un réétalonnage du capteur est nécessaire. Avec les capteurs résistifs ou capacitifs selon un montage classique la problématique réside dans leurs sensibilités aux chocs et aux fortes accélérations. L’encombrement nécessaire à un capteur résistant aux chocs est plus grand que le diamètre de l’amortisseur et impose dans la plupart des cas une hauteur non compatible avec le fonctionnement de l’outil de vibration. En cas de chocs, dépassant la capacité du capteur, ce dernier se met en sécurité et ne produit plus de signal. Dans le cas ou même le capteur est bien dimensionné par rapport aux chocs, un changement brusque de l’oscillation peut altérer les jauges résistives (ou les capteurs capacitifs). Le graphe (c) obtenu avec l’amortisseur intelligent selon l’invention montre en revanche une mesure distincte et instantanée en réponse à l’augmentation de l’amplitude, qui revient ensuite à son oscillation initiale. L’amortisseur selon l’invention permet ainsi d’obtenir uniquement les données nécessaires à un suivi permanent tout en ayant une visibilité pertinente dès l’apparition d’une anomalie. Les expériences menées montrent donc que les montages avec les capteurs (piézoélectriques, résistifs et capacitifs) disposés autour des amortisseurs présentent plusieurs problématiques tels que (i) la résistance face aux accélérations et à un environnement agressif en terme de poussière et d’humidité, (ii) la qualité, la fiabilité, la pertinence et la précision de la donnée collectée, (iii) la facilité et l’adaptabilité lors d’intégration d’un tel système de mesure à un dispositif de vibration existant, et enfin (iv) l’étalonnage du système de mesure. Les mesures relevées avec des dispositifs classiques présentent deux inconvénients majeurs : soit les données sont très riches et difficilement interprétables et analysables en temps réel (graphe (a)) ; soit l’alerte n’est pas donné car les capteurs saturent à la suite de dysfonctionnement (graphe (b)). Au contraire, intégré aux parties constitutives de l’amortisseur, l’élément de mesure permet d’acquérir uniquement les données nécessaires à un suivi permanent tout en ayant une visibilité pertinente dès l’apparition d’une anomalie (graphe (c)). L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) permettant un contrôle continu du fonctionnement d’un équipement vibrant auquel il est associé, ledit amortisseur comprenant un corps (2) en matériau élastique d’axe longitudinal (XX’) interposé entre deux disques (3, 4) rigides, caractérisé en ce qu’il comprend en son sein au moins un élément de mesure (5, 5A, 5B) de la fréquence de vibration, de l’amplitude et/ou de l’accélération de mouvement et de la force exercée sur l’amortisseur par l’équipement vibrant lorsque ce dernier est équipé dudit amortisseur, ledit élément de mesure (5, 5A, 5B) étant disposé dans l’amortissement et couplé mécaniquement au corps (2) élastique. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de mesure (5, 5A, 5B) présente un arrangement coaxial avec le corps (2) élastique. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’élément de mesure (5, 5A, 5B) est disposé au niveau de l’une des extrémités du corps (2) élastique. Amortisseur de vibration (10) selon l'un quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte deux éléments de mesure (5A, 5B) disposés respectivement de part et d’autre des extrémités du corps (2) élastique. Amortisseur de vibration (10) selon l'un quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce l’un au moins des éléments de mesure est encapsulé dans l’un des disques (3, 4). Amortisseur de vibration (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (2) élastique comprend un premier élément absorbeur de vibration (20) et une deuxième élément absorbeur de vibration (21) alignés suivant l’axe longitudinal (XX’), l’élément de mesure (5) étant interposé entre lesdits premier et deuxième éléments absorbeur de vibration (20, 21). Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (2) élastique délimite en son sein une chambre de réception cylindrique dans laquelle l’élément de mesure est logé. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de mesure est un capteur de force. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de communication des données relevées par l’élément de mesure à une unité d’acquisition et/ou de traitement de données. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un module de stockage des données relevées par l’élément de mesure. Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de chauffage du corps élastique (2). Amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les disques (3, 4) sont raccordés entre eux par une vis motorisée afin de pré-contraindre l’amortisseur. Equipement vibrant pour la production de produits en béton équipé d’au moins un amortisseur de vibration (1, 10, 100) selon l'un quelconque des revendications précédentes.