Brevet FR3134450A1 — publié le 20231013

TITRE : Appareil de protection d’extensomètre Un aspect de l’invention concerne un appareil de protection d’extensomètre 10 à contact comprenant un premier corps 11 adaptée à être solidaire d’une portion d’un bras 1 d’extensomètre E comprenant une surface de contact 110 et un deuxième corps 12 comprenant une surface de contact 120 en contact avec la surface de contact 110, et une portion d’attache 124 d’un couteau 14. L’appareil comprend en outre un dispositif de collage 13 exerçant une force de maintien collant le premier corps 11 au deuxième corps 12, permettant une fonction de protection mécanique contre une force de séparation par le détachement du premier corps 11, et deuxième corps 12, l’un de l’autre lorsque la force de séparation est exercée au-delà de la force maintien. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Appareil de protection d’extensomètre DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des extensomètres en particulier dans le domaine aéronautique comprenant dans le cas d’essais mécaniques réalisés sur matériaux, à température ambiante, basse température ou température élevée (par exemple 250°C) pour mesurer la déformation des matériaux, en particulier l’élongation du matériau. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans le domaine aéronautique, des pièces subissent des contraintes mécanique et thermique très importantes. Il est connu en résistance de matériaux de réaliser des essais sur des éprouvettes d’un matériau prédéfini d’une pièce par des extensomètres qui sont des capteurs pour mesurer la déformation des matériaux, en particulier l’élongation du matériau. Il existe différents types d’extensomètres que l’on peut diviser en deux catégories, les extensomètres sans contact avec l’éprouvette et les extensomètres avec contact. Les extensomètres peuvent permettre de mesurer une déformation d’une éprouvette, élastique ou/et plastique, par exemple lors d’un test de traction ou/et de dilatation par une machine de traction ou/et d’un four. Les extensomètres de catégorie sans contact sont, par exemple, de types optiques ou laser permettant ainsi de mesurer les déformations à distance, et forme un capteur permettant de mesurer une différence de distance sur l’éprouvette à distance. Cependant d’une part ces extensomètres sont onéreux mais en outre nécessitent souvent un marquage et n’ont pas de fréquence de rafraichissement très rapide. Les extensomètres de catégorie avec contact peuvent être de type manuel ou automatisé. Ces types d’extensomètres comprennent un corps d’extensomètre et au moins deux bras s’étendant du corps d’extensomètre (pouvant être notamment quatre dans le cas du type automatisé). Le corps d’extensomètre comprend un ensemble mécatronique et électronique, relié à une unité d’affichage qui peut être par le biais d’une unité de commande d’une machine de traction, permettant dans le cas de test par traction, de transformer l’écartement des bras en signal pour l’unité de commande. L’extensomètre de catégorie avec contact est donc ainsi un capteur permettant de mesurer une différence de distance entre ses deux bras jusqu’à une distance prédéterminée correspondant à leur écartement maximal. Chaque bras peut comprendre un moyen d’attache à l’éprouvette pour adhérer à l’éprouvette. Le moyen d’attache peut comprendre un dispositif élastique pinçant l’éprouvette avec un couteau, appelé aussi pointe, ou deux couteaux de part et d’autre de l’éprouvette pinçant l’éprouvette par un moyen de serrage qui peut être aussi élastique. Dans le cas d’un test de traction, une éprouvette est montée entre deux attaches d’une machine de traction et les moyens de fixation sont fixés à l’éprouvette permettant aux bras de s’écarter et se rapprocher lors du test de traction ou de fatigue de l’éprouvette par l’élongation ou la compression de cette dernière. Ces extensomètres de catégorie à contact sont moins couteux que ceux sans contacts et ont une fréquence de rafraîchissement très importante, mais ils sont plus fragiles, car les bras ne peuvent pas s’étendre au-delà de leur écartement maximal avec un risque d’endommagement. Une des solutions pour éviter cet endommagement est une butée mécanique qui limite le déplacement des bras de l’extensomètre. Cependant les bras peuvent subir tout de même une torsion pouvant déformer les bras et endommager l’ensemble électronique et mécatronique. En outre, lorsque l’éprouvette rompt lors de son test de traction, les bras peuvent subir un choc transmis au corps d’extensomètre détériorant régulièrement les moyens de fixation, les couteaux, le bras et pouvant détériorer l’ensemble électronique et mécatronique du corps. C’est en particulier le cas lors d’essais sur des éprouvette en composite à matrice organique (CMO), du fait de leur comportement mécanique, qui peuvent amener à des ruptures à haute énergie. Ces ruptures peuvent endommager la partie capteur de l’extensomètre dans le corps d’extensomètre, formant par le biais des bras en contact direct avec l’éprouvette. C’est pourquoi, la plupart du temps, les extensomètres sont retirés avant la rupture de l’éprouvette. Il existe donc un besoin d’un système qui est en mesure de protéger l’extensomètre lors de la rupture de ces matériaux. Une des solutions de protection d’extensomètres de catégorie avec contact, notamment pour des tests de traction à haute température, et d’utiliser des bras en alumine qui servent de fusible lors de la rupture de l’échantillon. Lorsque les bras en alumine rompent, il faut les remplacer et réinitialiser l’extensomètre par des tests, entraînant une perte de temps important. Il existe donc un besoin d’amélioration de la longévité d’extensomètre non couteux, c’est à dire de catégorie à contact, notamment en cas de rupture de l’éprouvette. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir une fonction de protection comme un fusible mécanique permettant de rapidement facilement réactiver l’appareil de protection. Un aspect de l’invention concerne un appareil de protection d’extensomètre de catégorie à contact comprenant caractérisée en ce qu’il comprend : un premier corps , adaptée à être solidaire d’une portion d’un bras d’extensomètre, comprenant une surface de contact, un deuxième corps comprenant : une surface de contact en contact avec la surface de contact du premier corps, une portion d’attache d’un couteau, un dispositif de collage exerçant une force de maintien collant le premier corps au deuxième corps pour garder en contact la surface de contact du premier corps à la surface de contact du deuxième corps, le dispositif de collage permettant une fonction de protection mécanique contre une force de séparation par le détachement du premier corps et deuxième corps l’un de l’autre en s’éparant les surfaces de contacts lorsque la force de séparation est exercée au-delà de la force maintien. Grâce à l’invention, en cas de rupture d’une éprouvette provoquant un choc au bras entraînant une accélération brutale du déplacement des bras pouvant entraîner une détérioration ou en cas d’étirement d’une éprouvette au-delà de la plage de mesure de déplacement, entraînant une force supérieure à la force maintien, les deux corps se désolidarisent l’un de l’autre permettant d’éviter une détérioration sur les bras ou le corps de l’extensomètres. En outre, l’appareil de protection peut se rétablir sans réinitialiser l’extensomètre en s’assurant uniquement (par exemple visuellement ou par un test de dépistage de jeu par exemple par un liquide ou insertion d’une feuille très fine entre les deux surfaces de contacts) que les surfaces de contacts sont en contact l’une avec l’autre. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’appareil de protection d’extensomètre selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi celles décrites dans les paragraphes suivants, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Selon un mode de réalisation, le dispositif de collage est de la colle. Cette solution est peu onéreuse, permet d’éviter une réinitialisation mais nécessite de vérifier que les deux surfaces soient en contact lors du collage. En outre, il peut être nécessaire de nettoyer avant de recoller les deux blocs. Par exemple, au moins un des corps comprend un logement de colle et l’autre une protubérance agencée pour rentrer dans le logement, dans lequel la colle produit la force de maintien en collant la protubérance au logement. Cela permet d’éviter que la colle empêche le contact entre les deux surfaces de contact. La colle peut être une colle expansive à prise rapide par exemple. On peut aussi vérifier après chaque essai que les deux surfaces de contact soient en contact l’une avec l’autre pour vérifier que la colle ne s’est pas étirée lors d’une force de séparation importante (par exemple un choc lié à une rupture de l’éprouvette). Selon un mode de réalisation, le dispositif de collage comprend un premier aimant solidaire du premier ou deuxième corps, comprenant une force magnétique permettant d’attirer suffisamment un aimant ou une pièce ferromagnétique solidaire de l’autre corps pour que les deux surfaces de contacts soient collées. Cela permet d’avoir un dispositif de collage réactivable très rapidement par simple rapprochement des deux surfaces de contacts des deux corps. En outre elle permet de s’abstenir de la vérification des contacts de la surface de contact, puisque cette dernière sera automatique. Selon un exemple de ce mode de réalisation, le premier aimant est un électroaimant comprenant une bobine montée sur le premier ou deuxième corps et un noyau ferromagnétique du respectivement du deuxième ou premier corps. Cela permet de fonctionner dans des températures très élevée, notamment supérieure à une température d’utilisation ou de curie d’un aimant. En outre cela permet de contrôler la force magnétique de l’électroaimant et notamment varier cette force selon la température d’un test sur une éprouvette (la température peut faire varier la résistance au choc en cas de rupture de l’extensomètre). Selon un exemple de ce mode de réalisation, le premier aimant est un aimant permanent. Cela permet d’avoir un extensomètre manuel simple de fonctionnement. Selon une caractéristique supplémentaire de cet exemple, le premier corps ou le deuxième corps comprend un logement du premier aimant et en ce que respectivement le deuxième corps ou premier corps est en matériau ferromagnétique en contact avec le premier aimant. Cela permet d’utiliser un corps comme moyen de collage avec l’aimant. Selon une variante de cette caractéristique supplémentaire de cet exemple, le dispositif de collage comprend un deuxième aimant permanent et en ce que le premier corps et le deuxième corps comprennent chacun un logement logeant respectivement le premier et deuxième aimant permanent, le premier aimant et le deuxième aimant permanent comprenant au moins une partie de la surface de contact respectivement du premier et deuxième corps. Cela permet d’axer (de positionner par un point de référence toujours identique lié aux centres du champs magnétique des aimants) latéralement et longitudinalement le premier corps par rapport au deuxième bloc. Selon une particularité de cette variante, chaque premier et deuxième corps de cet appareil de protection d’extensomètre selon cet exemple de ce mode de réalisation, peut comprendre respectivement une première paire de logements et une deuxième paire de logements et dans lequel le dispositif de collage comprend un troisième et quatrième aimant permanent, chaque aimant permanent étant monté dans un logement pour faire face à un aimant monté dans un logement de l’autre corps. Cela permet d’utiliser le dispositif de collage pour axer angulairement le premier corps par rapport au deuxième corps . Selon un mode de réalisation, le premier corps et le deuxième corps comprennent des éléments d’indexations l’un à l’autre permettant d’indexer et empêcher un glissement des surfaces de contact du premier et deuxième corps. Selon un mode de réalisation, l’appareil de protection forme une rallonge de bras d’extensomètre, dans lequel le premier corps comprend une base adaptée à se fixer à une barre de bras d’extensomètre montée au corps d’extensomètre. Cela permet d’une part de s’adapter à un bras d’extensomètre déjà existant, et d’autre part de l’utiliser comme rallonge pour des tests d’éprouvette requérant une mesure entre des points de mesure de l’éprouvette ayant une distance supérieure à celle entre les bras d’un extensomètre. Par exemple dans le cas de composite à matrice organique (CMO), il est nécessaire de réaliser des tests avec deux points de mesure sur l’éprouvette assez éloignées, de l’ordre de 50 mm alors que l’extensomètre peut avoir des points de contacts ayant une distance de seulement 25 mm. Selon un exemple de ce mode de réalisation, la base du premier corps comprend des trous correspondant et indexés pour correspondre aux trous des éléments de fixations de couteaux du bras de l’extensomètres, les éléments de fixations permettant de fixer la base du premier corps au bras d’extensomètre par l’intermédiaire des trous indexés les uns avec les autres. Selon un mode de réalisation, le deuxième corps comprend une portion de fixation d’un dispositif élastique pour permettre de comprimer une éprouvette en sandwich entre un couteau fixé à la portion d’attache de couteau et une surface de contact de l’organe élastique. Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’appareil de protection comprend le dispositif élastique pouvant être un ressort ou un élastique fixé à la portion de fixation. Selon un mode de réalisation, l’appareil de protection comprend un couteau fixé au deuxième corps par le biais de la portion d’attache. Un autre aspect de l’invention concerne un bras d’extensomètre comprenant l’appareil de protection de bras d’extensomètre décrit précédemment avec ou sans une ou des caractéristiques des paragraphes précédents, dans lequel le premier corps est monobloc avec une barre du bras destinée à être relié à un corps de mesure de l’extensomètre, le premier corps s’étendant longitudinalement de la barre à partir de sa surface de contact jusqu’à une extrémité libre. Un autre aspect de l’invention concerne un extensomètre comprenant : un capteur de mesure de distance comprenant deux zones de bras pour mesurer leur distance, un premier et un deuxième bras, comprenant chacun une barre fixée à la zone de bras du corps de mesure, le premier bras comprenant un appareil de protection de bras d’extensomètre décrit précédemment avec ou sans une ou des caractéristiques des paragraphes précédents, dans lequel le premier corps est solidaire de la barre. Selon un mode de réalisation, le deuxième bras comprend un appareil de protection de bras d’extensomètre décrit précédemment avec ou sans une ou des caractéristiques des paragraphes précédents, dans lequel le premier corps est solidaire à la barre du deuxième bras d’extensomètre. Selon un mode de réalisation, le bras est selon l’aspect de l’invention dans lequel le premier corps s’étend de la barre de bras. Selon un autre mode de réalisation le premier corps est monté sur la barre. Selon un mode de réalisation, l’aimant est selon le mode de réalisation de l’électroaimant comprenant une bobine et en ce que l’extensomètre comprend une alimentation de la bobine pour activer l’aimant. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. représente un schéma de principe d’un extensomètre comprenant un appareil de protection selon un premier exemple d’un premier mode de réalisation de l’invention. représente une vue tridimensionnelle d’un exemple de l’appareil de protection selon le premier mode de réalisation de l’invention. représente une vue tridimensionnelle d’un premier corps de l’appareil de protection de la . représente une vue tridimensionnelle d’un deuxième corps de l’appareil de protection de la . représente une vue de face d’une surface de contact du deuxième corps de l’ appareil de protection de la . représente un schéma de principe d’un extensomètre comprenant un appareil de protection selon un deuxième exemple du premier mode de réalisation de l’invention. représente un schéma de principe d’un extensomètre comprenant un appareil de protection selon un troisième exemple du premier mode de réalisation de l’invention. représente un schéma de principe d’un extensomètre comprenant un appareil de protection selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. représente un schéma de principe d’un extensomètre comprenant un appareil de protection selon un exemple d’un troisième mode de réalisation de l’invention. Appareil de protection d’extensomètre (10, 20, 10’, 10’’, 10’’’) à contact caractérisée en ce qu’il comprend : un premier corps (11, 21, 11’, 11’’, 11’’’) adaptée à être solidaire d’une portion d’un bras (1, 2) d’extensomètre (E, E’’, E’’’), comprenant une surface de contact (110, 210, 110’’, 110’’’), un deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’, 12’’’) comprenant : une surface de contact (120, 220, 120’’, 120’’’) en contact avec la surface de contact (110, 210, 110’’, 110’’’) du premier corps (11, 21, 11’, 11’’, 11’’’), une portion d’attache (124, 224) d’un couteau (14, 24), un dispositif de collage (13, 13’, 13’’, 13’’’) exerçant une force de maintien collant le premier corps (11, 21, 11’, 11’’, 11’’’) au deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’, 12’’’) pour garder en contact la surface de contact (110, 210, 110’’, 110’’’) du premier corps (11, 21, 11’, 11’’, 11’’’) à la surface de contact (120, 220, 120’’, 120’’’) du deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’, 12’’’), le dispositif de collage (13, 13’, 13’’, 13’’’) permettant une fonction de protection mécanique contre une force de séparation par le détachement du premier corps (11, 21, 11’, 11’’, 11’’’) et deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’, 12’’’) l’un de l’autre en s’éparant les surfaces de contacts (110, 210, 110’’, 110’’’, 120, 220, 120’’, 120’’’) lorsque la force de séparation est exercée au-delà de la force maintien. Appareil de protection (10’’’) d’extensomètre selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de collage (13’’’) est une colle. Appareil de protection d’extensomètre (10, 20, 10’, 10’’) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de collage (13, 13’, 13’’) comprend un premier aimant solidaire du premier corps (11, 21, 11’, 11’’) ou du deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’), comprenant une force magnétique permettant d’attirer suffisamment un aimant ou une pièce ferromagnétique solidaire de l’autre corps (12, 22, 12’, 12’’, 11, 21, 11’, 11’’) pour que les deux surfaces de contacts (110, 210, 110’’, 120, 220, 120’’) soient collées. Appareil de protection d’extensomètre (10, 20, 10’) selon la revendication précédente, dans lequel le premier aimant est un aimant permanent. Appareil de protection d’extensomètre (20) selon la revendication 4, le premier corps ( 21) ou le deuxième corps (22) comprend un logement du premier aimant permanent et en ce que respectivement le deuxième corps (22) ou le premier corps (21) est en matériau ferromagnétique en contact avec le premier aimant. Appareil de protection d’extensomètre (10, 10’) selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de collage (13, 13’) comprend un deuxième aimant permanent et en ce que le premier corps (11, 11’) et le deuxième corps (12, 12’) comprennent chacun le premier et deuxième aimant permanent, le premier aimant et le deuxième aimant permanent comprenant au moins une partie de la surface de contact (110, 210) respectivement du premier corps (11, 11’) et du deuxième corps (12, 12’) . Appareil de protection d’extensomètre (10) selon la revendication 4, dans lequel le premier corps (11) et deuxième corps (12) comprend respectivement une première paire de logements et une deuxième paire de logements et dans lequel le dispositif de collage (13) comprend un troisième et quatrième aimant permanent, chaque aimant permanent étant monté dans un logement pour faire face à un aimant monté dans un logement de l’autre corps. Appareil de protection d’extensomètre (10, 20, 10’, 10’’, 10’’’) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième corps (12, 22, 12’, 12’’, 12’’’) comprend une portion de fixation (126) d’un dispositif élastique (16) pour permettre de comprimer une éprouvette en sandwich entre un couteau (14) fixé à la portion d’attache de couteau (14) et une surface de contact (160) de l’organe élastique (16). Appareil de protection d’extensomètre (10, 20, 10’) selon l’une des revendications 1 à 8, formant une rallonge de bras d’extensomètre, dans lequel le premier corps (11, 21, 11’) comprend une base (112, 212) adaptée à se fixer à une barre (19, 29) de bras (1, 2) d’extensomètre (E) reliée au capteur (C) de l’extensomètre (E). Bras d’extensomètre comprenant l’appareil de protection d’extensomètre (10’’, 10’’’) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le premier corps (11’’, 11’’’) est monobloc avec une barre (19’’, 19’’’) du bras (1’’, 1’’’) destinée à être reliée au capteur de mesure (C), le premier corps (11’’, 11’’’) s’étendant longitudinalement de la barre (19’’, 19’’’) à partir de sa surface de contact (110’’, 110’’’) jusqu’à une extrémité libre. Extensomètre (E, E’’) comprenant : un capteur de mesure de distance (C, C’’), comprenant deux zones de bras pour mesurer leur distance, un premier bras (1) et un deuxième bras (2), comprenant chacun une barre (19, 29, 19’, 19’’, 19’’’) fixée à la zone de bras du capteur (C, C’’), le premier bras (1) comprenant un appareil de protection (10, 20, 10’, 10’’, 10’’’) de bras d’extensomètre selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le premier corps (11, 21) est solidaire de la barre (19, 29, 19’, 19’’, 19’’’).