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Contribution à  la caractérisation mécanique des critères de qualités du départ de la course vitesse sur 100 m

( Télécharger le fichier original )
par Khalil Ben Mansour
Université de Poitiers - Doctorat 2008
  

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2-Traitement des donnees numeriques

Afin d'optimiser les délais de traitements et de calculs, les données issues des 92 essais de départ sont mises sous forme d'une matrice à trois dimensions (figure 24). Les colonnes comportent les tensions, les lignes représentent la durée d'acquisition et la profondeur représente les essais.

La création d'une telle matrice n'est possible que si et seulement si tous les essais comportent le même nombre de colonne et le même nombre de ligne. Or, la durée des enregistrements est différente d'un essai à l'autre. Une fonction algorithmique est donc créée afin d'uniformiser le nombre de ligne de tous les essais en considérant n1 données avant l'instant du signal de départ (ts) et n2 données après ce même instant (figure 24).

Figure 24 Classement des données numériques sous une forme matricielle
en trois dimensions (Temps × Tensions × Essais)

La dimension finale de la matrice est égale à la somme des valeurs absolues de n1 et n2. Le plus grand avantage de cette mise en forme réside dans le fait que les essais sont gérés par un seul algorithme ce qui uniformise la méthode de traitement et de calcul.

2.1-Conversion des tensions electriques

L'existence de relations linéaires entre les déformations des capteurs (Annexe-3.2.2) (quartz pour les PFF et jauges de déformation pour les deux capteurs composites) et les tensions qu'ils délivrent, permet de déterminer la grandeur des contraintes qui lui sont appliquées.

En considérant un vecteur Ui

regroupant les tensions recueillies par un dynamomètre

 

(i) lors d'un essai de départ et sa matrice de découplage i fournie soit par le constructeur soit suite à une procédure d'étalonnage au laboratoire (§-VI.4.2), le produit matriciel de ces deux grandeurs permet de déterminer le torseur gOi des efforts exprimés dans le repère du dynamomètre sollicité :

gOi = U i Éq.III.1

Cette étape du post-traitement des données dynamométriques permet non seulement de contrôler la procédure de conversion des tensions électriques en torseurs d'actions mais aussi de vérifier que le domaine de variation de ces tensions est respecté c'est à dire qu'il n'a pas eu de saturation d'une ou plusieurs voies.

2.2-Evaluation de la precision des mesures dynamometriques

Le but de la détermination de la précision des mesures effectuées lors de cette étude est d'offrir la meilleure estimation possible des grandeurs évaluées en précisant l'intervalle de confiance. L'expérience montre qu'aucune mesure, aussi soigneuse soit-elle, n'est totalement exempte d'incertitude.

Rappelons que les mots incertitude et erreur possèdent des significations totalement distinctes. L'erreur représente la différence entre la valeur réelle et mesurée alors que l'incertitude définie un intervalle autour de la valeur mesurée incluant l'erreur inconnue. Taylor (2000) précise qu'aucune quantité physique n'est accessible avec une certitude absolue ... avec la minutie, on réduit les incertitudes jusqu'à des valeurs extrêmement faibles, mais sans jamais les éliminer complètement [Tayl 00].

Afin, de vérifier la qualité de mesure des dynamomètres, un étalonnage en régime statique est effectué en utilisant dix masses marquées (étalons) allant de 1,636 kg à 20,180 kg. Chaque dynamomètre est soumis à une succession ordonnée et progressive de mesurande. Il subit une montée de charge pour atteindre 103,496 kg correspondant à la somme de toutes les masses marquées.

Les relations entre les valeurs mesurées et les valeurs réelles sont exprimées dans la figure qui suit (figure 25). La droite de régression fournit une information précise sur la qualité de la réponse du dynamomètre aux sollicitations extérieures.

Figure 25 Étude de corrélation entre les valeurs réelles et les valeurs mesurées par les quatre
dynamomètres lors d'un étalonnage utilisant dix masses marquées.

Cette procédure vérifie la linéarité du dynamomètre d'une part, et évalue l'écart entre les valeurs réelles et mesurées, d'autre part. L'erreur systématique notée pour chaque dynamomètre est ensuite prise en compte afin d'être corrigée.

Afin de vérifier la qualité de réponse en régime dynamique et la synchronisation des dynamomètres, un étalonnage indirect est effectué. Il s'agit là de la seconde procédure de calibration appelée aussi étalonnage par comparaison. Les capteurs mains sont donc fixés successivement sur les plateformes de forces par l'intermédiaire d'une interface en tôle d'acier. Dans ces conditions, l'application d'une force au capteur main permet l'enregistrement successif des variations de tensions délivrées par les deux dynamomètres. Le comportement respectif des dynamomètres en mode dynamique est ainsi évalué et les éventuels écarts de synchronisation sont alors corrigés. Cette procédure est reprise à la fin des expérimentations dans le but de vérifier le bon fonctionnement des instruments de mesure et garantir une application sûre des principes de la mécanique à chaque instant.

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