MEMS vs géophone
- Introduction À propos de la technologie MEMS
- Capteurs de surveillance des vibrations pour la construction : MEMS vs. géophone
- MEMS vs. géophone L'évolution des équipements de mesure des vibrations
- MEMS vs. géophone Capteurs MEMS pour la surveillance des vibrations
- MEMS vs. géophone Exigences et lignes directrices pour les capteurs de surveillance des vibrations
- MEMS vs. géophone Recherche sur les MEMS de Martijn van Delft et Carel Ostendorf
- MEMS vs. géophone Conclusions
- MEMS vs. géophone Quand utiliser les appareils de surveillance des vibrations basés sur les MEMS ?
MEMS vs. Geophone
Pendant de nombreuses années, les capteurs de surveillance des vibrations dans le secteur de la construction étaient principalement basés sur la technologie des géophones. Ces dernières années, l'introduction de capteurs à base de MEMS a révolutionné le secteur. Progressivement, l'utilisation de ces dispositifs compacts et conviviaux basés sur la technologie MEMS s'impose. Cependant, dans certains cas, la préférence pour les géophones demeure, et l'utilisation de capteurs à base de MEMS dans la construction est désapprouvée ou rejetée. Dans cet article, nous remettons en question ces "croyances communes" et présentons des preuves tirées d'un article de recherche scientifique néerlandais comparant les accéléromètres MEMS et les géophones.
"Les capteurs MEMS vont supplanter les géophones".
Martijn van Delft
Spécialiste de la surveillance
Allnamics Pile Testing Experts BV
L'évolution des appareils de mesure des vibrations
Capteurs MEMS pour la surveillance des vibrations
MEMS est l'abréviation de "microelectromechanical systems" (systèmes microélectromécaniques). La technologie MEMS permet de fabriquer des dispositifs à échelle microscopique tels que des capteurs. Différents secteurs appliquent cette technologie, de l'aéronautique à l'automobile en passant par l'industrie pharmaceutique. La technologie MEMS a révolutionné le marché des capteurs. Les dispositifs miniatures fabriqués sur des puces de silicium sont très fiables et réagissent rapidement.
Mythes sur la technologie MEMS
Pourtant, dans le secteur de la surveillance des vibrations, on pense parfois que les capteurs à base de MEMS sont inférieurs aux géophones. Certains prétendent qu'à de faibles niveaux de vibration, les mesures des MEMS ne sont pas aussi précises que celles des géophones et que les MEMS enregistrent des niveaux de vibration très élevés à des fréquences élevées, par rapport à un géophone.
Ce n'est tout simplement pas vrai. De tels écarts ont pu exister dans le passé, mais les capteurs à base de MEMS ont considérablement évolué depuis lors et leurs performances actuelles sont équivalentes à celles des géophones. Les capteurs à base de MEMS surpassent les géophones à bien des égards. En raison de leur légèreté, de leur taille compacte et du fait que la technologie MEMS n'a pas besoin d'être mise à niveau, ils constituent une base fantastique pour le développement de systèmes de surveillance des vibrations incroyablement faciles à utiliser. En revanche, l'installation de géophones comprend souvent des procédures compliquées et des séances de formation fastidieuses, ce qui la rend pratiquement impossible à réaliser pour un non-spécialiste.
"Il est donc essentiel que le capteur que vous choisissez soit adapté à l'activité et à la situation spécifique liées à votre projet. "
Exigences et lignes directrices pour les capteurs de surveillance des vibrations
Certains moniteurs de vibrations sont spécifiquement conçus pour la surveillance des vibrations dans le secteur de la construction. D'autres ont un objectif différent (par exemple, la surveillance de l'état des machines) et sont moins adaptés, voire inadaptés, à l'environnement de la construction. Il est donc essentiel que le capteur que vous choisissez soit adapté à l'activité et à la situation spécifique de votre projet. Il n'existe pas de solution universelle. Les appareils de surveillance des vibrations dans le secteur de la construction sont conçus pour respecter certaines réglementations. Les limites de vibration ne sont pratiquement jamais fixées par la loi ; elles sont généralement définies par des règlements, des lignes directrices, des normes industrielles et des spécifications. Elles diffèrent souvent d'un pays à l'autre, voire d'un État à l'autre. Aux États-Unis, il n'existe pas de norme nationale, c'est pourquoi les normes européennes sont souvent appliquées.
Cet article évalue la norme néerlandaise SBR-A. La norme SBR-A comprend les exigences suivantes:
Les capteurs de surveillance des vibrations doivent pouvoir enregistrer des vitesses comprises entre 0,2 mm/s et 50 mm/s sur toute la plage de fréquences de 1 à 100 Hz. Pour les accéléromètres, ces valeurs doivent être comprises entre 1 mm/s2 et 30 m/s2.
Cette norme autorise une précision de 10 % (ce qui équivaut à 1dB) sur l'ensemble de la gamme de fréquences. Un capteur est approuvé lorsqu'il est conforme à ces paramètres.
Recherche MEMS de Martijn van Delft et Carel Ostendorf
En 2018, des recherches menées par Martijn van Delft (Allnamics) et Carel Ostendorf (Cauberg-Huygen) ont mis fin au scepticisme entourant l'utilisation des MEMS pour la surveillance des vibrations dans la construction. Les moniteurs de vibrations Axilog II, Vibra, Infra C22 (technologie géophone) et SWARM (technologie MEMS) ont été comparés sur des mesures de deux types de vibrations:
La répétition de courtes périodes de vibrations (toute une série de coups de pieux)
Vibrations continues (vibration d'un mur de palplanches)
Vibrations continues (vibration d'un mur de palplanches)
Conclusions
Quand utiliser les appareils de surveillance des vibrations basés sur les MEMS ?
Les capteurs à base de MEMS conviennent aux travaux de construction et aux nuisances, à la surveillance de l'état des structures et à la surveillance du trafic. Ils fonctionnent particulièrement bien dans les projets où:
- Vous souhaitez bénéficier d'une surveillance à distance
- Les personnes moins expérimentées installent un moniteur de vibrations
- Les informations en temps réel et l'accès à distance sont essentiels
"Avec le même nombre de personnes et dans le même laps de temps, nous pouvons désormais placer trois ou quatre fois plus de dispositifs de surveillance qu'avec les anciens systèmes.
- Tom Smits, Quattro Expertise
Vous envisagez d'utiliser la technologie MEMS dans les dispositifs de surveillance des vibrations pour votre projet ? Nous nous ferons un plaisir de répondre à vos questions à ce sujet.
Collaborateurs :
Martijn van Delft
Spécialiste de la surveillance
Allnamics Pile Testing Experts BV