On peut classer les défauts de surface en 4 catégories, la forme, l’ondu-lation, la rugosité et la micro-rugosité. La norme ISO 4287[22], décrit la li-mite entre chaque irrégularité en surface. L’ondulation est considérée comme une imperfection supérieure à 100µm et les irrégularités inférieures à ce seuil sont intégrées dans la rugosité et la micro-rugosité. Le défaut de construction des gaines de haubans est régi par la norme DIN8074[1]. Cette norme recom-mande un seuil à ne pas dépasser, limité à 1% de son diamètre, ce qui nous place à des valeurs qui peuvent aller au delà de plusieurs millimètres. Par conséquent, le défaut de circularité est assimilé à une ondulation. Pour préci-sion, la borne maximale d’ondulation définie sur des pièces mécaniques ainsi que la norme qui régit la définition et le traitement d’état de surface avec un matériel de type mécanique (utilisation de palpeur), est de 10mm.
2.4.1 Installation requise
L’état de surface d’une gaine de hauban en PEHD est très fragile, de ce fait, il est impératif de trouver une méthode de mesure de son défaut macrosco-pique la moins intrusive possible. Cette méthode doit protéger l’état de surface de toute rayure pendant la mesure. En plus de cette protection, il préférable que le montage soit simple et démontable. Cela permet une réutilisation facile sur les différents diamètres testés. L’idée principale est d’arriver à concevoir un montage qui permette une rotation de la portion de mesure sur son axe lon-gitudinal. Il faut ensuite poser un capteur de déplacement laser à une distance adéquate pour effectuer la mesure. On effectue un prélèvement de la circula-rité de chaque côté d’une couronne de pression. Le pointeur laser du capteur est placé à une distance de 2mm de la position des trous de pression sur chacun des deux côtés de la couronne. Le capteur de déplacement doit être amovible ce
qui permet un balayage de toute la surface du cylindre. Comme référence sur un tour complet, une sur-épaisseur est placée en surface. Cette sur-épaisseur permet de reconstituer et de replacer le défaut de circularité autour de chaque prise de pression identifiée par l’angle de rotation θ. En résumé, le montage est composé de (c.f. figure (2.8)) :
• Un moteur à courant continu pour tourner le cylindre sur son axe
longi-tudinal.
• Un système d’engrenage démultipliant la vitesse de rotation du moteur.
• Un capteur de déplacement laser.
• Une sur-épaisseur en surface utilisée comme repère.
FIGURE 2.8 Montage de mesure du défaut de circularité
Un moteur à courant continu a été utilisé. Il est fonctionnel avec une ali-mentation en tension stabilisée, réglable de 0 à 12.0V . L’axe de rotation du moteur est connecté à un diviseur. Le but de ce diviseur est de réduire la vi-tesse de rotation du cylindre. La vivi-tesse de rotation est contrôlée uniquement par l’alimentation électrique. Le capteur de déplacement laser est placé à hau-teur de l’axe de rotation et à son tour fixé par des vis sur un bloc en bois à une distance de 7cm de la gaine. La plage de fonctionnement du capteur laser est entre 3 et 8cm, c’est-à-dire que la distance qui sépare le capteur de la cible doit être comprise dans cet intervalle. Le capteur de déplacement laser est ali-menté séparément et son gain est de l’ordre de 9.955 ± 0.022mm/V . C’est un capteur analogique d’une résolution de 60µm, largement suffisante pour une mesure d’un défaut macroscopique. Le diamètre du faisceau laser est de 1mm.
Tout le dispositif de mesure est placé sur une table à niveau afin d’éviter toute inclinaison de la portion de mesure. La sortie du capteur de déplacement est reliée à une carte d’acquisition analogique/numérique. La fréquence d’acqui-sition est fixée à 200Hz. Le temps d’acquid’acqui-sition autour de chaque couronne de pression est de 120 sec. Les signaux des tours sont recollés pour reconsti-tuer la forme intégrale autour de chaque couronne, avec cette étape on réduit davantage le bruit et ainsi on peut vérifier la constante de rotation du moteur.
2.4.2 Déformation de la section circulaire des gaines
Il est question au cours de cette thèse de procéder à une déformation contrô-lée de la section circulaire du cylindre. Cependant, uniquement les diamètres extérieurs de 250mm (gaine lisse et gaine avec listel) sont concernés par cette procédure. Afin de garder l’instrumentation placée sur les modèles de gaines et ainsi réduire au maximum une altération de la surface, le montage doit répondre à ces quelques exigences :
• La déformation contrôlée sera appliquée sur l’ensemble des couronnes de
pression (suppression le cas échéant des couronnes d’extrémités 1 et 9)
• Éviter absolument des trous à l’extérieur de la gaine trop près de
l’em-placement des prises de pression.
• Faciliter son exploitation.
• Les travaux de modification de la gaine ne doivent en aucun cas modifier
ni déplacer une prise de pression à l’intérieur de la gaine.
Il est convenu d’entreprendre une déformation des gaines sur un seul axe. Une force de décompression sera appliquée sur deux points symétriques par rapport à l’axe longitudinal de chaque gaine. Deux barres métalliques pla-cées à l’intérieur, d’une longueur d’un mètre chacune seront fixées le long de l’axe désigné pour la déformation. Un système de vis reliera les deux barres, six vis placées à des endroits très précis le long du tronçon instrumenté. La figure (2.9) illustre les composantes de ce montage. Les deux barres doivent être d’une largeur inférieure à 2.45cm. Cette largeur correspond à la distance entre deux prises de pression adjacentes. Les dimensions des deux barres sont (L=100cm, H = 3.5cm et W = 2cm). L’emplacement des trous des vis est choisi à mi-distance entre chaque couronne de pression, à l’exception des couronnes centrales qui ne disposent pas de vis car ces couronnes sont très proches entre elles. L’application de la déformée se fait manuellement, et à l’aide d’un pied à coulisse, on mesure l’amplitude de la déformation. Cette étape de contrôle de la déformée est très importante, car il est nécessaire de reproduire la même déformée lors de la mesure du défaut de circularité.
FIGURE2.9 Montage de déformation de la gaine PEHD, D = 250mm