Le premier prototype a été initié lors du projet interreg RISE, et est issue d’une collaboration avec l’IPGP (S. Bonaimé). La quatrième version du prototype est en cours d’expérimentation.
Dans le cadre de RISE, le prototype développé avait permis un gain de performance allant jusqu’à 20dB sur les niveaux de bruit enregistrés par les capteurs.
Par rapport à la précédente version, l’un des principaux changements concerne le poids total du dispositif, qui passe de 85 Kg à environ 30 Kg malgré un matériau de couplage du capteur plus lourd (le granite a été remplacé par l’INVAR, un métal amagnétique et inoxydable ayant les mêmes performances, concernant les dilatations thermiques, que le verre).
L’un des aspects pratiques du Tank est qu’il est équipé d’encoches pour les pieds du capteur, ce qui permet, une fois le Tank orienté correctement au nord, et nivelé à l’aide de pied réglable, de bénéficier d’un pré positionnement de tous les modèles de capteurs au nord également. La nouvelle version est compatible avec un plus grand nombre de modèles de capteurs.
A noter : Ce système de pré positionnement “trait-point-plan” a été dessiné initialement par Sébastien Bonaimé, à Géoscope.
Les premières version du Tank, outre leur installation compliquée en milieux difficiles d’accès (ou de portage manuel long) manquaient d’étanchéité. La pression intérieure rejoignait la valeur de la pression extérieure en quelques heures. Ce lissage temporaire des fluctuations barométriques permettait cependant d’améliorer les signaux en filtrant le bruit généré.
Les objectifs du nouveau développement sont de faciliter la mise en oeuvre (gain de poids), d’améliorer le système de passage de câble, et enfin d’améliorer l’étanchéité barométrique du système pour augmenter la durée de lissage et améliorer les performances du capteur installé à l’intérieur.
Les tests effectués sur ce prototype Tank V4
Voici plusieurs graphes représentant des courbes de pression intérieure & extérieure durant des tests effectués sur le nouveau prototype.
Les tests ont utilisé 4 capteurs, 2 de pressions absolues et 2 de température & humidité. Un couple de chaque se trouve à l’intérieur et à l’extérieur du dispositif.
Un câble était passé dans le presse-étoupe pour simuler la présence d’un capteur.
Sur le premier graphe ci-dessous, on voit superposées les courbes de température et pressions intérieures et extérieures, sur la durée de l’ensemble du test.
L’enregistrement a été fait du 21/06 au 02/07.
Tank V4 – Courbes de pression et température
Déroulement du premier test
Début de l’enregistrement le 21/06 à environ 12h.
Verrouillage (étanche) du boitier le 24/06 à 13h45.
Le dispositif a été monté au Saint Eynard (sommet très proche de Grenoble, à environ 1300 m d’altitude) le 27 juin.
Après 1h, le dispositif est déverrouillé, laissant s’échapper le différentiel de pression (audible).
Redescente du dispositif à Grenoble (200 m) et stockage, le 27 à partir de 10h30 jusqu’à la fin.
Tank V4 – Zoom sur les courbes de pression et température
On voit que le Tank est resté étanche à la montée en altitude, et que la montée en température (probablement le rayonnement solaire) a été amoindrie par l’isolation. On voit également que la pression a été filtrée pendant plusieurs jours avant de rejoindre la pression extérieure.
Une seconde session de test plus simple a été effectuée entre le 11 juillet et le 2 août.
Le dispositif a été laissé tel quel pendant plusieurs jours avant d’être verrouillé de manière étanche, puis observé. On voit assez bien, le jour de l’opération de verrouillage (17/07) le moment où les deux pressions se dissocient.
Tank V4 – Seconde session de tests
La pression intérieure est bien lissée, mais pas aussi bien que sur la première session de test.
Le second graphique montre une tendance lissée des variations journalières. On voit que les deux courbes sont déphasées entre elles d’environ 12h.
Suite des opérations
Ayant constaté le problème d’étanchéité, nos soupçons se portent sur le presse-étoupe (de marque Roxtec), le seul élément resté identique entre les anciennes versions et la nouvelle version du Tank. Ce presse-étoupe est garanti étanche à l’eau IP68 mais son étanchéité à l’air n”est pas précisée (uniquement assurée par le revendeur).
Une fuite aléatoire dans cette partie expliquerait le manque d’étanchéité du dispositif sur la durée.
Nous allons donc installer un système déjà testé sur une ancienne version du Tank (prototype également) afin de discriminer cette fuite.
Si les tests d’étanchéité sont concluants, nous effectuerons un vide primaire (100 mBar absolu) afin d’observer le comportement à la fuite et l’isolation de température créée par l’appauvrissement de l’atmosphère intérieure.
Auteurs : Benjamin Vial, Mickaël Langlais
Contact
Benjamin Vial, benjamin.vial@univ-grenoble-alpes.fr