Electronique Mag - Le journal de l'électronique.

Le sismomètre, un des instruments de mesure le plus sensible, enregistre les secousses telluriques et peut détecter aussi bien de mauvaises conditions météorologiques que des pièces corrodées. Une vis filetée miniature Eichenberger Gewinde d’une tolérance quasiment nulle aide à régler avec précision les trois pendules d’un sismomètre.

Il y a 35 ans, le géophysicien G. Streckeisen développe le premier sismomètre. Ses instruments établirent de nouveaux critères en matière de sensibilité : trois pendules en équilibre, dont la sensibilité est telle, qu’ils peuvent même enregistrer le choc des vagues sur la côte atlantique. Depuis 2010, deux employés exploitent l’entreprise devenue une sàrl : Lutz Wiesner, l’ingénieur en machines et Robert Freudenmann, l’ingénieur électronicien. De nombreux composants électroniques et mécaniques n’étant plus fabriqués par les sous-traitants, il a fallu faire en sorte que les premiers prototypes soient le plus rapidement possible prêts à être produits en série. Avec le principe éprouvé des trois pendules et un système de rétroaction, ainsi que des composants répondant aux normes actuelles, ils ont mis au point un instrument directement comparable à son célèbre modèle.

Un instrument aussi sensible exige calme et patience dans sa fabrication puisque tout stress se répercute sur l’instrument, entraînant une perturbation du signal de sortie. Cela vaut également pour les éléments mécaniques sous tension, dont les vis ont été trop fortement serrées, tout comme pour les nombreuses pièces des sous-traitants. Le « calme » devient alors un élément essentiel. En conséquence, la société Streckeisen effectue également l’assemblage. Dans l’atelier, l’instrument doit être capable d’enregistrer même les plus petits mouvements de base terrestres, que l’on nomme bruit de fond. Les vibrations parasites provoquées par l’homme, par les voitures, les camions ou les trains sont des ennemis. Le temps qu’il fait, et même la lune sont aussi source de signaux parasites.

Le principe du sismomètre Streckeisen est basé sur trois capteurs disposés à 120˚. Chacun contient un pendule oblique parfaitement équilibré, placé sur la tête, maintenu en position médiane par un ressort compensant la température, ainsi que par un système de rétroaction. Le palier du pendule est totalement exempt de jeu. Le capteur de déplacement capacitif enregistre ainsi la position du pendule avec une précision de quelques largeurs d’atome. Une électronique de régulation et une bobine assurent la force de rappel nécessaire.

Une électronique analogique transforme les trois signaux des capteurs en valeurs d’axes X, Y et Z. Une liaison câblée transfère ces signaux analogiques à un coffret de numérisation, qui enregistre l’ensemble des données avant de les transmettre à une centrale sismique par liaison radio, téléphonique ou satellitaire.

Avant d’utiliser l’instrument, quel que soit l’endroit, il faut toujours l’orienter exactement vers l’Est. A l’aide d’un niveau à bulle, on place manuellement le sismomètre à l’horizontale. Etant donné que la température et la force de gravitation sont différentes à chaque endroit, il faut toujours régler les trois pendules avec exactitude. Ce réglage s’effectue automatiquement.

Pour cela, le capteur de mouvement détermine la position du pendule et corrige son équilibre à l’aide d’une petite masse de réglage. On déplace celle-ci dans sa position le long d’une vis filetée roulée, jusqu’à ce que le pendule occupe exactement la position médiane. L’état de surface et la géométrie du filetage ont été déterminants pour l’utilisation d’une vis filetée Eichenberger, dont les deux extrémités sont rectifiées en qualité h6. La position de la vis roulée, disposée au milieu de l’axe longitudinal, doit également satisfaire à des exigences de tolérance des plus élevées. Le matériau doit, en outre, être absolument antimagnétique. Tout ceci dans un diamètre de 4 mm.

http://www.gewinde.ch/