Essais & Simulations n°118

De l’innovation à

De l’innovation à l’application Le salon des technologies en électronique, mesure, vision et optique BADGE GRATUIT www.enova-event.com Essais & Simulations • SEPTEMBRE 2014 • PAGE 41 16 -17-18 SEPTEMBRE Paris expo Porte de Versailles VISITEUR

Dossier Keywords tire temperature, infrared pyrometers, thermopile, CAN bus, Wireless sensors, embedded testing. Mots clés température de pneumatiques, pyrométrie infrarouge, thermopile, bus CAN, capteurs Wireless, essais embarqués. avec un petit système portatif composé d’une sonde thermocouple associée à un système de lecture digital (Fig. 1). Dès que la moto ou la monoplace Fig. 1 : Prise de température de pneu par contact rentre au stand après une série de tours d’essais, l’ingénieur se précipite vers elle et ‘’pique’’ l’embout de sonde thermocouple dans les premiers millimètres de la bande roulement et relève la température. Cette méthode semi-invasive encore utilisée permet certes de connaître la température à cœur de la Fig. 2 : Imagerie de caméra vidéo infrarouge embarquée. gomme mais ne donne qu’une indication a posteriori. Avec l’introduction au début des années 1990 des chaînes de mesures et d’acquisition de données embarquées, les ingénieurs ont pu avoir un accès in vivo aux différents paramètres des monoplaces : vitesse de déplacement de l’air, accélération, tangage, roulis, pression et température des fluides (eau, huile, liquide de frein), températures des disques de frein et ont souhaité très rapidement connaître l’évolution des températures des pneumatiques en fonctionnement sur un tour complet de circuit. On voit dans l’image ci-dessous issue d’une vidéo embarquée réalisée avec une caméra infrarouge combien les pneumatiques sont sollicités, notamment en courbe (Fig. 2). Mesure de température embarquée et pyrométrie infrarouge L’utilisation de capteurs de mesure sans contact était une obligation incontournable pour surveiller la température des pneumatiques pendant le roulage de la voiture. Il fallait également que ces capteurs offrent un temps de réponse, une précision et une répétabilité suffisants pour que les courbes de données enregistrées correspondent à la réalité des phénomènes physiques. Ce capteur devait aussi répondre aux contraintes des systèmes embarqués, c’est-à-dire, offrir un faible encombrement, la masse la plus petite possible, une consommation électrique optimisée et fonctionner dans des environnements sévères (vibrations, chocs, hautes températures ambiantes…). L’émissivité d’un pneumatique étant similaire à celle d’un corps noir et les gammes de température à mesurer n’excédant pas 200°C, la plupart des pyromètres infrarouge industriels auraient pu répondre aux exigences de mesure. En revanche, ils étaient difficilement ‘’embarquables’’. En 1998, Etienne Deméocq (ex-Responsable du département électronique d’une grande écurie de F1) crée TEXYS et développe rapidement une gamme de capteurs infrarouge analogiques répondant à la fois aux spécifications de mesure et aux contraintes propres aux systèmes embarqués. Les pyromètres infrarouges développés par TEXYS ont très vite gagnés la reconnaissance et la confiance de prestigieux donneurs d’ordre, bénéficiant des constants progrès technologiques et du retour d’expérience rapide dû à l’intensité des applications en sports mécaniques de haut niveau. La gamme des capteurs infrarouge est maintenant très aboutie et répond parfaitement aux exigences des ingénieurs d’essais. La série des capteurs texense® INF V/T 150 intègre comme élément sensible une thermopile convertissant l’énergie thermique en énergie électrique. La longueur d’onde de la thermopile s’étend de 8 à 14 µm. Fig. 3 : diagramme de calibration du capteur INF T 150 La tension de sortie de quelques dizaines de mV, proportionnelle à la différence ou au gradient de température mesuré, est amplifiée par une électronique analogique miniature directement intégrée au capteur. Les données de température sont ainsi transmises sous forme d’un signal analogique, non linéaire, en tension 0-5 V. Le capteur est calibré sur un corps noir (émissivité > 99%) sur une plage de Essais & Simulations • SEPTEMBRE 2014 • PAGE 42