Article de référence | Réf : IN148 v1

Applications
Capteur de force innovant - Application au pesage ferroviaire et routier

Auteur(s) : Gérard CLAVERIE, Jean-Pierre FORTIN, Bernard GUTFRIND

Relu et validé le 27 mars 2024

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la réédition actualisée de l’article IN148 intitulé «Capteur de force innovant» paru en 2012, rédigé par Gérard CLAVERIE, Jean-Pierre FORTIN, Bernard GUTFRIND.

27/03/2024

RÉSUMÉ

Cette innovation est un nouveau concept de capteur de force qui favorise la création de dispositifs de pesage particulièrement adaptés au pesage dynamique, mais capable également de répondre à des applications de pesage statique d'objets de grand volume. Un capteur est fabriqué avec une poutre en acier. Selon l'application, la poutre sert directement de récepteur de charges ou constitue un capteur de grande dimension inséré dans un système de pesage.

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ABSTRACT

Innovative force sensor - application for rail and road weighing systems

This innovation is a new force sensor concept which facilitates the development of weighing devices which are particularly adapted to dynamic weighing and also designed for meeting applications for the static weighing of large objects. A sensor consists of a steel beam. According to the application, the beam serves directly as a load receptor or is a lage sensor integrated into a weigning system.

Auteur(s)

  • Gérard CLAVERIE : Ingénieur diplômé du CNAM - Ingénieur de recherche expert en conception d’instruments scientifiques - Université de Bordeaux, UMR 5797- CNRS, LP2I Bordeaux

  • Jean-Pierre FORTIN : Ingénieur Principal hors classe honoraire SNCF, retraité

  • Bernard GUTFRIND : Université de Bordeaux 1, UFR de Physique, retraité

INTRODUCTION

Résumé

Cette innovation est un nouveau concept de capteur de force qui favorise la création de dispositifs de pesage particulièrement adaptés au pesage dynamique, mais capable également de répondre à des applications de pesage statique d'objets de grand volume. Un capteur est fabriqué avec une poutre en acier. Selon l'application, la poutre sert directement de récepteur de charges ou constitue un capteur de grande dimension inséré dans un système de pesage.

Abstract

This innovation is a new force sensor concept. This new force sensor favors the creation of devices for weighing, particularly adapted to dynamic weighing and also suited to static weighing for large volume objects. A sensor is made with a steel beam. Depending on the requested application, the beam receives directly the load or is inserted into a weighing device as a very long force sensor.

Mots-clés

capteur de force, pesage dynamique, résistance des matériaux, poutre en acier, jauge de contrainte, pont de Wheatstone

Keywords

force sensor, dynamic weighing, strength of materials, steel beam, strain gage, wheatstone bridge

Points clés

Domaine : Techniques de mesures

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Extensomètre à fil résistant, collage

Domaines d'application : Pesage ferroviaire et routier

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centre de compétence : CNRS, Centre d'Études Nucléaires de Bordeaux – Gradignan, UMR 5797, Université de Bordeaux 1

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : [email protected], https://www.lp2ib.in2p3.fr

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in148


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3. Applications

3.1 Application au pesage ferroviaire

Une application immédiate de cette nouvelle technologie est le pesage ferroviaire par l'intermédiaire des rails utilisés comme capteurs. Parmi les avantages de cette application, nous pouvons citer la possibilité de mesurer le poids du convoi roue par roue, donc de pouvoir détecter les déséquilibres de chargement des wagons, ce qui représente un atout considérable pour la sécurité. Ainsi, nous pourrons quantifier le poids par roue, par essieu puis du train entier par addition. Par ailleurs, la simplicité de mise en œuvre évite les travaux de génie civil (figures 12 et 13).

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3.2 Application au pesage routier

Le pesage de véhicule routier est aussi un des domaines de prédilection de cette technologie.

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3.2.1 Pèse-essieux

Un pèse-essieux peut être très facilement réalisé à partir d'une poutre rectangulaire. Dans ce cas, la poutre est traversée transversalement. Il est possible de réaliser un pèse-essieux d'un seul tenant, les deux roues de l'essieu passent sur le même capteur, ou chaque roue passe sur un capteur indépendant. Il est ainsi possible de déterminer avec plus de précisions les déséquilibres éventuels de chargement. Le poids total du véhicule est obtenu en additionnant les charges de chaque essieu.

La zone réceptrice de charge est matérialisée par la zone peinte en rouge de la figure 14, le capteur représenté peut supporter jusqu'à 10 t. La figure 15 illustre l'excellente linéarité de sa réponse pour une charge inférieure à 50 kg.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DOUBRERE (J.-C.) -   Résistance des matériaux : cours et exercices corrigés.  -  Eyrolles (2010).

  • (2) - YOUDE (X.) -   Formulaire de résistance des matériaux.  -  Eyrolles (2007).

1 Sites Internet

CLaboratoire de Physique des 2 infinis de Bordeaux, http://www.lp2ib.in2p3.fr

Licences brevet, CNRS Innovation, https://cnrsinnovation.com

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2 Réglementation

Normes de l'Organisation Internationale de Métrologie Légale OIML R106/1997, OIML D11, OIML R117 et R118.

Articles R312-5 à R312-6 du code de la route.

Directive 85/3/CEE du 19 décembre 1984 relative aux véhicules de plus de 3,5 t de masse maximale en charge.

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3 Brevet

Dispositif de détermination du poids d'un objet FR 2 952 433 A1 – WO 2011/055076 AI

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4 Annuaire

Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Pesage de trains, produit TRACXIS. Pesage Lorrain continu et discontinu http://plcd.fr/?page_id=555

Pesage Lorrain Continu & Discontinu – P.L.C.D S.A

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