Les capteurs d’inclinaison sont utilisés pour mesurer une inclinaison. Ces éléments de mesure très fiables et précis sont donc fréquemment utilisés pour vérifier si certaines constructions sont droites. Qu’il s’agisse de bâtiments statiques ou de véhicules mobiles tels que des nacelles élévatrices ou des grues, où la sécurité des personnes joue également un rôle important. Comprendre leur fonctionnement permet de saisir l’importance de ces capteurs dans de nombreux secteurs.
Les forces qui sont alignées avec la gravité (perpendiculaires à la Terre) ne posent en pratique que peu de problèmes dans les constructions et les machines et appareils (mobiles). Cependant, dès qu’elles s’écartent légèrement, ou en d’autres termes, dès qu’elles sont inclinées, elles génèrent des couples et entraînent des charges qui peuvent être moins souhaitables, voire dangereuses. Dans le passé, les maîtres d’œuvre utilisaient un fil à plomb pour déterminer si leur construction était bien droite. Il s’agissait d’une solution purement mécanique consistant en une corde à laquelle était attachée une masse. Cette masse était attirée vers la terre par la gravité, après quoi la corde indiquait la direction perpendiculaire. C’était la ligne de référence permettant de vérifier la perpendicularité d’un bâtiment. À un stade ultérieur, un rapporteur a également été ajouté afin de quantifier avec précision les éventuels écarts.
Sonde électronique: le capteur d’inclinaison
De nos jours, le fil à plomb mécanique a été remplacé par une solution électronique sous la forme d’un capteur d’inclinaison. Ce type de capteur fonctionne à l’aide d’une puce MEMS (Micro Electro Mechanical System) en silicium et mesure également l’angle par rapport à la perpendiculaire à la surface de la Terre. À cet effet, une masse est placée dans la puce MEMS, qui peut se déplacer entre deux ou plusieurs plaques fixes, comme le montre l’illustration ci-dessous. L’inclinaison de la puce par rapport à la perpendiculaire à la surface de la Terre entraîne un déplacement de la masse (orange) entre les plaques fixes (vertes). Cette accélération provoque une modification de la valeur capacitive entre ces surfaces, cette différence pouvant être convertie en tension. La valeur de cette tension est alors une mesure de l’angle que forme le capteur par rapport à la perpendiculaire à la Terre. De cette manière, il est possible de déterminer l’inclinaison du capteur et donc de l’objet auquel il est fixé.
Applications du capteur d’inclinaison
Les capteurs d’inclinaison sont logiquement utilisés dans des applications où il est important de savoir s’il y a une inclinaison et où l’utilisateur souhaite pouvoir contrôler et gérer cette inclinaison. Ainsi, le dépassement d’une certaine valeur pour des objets, des machines ou des véhicules peut déclencher une alerte, une correction automatique ou un arrêt.
Exemples
Les nacelles élévatrices sur lesquelles des personnes travaillent en hauteur constituent un bon exemple d’application. Une inclinaison est autorisée jusqu’à une certaine valeur, la limite étant fixée à 5°, et peut entraîner des situations dangereuses si cette valeur est dépassée. La combinaison d’un capteur d’inclinaison, d’un PLC et du programme approprié permet de surveiller cette limite. Lorsque celle-ci est dépassée, le PLC déclenche par exemple un signal sonore ou arrête la nacelle élévatrice. Ce contrôle revêt une importance croissante dans le cadre de la législation et de la réglementation (notamment la loi sur les conditions de travail). Des exigences strictes sont par exemple imposées à l’angle que forment les appareils de levage et de hissage mobiles sur leur lieu d’installation. En surveillant en permanence cet angle et en enregistrant les données si nécessaire, il est possible de démontrer, en cas d’accident, que cet aspect de la sécurité était conforme.
Un autre exemple concerne la surveillance de l’inclinaison des grues (de levage). En fonction de la charge, la flèche peut avoir une inclinaison maximale déterminée qui peut être facilement surveillée à l’aide d’un inclinomètre. Il est important de contrôler cet angle, car son dépassement peut entraîner le renversement de la grue, un événement que nous avons vu se produire à plusieurs reprises dans les journaux ces dernières années. Les capteurs sont également utilisés dans les machines agricoles, la navigation (mesures de roulis et de tangage), pour la mise à niveau des plates-formes, la surveillance de l’angle des bras articulés en plusieurs parties tels que les pompes à béton et les applications de pesage.
Avantages d’un capteur d’inclinaison
Un avantage important d’un capteur d’inclinaison est son fonctionnement extrêmement fiable et sa grande précision. Il repose en effet sur la force de gravité, qui est présente partout et à tout moment. De plus, il s’agit d’un capteur relativement simple, sans pièces mobiles, qui permet de surveiller l’inclinaison d’une machine ou d’une construction dans son ensemble. Il permet ainsi de garantir la sécurité des personnes (blessures) et de l’environnement (dommages). La sécurité fonctionnelle atteint ainsi un niveau maximal de SIL2/PLd.
Rôle de Rotero
Rotero propose une large gamme de capteurs d’inclinaison DIS Sensors et dispose de toutes les connaissances et de l’expérience nécessaires pour utiliser ces composants de manière appropriée. De plus, une gamme d’accessoires est disponible pour augmenter et améliorer encore les fonctionnalités des inclinomètres. Il est également possible de sélectionner directement le capteur le plus adapté à une application spécifique via le sélecteur de produits sur le site de DIS Sensors.
