Un capteur sismique omnidirectionnel sur les composantes horizontales.

Un sismographe "Culbuto".

cubuto souriant

Capteur installé

 

Ha le titre fait riche ! Certes. Mais le capteur sismique est d'une simplicité déconcertante. Même si la démarche s'est faite en des moments difficiles.

Pour la petite histoire :

Le 17 novembre 2006, le lendemain du décès de mon Papa, Pierre Lainé, toute la famille forme bloc autour de Maman pour la réconforter. Les enfants, surtout les petits enfants, ont besoin d'occupations. Un de mes neveux tombe par hasard sur un stylo culbuto de feu son Papy, et passe le temps en lui donnant de petites pichenettes. Au bout d'un moment, las de son jeu, il le pose sur la table de la salle à manger, et là le culbuto oscille au rythme des mouvements imprimés à la table à l'heure où la famille dresse le couvert. Ce jour là, au fond de mon puits de chagrin, je n'ai pas pu m'empêcher de penser à une application précise.

Depuis l'idée trotte dans ma tête.

 

Un culbuto peut-il ou ne peut-il pas faire un capteur sismique ?

La réponse est modestement oui !

canard culbuto

 

Modestement, car il faut le répéter et le marteler, ce site n'est pas un site professionnel. Il s'adresse aux curieux, aux amateurs d'électronique, aux radio-amateurs, aux programmeurs amateurs et aux bricoleurs de tous poils.

Le but du jeu est de restituer les micro accélérations du sol à l'endroit de la mesure. Accélérations qui seront issues de la croûte terrestre. Séismes, marées, explosions, bruits industriels. L'amateur que je suis rêve de rivaliser avec les instituts comme le RéNass, l'EMSC ou l'USGS. Mais avant de rivaliser, il faut apprendre, tester et comprendre.

Et là l'amateur a une longueur d'avance, car même si son projet peut paraître farfelu ou loufoque, il a l 'avantage de ne rendre de comptes qu'à lui-même. Un capteur de type Lheman ou Massinot réagit d'autant mieux quand l'onde sismique est parallèle à l'axe de mouvement de la masse d'inertie. Par exemple mon capteur Lheman est posé avec le tangon dans l'axe Nord Sud. La masse oscille donc sur l'axe Est Ouest. Les deux capteurs, l'original de Roland Massinot et une copie avec une masse en béton sont posés perpendiculairement l'un à l'autre, ainsi les quatre points cardinaux sont sous surveillance.

Mais si je veux surveiller dans toutes les directions avec un seul capteur, comment faire ?

Il faut que notre oscillateur mécanique puisse bouger librement sur 360°. D'où l'idée du culbuto.

Pour réaliser le capteur sismique, il faut :

 

Tucs fait bouger l'informatique , vive le libre !La fabrication du culbuto.

Couper un disque de carton ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la sphère en plastique.

Percer au centre au diamètre du fil de fer.

Ouvrir la boule de Noël ( la sphère en plastique ) en deux et choisir une moitié qui a sa surface extérieure la plus lisse possible.

Pour éviter les coulures de ciment, habiller la coupelle avec du papier journal et fermer avec du ruban adhésif, l'idée générale de cette manSuvre et de couvrir la surface externe de la demi-sphère, et de ne mettre du ruban adhésif que sur la zone de jonction, l'équateur de notre sphère.

Préparation du moule de la demi sphère

Il faut couvrir l'exterieure de la coupelle.

Prenez le fil de fer en prenant soin de le plier de manière à réaliser une base triangulaire. Cette base triangulaire doit jouer librement dans la demi-sphère de boule de Noël.

Pliage du fil de liaison du sismographe culbuto

La tige de culbuto, un triangle à la base et un "U" au sommet.

 

Préparer le béton, prendre la valeur d'une coupelle de mélange prêt à l'emploi, et mettre de l'eau pour obtenir une pâte épaisse.

Préparation béton

Le dosage de l'eau est indiquée sur le sac !

 

Couler le béton dans la coupelle de plastique sur ¼ de la hauteur.

Poser le triangle à plat. Il doit rester au-dessus environ entre 400 et 500 millimètres de fil de fer. Couler par-dessus le triangle le reste du béton. Il ne doit pas y avoir la moindre trace de béton sur la surface extérieure de la demi-sphère (la coupelle). Normalement, si l'habillage à la feuille de journal est fait proprement, il ne devrait pas y avoir de soucis.

Coulage du béton pour réaliser la masse sismique

Le coulage du béton.

 

 

Poser le disque de carton, directement sur le béton frais.

Vérifier que le fil de fer soit le plus vertical possible.

Laisser sécher verticalement à l'ombre dans un endroit frais ayant une température positive pendant 10 jours.

Voilà vous avez dix jours pour faire le reste.

Appairer les entrées et sorties des bobines avec le galvanomètre et l'aimant. Les bobines se câblent en opposition de phase. Pour déterminer la polarité, brancher une bobine sur un galvanomètre à aiguille ou sur un oscilloscope. Arbitrairement, marquez la bobine sur un des flancs avec un signe distinctif. Mettre les fils qui sortent de la bobine vers vous. Le signe distinctif vers le haut (donc vous le voyez). Branchez les fils de la bobine avec les cordons du galvanomètre ou de l'oscilloscope. Les cordons de mesure doivent pouvoir se distinguer l'un de l'autre par une couleur différente. Déplacer l'aimant au-dessus de la bobine, en partant de la gauche et en allant vers la droite. Notez le déplacement de l'aiguille ou du balayage de l'oscilloscope. Marquez les fils de la bobine aux couleurs de vos cordons de mesure. Sur la deuxième bobine, que vous aurez aussi marquée, recommencer la manipulation, peut être que l'aiguille partira dans l'autre sens, alors inversez le branchement des cordons sur la bobine. Quand vous obtiendrez des déplacements identiques de l'aiguille ou de la courbe de l'oscilloscope pour les deux bobines, la manipulation sera terminée.

Percer le vieux cédérom de 16 trous pour la fixation des deux bobines, plus 3 pour l'anti-tire câble. Comme sur le dessin.

Culbuto de bébéLa fabrication de la potence.

La potence porte les bobines.

Potence de culbuto

 

Dans notre carré de contreplaqué, percer un trou pour passer la tige filetée.

Couper si ce n'est déjà fait, le vieux manche à balai en aluminium à une longueur d'environ 500 millimètres. ( 20 pouces US ça marche aussi !)

Fixer au travers de la planchette la tige filetée.

Enfiler par-dessus le tube d'aluminium.

Poser par-dessus le cédérom et finir la fixation avec les rondelles et l'écrou.

Fixer les bobines avec des colliers d'électricien autobloquant. Il suffit ensuite d'assembler le fil de la même couleur de chaque bobine, ce sera le point milieu de la bobine. Chaque fil restant de chaque bobine, sera le point extrême.

Passer le câble dans les 3 trous anti-tire câble.

La potence est terminée.

Dessin de la potence du sismographe culbuto

Bobines en haut de potence sismographe culbuto

Sur mon appareil, j'utilise des bobines d'électrovannes d'eau de machine à laver le linge.

Culbuto clownFinitions et mise en station.

Assemblage du sismographe culbuto

Le dessin !

Base du sismographe culbuto

La réalité !

10 jours plus tard.

Enlever le papier journal.

Enlever le disque en carton.

Vous avez dans la main une coupelle pleine de béton sec, d'où dépasse une tige métallique d'environ 500 millimètres.

Avec une pince courbez à 90°une petite partie de l'extrémité. Faîtes un " U " avec ce morceau.

Poser l'aimant dessus. Raccorder votre potence à votre système informatique.

Poser à même le sol la plaque de verre, de marbre ou d'aluminium.

Nettoyer la plaque de verre et la demi-sphère avec un chiffon sec.

Poser la potence et le culbuto sur la plaque de verre.

Le culbuto ne doit pas rentrer en contact avec la potence.

L'aimant doit être à une distance de 5 à 10 millimètres des bobines.

Vérifier que vous avez un signal sur l'écran de l'ordinateur.

Fermer votre abri de mesure et attendre un séisme !

Premier essais, un petit séisme en Vendée.


grand_landes_vendee_22oct09_3_2ml



 

Une autre courbe distance à l'épicentre = 13458 km, séisme en mer de Banda le 24 octobre 2009.





6.3 mer de Banda




Sismographe culbuto en station

Le coffre contenant les capteurs.


Devant le culbuto, en avant à droite dans l'aquarium, un capteur à aimant (non visible sur la photographie). On aperçoit la masse de plomp en jaune du capteur Lheman, avec son frein à courants de Foucault. Au fond dans le deuxieme aquarium, la capteur réalisé par Roland Massinot. Au fond à gauche, le cylindre en aluminium est un HS 10 1 de Geospace. Juste sous mes mains, la copie du capteur de Roland Massinot d'après une idée d'adaptation par Monsieur Pascal Grandjean ( F5LEN). Une autre page sera spécifiquement réalisée pour ce capteur. Ce capteur est réalisé avec des boites de conserves ! Dans mes courbes, il porte comme nom" Capteur Béton type Massinot".

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culbuto

La vérité, tu dois rechercher _ "Yoda Tucs" !

Que la force soit avec toi !

Page réalisé par Jean-Pierre Lainé.

Dimanche 25 octobre 2009 . 17h40 UTC

Mise à jour pour le passage dans le libre le 25 décembre 2014. Vive Linux Mint !