Etude et réalisation d’un dispositif de mesure des contraintes mécanique par jauges à résistance électrique
Etude et réalisation d’un dispositif de mesure des contraintes mécanique par jauges à résistance électrique
Date
2025-06-12
Auteurs
BACHA Abdelhadi
AZIZI Hadj
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Résumé
Dans un contexte où la précision des mesures mécaniques devient un enjeu crucial pour les domaines de l’aéronautique, de l’automobile, du génie civil et de la maintenance industrielle, ce mémoire s’inscrit dans une démarche de conception et de réalisation de deux dispositifs de mesure basés sur l’utilisation de jauges de contrainte à résistance électrique. Le recours à des solutions locales et didactiques dans ce domaine représente une alternative stratégique face à l'absence d’infrastructures spécialisées en instrumentation de mesure en Algérie.
L’objectif principal de ce travail est de concevoir, fabriquer et valider deux dispositifs expérimentaux : une clé dynamométrique électronique permettant la mesure en temps réel du couple de serrage, et un banc didactique dédié à l’étude expérimentale des contraintes mécaniques (traction, flexion, torsion). Ces dispositifs visent à répondre à la fois à des besoins pédagogiques pour la formation des étudiants en instrumentation, et à des besoins techniques pour le contrôle des assemblages mécaniques.
Le projet repose sur l’intégration de capteurs à jauge de contrainte montés en pont de Wheatstone, associés à des modules de conditionnement de signal (HX711), et pilotés par des microcontrôleurs Arduino Nano. Les données sont ensuite affichées en temps réel sur des écrans OLED ou LCD I2C, permettant une lecture directe des mesures de couple ou de déformation. La partie électronique a été modélisée, simulée et réalisée sous forme de circuits imprimés à l’aide du logiciel EasyEDA, avec un soin particulier apporté à la miniaturisation et à la fiabilité des composants.
La validation métrologique a été assurée par une série d’essais d’étalonnage effectués à l’aide de capteurs de référence, selon une méthodologie rigoureuse permettant de déterminer les incertitudes de mesure, la répétabilité, et la linéarité des dispositifs développés. Ces essais ont permis de confirmer la précision et la stabilité du système dans différentes configurations d'effort.
Le travail présenté couvre ainsi trois volets complémentaires : une étude théorique approfondie des principes mécaniques et électromécaniques liés aux jauges de contrainte, une conception matérielle complète allant de l’idée à la réalisation physique, et enfin une validation expérimentale basée sur des normes métrologiques. Ce mémoire ambitionne de démontrer que des solutions fiables, pédagogiques et reproductibles
peuvent être conçues localement pour la mesure des efforts mécaniques, tout en contribuant à la formation pratique dans le domaine de l’instrumentation.