Ce projet de 5e année a été réalisé à la demande de Colas, une entreprise française qui utilise des enrobés dans la fabrication d’infrastructures pour les transports.

Dans un objectif d’amélioration de la qualité des enrobés, ils nous ont demandé de produire une méthode afin de déterminer le taux d’humidité dans les agrégats qu’ils utilisent, lorsque ceux-ci passent sur un convoyeur.

Schéma du prototype

Ce projet ayant déjà été abordé les années précédentes, nous avons choisi de garder l’un des principes de mesure qui avait été retenu : utiliser les caractéristiques électriques de l’agrégat – ici la capacité. Pour mesurer cette grandeur, deux plaques sont placées de part et d’autre du convoyeur. En y appliquant une tension, nous serons capables de déterminer le taux d’humidité, une fois qu’une courbe d’étalonnage aura été produite, .

Méthode de mesure

Cependant, les valeurs de capacité dont nous parlons ici sont infimes. Nous avons donc opté pour une multiplication des plaques, mises en parallèles. Cela permet d’augmenter le champ électrique dans le condensateur, donc la valeur de sa capacité, et ainsi obtenir une meilleure précision sur la mesure.

Enfin, une nouvelle méthode d’acquisition de la mesure a été développée par nos soins. Nous générons un signal sinusoïdal, d’une fréquence de 5kHz, grâce à une alimentation à découpage et différents filtres. Ce signal alimente un montage, le pont de Wien.

Sur le schéma ci-dessus, la tension d’alimentation est représentée en bleu, la tension de sortie en rouge.

Carte électronique

Dans le montage, nous y insérons les plaques (nommées Cx sur le schéma), puis nous relevons la valeur de la tension en sortie du montage. Cette tension variera en fonction de la capacité des agrégats, elle-même variant en fonction du taux d’humidité recherché. Dans le but d’éliminer différents bruits, notamment dus à la mesure via les plaques, nous utilisons à nouveau des filtres, appelés passe-bas (qui atténue les hautes fréquences) et passe-haut (qui atténue les basses fréquences). Associés, ces filtres forment un passe-bande (seule la gamme de fréquences souhaitée est conservée).

Après installation et étalonnage, ce système permettra de connaître le taux d’humidité selon la tension mesurée.

Ce projet a été très intéressant de notre point de vue. Il était intéressant de trouver une solution à cette problématique très précise qui nous a demandé de la réflexion et de faire de nombreuses recherches sur le sujet.