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Université ORONA-Mondragon, dans la recherche d'ascenseurs

Ils sont déjà devenus indispensables dans les bâtiments. Et bien qu'il ait peur, la plupart d'entre nous se contentent de prendre l'ascenseur en face des longs escaliers. Ces dispositifs ont été considérablement modifiés et modernisés, mais il reste encore beaucoup à améliorer. C’est dans ce travail que l’École Polytechnique Supérieure de Mondragón et l’entreprise Orona travaillent pour que nous puissions marcher le plus confortablement possible dans les ascenseurs.

Ce mannequin ne remarquera probablement pas à quel point le niveau de confort des ascenseurs les plus récents est élevé, mais c'est un outil indispensable pour le mesurer. Avec des microphones placés des deux côtés de la tête, la tâche de la poupée est de recueillir de la manière la plus fidèle possible ce qu'une personne qui monte et descend dans l'ascenseur entend. C'est l'un des outils utilisés par le chercheur Unai Galfarsoro pour analyser la qualité sonore des ascenseurs. Il fut un temps où un microphone vide était utilisé et les décibels étaient les seuls paramètres utilisés pour la mesure.

Unai Galfarsoro, Université de Mondragon Comme nous l'avons dit, le décibel est utilisé de manière traditionnelle, mais deux sons peuvent donner le même nombre de décibels, mais pour une personne ces deux sons peuvent être complètement différents: l'un peut être plus bruyant ou plus gênant, parce que l'un a des fréquences élevées ou l'autre basse, ou l'un est permanent et l'autre variable, et cela ne se reflète pas dans les décibels.

Tout est pensé pour que le son obtenu soit aussi proche que possible de celui qu’un voyageur entendrait : sa réflexion dans le corps dans le son est également prise en compte. Ils placent sur le sol un accéléromètre pour mesurer les vibrations d'une part, et d'autre part pour identifier la phase de voyage à laquelle le son appartient: accélération, vitesse constante ou décélération.
Une fois le son enregistré, ils l’analysent à l’aide d’une mesure qui va au-delà de la simple mesure des décibels : si elle est basse ou haute, permanente ou variable. Toutes ces données sont ensuite interprétées du point de vue du facteur humain. La seule mesure pour décider si un son est ennuyeux ou agréable est l'opinion des gens. Pour ce faire, ils forment un jury pour mesurer le son enregistré en fonction du paramètre subjectif. Les jurés doivent choisir plus volontiers s'ils ont un son ou un autre dans ce cas. Enfin, les jugements subjectifs et la métrique objective sont comparés pour identifier les facteurs réels qui sous-tendent la perception des personnes.

Unai Galfarsoro, Université de Mondragon La conclusion que nous avons tirée après avoir appliqué le processus de qualité sonore aux ascenseurs est que ce modèle personnalisé est beaucoup plus fiable et a une meilleure corrélation avec la sensation des gens. Par exemple, la corrélation fournie par le décibel est de 66% et celle fournie par le modèle personnalisé est d'environ 99%, alors ils reflètent mieux l'impact du bruit sur les gens.

C'est-à-dire, si le modèle prévoit qu'un son sera gênant pour l'oreille humaine, il le devinera presque toujours: les facteurs subjectifs et les chiffres coïncident. Sachant cela, l'étape suivante consiste à identifier d'où vous venez et à mettre en place des solutions. Les vibrations des moteurs sont l'une des sources de bruit les plus courantes. Dans ce département, de nouvelles machines ou moteurs électriques sont conçus.

L'Université de Mondragón Les objectifs sont deux: produire des machines avec une efficacité énergétique élevée, une efficacité élevée et de bonnes performances, et d'autre part, du point de vue des vibrations et du bruit en tant que source de bruit, réduire le bruit et éviter l'introduction de nombreuses vibrations dans le système mécanique.

L'Université de Mondragón Ici, nous voyons la structure d'un moteur à aimants permanents, ce sont les aimants que nous voyons en vert, autour du rotor, et c'est le rapport qui est rempli ici: plus la puissance des aimants est élevée, plus le moteur est petit et plus efficace. Que comprenons-nous quand nous disons la puissance des aimants?Eh bien, la capacité de l'aimant à stocker l'énergie.

C’est pourquoi, dans ce laboratoire, ils étudient les propriétés des aimants et aussi des matériaux ferromagnétiques qui composent le moteur, à la recherche des meilleurs ou des plus efficaces. Le défi de la taille a été surmonté il y a longtemps. La salle des machines des ascenseurs a été cachée, le moteur et la poulie sont dans le trou depuis longtemps. Le défi est désormais différent : des moteurs plus silencieux, plus compacts, qui consomment peu d’énergie. La clé pour avancer sur ce chemin est dans les matériaux.

L'Université de Mondragón Une fois que la conception est terminée, nous construisons le prototype. C'est le prototype d'une machine synchrone, voyez comme elle est petite. Ce que nous faisons ici, c'est, d'une part, mesurer l'efficacité en utilisant cet équipement de haute précision et, d'autre part, observer les vibrations générées par le moteur sur l'axe.

La
ligne de recherche observée et d'autres prennent la forme d'un ascenseur ici à Hernani, le centre de recherche d'Orona.

Alberto Maritxalar; Orona EIC, Chef de la recherche: Lorsque nous voyons un ascenseur de l'extérieur, cela semble très simple, mais pour être compétitif, efficace, écologique, il faut un grand développement technologique et nous améliorons toujours ces produits pour l'avenir.

Pour ce faire, on travaille dans différents domaines. C'est, par exemple, un frein de sécurité. On mesure ici le nombre de fois où les portes se ferment et s'ouvrent sans être endommagées. Et ici, ils testent la résistance du câble. Les câbles sont un élément de base dans l'amélioration des ascenseurs, non seulement parce qu'ils sont suspendus à la boîte elle-même. Les vibrations du moteur et le bruit extérieur pénètrent dans la cabine à travers les câbles. En outre, cette excitation est amplifiée, même augmentée si la fréquence des vibrations mécaniques et la fréquence intrinsèque du câble convergent. Ce phénomène est appelé résonance et c'est ce qu'ils mesurent ici.

Xabier Arrasate, Université de Mondragon Du point de vue du confort, nous pouvons facilement comprendre le rôle des câbles avec ce jouet. Imaginons que ce soit le câble, il y a la poulie de traction en haut qui tire, et en bas il y aurait la cabine avec tous les passagers. Ainsi, l'élément, le paramètre, la caractéristique propre d'un câble est sa fréquence naturelle, c'est-à-dire qu'en vibrant librement, il ne vibre pas de quelque manière que ce soit; il vibre si exactement, en faisant une période comme celle-ci chaque seconde. Que se passe-t-il ? C'est la machine qui produit certaines fréquences d'excitation. Donc, quand ces fréquences d'excitation coïncident avec la fréquence naturelle du câble, l'amplification est très élevée.

Pour éviter cette conséquence gênante, on travaille d'abord sur la conception, et dans ce modèle mathématique, avec ce logiciel, on fait le diagnostic des résonances qui pourraient se produire. Une fois le prototype construit, des tests pratiques sont effectués dans le laboratoire d'Orona.

Xabier Arrasate, Université de Mondragon L'accélération est mesurée et la force est mesurée, puis dans une plage de fréquences, nous voyons à quelle fréquence elle vibre particulièrement. En fin de compte, ces fréquences de résonance sont identifiées, et ce que nous faisons du point de vue de la conception, c'est d'une part éviter de les exciter et, d'autre part, si cela n'est pas possible, de les ralentir un peu, de les affaiblir.