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Spécial « infrasons »
Fig. 4 : Photo d’un site de mesure d’une station infrason du TICE
sous responsabilité française à Madagascar
Picture of site of an actual infrasound station of the
CTBT under French responsibility at Madagascar
La figure 5 montre l’enregistrement du passage d’un avion
de chasse au-dessus de la station de Flers en Normandie.
On remarquera la forme d’onde en N sur le signal mesuré
caractéristique du passage en mode supersonique de l’aé-
ronef, avec ici une amplitude de l’ordre de 40 Pa càc.
Fig. 5 : Exemple d’un signal provenant d’un avion de chasse
enregistré par un MB au dessus de la station de Flers
(Normandie). Visualisation de l’onde en N caractéristique
du passage en mode supersonique
Aircarft signal example recorded by a French IS
station in Flers (Normandie). Visualisation of the ‘N’
wave representative of the supersonic mode
La métrologie dédiée au capteur MB2005
La confirmation métrologique d’un capteur MB2005 se
décompose en deux grandes étapes. Premièrement, une
étape de vérification dite statique et deuxièmement, une
étape de vérification dite dynamique. L’ensemble des opéra-
tions de vérification se déroule dans un laboratoire, dédié
à la thématique infrason, climatisé à 23 °C ± 2°C.
Métrologie statique
Le mesurande qui caractérise la grandeur suivie sur le
microbaromètre à cette étape est sa sensibilité dite stati-
que (sur une bande de fréquence DC – 40 Hz) exprimée en
mV/Pa. Cette grandeur est associée au signal de sortie
non filtré. La valeur nominale de sensibilité statique est
de 1 mV/Pa au regard d’un écart maximal toléré (EMT)
de 0,025 mV/Pa.
Méthodologie
Une variation de pression d’une amplitude de 200 mbar
répartie entre -100 mbar et + 100 mbar autour de la pres-
sion atmosphérique est appliquée par palier au moyen
de deux pompes (pression et dépression) à l’entrée de la
chambre de mesure du capteur. Le processus utilise un
manomètre étalon pour la mesure de la pression appli-
quée au capteur et un voltmètre étalon pour la mesure
de la tension au niveau de la sortie non filtrée. Le modèle
mathématique d’ordre 1 est du type :
P = x
0
+ s.L
où L correspond à la tension mesurée (V) sur la sortie
non filtrée du MB
P correspond à la pression appliquée à l’entrée du micro-
baromètre (Pa).
s correspond à la sensibilité du capteur (Pa/V)
x
0
correspond à l’offset résiduel (Pa)
Les corrections appliquées sont :
- La correction de justesse du voltmètre
- La correction de justesse du baromètre
La courbe d’étalonnage pression – tension de sortie est
optimisée par une droite des moindres carrés dont la pente
correspond à la sensibilité statique du capteur.
L’incertitude de mesure élargie (k=2) pour cette grandeur
est estimée à 0,003 mV/Pa.
Métrologie dynamique
Les mesurandes qui caractérisent les grandeurs suivies
sur le microbaromètre à cette étape sont d’une part
sa sensibilité dynamique à 1 Hz exprimée en mV/Pa.
Cette grandeur est associée au signal de la sortie filtrée.
La valeur nominale de sensibilité dynamique à 1 Hz est de
20 mV Pa au regard d’un EMT de 1 mV/Pa. De plus, la fonc-
tion de transfert du capteur dans la bande [0,01 Hz – 27 Hz]
est associée à des tolérances de 5% en amplitude et de
5° en phase.
Contrairement à l’étalonnage statique qui s’appuie sur la
mise en œuvre d’équipements de mesure et une métho-
dologie reconnue et documentée dans le domaine de la
métrologie des pressions statiques, l’étalonnage dyna-
mique de capteur infrason est un domaine où les bonnes
pratiques, les moyens de mesure, les étalons ne sont pas
ou que partiellement disponibles au niveau des organis-
mes nationaux spécialisés en métrologie des pressions
ou en métrologie acoustique.
Présentation du banc de mesure dynamique
Du fait de l’absence de moyen de mesure dynamique
associé à un générateur de signal de pression de réfé-
rence basse fréquence (0,01 Hz – 100 Hz), de méthodo-
logie imposée et de la spécificité des capteurs microba-
rométrique, le CEA a développé un dispositif capable de
répondre à son besoin.
Au sein du laboratoire de métrologie infrason, la vérifica-
tion dynamique d’un MB2005 repose sur l’utilisation de
trois dispositifs.
