Conception d’un Banc d’Essai Uniaxial 3-en-1 (CUT) pour la Caractérisation de Roches Pétrolières
Pour le compte de la division laboratoires de SONATRACH, IRIAN MECATRONICS a conçu et réalisé un équipement d’essai mécanique de haute précision. La solution, le « Combined UniAxial Tester » (CUT) , est une presse servo-électrique 3-en-1 conçue pour optimiser les opérations de caractérisation des échantillons de roches pétrolières en laboratoire.
Le Défi : Combiner Ténacité de Fracture, Compression (UCS) et Flexion en un Seul Bâti Compact
Le laboratoire de recherche de notre client devait réaliser trois types d’essais mécaniques distincts et fondamentaux pour la caractérisation des roches. Historiquement, cela nécessitait trois machines différentes, occupant un espace précieux et complexifiant le flux de travail.
Le défi consistait à centraliser ces trois essais sur un seul bâti tout en respectant des exigences de précision et de performance de R&D.
Les contraintes techniques étaient les suivantes :
Polyvalence 3-en-1 : Intégrer les essais de Compression Uniaxiale (UCS) , les essais de Flexion 3 points , et les essais de Traction (pour la ténacité de fracture) en un seul appareil.
Capacité de Charge : Atteindre une charge maximale de 20 kN , applicable en compression comme en traction.
Haute Résolution : Garantir une résolution de mesure d’effort de 0.1 N.
Précision des Déplacements : Nécessité d’une mesure axiale par LVDT avec une résolution de 0.001 mm et d’un système de mesure radiale avec une résolution de 0.0001 mm pour déterminer avec précision le module d’élasticité et le coefficient de Poisson.
Ergonomie et Efficacité : Permettre un changement simple, rapide et fiable entre les différents types d’essais.
Solution Complète : Fournir l’ensemble des outillages annexes, y compris pour la préparation des échantillons (ex: taillage des fissures artificielles et collage des mâchoires ).
La Solution : Une Presse Servo-Électrique avec Table Mobile Indexée à 3 Postes
Pour répondre à ce cahier des charges exigeant, notre bureau d’études a conçu une solution mécatronique sur mesure bâtie autour d’une presse de chargement servo-électrique unique.
L’innovation principale réside dans la conception d’une table mobile manuelle. Cette table, qui regroupe les trois outillages d’essai (UCS, Flexion et Traction) , est montée sur des rails de guidage précontraints et 6 chariots. Cette architecture garantit un mouvement fluide et une rigidité absolue lors des essais.
L’opérateur peut ainsi, après avoir déverrouillé le chariot, déplacer manuellement l’ensemble pour positionner l’outillage désiré sous le vérin de chargement. Un système d’indexage mécanique de précision assure un alignement parfait et répétable pour chaque essai.
Cette conception permet :
Une Optimisation de l’Espace : Trois bancs d’essais sont consolidés en un seul.
Une Source d’Effort Unique : Un seul vérin servo-électrique de 20 kN et un seul capteur d’effort pilotent les trois essais, garantissant la cohérence des mesures.
- Une Intégration Complète : Le système intègre tous les capteurs requis (LVDT axiaux et extensomètre radial ) ainsi qu’un logiciel SCADA dédié pour le pilotage, l’acquisition et la détection automatique de rupture.
Quelques Exemples de nos Conceptions sur Mesure
