>> Accueil >> Sujets de recherches >> Masse et grandeurs apparentées

**Masse et grandeurs apparentées

Masse

Caractérisation physico-chimique de matériaux utilisés pour la référence de masse par réflectométrie et fluorescence X

L'objectif général de cette étude commencée en 2004 pour une durée de trois ans est de permettre de déterminer, de façon non destructive, les paramètres physiques ou physico-chimiques qui régissent les échanges entre la surface active d'un étalon de masse et le milieu environnant, et maîtriser ainsi sa stabilité à long terme.

Analyse de l'activité de surface des étalons de masse

Cette étude a pour objectif général l'amélioration et la mise au point de techniques d'analyse de réactivité et de mesure d'adsorbabilité de surface pour les besoins de la métrologie (masse, température, nanométrologie, ...). Plus spécifiquement, les travaux menés en 2006 portent sur l'amélioration du dispositif de spectrométrie de masse de thermodésorption (amélioration de la reproductibilité des résultats et de leur exploitation).

Définition d'un matériau métallique pour la réalisation d'étalons de masse

L'objectif général de cette étude commencée en 2003 est de définir et caractériser un alliage métallique de grande stabilité massique pour la réalisation d'étalons de référence de 1 g à 10 kg. L'amélioration de ces étalons sera nécessaire pour profiter de l'amélioration attendue de la conservation de l'unité de masse qui découlera des expériences visant à relier le kilogramme à une constante fondamentale de la physique (expériences telles que la balance du watt en cours de développement en France).

Couple

Développement de nouvelles références de couple

Le LNE a entrepris de renouveler les références de couples. Actuellement deux références de 5 N·m et 50 N·m sont en cours de finalisation (figure 1).

Fig. 1. - Vue du banc de 50 Nm en cours de conception
Fig. 1. - Vue du banc de 50 Nm en cours de conception

Pression

Mise en oeuvre de la référence d'ultravide

L'objectif est de réaliser une référence de pression jusqu'à 10-8 Pa en utilisant la méthode d'expansion dynamique pour l'extrapolation vers les plus basses pressions. Cette méthode nécessite la connaissance du flux de gaz injecté dans le système à l'aide d'un fluxmètre gazeux qui est actuellement en cours de développement. Celui-ci permettra la mesure de basses pressions (inférieures à 10-8 Pa absolus) et d'effectuer un raccordement primaire de fuites de référence.

Amélioration des incertitudes dans les hautes pressions

Dans ce domaine les travaux portent sur l'amélioration des incertitudes. Ces travaux concernent la mise en oeuvre du niveau de pression à 50 MPa et l'amélioration des ensembles piston-cylindre qui constituent la référence 200 MPa.

Extension des possibilités en pression dynamique

De façon générale, les travaux menés en pression dynamique ont pour objectif d'étendre les possibilités au delà de 10 bar (1 MPa), ce qui correspond à la pression la plus élevée couverte par l'actuel tube à choc de référence. Les travaux en cours portent d'une part sur la réalisation d'un dispositif à ouverture rapide de 40 bar (4 MPa) pour assurer la transition entre les basses et les hautes pressions dans le domaine des basses fréquences (cf. figure 2). D'autre part un nouveau tube à choc de référence haute pression pour assurer la comparaison des divers moyens qui est en cours de développement à l'Université de Brasilla en collaboration avec le LNE-ENSAM.

Fig. 2. - Dispositif à ouverture rapide (DOR40)
Fig. 2. - Dispositif à ouverture rapide (DOR40)

Le débit

Banc d'étalonnage primaire de petites tuyères soniques (débit gaz)

Si actuellement la gamme d'étalonnage des tuyères soniques est comprise entre 1,5 m3/(hbar) et 200 m3/(hbar) pour une pression amont comprise 6 bar (0,6 MPa) et 55 bar (5,5 MPa), le LADG a entrepris la mise en place d'un second banc d'étalonnage primaire en air comprimé, utilisant la méthode PVTt, pour couvrir une gamme comprise entre 0,1 m3/(hbar) et 5 m3/(hbar) pour une pression amont comprise 6 bar (0,6 MPa) et 55 bar (5,5 MPa). Cette installation primaire permettra de couvrir les besoins en raccordement pour les petites tuyères soniques et de valider les étalonnages en air et en gaz naturel.

Développement de nouveaux partiteurs (débit eau)

Chaque ligne de mesure du banc d'étalonnage gravimétrique du Cetiat utilise un partiteur qui oriente le liquide vers une cuve de pesée en début de mesure et vers une cuve de stockage en fin de mesure. Un chronomètre est enclenché en début de mesure et arrêté en fin de mesure. Chacune des phases transitoires est à l'origine d'une incertitude non négligeable. Un partiteur rotatif à doubles ailes permettant de minimiser cette incertitude est en cours de développement. Celui-ci sera dupliqué sur les trois lignes de mesure de la référence de débitmétrie liquide (eau).

Pression acoustique

Développement d'une référence dans le domaine de l'audiométrie

Les audiomètres à sons purs, utilisés dans le dépistage des surdités sont réglés à l'aide d'une oreille artificielle, transducteur censé présenter à un casque supra-aural une impédance acoustique voisine de celle de l'oreille humaine moyenne. La norme CEI 318 précise la composition, les caractéristiques et tolérances des différents éléments des oreilles artificielles mais à l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode d'accéder à la mesure de ces éléments. Cette absence de raccordement conduit à des dispersions importantes dans les mesures audiométriques.

La première étape de l'étude a consisté à reprendre les bases de la théorie de l'acoustique pour définir le modèle du comportement acoustique d'une cavité, en particulier du point de vue thermoacoustique. Cette partie de l'étude a donné lieu à une thèse de doctorat soutenue en septembre 2005. Celle-ci conduit à remettre en cause le modèle actuellement normalisé pour définir le comportement d'une cavité et à en proposer un nouveau. Les travaux portent maintenant sur la validation partielle de ce nouveau modèle en l'appliquant à des cavités expérimentales.