PPE : Choix d'un moteur permettant l'ouverture d'une porte

[invitecd71f435]

Bonjour et merci d'avance pour le temps que vous allez me consacrer. Je travaille sur un PPE où l'on doit concevoir un système permettant l'automatisme d'ouverture d'une porte (Standard). Comme le titre ne le précise pas, mon problème survient lors d'un calcul de Force . Afin de choisir mon moteur, j'ai besoin deconnaitre la force dont ont a besoin pour lutter contre les frottements au sol de la porte, les frottements des gonds de la porte pouvant être négligé étant donné qu'ils sont bien huilés ! Cette formule étant hors programme je voulais savoir si l'un de vous connaissez la formule permettant de calculer cette force. J'ai entendu dire que j'avais besoin de la vitesse d'ouverture de la porte ainsi que d'un coefficient de frottement propre aux materiaux du sol et de la porte.

J'attends vos réponse avec impatience ! Merci encore, et bonne journée !
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[phuphus]

Bonjour,

le problème avec cette formule c'est qu'il faudra évaluer en situation réelle les paramètres à rentrer dedans. Autant faire directement une mesure de force (ou plutôt de couple, car je pense que c'est de cela qu'il s'agit, non ?). Tu prends un ressort de raideur connue, tu le fixes à l'extrémité de ta porte et tu tires dessus de manière à ce qu'il soit perpendiculaire à ta porte. Dès que la porte commence à bouger, tu as vaincu les frottements. Tu notes à ce moment l'allongement de ton ressort, et tu en déduis la force. Ça marche aussi avec une ficelle, une poulie et des masses marquées.

Ton moteur ne te servira pas qu'à vaincre les frottements, mais aussi à accélérer la porte. Il faut donc que tu fasses un calcul en dynamique en te fixant à l'avance un temps d'ouverture acceptable. Si ton moteur ne fait que vaincre tout juste les frottements, ta porte mettra plusieurs dizaines de secondes à s'ouvrir.

Enfin, histoire d'aller plus loin, connais-tu la différence entre frottement statique et frottement dynamique ? Entre frottement sec et frottement fluide ?

[invitecd71f435]

Merci pour tout, tes infos m'ont été très utile, je compte faire un système "Standard" et permettre ainsi d'adapter le système d'ouverture de porte à toute porte standard. Je pensais que me baser sur l'étude d'une seule porte sans prendre en considération les normes et les moyennes des portes standard serait mal vu, vu que l'on doit raisonner comme des ingénieurs. Mais je vais comme tu m'as dis. En revanche je ne connais pas les deux différences que tu as évoqués dans ton message, de quoi s'agit-il ?

[phuphus]

Bonsoir,

ok, je vois maintenant un peu mieux le truc.

Faire une mesure sur une porte en particulier te permet d'avoir des données de départ, mais cela ne t'empêche à aucun moment d'envisager un système "standard". Ce système standard n'implique pas forcément une étude purement théorique.

Ce que tu dois faire, c'est te fixer un premier cahier des charges succinct comprenant, entre autres, le temps d'ouverture de ta porte. En fonction des dimensions et des matériaux, tu évalues ensuite la plage d'inerties que ton moteur aura à mouvoir. Tu rajoutes par dessus cela les frottements (évalués sur une porte "kivabien", avec un coefficient de sécurité), et ça te donne une première idée de la puissance du moteur. Ce n'est qu'après ce premier jet que tu sauras à quoi t'engage ton système standard (je ne développe pas plus, les possibilités une fois que tu auras atteint ce stade sont tellement vastes qu'il est impossible de toute les mettre ici). Il se peut que tu te rendes compte que devant l'inertie de la porte, les frottements jouent pour très peu.

Tu prends une planche, tu poses dessus un palet. Tu inclines peu à peu la planche, les frottements empêchent le palet de glisser : tant qu'il n'y a pas de mouvement, ce sont des frottements statiques. Dès que la planche a atteint un angle critique, le palet se met à glisser, mais est toujours soumis à des frottements. Comme il y a mouvement du palet sur la planche, on a des frottements dynamiques. Si jamais tu contre-bascule très légèrement la planche alors que le palet glisse, il ne s'arrête pas pour autant : le coefficient de frottement dynamique est plus faible que le coefficient de frottement statique, et il faut pas mal contre-basculer la planche pour que le palet s'arrête. Avec la méthode décrite plus haut, la porte commencera à décrocher lorsque les frottements statiques seront vaincus, mais dès que la porte aura commencer à bouger on passera en frottements dynamiques et la coefficient de frottement diminuera un peu. La méthode évalue donc les frottements statiques, et il faut que tu aies conscience que dès que la porte bouge le coef de frottement diminue légèrement.

Je reprendre l'exemple du palet sur la planche. Un frottement sec est une force de frottement qui dépendra uniquement du poids du palet. Donc quand le palet glisse, qu'il glisse lentement ou rapidement la force de frottement reste constante. Un frottement fluide est une force résistante proportionnelle à la vitesse : plus le palet va vite, plus la force de frottement est grande. C'est par exemple le cas lorsque tu déplaces ta main dans une bassine d'eau. On trouve aussi des forces de frottements en v^2 (traînée), et je suppose que dans certains cas une modélisation polynomiale des frottements doit être judicieuse.

Entre une porte qui frotte et le sol, c'est plutôt du frottement sec, donc tu n'as pas besoin de la vitesse de ta porte.

[A voir en vidéo sur Futura]