Conception d’un contrepoids hydraulique pour l’élévation du couvercle d’une piscine

[HAL10]

Bonjour,

Dans un local très bien isolé de 13 m² (2,45 m x 5,30 m ; hauteur = 2,95 m), il s’agit de construire, de mur à mur, une mini piscine de rééducation hors sol en inox.
Ses dimensions : 2,15 m x 3 m ; margelle périphérique de 15 cm ; hauteur = 1,30 m ; profondeur de l’eau = 1,20 m, maintenue à 35°C.

Isolation thermique de la piscine :
− sol : 20 cm de verre expansé sous dalle béton de 20 cm,
− parois : 30 cm de laine de roche semi rigide,
− couvercle reposant sur la margelle périphérique : 8 cm de polystyrène extrudé, 1 cm d’aggloméré, cadre UPN en inox, joint d’étanchéité périphérique en caoutchouc, finition des 2 faces = « linoléum » en vinyle.

Le problème est de mécaniser l’élévation et l’abaissement de ce couvercle : plateau mesurant 2,45 m x 3,25 m et pesant 112 kg. Course de 135 cm.

La solution projetée consiste à recourir à un contrepoids métallique suspendu à 4 câbles dans le local technique adjacent. Le mouvement, transmis grâce à des poulies, serait actionné de la façon suivante (voir le plan ci-joint) :

1) Montée du couvercle : Quand j’entre dans le local, j’actionne brièvement une électrovanne de sorte que l’eau de la piscine véhiculée par le circuit de filtration soit déviée dans le contrepoids (qui serait donc un réservoir) via un tuyau flexible, de sorte qu’ainsi alourdi, il descende, faisant monter le couvercle.

2) Descente du couvercle : Quand je quitte le local, j’actionne brièvement une autre électrovanne, de sorte que le réservoir du contrepoids et tous les tuyaux soient vidangés, par gravité, et que le contrepoids, ainsi allégé, remonte, faisant descendre le couvercle, pendant que l’eau ainsi libérée s’écoulerait dans la piscine (ou dans le tout-à-l’égout).

Si la solution est pertinente, il me reste à régler quelques détails de physique que je ne parviens pas à résoudre seul.

Questions :
Pour obtenir un mouvement qui ne soit ni trop lent ni trop rapide, en tenant compte du poids relatif du couvercle et du contrepoids, ainsi que de la résistance du système (câbles et poulies) :
1) Quel doit être le poids du contrepoids (en tout cas inférieur à celui du couvercle) ?
2) Quel doit être le nombre de litres d’eau à apporter ?
3) Quels câbles utiliser (diamètre et qualité) ? Et quel système d’attache ?
4) Quelles poulies utiliser (type et dimensions) ?
5) Quelles électrovannes utiliser ? De quel fabricant ?
6) Faut-il prévoir un trop plein (pour ne pas bloquer la pompe) ?
7) Quelle forme et quelles dimensions donner à ce contrepoids/réservoir ?
8) Cette solution vous semble-t-elle valide en termes de sécurité (rupture simultanée de 2 câbles, vidange accidentelle) ?
9) Sinon quelle sécurité prévoir ? Un mécanisme du type ceinture de sécurité ?

Merci pour vos contributions.
Dans l’attente de vous lire.
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[HAL10]

Objectifs :
1) Limiter la déperdition de chaleur au maximum quand le bassin n'est pas utilisé.
2) Éviter les problèmes d'humidité que causerait une évaporation excessive.

[HAL10]

Perspective et coupe du couvercle ci-jointes.

[HAL10]

Pour limiter l'évaporation (que je souhaite annuler), on recourt souvent aux bâches à bulles.
Le problème est que je suis incapable de manipuler une bâche à bulles (tendons des doigts et de bras hyper fragiles).

Par ailleurs, mon kiné m’a fait remarquer qu’à l’usage, sa bâche à bulles ne couvre l’eau qu’imparfaitement et que l’eau passée dessus lors des manipulations s’évapore et refroidit celle du dessous. De plus, l’évaporation n’est pas seule en cause. L’isolation joue aussi un grand rôle. L’économie est maximale quand on ferme le « thermos » hermétiquement.
D’où l’idée.

Autre motivation :
Si j’ai opté pour une piscine en inox, c’est pour éviter le liner en polyester et l’époxy dans les joints des mosaïques, c’est-à-dire toute source de toxines, sachant qu’une eau maintenue à 35°C, ça fait que les plastiques infusent, pendant que moi, à raison de 3 x 1 heure par jour (1000 heures pas an), je ne veux pas que ma peau absorbe cette infusion, obsédé que je suis envers toute forme d’intoxication depuis que c’en est une qui m’a rendu handicapé à 80 %.
C’est pourquoi je vois d’un mauvais œil le contact d’une bâche à bulles avec l’eau.

C’est aussi pourquoi j’ai banni tout traitement chimique de l’eau (j’ai opté pour l’UBO : http://www.ultra-bio-ozone.com/trait...u-piscine-.php).

Pour chauffer l'eau de façon plus économique, on m'a aussi conseillé une petite pompe à chaleur, mais un plombier me l’avait déconseillée pour plusieurs raisons convaincantes (que j’aurais dû noter), du moins dans mon cas (je ne peux la placer en extérieur et j'ai un très faible besoin de maintient en température). Je vais l’appeler pour lui demander de me les rappeler (c’était très technique). Je me retrouve donc avec un réchauffeur électrique de 3 kW (http://www.europoolshop.com/contents/fr/p2.html) et un gros souci d’isolation.

Est-ce que ça tient la route ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Bounoume]

bonjour Hal,
pour le moment il y a encore davantage d'inconnues à ton problème:
QUI va réaliser le montage?
Toi, si ton handicap le permet?
Un professionnel? alors qui sera le maître d'oeuvre?

Supposons que tu puisses le réaliser ou en diriger directement la réalisation.
Avant de demander aux Modérateurs de déplacer en Technologie (c'est de la MECANIQUE et de la physique appliquée)
voici quelque remarques:


2) Quel doit être le nombre de litres d’eau à apporter ?
choix empirique: 100 à 120 litres (le poids du couvercle!)
dimensions si parallélogramme: l =0 cm x L=10 cm x H=100 cm

1) Quel doit être le poids du contrepoids (en tout cas inférieur à celui du couvercle) ?
suffit qu'il contienne suffisamment d'eau et que la tôle soit pas trop fine
3) Quels câbles utiliser (diamètre et qualité) ? Et quel système d’attache ?
ça, c'est le fournisseur qui doit garantir la résistance de rupture de ses câbles!!!!
auparavant tu définis ta marge de sécurité (2 fois la charge réelle ... ou plus le pense....)
4) Quelles poulies utiliser (type et dimensions) ?
pareil, c'est le fournisseur de matériel industriel qui vend le matériel conforme à tes spécifications. Là aussi c'est la charge de rupture qui compte...

5) Quelles électrovannes utiliser ? De quel fabricant ?
idem...
6) Faut-il prévoir un trop plein (pour ne pas bloquer la pompe) ?
plutôt un interrupteur de niveau (qui bloque la vanne de remplissage quant il y a suffisamment d'eau dans le réservoir)
7) Quelle forme et quelles dimensions donner à ce contrepoids/réservoir ?
en fait, quelconque ou presque: pour des questions de stabilité je le préfère allongé
8) Cette solution vous semble-t-elle valide en termes de sécurité (rupture simultanée de 2 câbles, vidange accidentelle) ?
bôf.....
en tout cas ton plan a un gros défaut: les 4 câbles sont attachés en 2 groupes distincts au réservoir.
La moindre dissymétrie des attaches ou des frottements fera que les 2 côtés (droit/gauche) ne se déplaceront pas exactement pareil
le couvercle montera/descendra de travers et a toutes chances de se côïncer!!!
Faut absolument que les 4 câbles aboutissent au même point de fixation au sommet du réservoir.
9) Sinon quelle sécurité prévoir ? Un mécanisme du type ceinture de sécurité ?
bôf....


Perso, je te propose autre chose:
couvercle basculant, relevé par un petit treuil électrique. Y en a de pas chers, de force 100 kg ou 200 kg.
Ils sont sûrs car équipés d'un frein électro-magnétique (panne de courant: blocage sûr)
Faut chiader un peu la position de l'axe par rapport au plan d'étanchéité couvercle fermé, et disposer de 2 contacteurs de fin de course.

Pour la sécurité contre manoeuvre intempestive: simple verrou à tirer sur le côté du couvercle, qui l'empêche de re-basculer quant vous êtes dans l'eau.

[HAL10]

Bonsoir Bounoume,
Merci beaucoup, je vais étudier de près ta réponse demain matin.

Le problème avec le couvercle basculant, c’est qu’il s’agit d’un bassin hors sol haut de 1,30 m que le couvercle a une largeur de 2,45 m et une épaisseur de 10 cm, Au total, le couvercle une fois basculé (relevé), il me faudrait donc une hauteur sous plafond de :
1,30 + 2,45 + 0,10 = 3,85 m.
Or, je ne dispose que d’une hauteur sous plafond de 2,85 m.
Manque 1 m.

J’ai aussi pensé à deux moitiés, avec deux treuils, mais l’étanchéité devient si hasardeuse que c’est quasi impossible. Pire encore si le couvercle se replie sur lui-même en deux moitiés.

4 vérins, c’est aussi un problème (répartiteur de pression pour les synchroniser et étanchéité à l’eau au niveau des margelles.

Un palan au plafond, ce n’est sérieux qu’avec 4 câbles, mais je n’ai pas la hauteur suffisante et la sécurité est hasardeuse.

A la place de l’hydraulique, j’ai aussi pensé à un contrepoids plus lourd que le couvercle, mais soulevé par un treuil. Si le câble du treuil lâche, le contrepoids descend et le couvercle monte. Reste le risque que deux câbles lâchent côté couvercle, mais je peux les doubler, avec poulies doubles. Pour que 4 câbles lâchent en même temps, faut autant de malchance que pour voir la terre tomber dans le soleil.

Ce qui me plaît dans mon système hydraulique, c’est l’absence de motorisation (donc d’entretien et de remplacement) et de consommation.

[HAL10]

J’ai enfin pensé à une vis sans fin tout le long du mur, mais les renforts nécessaires, l’étanchéité vapeur du local et l’étanchéité à l’eau pose problème au niveau des margelles. Ce serait possible si j’avais plus de largeur (avec 4 piliers).

Pour les personnes intéressées par ces différentes solutions, j’ai fait de très bonnes découvertes et je peux vous envoyer les informations.

[HAL10]

Je te répondrai en détail demain, après réflexion.

Bonne soirée.

[Jaunin]

Bonjour, HAL10,
Juste quelque petite questions :
Vos poutres IPN sur lesquelles vous fixez les roulettes pour lever le couvercle, sont-elles déjà en place.
Votre dessin du cadre du couvercle #3 est bien fermé sur les 4 cotés , c'est juste pour voir l'intérieur.
Quel est le poids de la matière dans le couvercle.
Cordialement.
Jaunin__

[HAL10]

Bonjour Jaunin,

Les poutres IPN sur lesquelles je compte fixer les poulies ne sont pas encore achetées.
Si la solution se révèle être bonne, je prévois de les sceller dans les murs.

Le cadre du couvercle doit bien être clos sur ses 4 côtés par des poutrelles UPN et, en effet, je l’avais dessiné ainsi, en coupe, pour montrer l’intérieur. Voici le dessin corrigé.

Tu me demandes le poids des matières et merci beaucoup, parce qu’en m’obligeant à être précis, j’arrive au double du poids annoncé ! Voici le détail.

Poutres UPN en INOX 304L :
Hauteur âme = 100 mm ; épaisseur âme = 5 mm ; largeur semelle = 50 mm
Masse = 8,42 kg/m
Longueur totale : 11,5 m
Poids : 96,83 kg
plus 4 points d’attache, soudure et roulettes
moins les coins coupés à 45°
Total < 95 kg

Panneaux aggloméré hydrofuge 250 x 125 x 10 :
Densité : 2,233 kg/m²
Surface 230 x 335 = 7,705 m²
Total : 7,705 m² x 2 = 15,41 m²
Poids : 34,41 kg

Revêtement de sol en vinyle 2,9 mm :
Densité : 2,285 kg/m²
Surface = 15,41 m²
Poids : 35,21 kg

STYRODUR 3035 CN ép. 60 mm :
Densité : 30 kg/m³
Surface : 15,41 m² ; volume : 0,9246 m³
Poids : 27,74 kg

Colle et silicone : 3 kg

Poids total du couvercle : 195,36 kg, arrondi à 200 kg.
Ajouter le poids des câbles, des attaches, du contrepoids, des tuyaux et de l’eau : 250 kg
Total en suspension : 450 kg répartis entre 8 poulies.
Poids par poulie : 56,25 kg + résistances et mouvement >> 100 kg.
Total : 100 kg x 8 = 800 kg.
Avec marge de sécurité : 1 tonne.
Mais je ne suis pas ingénieur…
Mon calcul est-il valable ?

[HAL10]

Bonjour Bounoume,
Le couvercle et le contrepoids seront réalisés par le ferronnier qui réalisera le bassin en inox.
Les poutres IPN seront scellées dans les murs par un maçon.
La plomberie sera réalisée par un plombier.
L’électricité, par un électricien.
Les diverses manutentions seront effectuées par des amis.
Le tout sous ma direction et sous ma seule responsabilité (je suis donc le maître d'œuvre).

Pour le nombre de litres d’eau à apporter, l’idéal serait de limiter les résistances du système de sorte que le minimum d’eau entre en jeu. J’avais misé sur un contrepoids qui pèserait 50 kg de moins que le couvercle, espérant que cela suffise pour faire descendre le couvercle quand le contrepoids est vide. J’envisage de procéder par tâtonnement, avec un contrepoids ne pesant que 25 kg de moins que le couvercle et en ajoutant des poids aux extrémités jusqu’à obtenir une bonne réponse.

Sur la base d’une différence de 50 kg, pour faire monter le couvercle, il faudrait :
50 kg (équilibre) + 50 kg (bascule) = 100 litres,
donc en effet 120 de contenance pour être sûr, comme tu le confirmes.

Sachant qu’un m³ d’eau = 1000 litres, les dimensions d’un parallélogramme d’une contenance de 120 litres seraient de : 1 m x 1 m x 0,12 m ou de 3 m x 0,20 cm x 0,20 m.
Or, j’ai dessiné le fond en trapèze (voir plan) pour que l’eau serve à équilibrer l’ensemble et pour que la vidange puisse se faire complètement. Comme la hauteur et la longueur ne peuvent respectivement dépasser 3 m et 20 cm, je dois élargir à 25 cm.

OK pour les 4 câbles à utiliser (diamètre et qualité) ! J’indiquerai au fabricant qu’ils doivent supporter en permanent un total d’une tonne, multipliée par deux par mesure de sécurité, soit 500 kg par câble.

Pour les 8 poulies, les seules qui supportent une forte charge et exercent un minimum de résistance sont les poulies à rouleaux + billes (latérales). J’ai appris qu’un « renvoi » avec angle de 90° (comme ici) avait un coefficient de charge de 140 %. Or, en comptant 2 tonnes, cela fait du 200 %.

J’avais prévu un trop plein pour ne pas bloquer la pompe, mais tu me proposes plutôt un interrupteur de niveau. Veux-tu dire avec un flotteur comme dans une chasse d’eau ?
Cela impliquerait que l’électrovanne actionnée pour le remplissage soit commandée depuis mon interrupteur ET depuis le contacteur de ce dispositif. Il me semble que cela complique l’installation par rapport à ma solution de trop-plein (simple tuyau flexible).
>> Ai-je tort ?

Une de tes critiques me met en alerte. La moindre dissymétrie des attaches ou des frottements ferait que le contrepoids ne se déplace pas horizontalement, donc le couvercle non plus, avec en outre le risque que ça coince. J’avais pensé pouvoir corriger avec des tendeurs et des poids répartis sur le contrepoids lors de la finition, pour parfaire la balance, mais ton idée de faire aboutir les 4 câbles au centre de gravité du réservoir me paraît sensée. Cela nécessite sans doute de prévoir que les attaches des 4 poulies côté contrepoids soient mobiles, façon accastillage. L’ennui, c’est que cette mobilité entraînerait éventuellement des frictions au niveau des tubes en inox prévus pour le passage des murs. Je ne sais qu’en penser, car les câbles étant sans cesse en tension, ces tubes pourraient être calés et scellés dans le mur après mise en tension du système et non avant.

Comme vanne 3 voies motorisée, j’ai trouvé ceci : http://www.nantalo.com/vanne-motoris...s#.VQbTuo4-Z9g

Question sécurité, un mécanisme du type ceinture de sécurité serait valable en cas de rupture de simultanée de 2 câbles, mais pas en cas de vidange accidentelle, car la remontée serait lente et identique au mouvement normal qu’il ne faut pas empêcher.

J’avais pensé à considérer le mouvement du contrepoids comme celui d’une sorte de porte qui descendrait dans un rail jusqu’à venir se verrouiller dans une gâche électrique que l’on puisse ouvrir ensuite de la même façon qu’on déclenche l’ouverture d’une porte d’entrée depuis l’interphone. Qui dit mieux ?

[HAL10]

J’avais aussi pensé à une solution de type cric losange (avec vis sans fin motorisée) ou élévateur à double ciseaux (hydraulique). Mais ce n’est pas très joli et je ne vois pas qui peut m’en fabriquer une paire synchronisée sur mesure.

[Bounoume]

bonsoir Hal; ami jaunin je suis heureux que tu participes à ce projet, et te confie le témoin, car c'est toi qui as nettement les compétences en mécanique.

Pour ce qui est du détecteur de trop-plein (détecteur de niveau) c'est vraiment un truc simple, peu coûteux et fiable.Il y en a de multiples modèles (voir par exemple chez conrad.com)
A condition de choisir le bon modèle (tension, pouvoir de coupure) et de le positionner dans le bon sens (vers le haut /ou le bas) il suffit de le monter en série dans le circuit de commande de l'électro-vanne pour arrêter le remplissage quand c'est le moment.


Question de la forme du réservoir, abandonne ton joli trapèze: un peu compliqué à fabriquer, et sans intérêt dans la mesure où j'ai pu
te convaincre de relier les 4 câbles au même point (le barycentre de la section horizontale) du réservoir-contrepoids.
Enfin pour le réglage fin de l'horizontalité du couvercle, je pense plutôt à 4 'tendeurs à lanterne' amarrés au plus près du barycentre de la section horizontale du réservoir-contrepoids dont je te parle plus haut.
http://www.levac.fr/produits/webcata...resistance.htm

maintenant à toi ,ami jaunin
cordialement
hp

[invite728b013d]

Déplacé en "Technologie" où le doublon sera supprimé. Pour la modération Cram 64.

[Jaunin]

Bonjour, Bounoume,
Heu, non,non, vos idée seront toujours les bienvenues, je voulais simuler le cadre de fermeture pour voir sa déformation une fois en l'air, car en place il sera soutenu sur toute sa surface.
Je ne vous remplace surtout pas, car vous en avez déjà dit beaucoup.
Cordialement.
Janin__

[Sanglo]

Bonjour à tous,

La piscine est hors sol.
Dès lors, pourquoi ne pas utiliser un volet roulant motorisé ?

C'est juste une idée en passant mais ça me semble beaucoup plus simple comme solution.

A++

[invite01fb7c33]

Les tuyaux souples du contrepoids finirons bien par casser, avec un risque de descente non maitrisé du couvercle.
Tout le système se trouve en environnement humide et donc exposé à une corrosion accélérée. Comme pour le tuyau, il faudra une maintenance préventive pour garantir la sécurité.
Le local semble isolé du point de vue thermique jusqu'au plafond, donc le volet roulant peut suffire et ne pas présenter de danger. Ce sera aussi moins couteux.

[HAL10]

Bonjour Sanglo, Bonjour Fabang,
Merci de votre aide.

J’avais pensé au volet roulant motorisé, dont les dispositions possibles sont variées, mais aucune ne satisfait à ma situation pour les raisons suivantes :
1) Manque de place (pas de place du tout).
2) Système non étanche (souci de minimiser la perte de calories et l’humidité ambiante).
3) Très faible isolation thermique (souci de minimiser et non simplement de réduire la perte de calories).
4) L’eau est en contact avec le plastic qui, à 35°C, infuse, à la longue, libérant des molécules que la peau absorbe à raison de 3 h/j, soit 1000 heures par an (échaudé moi-même, j’ai un souci d’atoxicité maximale).

Je dois admettre que si un thermicien me disait que mon perfectionnisme me conduit à dépenser une fortune pour gagner des centimes, j’opterais pour le volet roulant motorisé (qui est très loin d’être bon marché : 4 à 5000 € si je ne me trompe), quitte à l’imaginer fixé au mur (comme les rouleaux de Sopalin). Mais que feriez-vous si votre médecin vous prescrivait un bol de décoction de polyester 3 fois par jour et à vie (sachant qu’aucun émonctoire ne peut éliminer ce puissant cancérigène) ?

Je n’ai pas pensé que le tuyau souple puisse finir par casser (même si l’eau ne comporte ni chlore ni rien d’autre). Or, si je persistais dans ce projet, il faut bien que ce tuyau soit souple (désormais unique, en l’absence de trop-plein). Il faut aussi qu’il supporte de rapides variations de température (de la température ambiante à 35°C). Dès lors, en quelle matière devrais-je le choisir ? Pourquoi pas en inox comme certains tuyaux utilisés pour les capteurs solaires ? Droit ou spiralé ? De quel diamètre pour une pompe tournant à 4 m³/h (j’avais prévu 50 mm) ?

De toute façon cela ajoute en effet un risque de descente non maitrisée du couvercle.
Comment s’en prémunir ? Comme déjà dit, j’avais pensé considérer le mouvement du contrepoids comme celui d’une sorte de porte qui descendrait dans un rail jusqu’à venir se verrouiller dans une gâche électrique pour porte coulissante (contact stationnaire + auto-rupteur) que l’on puisse ouvrir ensuite de la même façon qu’on déclenche l’ouverture d’une porte d’entrée depuis l’interphone.
>> Est-ce valable ?

Nouveau concept (pour moi) : la sécurité ne se limite pas au dispositif ; encore faut-il concevoir une procédure de maintenance préventive de tout le système pour garantir la sécurité : câbles, poulies, tuyaux, fixations, frottements, hygiène…

Bonjour Bounoume,
Un grand merci pour ces contributions utiles.

L’idée du détecteur de niveau d’eau me paraît excellente, car avec mon idée de trop-plein (pour éviter de bloquer la pompe), je devrais attendre que le couvercle soit entièrement monté pour commander la fermeture de la vanne, c’est-à-dire plus de 100 secondes (à 4 m³/h), alors qu’avec ta solution, il me suffit de commander son ouverture, le détecteur déclenchant automatiquement la fermeture. Trois fois par jour tous les jours et à vie, c’est un vrai confort (36.500 minutes de gagnées en 10 ans = 608 h = 18 semaines de 35 h = 4 mois ; au SMIC, cela représente 5830,08 €, plus d’un an de RSA ou une bonne voiture d’occasion). Merci pour le cadeau !

Chez Conrad, j’ai trouvé divers types de détecteurs de niveau d’eau. Je ne parviens pas à reconnaître les modèles correspondant à tes spécifications (tension, pouvoir de coupure, à monter en série dans le circuit de commande). Peux-tu m’aider à choisir le bon dans la liste suivante :
http://www.conrad.com/ce/fr/Search.h...=mainSearchBar

Un problème similaire :
Pour déclencher la descente du couvercle, mon idée est d’actionner une électrovanne 2 voies située en aval, de sorte que son ouverture vidange entièrement le réservoir et les tuyaux (absence d’eau stagnante, donc de développement microbien), l’eau libérée retournant dans la piscine. Or, après la vidange complète, il me faut commander la fermeture de cette vanne, de sorte que le prochain remplissage puisse se faire. Cela signifie que je dois attendre cette vidange complète avant de pouvoir fermer cette vanne, soit environ 2 minutes (imagine en 10 ans…).
>> Existe-t-il des détecteurs de vidange permettant d’automatiser la fermeture de la vanne ? Si oui, comment se nomment-ils ?

Un détail non résolu :
Sur mon plan, le tuyau de vidange retourne directement à la piscine, mais au-dessus du niveau de l’eau. Est-ce une erreur ou est-ce indifférent ? Ne vaut-il pas mieux qu’il débouche sous le niveau de l’eau, en cohérence avec l’objectif d’étanchéité assigné au couvercle ? Un second critère est le souci de limiter la remontée de vapeur dans le réservoir (donc le développement microbien), quoiqu’il y aurait remontée de vapeur dans les deux cas (peut-être plus dans un cas que dans l’autre). Dès lors, pour maintenir le réservoir à sec, pratiquer une ouverture sur le dessus du réservoir-contrepoids permettrait à cette vapeur de s’échapper, ceci sachant que, de toute façon, le détecteur de niveau d’eau nécessite l’existence d’une trappe d’accès (en cas de panne) et pas forcément étanche. Cette trappe comporterait donc un trou. Du coup, pour respecter l’étanchéité qu’assure le couvercle, il FAUT que le tuyau de vidange débouche plus bas que le niveau d’eau du bassin. Le raisonnement est-il correct ?

Forme du réservoir :
Mon trapèze avait deux fonctions :
1) contribuer à l’équilibre (l’aplomb) de l’ensemble,
2) permettre une vidange complète (point crucial, donc forme obligée, me dis-je >> Est-ce à tort ?).

Pour sa fabrication (par le ferronnier réalisant la piscine, le couvercle et le séchoir corporel décrit ici : http://forums.futura-sciences.com/ha...-corporel.html),
je comptais fixer les points d’attache sur une poutrelle UPE en inox de 25 cm de large x 3 m = 61 kg et y faire souder deux plaques trapézoïdales (ou en arc de cercle) + une plaque de fond percée au centre pour l’arrivée et l’évacuation de l’eau. Cela ne me semble pas beaucoup plus compliqué que la fabrication d’un parallélogramme (de toute façon sur mesure).

Pour être complètement convaincu de relier les 4 câbles au barycentre du contrepoids, je dois encore te soumettre une solution qui me semble plus stable. Ce qui t’a fait réagir concernant le risque de dissymétrie, c’était de voir sur mon plan que les 4 câbles étaient attachés en 2 groupes distincts au réservoir. Or, ma première idée fut de disposer ces 4 câbles à équidistance les uns des autres (voir sur les plans ci-joints à quels points d’attache cela correspond sur le couvercle). Je les ai ensuite groupés par deux pour m’éviter deux trous dans le mur (critère sans importance).
>> Qu’en pensez-vous ?

Merci beaucoup pour les tendeurs à lanterne amarrés au plus près du contrepoids !

Une question de cinétique :
Le couvercle s’arrête de descendre du fait qu’il vient se poser sur la margelle périphérique. Une fois posé, il libère les câbles et les poulies de son poids.
Comme je n’ai rien prévu pour arrêter la course du contrepoids, les crochets viendraient « agresser » les poulies (côté couvercle) et le contrepoids ne cesserait de peser. Il me faut donc ajouter deux butées :
>> fixées au mur ou au sol ?
>> espacées ou rapprochées ?
>> avec amortisseur ?
>> ressort ou caoutchouc ?

Erratum (avis à Jaunin) : pour le cadre du couvercle, je parlais de poutrelles UPN, il fallait lire UPE ou UAP (c’est-à-dire à ailes parallèles). Et je ne sais à qui les commander au prix où l’achètent les ferronniers.

[Jaunin]

Bonjour HAL10,
Oui, effectivement

(c’est-à-dire à ailes parallèles).

Je crois que l'inox ne va être bon marché et il faut être sûr de trouver les dimension que vous avez besoin.

Information sur la qualité :
http://www.pxprecimet.ch/data/docume...te-alliage.pdf

Pour information :

http://www.metalsdistribution.ch/f/0...ud/unp_uap.htm

http://space-inox.com/pdf/tu.pdf

http://www.bene-inox.com/profile-u-inox-304-7265/

http://www.serto-bel.hr/inox-sipke-i...p-profili.html

Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Poids total du couvercle : 195,36 kg, arrondi à 200 kg.
Ajouter le poids des câbles, des attaches, du contrepoids, des tuyaux et de l’eau : 250 kg
Total en suspension : 450 kg répartis entre 8 poulies.
Poids par poulie : 56,25 kg + résistances et mouvement >> 100 kg.
Total : 100 kg x 8 = 800 kg.
Avec marge de sécurité : 1 tonne.
Mais je ne suis pas ingénieur…
Mon calcul est-il valable ?

Je n'ai pas bien compris ce poids total.
Pour moi la charge du cadre serait de ~1000 [N] de matières isolantes plus le poids propre en inox du cadre ou bien il y a quelque chose que je n'ai pas compris.

[Jaunin]

Pour la charge du cadre avec sont poids propre j'ai une déformation de 0.4[mm] et une contrainte de 36.0[MPa] aux points d'attache des câbles.

[HAL10]

Bonjour Jaunin,
D’abord merci pour cette document technique.
J’ai prix le temps de l’examiner.

Concernant mon calcul du poids du couvercle (détail ci-dessus),
je suis arrivé à un poids réel de 195.36 kg, arrondi à 200 kg.

Me demandant ensuite quel était le poids de l’ensemble,
j’ai ajouté le poids du contrepoids et de l’eau (250 kg)
+ celui des câbles, des attaches, des tuyaux >> 300 kg maxi.
Total en suspension : 500 kg maxi.
Comme ce poids est réparti entre 8 poulies,
cela donne un poids par poulie : 62,50 kg.
Me plaçant alors du point de vue de chaque poulie,
j’ai pris en compte le « renvoi » (angle de 90° formé par les câbles),
impliquant un coefficient de charge de 140 % (ce qui donne 87,50 kg par poulie),
puis j’ai envisagé les autres variables que sont :
les résistances éventuelles et les incidences du mouvement (+ les chocs éventuels).
N’ayant aucun moyen de calculer toutes ces variables
et préférant compter large pour la sécurité, j’ai arrondi à 100 kg par poulie.
Total : 100 kg x 8 poulies = 800 kg.
Avec encore une marge de sécurité, j’ai arrondi à 1 tonne.
Est-ce un mauvais calcul ?

Je ne pensais pas à la déformation. Comme quoi la physique ne s’aborde pas à la légère !
Ceci dit, 0,4 mm, ce n’est pas énorme. Et j’ai un caoutchouc périphérique de 2 cm d’épaisseur qui peut « amortir » cette déformation sans perte d’étanchéité.
Au fait, votre calcul de déformation tient-il compte de la température de l'eau située 10 cm plus bas (35°C) et du renfort que représente le sandwich lino/agglo/Styrodur/agglo/lino (0,3−1−6−1−0,3 cm) ?

Faut-il penser aussi à la déformation du contrepoids ? Je ne pense pas, vu qu’elle serait sans effets.

La contrainte de 36.0[MPa] aux points d'attache des câbles implique de visser/souder quels types d’attaches au couvercle et au contrepoids ?

Je cherche un moyen d’alléger le poids du couvercle (sur lequel on doit pouvoir marcher, ne serait-ce que pour repeindre le plafond ou vérifier les poulies).

On m’a dit que je pourrais remplacer le sandwich suivant :
lino/agglo/ polystyrène extrudé/agglo/lino
(0,3−1−6−1−0,3 cm)
avec cadre en UPE (UAP) de 5 mm d’épaisseur

par celui-ci :
peinture époxy/contreplaqué/polystyrène expansé/contreplaqué/peinture époxy (0−0,5−9−0,5−0 cm)
avec cadre en alu (3 x 10 cm)
ou en bois composite 10 x 10 cm (s’il est moins lourd et indéformable)
et avec profil U d’habillage en inox de 2 mm pour la finition périphérique (feuillard plié).

Cette solution serait plus légère et plus isolante (à calculer).
Qu’en pensez-vous ?

Question :
Quelle colle utiliser entre panneaux d’aggloméré et Styrodur et « lino » en vinyle ?
En quelle quantité ?

Merci de votre aide.

[Bounoume]

Je cherche un moyen d’alléger le poids du couvercle (sur lequel on doit pouvoir marcher, ne serait-ce que pour repeindre le plafond ou vérifier les poulies).

On m’a dit que je pourrais remplacer le sandwich suivant :
lino/agglo/ polystyrène extrudé/agglo/lino
(0,3−1−6−1−0,3 cm)
avec cadre en UPE (UAP) de 5 mm d’épaisseur

par celui-ci :
peinture époxy/contreplaqué/polystyrène expansé/contreplaqué/peinture époxy (0−0,5−9−0,5−0 cm)
avec cadre en alu (3 x 10 cm)
ou en bois composite 10 x 10 cm (s’il est moins lourd et indéformable)
et avec profil U d’habillage en inox de 2 mm pour la finition périphérique (feuillard plié).

Cette solution serait plus légère et plus isolante (à calculer).
Qu’en pensez-vous ?

Question :
Quelle colle utiliser entre panneaux d’aggloméré et Styrodur et « lino » en vinyle ?
En quelle quantité ?

Merci de votre aide.

à priori le contreplaqué sera moins lourd (épaisseur divisée par 2) mais bien plus résistant à la rupture;
pense à utiliser du 'contreplaqué marine' dont le liant résiste à l'humidité.

la colle: bêtement, une colle 'pour polystyrène', qui ne l'attaque pas (pas de solvant) mais c'est un genre de mastic difficile à aplatir;
pêrso je tenterais une colle à bois POLYURETHANNE, (colle pour milieux humides) beaucoup plus facile à étaler, et super tenace..
Sous réserve qu'elle n'abîme pas le polystyrène. Il suffit de tester sur un échantillon de polystyrène...


PS: au vu des interventions, pas sûr que le système hydraulique soit le + fiable dans le temps.
Je reprends l'idée du treuil:

dessin joint (si j'y arrive)




Pour ce qui est du verrouillage de sécurité, pourquoi pas un cinquième câble, accroché au-dessus du centre de gravité du panneau;
ce câble redescend (tiré par un petit contrepoids) dans le local technique ou même dans la pièce de la piscine.....
Une fois le couvercle en position haute, un cliquet mécanique tout bête l'empêche de redescendre.

A prévoir: commande moteur par relais, prenant en charge le cliquet, et des contacts de fin de course. De l'électro-mécanique très classique
Bonne soirée.

[invite69483f5c]

Bonsoir,

sur lequel on doit pouvoir marcher, ne serait-ce que pour repeindre le plafond ou vérifier les poulies)

Pour ce genre d'intervention, il existe les plateformes d'échafaudage qui font en standard 3m de long et qui peuvent être posées sur le couvercle.
Les peintres ont aussi des plateformes qui sont extensibles en longueur et qu'ils posent sur les marche de leurs escabeaux pour repeindre les plafonds.

Car même avec le cadre inox en alentour du toit et les contreplaqués de 1cm, perso, je n'irai pas au milieu du couvercle de peur de passer à travers.

Pour les points d'accrochage j'aurai essayé de les mettre sur les diagonales à la distance 1/4 de leurs longueurs à partir des extrémités. Tout cela pour répartir la charge.

Il est aussi facile de donner de la raideur à du contre-plaqué en collant sur ses faces de la fibre de verre.

Nota et pour info : le bout arrondi d'un rivet POP, ne traverse pas une épaisseur de contre-plaqué de 1cm lorsque l'on casse la pointe, c'est dire la résistance du contre-plaqué.

[HAL10]

Bonjour Djodjo,
Merci pour ta contribution.

Je ne suis ignorant en physique, mais j’ai eu la chance de découvrir l’un de ses aspects magiques insoupçonnés (faites l’essai, c’est ahurissant). Je parle de la rigidité absolue des panneaux sandwichs combinant deux peaux de contreplaqué (même très fines), une âme de polystyrène expansé (même de faible densité) et une colle polyuréthane nommée Sader CK ou « séka » ou « seca » (je ne sais comment cela s’écrit ; merci de me le dire si vous le savez).

Un ami en avait fait un produit aux applications multiples, jusqu’à des maisons et des entrepôts entiers (sans ossature bois ni autres apports). J’ai travaillé dans son usine et me suis ensuite confectionné un plancher avec des portées de 2,50 m (1 x 4 x 1 cm). La raison de ce phénomène tient au fait que le polystyrène est constitué de fibres croisées et qu’en flexion sur les deux faces du polystyrène, elles travaillent en sens contraire (extension et compression), ceci alors que l’aggloméré rompt de façon similaire au polystyrène. C’est si vrai que le lourd cadre en UPE (UAP) de 5 mm devient superflu, ainsi que la fibre de verre et l’apport de plateformes pour pouvoir marcher dessus sans crainte.

Sur ce sujet (allègement du couvercle), il me reste à savoir si un cadre en bois composite (9 x 9 cm) est plus léger et aussi rigide (indéformable) qu’en alu (3 x 10 cm), sachant que l’utilité de ce cadre est uniquement de servir à la fixation des attaches où doivent s’accrocher les câbles.

Enfin, dans l’hypothèse d’un tel sandwich (CP−PU−PS−PU−CP), si j’envisage une finition périphérique par profil U d’habillage en inox de 2 mm (feuillard plié en atelier), c’est pour une question de design, car la piscine est en inox et sa margelle (rebord), obtenue par pliage de l’inox, déborde de 10 cm sur la façade carrelée, en écho aux 10 cm du couvercle (voir coupe ci-jointe). Mais toute autre idée de design est la bienvenue.

L’idée de placer les points d'accrochage sur les diagonales pour répartir la charge est intéressante. Je crains cependant que cela ne m’oblige à structurer le plateau sandwich pour renforcer ces points, compliquant peut-être inutilement le travail.

Une question à Djodjo : pour quel usage m’as-tu parlé de rivets POP ?

Autres questions (proches du passage à l’acte) :
− Quel type de points d’accrochage utiliser et comment les fixer au cadre (en alu, en bois composite ou autre) ?
− Quel type de crochets fixer au bout des câbles ?
− Quel type de crochet fixer aux poutrelles IPN (et comment les y fixer) afin d’y suspendre les poulies ?

[HAL10]

Djodjo,
Pour profiter de ton idée de répartir la charge, ne pourrais-je placer les points d’attache au tiers et aux deux tiers de la longueur du cadre plutôt qu'aux 4 coins ?

[HAL10]

Bonjour Bounoume,
Merci de ta fidélité (ténacité), ça fait plaisir de voir progresser cette réflexion commune.

Contreplaqué marine, c’est noté.

Et je partage ta conclusion générale.
En effet, en récapitulant les questions restées en suspens, je me suis aperçu que mon système hydraulique comportait trop de contraintes :
− contrepoids-réservoir demandant un travail d’expert,
− onéreux car réalisé en inox (pour raisons d’hygiène),
− situé au dessus de la ligne d’eau de la piscine (pour vidange gravitaire),
− grand nombre de litres à détourner,
− temps de remplissage et de vidange longs,
− perçage de la paroi du bassin en inox et travail de plomberie,
− tuyau souple pouvant casser,
− électrovannes et détecteur de niveau + circuits électriques,
− risque de blocage de la pompe,
− problème d’horizontalité et risque de coinçage,
− nombreux tâtonnements nécessaires et aléas divers…

Je tends donc à opter pour une solution alternative, celle du treuil, en effet, mais légèrement différente de la tienne. Ma critique est la suivante.

Le treuil étant fixé au sol, si son câble casse, le couvercle tombe. Alors pourquoi ne pas fixer ce treuil lui-même à la poutre IPN où s’accrocheraient les poulies d’un contrepoids en béton, de sorte que, si ce câble casse, c’est le contrepoids qui tombe, faisant monter le couvercle, donc sans danger ?

Je vais en faire le plan et préciser le système, ainsi que les questions qui se posent.

[HAL10]

Solution treuil de levage + contrepoids :

1) Côté couvercle, tout reste identique à la solution hydraulique (avec couvercle allégé et points d’attache rapprochés).

2) Le contrepoids pourrait être en béton armé, moulé sous la forme d’un parallélépipède. Le poids du béton étant de 2350 kg/m³ (béton riche), il pourrait mesurer 10 cm x 1 m x 1 m et donc peser : 235 kg. Moins si possible, vu qu’on a bien allégé le couvercle (poids à calculer), le poids idéal du contrepoids restant à déterminer pour que le mouvement ne soit ni trop lent ni trop rapide. En tout cas plus lourd que le couvercle, mais de combien (en comptant les résistances) ?

3) Côté contrepoids, je conserve la poutre IPN à laquelle j’accroche 4 poulies façon accastillage, de manière à pouvoir accrocher tous les câbles à un seul anneau situé au barycentre du contrepoids (via les 4 tendeurs à lanterne). Cet anneau ne peut-il être d’emblée pris dans le béton lors du coulage ?

4) Au centre de la même poutre IPN, je fixe un treuil (ou un palan ?) dont le câble (ou la chaîne ?), simple ou double, serait aussi accroché(e) à cet anneau unique.

5) Au lieu de cet IPN, qui devrait courir de mur à mur de façon inesthétique, je pense en fait recourir à un portique solidement fixé au mur et constitué de 2 profilés à section carrée de 15 cm entre lesquels souder le profilé fourni avec le treuil, portique d’une largeur égale au plus large écartement des poulies (fixées au 1/3 et au 2/3 du couvercle), c’est-à-dire de 115 cm, le tout pouvant dès lors être caché par un habillage de placo ou de bois (150 x 20 cm, du sol au plafond, avec accès pour maintenance).

Fonctionnement :
− Pour monter le couvercle, je commande le treuil pour qu’il laisse descendre le contrepoids jusqu’à une butée amortissante (genre pneu). Ce lourd contrepoids reste donc la plupart du temps en l’air (hors utilisation du bassin). Est-ce un problème en termes de résistance des matériaux (poulies, palan, câbles, chaîne…) ?
− Pour descendre le couvercle, je commande le treuil pour qu’il remonte le contrepoids.
Dans les deux cas, l’effet de la commande est immédiat. C’est un confort.

Sécurité :
A) Si le câble/chaîne du treuil/palan casse, le contrepoids descend, faisant monter le couvercle.
B) Si un des 4 câbles se rompt, pas de problème, mais il reste le danger que deux câbles se rompent en même temps. Plutôt que de surdimensionner chaque câble et de rester confronté en principe au même risque, ne vaut-il pas mieux doubler chaque câble et opter pour des poulies doubles, de sorte que 2 ou 3 câbles puissent casser sans conséquences ? Faut-il alors 8 tendeurs à lanterne ? Cela suppose un gros anneau.
C) L’option du cinquième câble accroché au-dessus du barycentre du couvercle nécessite de renforcer ce centre, peut-être d’un cube de bois de 9 cm pris dans la colle PU. Si je t’ai bien compris, il descendrait tiré par la descente du couvercle et remontrait grâce à un petit contrepoids. Toutefois, je ne vois pas du tout à quoi ressemblent :
− le cliquet mécanique qui verrouillerait le couvercle en position haute,
− la commande moteur par relais prenant en charge le cliquet
− les contacts de fin de course.

Quel palan/treuil choisir ? De quelle capacité ? Ayant quelles caractéristiques ?
Je n’en ai aucune idée.

J’ai trouvé ceci : (trop volumineux)
http://www.gis-ag.ch/index.php?nav=4,31,168,112
et
http://www.gis-ag.ch/index.php?nav=4,31,67

Doc technique :
http://www.gis-ag.ch/docs/Betriebs_M...ice_GCH_II.pdf

http://www.gis-ag.ch/docs/Prospekte_...H_5000kg_F.pdf

Autre modèle :
http://www.gis-ag.ch/index.php?nav=4...&site=&lang=fr
et
http://www.gis-ag.ch/docs/Blaetterka...R/index.html#1

Concurrent :
http://www.solutionlevage.com/access...-a-500-kg.html

Mais encore :
http://www.solutionlevage.com/treuil...et-0-5-t.html#

Et ceci :
http://www.naturabuy.fr/TREUIL-PALAN...m-1263876.html

ou :
http://www.aerospeed-outils.com/pala...ble-18-m-.html

ou :
http://www.leroymerlin.fr/v3/p/produ...tion-technique

Remarque :
Dans tous les cas, les fiches techniques déconseillent à l’usager de se placer sous la charge.

Systèmes antichute :
http://www.solutionlevage.com/equipe...tomatique.html

http://www.solutionlevage.com/antich...gueur-2-m.html

Question :
Qu’est-ce qu’un « cône d’attache » ? Pourquoi pas un simple anneau ?

[invite69483f5c]

Bonsoir,


Rivet POP ? Perso, je pensais que passer à travers du contre-plaqué était relativement facile, car l'enfoncement d'une pointe ne demande pas un gros effort.
Lors d'un bricolage, j'ai eu à fixer des affaires sur le dessus d'un plancher contre-plaqué dont je ne pouvais avoir accès à la face inférieure qu'après un long démontage. J'ai eu l'idée du rivet POP, mais je doutais de la résistance du fait que l'on fait un trou pour poser le rivet et que l'élargissement du fût du rivet n'est pas énorme lorsqu'on tire sur la pointe du rivet.
J'ai donc fait un essai et j'ai vu que le contreplaqué de 1cm résistait bien à la traction de la pince à rivet. Conclusion aux points d'ancrage du contre-plaqué, il n'y a pas l'utilité de mettre de grande plaque anti-perforation.

Mettre les points d'accrochage sur les diagonales doit permettre de répartir le poids du couvercle en même temps dans le sens de la longueur et de la largeur.
Si le sandwich a une très grande raideur, cette proposition ne sert à rien.

[HAL10]

Bonsoir,
Je comprends mieux.
Merci pour ces explications.
Que penses-tu de l’évolution de ce projet ?
Il va dans le bon sens ?