Journal Un peu de méca : mesurer un module de Young avec son smartphone

Posté par . Licence CC by-sa
44
21
sept.
2016

Cher journal,
J’ai publié cette semaine ma première appli Android chez le grand Satan Google. Bien entendu, cette application est libre (sous licence GNU GPL v3) et peut fonctionner sous votre GNU/Linux préféré en natif. Le nom de cette application est pyRFDA.

Il s’agit d’une application au design plutôt minimaliste, mais pourvues de fonctionnalités maximisées. Elle permet de mesurer les modules d’élasticité des matériaux en analysant le son émis par ces matériaux lorsqu’ils subissent un choc. Vous trouverez plus d’info sur cette technique originale de caractérisation sur la page Wikipédia Impulse Excitation Technique. Le dessin ci‐dessous montre le montage qu’il est nécessaire de mettre en œuvre.

Montage

D’un point de vue technique, j’ai réalisé cette appli avec le framework kivy, ce qui permet de développer du multi‐plate‐forme (iOS, Android & [GNU/]Linux) en Python ! Du coup, si vous allez sur la page GitLab dédiée à ce projet et si vous installez kivy et son jardin, vous pourrez utiliser cette appli directos sur votre GNU/linux préféré.

Bien à toi,

omc.

  • # mouais

    Posté par . Évalué à -10.

    A part 3 enseignants dans le domaine, tu peux intéresser qui ?

    J'imagine qu'il doit y avoir plein d'application pratique d'un tel logiciel. Mais dans ce cas, tu dois masquer un peu toute la partie théorique, scientifique, pour mettre en avant l'usage et application du bousin.

    Au minimum, tu ne devrais pas commencer la présentation par un texte qui ne peut être compris que par des experts du secteurs.

    "La première sécurité est la liberté"

    • [^] # Re: mouais

      Posté par . Évalué à 7.

      A part 3 enseignants dans le domaine, tu peux intéresser qui ?

      Marc Dorcel a passé commande de 50 unités pour les ingénieurs qualités de ses chaînes de production.

    • [^] # Re: mouais

      Posté par . Évalué à 10.

      Bonjour,
      je ne prétends pas faire un blockbuster avec cette application.

      Au minimum, tu ne devrais pas commencer la présentation par un texte qui ne peut être compris que par des experts du secteurs.

      J'ai mis dans le titre "un peu de méca", histoire d'annoncer la couleur…

      • [^] # Re: mouais

        Posté par . Évalué à -10.

        Je parle du texte de présentation du logiciel lui-même sur google play.

        J'imagine qu'il doit y a avoir des applications autre que simplement faire des démonstrations en laboratoire, non ?

        "La première sécurité est la liberté"

        • [^] # Re: mouais

          Posté par . Évalué à 8.

          Welcome to the android version of pyrfda !!!

          The Resonant Frequency Damping Analysis (RFDA) is a smart method to measure the elasticity of brittle materials such as Young's modulus and shear modulus. The RFDA method uses the sound produced by the natural vibrations of an impacted piece of material to evaluate its elasticity properties. To promote bending or torsion modes, the sample, the impactor and the microphone must be placed at right places. Some pictures are embedded in this software to help in implementing the experimental protocol.

          The RFDA method is also known as "Impulse Excitation Technique". To get more informations, you can visit the Wikipedia page about this method : https://en.wikipedia.org/wiki/Impulse_excitation_technique

          This software is distributed under the free GNU-GPL v3 license. The original artworks are distributed under the Creative commons license (BY NC SA). Copyright 2016-2020, Damien André. My homepage is http://www.unilim.fr/pages_perso/damien.andre/

          Il l'a fait, non ?

          • [^] # Pourquoi cassant ?

            Posté par (page perso) . Évalué à 4.

            « […] measure the elasticity of brittle materials […] »

            Et je ne parle pas de la remarque sur la présentation, mais du terme « brittle » ? Pourquoi cette méthode ne marcherait pas sur des matériaux ductiles, des métaux par exemple ? La page wikipedia ne l'explicite pas.

    • [^] # Re: mouais

      Posté par . Évalué à 10.

      Je ne travaille pas vraiment dans le domaine mais je suis mécanicien. Je trouve ta réflexion "A part 3 enseignants dans le domaine …" vraiment peu accueillante pour les non-ingénieur info. Il y a beaucoup de geek en méca, l'existence de softs comme FreeCAD, Code-Aster, … devrait t'en persuader !

      On a tout de même le droit de présenter des choses que tu ne maîtrises pas, non ?

      Pour info, le module Young pour la méca, c'est un peu comme une boucle en info, c'est la base de la base, l'hypothèse la plus simpliste pour représenter le lien entre la force et la déformation des solides. Il serait vraiment stupide de le décrire en détail ici alors que c'est fait sur wikipedia, quelle valeur ajoutée, il y aurait il ?

      Il donne toutes les clefs pour que tu puisses comprendre. Le premier lien wikipedia te permet d'aller voir ce que représente le module de Young et le deuxième la théorie qu'il a utilisé pour relier le module de Young à la fréquence d'un signal audio produit par une poutre impactée par un marteau.

      Honnêtement, je vois pas ce qu'il peut faire de plus. Chaque ingénieur qui cherche a dimensionner une structure commencera quasi-systématiquement par utiliser cette notion. Donc non, cela ne concerne pas 3 profs, mais des millions de personnes.

      Si tu avais pris une heure de lecture tu aurais été capable de voir tout le potentiel de sa méthode.

      Après je pourrais passer des heures à expliquer en quoi cette méthode est une vision simpliste des choses et t'expliquer comment généraliser tout cela à des cas plus compliqués mais à quoi bon, tu n'es visiblement pas intéressé par ce qu'il présente.

      Du coup, pourquoi poster ce commentaire ?

      En tout cas, je remercie l'auteur d'avoir implémenté cette méthode et montré qu'un simple téléphone pouvait devenir un outil de mesure performant.

      • [^] # Re: mouais

        Posté par . Évalué à -8.

        "Il donne toutes les clefs pour que tu puisses comprendre. Le premier lien wikipedia te permet d'aller voir ce que représente le module de Young et le deuxième la théorie qu'il a utilisé pour relier le module de Young à la fréquence d'un signal audio produit par une poutre impactée par un marteau."

        Je crois que tu n'as pas compris du tout ce que je voulais dire. Tu me proposes plus de sciences, quand j'en demande moins.

        Je travaille dans une boite qui fait des simulateurs de tout et n'importe quoi : électrique, fluide, explosion, magnétique, thermique, mécanique. Tout ça doit être relier ensemble faire des simulations (genre voiture hybride: avec meca, batterie, moteur, elec de puissance, logiciel). Crois-tu qu'il existe un seul expert qui maîtrise la science de tous ses domaines ?

        Non, cela n'existe pas. Il faut donc masquer la complexité pour pouvoir bosser.

        Ma critique concernant le fait de parler de théorie scientifique en premier, au lieu de parler d'application pratique que presque n'importe qui pourrait comprendre. En faisant ainsi, il limite énormément le public potentiel de son outil, qui pourrait même être utilisé par des bricoleurs du dimanche, pourquoi pas.

        "La première sécurité est la liberté"

        • [^] # Re: mouais

          Posté par . Évalué à 10.

          Non,je pense t'avoir bien compris.

          Il explique qu'il propose un outil qui peut mesure un module de Young grâce à la propagation des ondes sonores dans un matériau, ceci n'a aucun intérêt pour celui qui n'a pas besoin de mesurer le module de Young. Celui qu a un matériau élastique et veut avoir une idée du module de Young autrement qu'en allant questionner une base de donnée, saura qu'il a besoin de faire un essai mécanique, il saura donc exploiter cette application et trouvera son explication tout à fait claire. Ce n'est pas ton cas, d'accord.

          Ce que j'essaye de t'expliquer, c'est que tu n'es pas en mesure de savoir si sa cible et sa contextualisation sont bonnes car tu n'as pas le savoir et surtout que tu n'as pas été intéressé pour aller lire afin de comprendre si c'est adapté ou pas.

          Un mécanicien te dit, ce qu'il propose est très clair et est une contribution intéressante à la mécanique des matériaux libre.

          Nous ne sommes pas sur un site exclusivement dédié à l'informatique. Le libre est vaste et la motivation de ses acteurs à exposer leurs travaux devrait être un peu plus respecté.

          Tu pourrais par exemple dire ce que tu n'as pas compris après lecture des liens qu'il a mis, cela permettrait peut être de l'aider à rajouter de la contextualisation. Pour moi ce n'est pas nécessaire mais je ne suis pas exactement le néophyte de base en méca.

          • [^] # Re: mouais

            Posté par . Évalué à -10.

            Je crois surtout que tu n'as absolument rien compris de mon point de vue.

            C'est très rare qu'un outil se limite à un cas d'usage ultra spécifique que comprennent uniquement les bac+5 du secteur. Mais j'ai l'impression que tu n'arrives même pas à le concevoir. Tu n'arrives même pas à faire la différence entre la théorie et son application.

            "La première sécurité est la liberté"

            • [^] # Re: mouais

              Posté par . Évalué à 10.

              Si, si, je le conçois.

              J'ai encore le droit de penser que tu as tort sur ce sujet et que cela ne concerne que les gens qui savent ce qu'est un module de Young et qui auront besoin de l'utiliser, non ?

              Pour ta gouverne, des premières technologiques en France savent ce que c'est, je pense donc que ce n'est pas limité à un BAC+5 on est là à BAC-2. Je pense qu'il sauront aussi en cas de besoin lire et faire le lien avec leurs cours (même si la dynamique n'est pas abordée au Lycée). Ceci dit, il est fort peu probable que quelqu'un dont le niveau est inférieur à un BAC+2 s'intéresse à mesurer un module de Young.

              Tu dis que c'est rare d'avoir des outils qui se limitent à ça, perso, j'ai participé à l'écriture de Codes qui n'intéressent que les post-BAC+5 faisant de la recherche. Je ne perdrais donc pas de temps à vulgariser à quoi sert ces logiciels pour madame Michu. C'est mon droit et c'est aussi le sien. Après c'est un soft libre si tu te sens l'âme d'un vulgarisateur en méca, fais toi plaisir, mais n'imposes pas au gens de le faire.

              J'imagine bien un gars qui vient demander qu'est que c'est de la RAM sur la LKML, en parodiant ta logique, je pense qu'il serait très bien reçu. Maintenant, dis toi que ton approche c'est à peu prêt la même chose pour nous mécaniciens et tu verras que cela n'a pas forcément beaucoup de sens …

              • [^] # Re: mouais

                Posté par . Évalué à -10.

                On parle d'un logiciel publié sur google play et tu compares cela à la LKML ?!

                "La première sécurité est la liberté"

            • [^] # Re: mouais

              Posté par . Évalué à 4.

              C'est très rare qu'un outil se limite à un cas d'usage ultra spécifique

              C'est vrai.
              Mais c'est déjà bien.
              On parle de Google Play, la plupart des applis n'ont aucune utilité pratique sans aucun cas d'usage même ultra-spécifique.
              Ça remonte le niveau quoi !

              Yth, pfff…

        • [^] # Re: mouais

          Posté par . Évalué à 10.

          Ma critique concernant le fait de parler de théorie scientifique en premier, au lieu de parler d'application pratique que presque n'importe qui pourrait comprendre. En faisant ainsi, il limite énormément le public potentiel de son outil, qui pourrait même être utilisé par des bricoleurs du dimanche, pourquoi pas.

          Je voudrais faire le parallèle entre la critique que tu fais et la manière dont tu l'exprimes.

          Si je te comprends correctement, tu trouves l'application intéressante et tu penses qu'elle gagnerait à être présentée différemment, notamment en évitant une première phrase que tu juges rebutante pour le quidam.

          Pour formuler cette critique aimable, la première phrase de ton message est :

          A part 3 enseignants dans le domaine, tu peux intéresser qui ?

          En voici une remarque cinglante, amenée sans précaution ! Elle conduit le lecteur à imaginer une personne désagréable et énervée derrière son clavier. Il est alors difficile de prendre avec bienveillance les propos qui vont suivre.

          En conclusion je trouve que ta critique est intéressante mais qu'elle aurait beaucoup plus d'effet si elle s'appliquait à elle-même. ;-)

          • [^] # Re: mouais

            Posté par . Évalué à -10.

            Le gâchis cela a tendance à m'énerver :)

            "La première sécurité est la liberté"

            • [^] # Re: mouais

              Posté par . Évalué à 10. Dernière modification le 21/09/16 à 13:58.

              Où vois-tu du gâchis ? À titre personnel cette application ne me sera d'aucune utilité, mais de ce que je comprends du journal - et il me semble clair sur ce point là - c'est qu'il présente une application permettant de transformer son smartphone en instrument de mesure. En dehors des personnes qui sauront quoi faire de la mesure obtenue (i.e les mécaniciens), quel peut être le public cible ? Et pour eux, d'après leurs commentaires, le contenu du journal semble assez clair.

              Que voulais-tu qu'il fasse : un présentation de l'utilité pratique de déterminer l'élasticité des matériaux ? Son objectif semble plutôt avoir été : vous êtes mécanicien, il vous arrive d'avoir besoin de connaître l'élasticité des matériaux que vous utilisez ? Alors j'ai une solution pour vous : transformez votre smartphone en instrument de mesure grâce à mon application, et si vous voulez vous pouvez aussi l'installer sur votre PC en suivant la procédure décrite en fin de journal. Je me répète, mais où est le gâchis ?

              Sapere aude ! Aie le courage de te servir de ton propre entendement. Voilà la devise des Lumières.

              • [^] # Re: mouais

                Posté par . Évalué à -6.

                J'ai sans doute cru à tord, que ce genre de mesure pouvait être utile en cas de construction de structure métallique. Et que donc l'utilité, allait au-delà de l'ingénieur méca.

                "La première sécurité est la liberté"

                • [^] # Re: mouais

                  Posté par . Évalué à 5.

                  construction de structure métallique

                  Oui et non, lorsque l'on achète une poutre en métal, on achète une nuance de matériaux dont on connaît le module de Young (entre autres), il n'y a donc pas besoin de le caractériser …

                  C'est lorsque l'on veut le déterminer que l'application devient intéressante et ce sujet sera abordé tard dans les études. À partir de l'école d'ingénieur ou en L3 …

            • [^] # Re: mouais

              Posté par . Évalué à 6.

              S'il a passer moins de temps à coder l'application que le temps/argent que cette application aura permis de gagner, alors ce n'est pas du gachis. Sans même parler des coûts/gains annexes, comme le niveau en programmation gagné par l'auteur, les nouvelles connaissances sur la mécanique acquisses par les lecteurs linuxfriens ou le temps à écrire des commentaires sur la pertinance d'une application.

              • [^] # Re: mouais

                Posté par . Évalué à -7.

                Et si avec 30% de boulot en plus, il multiplie son audience par 10. Est-ce vu comme du gachis ?

                "La première sécurité est la liberté"

  • # Version pour WindowsPhone

    Posté par . Évalué à 4. Dernière modification le 21/09/16 à 11:12.

    Tu as prévu une version pour WindowsPhone? Je suis intéressé.
    Ce n'est pas une blague. Je n'ai que ça sous la main et pas l'intention de passer à Androïd.
    Alors en attendant de pouvoir me payer un UbuntuPhone……

  • # Merci

    Posté par . Évalué à 10.

    Je suis enseignant en Physique et Chimie. Et cela pourrait me servir pour mes Terminale STI2D. J'envoie le lien aux collègues de Techno aussi.

    Si l'on peut se dispenser de matériel lourd, propriétaire, au moins en partie, ça va. Et encore, les cartes d'acquisition et autres ont des performances suffisantes pour nous. Par contre, les logiciels sont datés, rarement mis à jour, sauf éventuellement les pilotes.
    Et dans le cas présent, le lycée dispose d'une seule machine pour ce genre de test. Quant aux manipulations avec des dynamomètres, elles ont leur intérêt pédagogique mais on est limités sur le choix des matériaux utilisés.

    Je ne sais pas si nous l'utiliserons, mais je sais que ça pourrait nous être utile donc je testerai ça.

    Les TP de mécanique avec utilisation des capteurs des smartphone sont un truc qui est en plein boom, ce n'est pas pour rien. Et les logiciels libres sont plus bienvenus que les freewares propriétaires aux versions complètes payantes.
    D'ailleurs, pour tracer un spectre audio, hors ultra-sons, le logiciel Oscilloscope présente sur Fdroid, ou Audacity sur PC, suffisent dans de nombreux cas.

    Et à l'avenir qui dit que des tablettes équipées correctement, quitte à payer une petite licence pour soutenir un éditeur qui développerait un logiciel libre et le mettrait à jour régulièrement, ne pourraient pas remplacer des PC et surtout du matériel lourd dans nombre de situations ?

    Donc le public existe, et même si 3 - 3 000 plutôt ? - profs sont une niche, ils cherchent des solutions face au manque de moyens d'un côté, et à gagner plus de souplesse de l'autre.

    Sur PC, ça s'interface avec quoi ? Je préfère attendre un tar.gz qui contiennent un exécutable ou un rpm pour ma distribution (Fedora) que d'installer des packages hors distro.

    • [^] # Re: Merci

      Posté par . Évalué à 2.

      Je serais curieux de savoir comment vous l'introduisez car l'utilisation de cette méthode nécessite de connaître à minima le PFD et de projeter l'axe de la sollicitation, je serais bien incapable de l'expliquer avec des concepts de terminal !

    • [^] # Re: Merci

      Posté par . Évalué à 2.

      Salut,
      Merci de ton intérêt :) !

      Sur PC, ça s'interface avec quoi ? Je préfère attendre un tar.gz qui contiennent un exécutable ou un rpm pour ma distribution (Fedora) que d'installer des packages hors distro.

      Je vais faire une version 'light' qui sera très facile à installer sur du linux et du windows.

    • [^] # Re: Merci

      Posté par . Évalué à 2.

      Je suis également enseignant en physique-chimie, mais pas en STI2D. Je ne me servirai certainement jamais de ce logiciel, mais je suis le troisième "enseignant dans le domaine" donc le contrat est d'ores et déjà rempli.

      Bravo au développeur, pour plusieurs raisons :
      - il présente une utilisation « à bon escient » du smartphone (tablette) dans l'enseignement.
      - un logiciel libre de plus dans l'enseignement, c'est toujours une bonne nouvelle (réduction des coûts mais pas que…)
      - on en a marre des logiciels/matériels propriétaires à degré zéro d'interopérabilité !
      - c'est un bel exemple d'utilisation de Python/Kivy. Comme Python est de plus en plus utilisé (en prépa, mais aussi en ISN, en maths…), on espère voir d'autres initiatives de ce genre.

      A propos du "grand Satan google", pyrfda aurait sa place sur F-droid…

      En tout cas, merci pour cette initiative.

  • # Precision, toussa...

    Posté par . Évalué à 7.

    Quelle precision peut on esperer ? Quel avantage par rapport a regarder la valeur tabulee dans un bouquin pour un materiau donné, est ce plus precis ? Bref, quand est-ce que je peux esperer que ca m'est utile ?

    Je ne comprends en fait pas bien. Si c'est un objet complexe non homogene, le module de Young n'a pas trop de sens. Et si c'est un objet de construction simple, comme une plaque de metal ou un morceau de bois, je vais probablement trouver dans la litterature une valeur assez precise debruitee de toutes les erreurs de mesures.

    Par exemple, toi, tu comptes l'utiliser comment ?

    • [^] # Re: Precision, toussa...

      Posté par . Évalué à 10.

      Salut,

      Quelle precision peut on esperer ?

      Ça dépend de plein de trucs : la qualité de ton micro, de la précision de tes moyens de mesure etc, etc…. mais avec les moyens du bord (pied à coulisse + balance précise au gramme + micro du smartphone) j'arrive à être précis à 1GPa (essais effectués sur de l'aluminium AU4G).

      Quel avantage par rapport a regarder la valeur tabulee dans un bouquin pour un materiau donné, est ce plus precis ? Bref, quand est-ce que je peux esperer que ca m'est utile ?

      Lorsque la valeur n'existe pas dans la littérature et que tu développes un nouveau matériaux (c'est très souvent dans le domaine des matériaux céramiques). Tu peux aussi utiliser cette méthode dans une chaîne de production pour vérifier que ta pièce ne comporte pas de défaut.

      Je ne comprends en fait pas bien. Si c'est un objet complexe non homogene, le module de Young n'a pas trop de sens.

      Le module de Young est une caractéristique du matériau même si celui-ci est hétérogène. La forme de la pièce ne rentre pas en ligne en compte.

      Par contre, le test RFDA n'est valable que pour des formes simples (plaques, cylindres et pastilles). Pour l'instant, je n'ai implémenté dans l'appli que le cas de la plaque. C'est un essai très robuste qui fait l’objet d'une norme ASTM depuis les années 70. Cet essai prend tout son sens dans le cas des matériaux fragiles (comme le verre) qui sont des matériaux très difficiles à soumettre à des essais mécanique (la pièce se rompt dans les mors ou sur les appuis).

  • # Merci pour ce soft

    Posté par . Évalué à 6. Dernière modification le 24/09/16 à 10:13.

    Merci pour cette application. Dans deux semaines, mon prochain projet pro me demande justement de réaliser le dimensionnement de structures comprenant du verre.

    Jusqu'à aujourd'hui, je ne m'étais jamais posé la question de la méthode de caractérisation du module de Young du verre, mais tu viens de me faire gagner une 1h de taff.

    Voilà, tous ça pour dire que oui ça intéresse plus que 3 pelés sur un forum.

    • [^] # Re: Merci pour ce soft

      Posté par . Évalué à 6.

      Bonjour, pourras-tu m'informer des valeurs que tu trouves et si elles te paraissent correctes ?
      J'en suis toujours à la phase de test… et plus j'aurais de retours (positifs ou négatifs) et plus vite je serais fixé sur les limites de cette appli. Mon mail est sur la page google play de l'appli.

      D'avance merci ! :)

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