Pressions élevées, températures extrêmes, tolérances étroites : avant l'utilisation de capteurs de pression dans des conditions réelles, STS simule leur résistance avec la méthode des éléments finis – pour une sécurité maximale, même en haute mer.
Simulation comme sécurité : pourquoi la FEA est indispensable
Dans les champs pétrolifères en mer, les conditions deviennent un véritable défi pour la technique de mesure. Des capteurs montés à plus de 2 000 mètres de profondeur doivent supporter en permanence des pressions supérieures à 200 bar – et cela de manière fiable, car une panne serait extrêmement coûteuse. C'est pourquoi STS utilise des simulations mécaniques avant même la fabrication ou l'installation réelle d'un capteur.
La méthode des éléments finis en pratique
Grâce à la méthode des éléments finis (MEF), le boîtier d'un capteur de pression est divisé en de petites parties pour calculer forces, contraintes et déformations. L'objectif est de simuler le comportement du composant sous des charges réelles – par exemple lors de pics de pression, comme en haute mer ou lors d'opérations de forage.
Pour les applications offshore, cela signifie concrètement : prévoir des pressions de 250 bar et plus, ainsi que des pressions de procédé supplémentaires. La MEF aide à sécuriser la conception à l'avance pour garantir la stabilité mécanique en tout temps.
Tests hyperbares pour validation
Après la simulation numérique, place au test en chambre de pression : des essais hyperbares où le boîtier est soumis à 1 500 bar, ce qui équivaut à une profondeur d'eau de 15 km. Cela permet de vérifier si la conception optimisée résiste aux charges.
La figure montre : aucune différence entre le boîtier avant et après le test – un indicateur d'excellence mécanique.
Autres exemples d'applications : température & basse pression
La MEF est également utile dans d'autres applications critiques :
- Capteurs de gaz d'échappement : La MEF permet d'étudier précisément la conception d'un capteur pour que plus de 150 °C n'affectent pas la cellule de mesure.
- Mesure de faible pression : En mbar, de petites déformations ou tensions peuvent entraîner des erreurs de mesure. Même les joints adhésifs entre la puce et le boîtier sont simulés pour éviter des erreurs dues à un couple de serrage incorrect lors de l'assemblage.
Conclusion : la simulation permet d'économiser – et de renforcer la sécurité
Grâce à la MEF, les capteurs peuvent être optimisés pour des conditions extrêmes. Cela permet d'économiser lors des essais, de réduire les pannes et d'accroître la sécurité dans des applications critiques. STS associe simulation et validation pratique – pour une mesure de pression qui tient ses promesses.
