Rédigé par   : FONGHO ERIC SINCLAIR

TANGZONG TCHIO RODRIGUE TABOUGUIA SIMO RAOUL LANDRY

PEGOUNG THIERRY Étudiants en 3ème année de la Faculté de génie industriel

Enseignant

Dr. BITONDO DIEUDONNE

Table des matières

République du Cameroun Republic of Cameroon

Paix – Travail – Patrie Peace – Work – Fatherland

UNIVERSITE DE DOUALA THE UNIVERSITY OF DOUALA

FACULTE DE GENIE INDUSTRIEL INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY

Tél: (237) 33 01 41 30 /31 www.fgi-ud.com B.P. 2701 Douala, Cameroun

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Tél: (237) 33 01 41 30 /31 www.fgi-ud.com B.P. 2701 Douala, Cameroun

EXPOSE

LES VIBRATIONS

Année académique 2010/2011

INTRODUCTION

I. DEFINITIONS ET GENERALITES

II. CONSEQUENCES ET IMPACTS

1 CONSEQUENCES ET IMPACTS SUR L’ENVIRONEMENT

2 CONSEQUENCES ET IMPACTS SUR LA SANTE

III. MESURES DE PROTECTIONS

IV. ROLES POTENTIELS

CONCLUSION

Introduction

Les vibrations sont presque omniprésentes dans la plupart des systèmes qui nous entourent : les systèmes mécaniques, les systèmes électriques, la terre, pour ne citer que ceux là. Les vibrations ont des origines diverses, et de nombreuses conséquences parfois utiles car nous permettent par exemple de déceler les pannes dans les systèmes mécaniques ; parfois néfastes car réduisent la durée de vie de ces systèmes et dans les cas extrêmes, peuvent endommager ou même provoquer des défaillances catastrophiques. Il est donc important pour nous futurs ingénieurs d’étudier les vibrations afin de pouvoir donner leurs inconvénients, avantages, les réduire et les contrôler. Pour ce faire nous essayerons tout d’abord de définir les vibrations ensuite leurs conséquences et impacts, notre rôle potentiel sur la question

I. DEFINITION ET GENERALITES De1.1. Description

I .1 DEFINITION

Une vibration est le mouvement d’un système dont chaque particule ou élément va et vient périodiquement autour d’une position d’équilibre. Toute fois cette définition peut évoluer selon que l’on se trouve dans un domaine.par exemple :

En physique variation répétitive et alternative d’une fréquence (les ondes électromagnétiques)

En mécanique choc mécanique ou tremblement des produits causé par un appareil (les vibrations d’un marteau-piqueur)

En musique variation rapide de la fréquence de quelque chose (une chanteuse dont la voix est animée de vibrations)

I.2 GENERALITES

Une vibration peut être générée par tout objet effectuant des mouvements continus, répétitifs ou non comme des outils, des engins roulants ou des machines tournantes. Elle peut aussi provenir d’un choc plus ou moins important comme les seismes.Leur propagation est fonction de leur nature et la nature du milieu où elle se propage.Une vibration est caractérisée par :

Sa fréquence :La fréquence correspond au nombre d’oscillations ou va-et-vient que l’objet

effectue pendant une seconde. Son symbole est ‘’ f ’’. La fréquence est exprimée en Hertz (Hz).Exemple : Une presse qui génère 3 chocs pendant une seconde. Fréquence de la vibration : f = 3/1 = 3 Hz.

Son amplitude :L’amplitude est la distance comprise entre les positions extrêmes entre

lesquelles se déplace l’objet vibrant. L’amplitude est exprimée en mètre (m).Exemple : Un conducteur de chariot élévateur peut être exposé à une vibration avec une amplitude de 10cm quand il traverse un terrain accidenté.

Son accélération :L’accélération se calcule en fonction de l’amplitude et de la fréquence du

mouvement d’oscillation. Elle évolue proportionnellement avec ces deux facteurs. L’accélération est exprimée en m/s2.Exemple : Une meuleuse peut générer des vibrations avec une accélération de l’ordre de 7,5 m/s2.

Ses directions de propagation :

L’accélération des mouvements d’oscillation est mesurée dans les trois dimensions.Exemple : Chez les conducteurs d’engins, les vibrations se transmettent principalement dans la direction verticale « z ».

Pour mieux étudier les vibrations il est important de maitriser ces caractéristiques.

Les vibrations se propagent sous forme d’ondes c’est pour cette raison que pour mieux les étudier ont les défini par une équation aux dérivées partielles appelée équation de D’ALEMBERT ou équation d’onde ou encore appelée équation de propagation donnée par 

1.2. In

Où S est une fonction du temps et de position et désigne généralement l’énergie transportée et

∆ s=∂2 S∂ x2 + ∂2 S

∂ y2 + ∂2 S∂ z2 .

II. CONSEQUENCES ET IMPACTS

II.1 CONSEQUENCES ET IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT

Les conséquences et impacts des vibrations sur l’environnement sont diverses. Nous vous citerons quelques exemples pour vous montrez toute l’importance de les étudier afin de pouvoir les contrôler, les prévenir, les réduire.

Les séismes  résultent du relâchement brutal de contraintes dans la croûte terrestre, qui provoque des vibrations légères ou fortes à la surface du sol ; conséquences destructions des villes, tsunamis, des populations décimées .Le séisme le plus grave de ces dernières années a fait 750 000 victimes à Tangshan, en Chine, en 1976.

Dans l’industrie certains objets tournant (moteurs, roue, pales de turbine...) peuvent en fonctionnement normal, ou détérioré générer des vibrations

∆ s− 1V 2

∂2 s∂ t2 = 0

désagréables pour l'oreille ou l'organisme, ou dangereuses pour la machine elle-même. Ce sur quoi nous nous attarderons dans le paragraphe suivant.

II.2 CONSEQUENCES ET IMPACT SUR LA SANTE

Les études montrent que les travailleurs soumis à des vibrations du corps entier (essentiellement les conducteurs) souffrent plus de douleurs lombaires et de sciatiques que les autres salariés. Une exposition régulière et fréquente aux vibrations à des niveaux importants sur plusieurs mois ou années peut occasionner des lésions aux vertèbres et aux disques de la colonne vertébrale.Le risque de souffrir du dos augmente avec la durée d’exposition à des niveaux élevés de vibrations. Si une personne commence à souffrir du dos, l’exposition aux vibrations accentue la douleur.Effets possibles sur la santé à court terme

· Inconfort· Diminution/perte de la coordination oculo-manuelle (dextérité)· Fatigue visuelle

Symptômes· Gênes dans l’exécution du travail· Problèmes lombaires· Douleurs aux cervicales et épaules· Désordres digestifs· Stress

Effets possibles sur la santé à long terme· Hernies discales (surtout chez les conducteurs)· Problèmes ostéoarticulaires au niveau de la colonne lombaire· Problèmes gastro-intestinaux

Une exposition régulière et fréquente à un outil de travail hautement vibrant expose les mains et les bras des travailleurs à des troubles chroniques connus sous le nom de « syndrome des vibrations ».Les symptômes se traduisent souvent par une douleur et une gêne fonctionnelle de la main et/ou des articulations du bras. La gêne fonctionnelle de la main et/ou du bras constitue un facteur de risque supplémentaire dans l’apparition des accidents du travail.

Effets possibles sur la santé à court terme· Engourdissement des doigts

· Diminution de la dextéritéSymptômes

· Troubles ostéoarticulaires : douleurs des mains et/ou des bras, limitations des mouvements

· Troubles vasculaires : phénomène du doigt blanc (syndrome de Raynaud) ; apparait lors d’activités dans une ambiance froide

· Troubles neurologiques : moindre sensation du toucher et de la perception du chaud et du froid, picotements, engourdissements, perte de la dextéritéEffets possibles sur la santé à long termeLa pathologie dépend des fréquences des vibrations des machines utilisées :

· Machines engendrant des vibrations basses fréquences (< 60 Hz)- Troubles ostéoarticulaires (arthrose) des épaules, coudes et poignets- Maladie de Kienböck ou de Kohler : arthrose/nécrose du poignet

· Machines engendrant des vibrations moyennes fréquences (60-200 Hz)- Syndrome de Raynaud : blanchissement des doigts

· Machines engendrant des vibrations hautes fréquences (> 200 Hz)- Troubles neurologiques des mains : paresthésies, picotements, engourdissements, perte

III MESURES DE PROTECTIONS

D’apres ce qui a été cite comme consequences et impacts des vibrations sur l’environnement et sur la santé il est important de se protéger contre celles-ci.

La premiere mesure de protection est la prévention : etre capable de prevenir les seismes ;sensibiliser les humains sur les risques que courent notre environnement nous y compris lorsqu’ils sont exposés aux vibrations.

Conseils pour diminuer l’exposition des travailleurs aux vibrations Volet organisationnel

· Informer et former les travailleurs aux procédures de travail· Modifier les méthodes et horaires de travail (temps de pause sans exposition aux vibrations, alterner les postes de travail)· Garantir une maintenance régulière du matériel utilisé· Adapter les engins et outils en fonction du poids et de la taille de travailleurs (réglage du siège, position adaptée…)· Adapter la vitesse des engins roulants en fonction de l’état du sol· Éviter le travail en ambiance froide· Vérifier le gonflage des pneumatiques des engins roulants

Volet technique

· Intégrer l’aspect « faible émission de vibrations » pour les achats d’outils et d’engins· Équiper les outils existants de poignées « anti-vibratiles » (meuleuses, marteaux piqueurs…)· Insérer des « plots anti-vibratiles » entre les machines et le sol pour éviter la propagation des vibrations par le sol· Porter des gants pour les tâches réalisées avec un outil tenu à la main (le froid amplifie l’aspect nocif des vibrations), et porter des gants anti-vibratiles · Entretenir les sols où roulent les engins (éviter les trous)· Équiper les engins roulants de sièges à suspension réglable (un siège mal réglé peut amplifier les vibrations au lieu de les diminuer)

IV. ROLES POTENTIELS

Les vibrations sont d’origines diverses et omniprésentes dans notre environnement avec des conséquences et des impacts néfastes et parfois utiles sur celle-ci. Notre rôle futur ingénieur sera :

D’étudier les vibrations afin de les réduire, les contrôler, les prévenir. De sensibiliser notre entourage sur les risques que court notre

environnement en s’exposant aux vibrations

CONCLUSION

Les vibrations sont présentes dans tout notre entourage et ont des conséquences qui poussent à s’attarder sur leur étude. Compte tenu du fait que les vibrations peuvent parfois s’avérer utiles pour l’homme notamment pour certaines applications dans le génie civil, il apparaît important de s’investir dans la maîtrise des vibrations afin de pouvoir en même temps les utiliser en notre faveur et aussi les prévenir, les contrôler ou les réduire pour finalement créer un milieu bénéficiant des avantages tels que : la santé des employés, la longue durée de vie des équipements et autres. Toutefois, nous remarquons que de plus en plus la majorité des entreprises s’intéressent à la question des vibrations même s’il faut reconnaître que beaucoup reste à faire.

BIBLIOGRAPHIE

M. G_eradin, D. Rixen, Théorie des vibrations, Masson, 1996.D.J. Inman, Engineering vibration, Prentice-Hall, 1996.S.S. Rao, Mechanical vibration, Addison-Wesley, 1995.Luc Jaouen, Vibrations des milieux discrets et continus, Version datée du 19 avril 2005.Division de la sante du travail du Luxembourg, Exposition des travailleurs aux vibrations. Association internationale de la sécurité social(1989) , Les vibrations aux postes de travail ,Paris, INRS, 48p.