Penon — phase de banc
Documentation technique
Principe, variantes, banc, mesures et mécanique de Penon — travail en cours.
Penon est un anémomètre de tête de mât sans aucune pièce mobile. Le vent se lit dans la manière dont il perturbe un champ ultrasonore entre des transducteurs fixes ; une centrale inertielle corrige la mesure du mouvement du bateau. Le projet en est à la phase de banc : la physique est mesurée avant que quoi que ce soit ne soit figé.
Le principe
- Rien qui bouge. Pas de coupelles, pas de girouette, pas de roulement : des transducteurs fixes et un champ ultrasonore. Rien à gripper, rien à user.
- Une mesure réciproque. Le milieu s’annule, il reste le vent.
- Le mouvement corrigé. Une tête de mât bouge — roulis, tangage, accélération. La centrale inertielle embarquée corrige la mesure en temps réel : ce qui arrive au barreur est le vent, pas le mouvement du bateau.
Deux pistes
| Piste | Ce qui est publié |
|---|---|
| Temps de vol | Une première version, explorée le 26 août 2026. |
| Résonance | Une cavité formée de deux disques, sondes montées à fleur du disque bas, disque haut en réflecteur. C’est la piste actuellement au banc. |
Le banc
Le projet s’ouvre à l’établi, pas à l’eau. La cavité passe d’abord sous la mesure : fréquence de résonance, facteur de qualité, pente de phase.
Le montage tient sur une plaque d’essai, de l’émission à la réception : balayage en fréquence autour de 40 kHz, signal reçu relevé à l’oscilloscope, puis un étage d’amplification à ampli-op ajouté à la chaîne (18 septembre).
Les mesures
Premiers résultats sur la cavité aluminium :
| Grandeur | Mesure | Note |
|---|---|---|
| Fréquence de résonance | 39,7 kHz | 2 octobre |
| Facteur de qualité Q | 287 | dix fois l’hypothèse de travail |
| Distance mécanique | retrouvée par l’écart entre modes | sans aucun paramètre ajusté |
| Amplitude hors résonance | prédite par la lorentzienne à 2 % près | |
| Dérive thermique | 75 Hz/°C mesurés, 70 Hz/°C prévus | 4 octobre, sans paramètre ajusté |
La dérive thermique a été enregistrée sur une nuit, sans intervention mécanique. Les résidus tombent au niveau du plancher du banc : la relation est expliquée jusqu’à ce que l’instrument sait résoudre.
La mécanique
Les deux disques de la cavité sont usinés dans l’aluminium, puis assemblés sur entretoises.
| Étape | Date | Ce qui change |
|---|---|---|
| Disques usinés | 30 sept. | Les deux disques usinés et percés en aluminium sur fraiseuse CNC |
| Caisse assemblée | 2 oct. | Entretoises en place, vis au pourtour, ouvertures des sondes dégagées |
Usinage des disques
Les deux plaques se forent ensemble, empilées dans le gabarit, pour un alignement parfait ; le Z0 ne change pas pour l’ouverture des transducteurs. Une fois les trous M2.5 faits, la pile se fixe au martyr par des vis, en plus du double face.
Modèle 3D
Fichiers publiés
Les programmes CNC de la variante résonance V2 sont publiés tels quels, signés avec la clé de publication Tadorne et horodatés par FreeTSA (RFC 3161), sous licence CERN-OHL-S v2 :
- Gabarit dans le martyr — signature, horodatage
- Perçage des deux plaques — signature, horodatage
- Fraisage de la plaque basse — signature, horodatage
- Texte de la licence, avis de publication
Vérification de la clé : tadorne.org/verify.
L’horizon : une puce dédiée
La chaîne de mesure repose aujourd’hui sur des pièces qu’un fournisseur unique peut arrêter. La réponse est un cœur de mesure propre et caractérisé : validé d’abord en RTL sur FPGA, puis refait en silicium. Dans la même famille de mesure de temps sur silicium : OpenTDC.
État et points ouverts
| Point | État |
|---|---|
| Banc | en cours : fréquence et Q mesurés, dérive thermique caractérisée ; pente de phase et méthode à publier |
| Boîtier | à dessiner pour l’usinage, à la sortie du banc |
| Électronique | chaîne émission-réception sur plaque d’essai ; carte et micrologiciel documentés à leur publication |
| Étalonnage | banc de référence et certificat par pièce, à venir |
| Licences | G-code sous CERN-OHL-S v2, licence précisée à chaque publication suivante |