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Accéléromètre
Un accéléromètre est un capteur inertiel qui mesure la force spécifique, définie comme l'accélération non gravitationnelle s'exerçant sur un objet. Contrairement à un capteur de vitesse, un accéléromètre ne mesure pas directement la vitesse ou la position. Il détecte plutôt les variations de mouvement le long d'un, deux ou trois axes orthogonaux en mesurant la force appliquée à un élément de détection interne.
Les accéléromètres modernes reposent principalement sur la technologie des Systèmes Micro-Électro-Mécaniques (MEMS). Un accéléromètre MEMS contient une masse sismique microscopique suspendue par des structures flexibles. Lorsque le capteur subit une accélération, la masse sismique se déplace par rapport au châssis du capteur. Des transducteurs capacitifs, piérorésistifs ou piézoélectriques convertissent ce déplacement en un signal électrique proportionnel à l'accélération appliquée.
Les accéléromètres mesurent à la fois l'accélération dynamique, générée par le mouvement ou les vibrations, et l'accélération statique, résultant du champ de pesanteur terrestre. Cette capacité leur permet d'estimer les angles d'inclinaison dans des conditions statiques tout en détectant simultanément les changements rapides de mouvement. Leur plage de mesure s'étend généralement de quelques g à plusieurs centaines de g, selon l'application, tandis que les caractéristiques de performance telles que la stabilité de la dérive, la densité de bruit, la précision du facteur d'échelle, la largeur de bande et la stabilité en température déterminent la qualité de la mesure.
Dans les systèmes de navigation inertielle, les accéléromètres fonctionnent aux côtés des gyroscopes pour estimer la vitesse et la position par intégration continue des données d'accélération. Des algorithmes de fusion de capteurs, tels que les filtres de Kalman étendu (EKF), associent les mesures d'accéléromètre au GNSS, aux magnétomètres, aux odomètres, au LiDAR ou à des capteurs de vision pour améliorer la précision et la robustesse de la navigation dans les environnements brouillés ou sans GNSS.
Aujourd'hui, les accéléromètres sont des composants essentiels dans l'aérospatiale, la défense, les véhicules autonomes, la navigation maritime, la cartographie mobile, l'automatisation industrielle, la surveillance structurelle et la robotique. Leur taille compacte, leur faible consommation d'énergie et leur haute fiabilité font des accéléromètres MEMS la solution privilégiée pour les applications modernes de détection de mouvement, où des mesures d'accélération précises constituent le fondement d'une navigation et d'un contrôle précis.
