Au Swiss Science Center Technorama, 500 stations expérimentales permettent aux visiteurs de découvrir de près des phénomènes naturels et technologiques. L'équipe de conception de Winterthur a travaillé avec BIBUS AG et ACE Stoßdämpfer GmbH pour trouver l'amortissement le plus approprié au point de pivot d'une grande balançoire à bascule qui permet aux visiteurs d'expérimenter directement les forces de levier.
Technorama : découvrir les phénomènes naturels et technologiques de première main à Winterthur
Située dans le nord de la Suisse, Winterthur est la sixième ville du pays, avec plus de 100 000 habitants. Deuxième ville du canton de Zurich, Winterthur était autrefois un important site industriel. Aujourd'hui, avec ses 16 musées, elle est connue bien au-delà des frontières du pays comme un centre de services, d'éducation, de culture et de loisirs. Le Swiss Science Center Technorama y joue un rôle particulier. Ce musée permet d'expérimenter directement des centaines de phénomènes naturels et technologiques. Les visiteurs sont en effet invités à mettre la main à la pâte dans les stations expérimentales, à ressentir les phénomènes naturels avec tous leurs sens et à manipuler les objets exposés afin de comprendre littéralement le monde. Au Technorama, on peut tout toucher, jouer et expérimenter. Le toucher est donc expressément encouragé dans ce musée, et l'apprentissage dans le Science Center se fait par le jeu, que ce soit à l'intérieur ou à l'extérieur, par beau ou mauvais temps. La société suisse Pro Technorama, l'association de mécènes de ce Science Center, compte plus de 300 000 visiteurs par an et est fière d'accueillir plus de la moitié de tous les visiteurs de musées de la ville de Winterthur. Dans le Science Center lui-même, une équipe motivée de plus de 100 personnes stimule la curiosité et l'enthousiasme pour la science et la technologie grâce à un flux constant de nouvelles expositions et de nouveaux laboratoires depuis 1982.
L'exposition rend les forces de levier tangibles à l'air libre
"C'est le mélange qui fait l'attraction. Outre les expositions interactives sur les phénomènes naturels, il y a des présentations spectaculaires, des démonstrations et une gamme passionnante d'ateliers sur la biologie, la chimie et la physique. Dans sept laboratoires au total, vous pouvez expérimenter de manière autonome avec l'aide d'experts et, selon la saison, vous défouler avant ou après dans nos espaces intérieurs et extérieurs", explique Juliana Campos, responsable de la communication et du marketing au Technorama. L'été, les visiteurs peuvent par exemple s'asseoir sur le levier le plus long. Il s'agit d'une construction spéciale d'une bascule sur laquelle une personne peut en soulever jusqu'à trois autres, même si elles sont beaucoup plus lourdes ensemble. Afin d'expérimenter les forces de première main, la personne assise sur le levier le plus long peut tirer une plaque de siège qui peut être déplacée de trois mètres jusqu'à la position correcte et maintenir en échec un, deux ou même trois adversaires assis sur le levier le plus court, qui peuvent être plus lourds, en équilibre ou plus haut. Le jeu étant souvent plus animé que dans un laboratoire ou une salle de classe, l'équipe dirigée par le chef d'atelier Jürg Oppliger s'est efforcée de concevoir cette exposition de manière à ce qu'elle soit aussi sûre et durable que possible. La première chose qui attire l'attention dans le dessin (Fig. 1) est la solidité des poutres et la structure en treillis délicate mais robuste des bras de levier. En tant qu'employé de l'atelier du Technorama et concepteur de la balançoire, Simon Michel a prévu, lors d'une des phases de planification, des amortisseurs hydrauliques industriels au point de pivotement afin de décélérer directement les forces agissant sur les deux poutres de longueurs différentes. Il a également ajouté un amortisseur à semi-conducteurs comme élément de sécurité pour la butée (Fig. 2), afin que les extrémités de la bascule et la bascule elle-même survivent sans dommage aux expériences de levage les plus folles.
Donner à la bascule le bon amortisseur
Simon Michel rend compte de la phase de test de l'exposition, au cours de laquelle les techniciens ont d'abord équipé la construction des points d'articulation exclusivement d'amortisseurs à semi-conducteurs. Ceux-ci se sont avérés insuffisants au regard de l'amortissement mesuré, qui se manifestait principalement par un balancement. "En conséquence, nous avons constaté des couples excessifs au niveau des supports en position finale et nous avons alors décidé d'améliorer l'amortissement afin de rendre l'expérience de conduite plus douce pour les visiteurs et plus durable pour notre conception", se souvient-il. Si les amortisseurs hydrauliques industriels qui figuraient encore sur le dessin n'ont pas été utilisés à Winterthur, c'est grâce aux experts en amortissement de BIBUS AG, auxquels Simon Michel a fait appel après avoir fait des recherches sur Internet.
Le groupe suisse BIBUS est connu comme fournisseur de systèmes d'entraînement et de commande hydrauliques et pneumatiques ainsi que de systèmes complets. L'entreprise de Fehraltorf, dans l'Oberland zurichois, vend également des composants hydrauliques et pneumatiques de fournisseurs renommés et les propose pour des machines spéciales ou des conceptions spéciales, comme dans le cas du Swiss Science Center Technorama, dans n'importe quelle quantité, même petite. Pour les amortisseurs industriels et autres composants similaires, l'entreprise s'appuie depuis des décennies sur les solutions de la société allemande ACE Stoßdämpfer GmbH. Michael Weber, chef d'équipe du département des techniques d'amortissement chez BIBUS AG, et ses collègues du service technico-commercial d'ACE à Langenfeld travaillent toujours en étroite collaboration. Dans le cas présent, Christoph Berning, du service technico-commercial d'ACE, a été consulté. Il se souvient : "Nous trouvons cette application très intéressante parce qu'elle permet au groupe cible des enfants et des jeunes d'explorer les lois de l'effet de levier de manière ludique. Par rapport à nos autres travaux quotidiens, cette application était également peu conventionnelle en ce qui concerne la conception des éléments d'amortissement." Ceci est principalement dû à la particularité déjà brièvement mentionnée que la conception comporte trois sièges avec un bras de levier court d'un côté et un siège avec un bras de levier long de l'autre, la distance entre eux pouvant encore être ajustée afin d'allonger ou de raccourcir les bras de levier. Il était donc difficile de calculer l'amortissement exact aux points d'articulation, car il y avait trop de variables. Simon Michel du Science Center et le duo ACE-BIBUS Berning-Weber ont discuté des différentes possibilités d'amortissement et de l'effet à obtenir. L'équipe est parvenue à la conclusion qu'un certain niveau d'amortissement et donc une grande partie de la dissipation d'énergie devaient être atteints afin de protéger la construction, mais qu'en même temps suffisamment d'énergie devait être conservée dans le système pour permettre l'expérience du bobbing et maintenir le facteur de plaisir.
