ISO 10326-2:2001

NORME ISO
INTERNATIONALE 10326-2
Première édition
2001-08-15
Vibrations mécaniques — Méthode en
laboratoire pour l'évaluation des vibrations
du siège de véhicules —
Partie 2:
Application aux véhicules ferroviaires
Mechanical vibration — Laboratory method for evaluating vehicle seat
vibration —
Part 2: Application to railway vehicles
Numéro de référence
ISO 10326-2:2001(F)
©
ISO 2001

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ISO 10326-2:2001(F)
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ISO 10326-2:2001(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés .2
4 Direction des vibrations.3
5Caractérisation des vibrations et de leurs transmissions .4
5.1 Caractérisation des vibrations .4
5.2 Caractérisation des transmissions de vibrations .5
6 Observations générales .6
7 Positions de mesurage .6
8 Appareillage.7
9 Prescriptions de sécurité.7
10 Sièges d’essai et sujets .7
10.1 Sièges d’essai .7
10.2 Sujets .9
11 Vibrations d’excitation .9
11.1 Généralités .9
11.2 Excitation pseudo-aléatoires.9
11.3 Excitation sinusoïdale.10
12 Paramètres adoptés pour la caractérisation de la transmission des vibrations .10
12.1 Excitation pseudo-aléatoire.10
12.2 Excitation sinusoïdale.11
13 Mode opératoire .11
13.1 Mode opératoire initial .11
13.2 Essais effectués avec des excitations pseudo-aléatoires .11
13.3 Essais effectués avec des excitations sinusoïdales.11
14 Rapport d’essai.12
14.1 Siège .12
14.2 Sujets .12
14.3 Chaîne de mesure.12
14.4 Résultats.12
Annexe A (informative) Exemple de processus de génération d'excitations .15
Bibliographie .18
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ISO 10326-2:2001(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l’ISO 10326 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 10326-2 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs
mécaniques, sous-comité SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les
machines, les véhicules et les structures.
L'ISO 10326 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques — Méthode
en laboratoire pour l'évaluation des vibrations du siège de véhicules:
� Partie 1: Exigences de base
� Partie 2: Application aux véhicules ferroviaires
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 10326 est donnée uniquement à titre d’information.
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ISO 10326-2:2001(F)
Introduction
Bien que les vibrations des véhicules ferroviaires ressenties par les passagers soient toujours de faible ampleur, il
n'en reste pas moins que les accélérations aux interfaces assise et dossier du siège peuvent parfois être
supérieures aux excitations transmises par le châssis du véhicule. Par conséquent, le but des expériences
réalisées avec des sièges de véhicules ferroviaires est fondamentalement de parfaire les connaissances existantes
sur leur comportement dynamique global, ainsi que sur celui de leurs différents composants: châssis du siège,
système de suspension, garnitures, revêtements, etc. À long terme, il convient que les connaissances rassemblées
fournissent des directives utiles quant au choix des composants optimaux, et pour l'amélioration ultérieure du
confort du passager.
Les essais en laboratoire peuvent être effectués dans des conditions d'excitation clairement définies et
reproductibles. Ils représentent par conséquent une méthode d'étude essentielle complémentaire aux recherches
menées dans le domaine.
Les vibrations ressenties à la base des sièges de véhicules ferroviaires sont de type aléatoire, à large bande. Leurs
spectres, de forme complexe et non stationnaire, dépendent du véhicule lui-même, de sa charge, des conditions
de profil des roues, de la géométrie et de la qualité des voies, etc. Par conséquent, dans la présente partie de
l'ISO 10326, il est stipulé de soumettre le siège, occupé par un sujet, à des vibrations pseudo-aléatoires à large
bande dans les trois directions X, Y et Z successives. Leurs spectres présentent une forme et une amplitude
suffisamment simples pour couvrir la majorité des spectres réels observés en ligne, tout en demeurant néanmoins
assez différents de ces derniers.
Par conséquent, les valeurs mesurées aux différents points de réponse du système homme-siège au cours des
essais de laboratoire ne pourraient en aucun cas être utilisées pour comparaison à des limites ou autres valeurs
acceptables. En revanche, il est stipulé, en utilisant les mesures effectuées, de déterminer la réponse en fréquence
du système homme-siège au niveau de l'assise et du dossier du siège dans les trois directions x, y et z.Ces
réponses en fréquence suffisent à caractériser le comportement vibratoire du siège et de son occupant. Les
directions d'excitation, les fréquences favorables ou défavorables, et les gains correspondants sont ainsi
clairement mis en évidence. Ces excitations sont adaptées à la comparaison des siègesavecdifférentes
dispositions structurelles.
Les réponses en fréquence peuvent être utilisées pour l'évaluation, par une méthode de calcul automatique, du
comportement qualitatif d'un siège donné soumis à une excitation semblable à celle qu'il subirait normalement avec
un siège réel. Ainsi, ces fonctions doivent non seulement être garanties en termes de module mais également en
termes de phase. Les rapports directs et croisés sont également pertinents du fait des couplages qui peuvent
exister entre les mouvements verticaux, latéraux et longitudinaux. Le code d'essai décrit dans la présente partie de
l'ISO 10326 permet d'utiliser ces interactions.
Ces calculs ne sont, cependant, valables que sur la base de l'hypothèse selon laquelle le système homme-siège
considéré est suffisamment linéaire.Afindevérifier cette hypothèse dans des conditions de laboratoire, la présente
partie de l'ISO 10326 stipule une phase supplémentaire d'essais au cours de laquelle le siège est soumis à une
excitation en mode purement sinusoïdal de forte amplitude aux différentes fréquences rencontrées lors des essais
effectués avec des excitations aléatoires, et correspondant aux crêtes delaréponseenfréquence.
La gammedefréquence correspondant aux conditions d'exploitation ferroviaire est limitée à la bande 0,5 Hz à
50 Hz. D'une part, les sièges de véhicules ferroviaires transmettent les vibrations à des fréquences inférieures à
0,5 Hz sans les modifier. D'autre part, les vibrations dont les fréquences sont supérieures à 50 Hz, telles que
supportées normalement par les sièges, sont généralement trop faibles pour être ressenties par les passagers
assis.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10326-2:2001(F)
Vibrations mécaniques — Méthode en laboratoire pour l'évaluation
des vibrations du siège de véhicules —
Partie 2:
Application aux véhicules ferroviaires
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10326 définit les spécifications traitant des essais de laboratoire effectués avec des
sièges conçus pour les passagers et le personnel des véhicules ferroviaires de traction et de remorquage.
Elle concerne les vibrations rectilignes triaxiales relevant de la gamme de fréquence comprise entre 0,5 Hz et
50 Hz. Elle spécifie les vibrations d'entrée à utiliser pour l'essai du siège.
La présente partie de l'ISO 10326 permet de caractériser, sous la forme de réponses en fréquence, la façon dont
les vibrations sont transmises à l'occupant du siège. Cependant, cette caractérisation n'est complètement valable
que lorsque le système homme-siège peut être considéré comme suffisamment linéaire.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 10326. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 10326 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire.
ISO 2631-1, Vibrations et chocs mécaniques—Évaluation de l'exposition des individus à des vibrations globales
du corps — Partie 1: Spécifications générales.
ISO 5347 (toutes les parties), Méthodes pour l'étalonnage de capteurs de vibrations et de chocs.
ISO 5348, Vibrations et chocs mécaniques — Fixation mécanique des accéléromètres.
ISO 8041, Réponse des individus aux vibrations — Appareillage de mesure.
ISO 10326-1:1992, Vibrations mécaniques — Méthode en laboratoire pour l'évaluation des vibrations du siège de
véhicule — Partie 1: Exigences de base.
ISO 13090-1, Vibrations et chocs mécaniques — Lignes directrices concernant les aspects de sécurité des essais
et des expérimentations réalisés sur des sujets humains — Partie 1: Exposition de l'ensemble du corps aux
vibrations mécaniques et aux chocs répétés.
ISO 16063 (toutes les parties), Méthodes pour l'étalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs.
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ISO 10326-2:2001(F)
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10326, les termes et définitions donnés dans l'ISO 2041
s'appliquent.
3.2 Symboles et termes abrégés
Dans la présente partie de l'ISO 10326, les symboles et termes abrégés suivants sont utilisés:
2
a
valeur efficace d'accélération, m/s
eff
2
a(t)
valeur instantanée d'une variation temporelle d'accélération, m/s
a(t,B , f ) valeur instantanée d'une variation temporelle d'accélération a(t), filtrée dans la gamme de fréquence
e
2
comprise entre ( f� B /2) et ( f� B /2), m/s
e e
2
b(t)
valeur instantanée d'une variation temporelle d'accélération, m/s
b(t,B , f ) valeur instantanée d'une variation temporelle d'accélération b(t), filtrée dans la gamme de fréquence
e
2
comprise entre ( f� B /2) et ( f� B /2), m/s
e e
valeur instantanée d'une variation temporelle d'accélération b(t), filtrée dans la gamme de fréquence
bt� ,,B f
� �
e
2
comprise entre ( f� B /2) et ( f� B /2), avec un décalage de phase de�/2, m/s
e e
B point de mesurage de l'accélération sur le dossier d'un siège occupé par un sujet
B largeur de bande de résolution d'une analyse en fréquence, Hz
e
2 2
C ( f )
partie réelle de G ( f ), (m/s ) /Hz
ab
ab
d amplitude de déplacement à une seule fréquence, m
f
fréquence, Hz
f fréquence correspondant à un pic de la réponseenfréquence, Hz
r
G ( f ) densité spectrale de la puissance d'accélération de la variation temporelle a(t), étant la valeur efficace
a
2 2
de l'accélération par unité de largeur de bande de fréquence, (m/s ) /Hz
G ( f ) densité spectrale de puissance croisée de deux variations temporelles, a(t)et b(t), étant une fonction
ab
2 2
complexe, également appelée densité spectrale croiséed'accélération, (m/s ) /Hz
2 2
module de G ( f ), (m/s ) /Hz
Gf
� �
ab
ab
G ( f ) densitéspectraledepuissancedel'accélération de la variation temporelle b(t), étant la valeur efficace de
b
2 2
l'accélération par unité de largeur de bande de fréquence, (m/s ) /Hz
H( f )
réponse en fréquence, complexe, sans dimension, fonction de la fréquence
P point de mesure de l'accélération sur la plate-forme d'essai
DSP densité spectrale de puissance
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ISO 10326-2:2001(F)
2 2
Q ( f )
partie imaginaire de G ( f ), (m/s ) /Hz
ab
ab
S point de mesurage de l'accélération situé sur l'assise du siège occupé par un sujet
t
temps, s
T durée de mesurage et d'analyse d'un signal, s
T
transmissibilité (valeur sans dimension)
R
x, y et z
lettres utilisées pour la caractérisation de la direction de vibration au niveau de l'assise et du dossier
du siège, points S et B
X, Y et Z
lettres utilisées pour la caractérisation de la direction de vibration de la plate-forme au point P
2
fonction de cohérence, sans dimension, entre les deux accélérations a(t)et b(t) dans la gamme
� ()f
ab
comprise entre 0 et 1
phase de G ( f ), étant une fonction réelle, rad
� (f)
ab
ab
Les indices suivants sont utilisésdanslaprésente partie de l'ISO 10326:
i indice caractérisant la direction de vibration de la plate-forme, utilisant les valeurs X, Y ou Z
k indice caractérisant la direction de vibration aux points S ou B, en prenant les valeurs x, y ou z
eff indice de valeur efficace d'accélération
s indice indiquant que les résultats de trois essais consécutifs ont été moyennés
w indice caractérisant un paramètre calculé sur la base de signaux pondérésenfréquence
indice caractérisant l'emplacement d'un point de mesure de l'accélération: S (assise de siège) et
�
B (dossier)
4 Direction des vibrations
Les axes de coordonnées x, y et z utilisés pour l'évaluation de l'exposition des individus à des vibrations globales du
corps conformément à la présente partie de l'ISO 10326 sont définis dans l'ISO 2631-1 par le système de
coordonnées biodynamique orthogonal représentéà la Figure 1. Pour les besoins de la présente partie de
l'ISO 10326, deux systèmes de coordonnées basicentraux de ce type sont utilisés, leurs points d'origine étant
situés à l'interface de l'assise et du coussin du siège, ainsi qu'à l'interface du dos de la personne assise et du
dossier du siège. Leurs axes sont approximativement parallèles aux axes représentés à la Figure 1.
Les axes de coordonnées utilisés pour la description des vibrations rectilignes du véhicule doivent être définis par
un système de coordonnées orthogonal parallèle aux axes principaux du véhicule. L'axe des X est parallèle à l'axe
longitudinal, l'axe des Y est parallèle à l'axe transversal et l'axe des Z vers le haut est perpendiculaire au plan défini
par les axes des X et des Y.Le système de coordonnées utilisé pour la description des vibrations du véhicule n'est
habituellement pas parallèle aux systèmes des coordonnées appliqués à l'occupant du siège,enraisonde
questions pratiques telles que les angles du coussin du siège ou la position réelle du siège par rapport à l'axe
longitudinal du véhicule.
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ISO 10326-2:2001(F)
Légende
1 Disque interface
2 Assise du siège
3Plate-forme
NOTE Les flèches indiquent les sens positifs.
Figure 1 — Sensdesmesuresdevibration
5 Caractérisation des vibrations et de leurs transmissions
5.1 Caractérisation des vibrations
5.1.1 Généralités
Trois grandeurs doivent être utilisées pour décrirelavibration, l'accélération efficace et les densités spectrales de
puissance croiséedel’accélération.
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ISO 10326-2:2001(F)
5.1.2 Accélération efficace, a
eff
La valeur efficace du signal d'accélération, a , doit être calculée par une méthode équivalente à celle donnéepar
eff
l'équation suivante.
1/ 2
T
��
1
2
���()ttd (1)
aa
eff
�
T
��
��
0
5.1.3 Densité spectrale de puissance de l'accélération, G ( f )
a
La densité spectrale de puissance de l'accélération, G ( f ), doit être estimée par une méthode équivalente à celle
a
donnée par l'équation suivante.
T
1
2
()ft= (, ,f)dt (2)
Ga B
a e
�
� T
B
e
0
5.1.4 Densité spectrale croiséed'accélération, G ( f )
ab
Ce paramètre est utilisé pour la connexion de deux signaux d'accélération, l'un, a(t), étant l’accélération d'entrée
pour l'excitation du siège, l'autre, b(t), étant l'accélération de sortie, réponse du système homme-siège à un point
d'interface donné. La densité spectrale croisée, G ( f ), doit être estimée par une méthode équivalente à celle
ab
donnée par l'équation suivante.
�j( f)
�
ab
()ff��() j Q (f)� (f) (3)
GC G e
ab ab ab
ab
où
T
1
(fa)��(,t ,f)b(,t ,f)dt
C BB
ab ee
�
� T
B
e
0
T
1
Q (fa)��(,t ,f)b�(,t ,f)dt
BB
ee
ab
�
�T
B
e
0
2
2
()ff��() Q ()f
GC
ab
ab ab
Q ()f
ab
( f )� arctan
�
ab
()f
C
ab
5.2 Caractérisation des transmissions de vibrations
5.2.1 Généralités
Les paramètres suivants doivent être utilisés pour caractériser la transmission des vibrations de leur entréeau
point de fixation du siège, qui correspond au signal d'accélération a(t), jusqu'à leur sortie au point d'interface
homme-siège, qui correspond au signal d'accélération b(t).
5.2.2 Réponse en fréquence, H( f )
Fonction complexe de la fréquence f, sans dimension. Elle doit être calculée par une méthode équivalente à celle
donnée par l'équation suivante.
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ISO 10326-2:2001(F)
H( f )� G ( f )/G ( f ) (4)
ab a
2
5.2.3 Fonction de cohérence, ()f
�
ab
Fonction réelle de la fréquence f, sans dimension. Elle doit être calculée par une méthode équivalente à celle
donnée par l'équation suivante.
2
()f
G
2 ab
� ()f � (5)
ab
()ff� ()
GG
ab
5.2.4 Transmissibilité, T
R
Valeur réelle, sans dimension définie comme le rapport d'accélération efficace mesuréà l'interface homme-siège,
avec la même valeur mesuréeau niveaudelaplaque defixation(plate-forme).
NOTE 1 La transmissibilité dépend fortement des excitations, en particulier de leur fonction de densité spectrale de
puissance.
NOTE 2 Pour la transmissibilitéà la fréquence particulière (résonance) d'un siège, l'ISO 10326-1 utilise le symbole T.
5.2.5 Transmissibilité pondérée, T
Rw
Transmissibilité calculée sur la base d'accélérations pondérées conformément à l'ISO 2631-1. Les courbes de
pondération de fréquence et leurs tolérances doivent être conformes à l'ISO 8041.
NOTE Pour la transmissibilité pondérée au point S dans le sens vertical, T est identique au facteur SEAT défini dans
Rw
l'ISO 10326-1.
6 Observations générales
La méthode d'essai en laboratoire décrite dans la présente partie de l'ISO 10326 nécessite l'utilisation d'un banc
d'essai permettant d'appliquer successivement dans les directions X, Y et Z des vibrations unidirectionnelles
rectilignes aux points de fixation d'un siège soumis à l'essai et occupé par un sujet.
La présente partie de l'ISO 10326 définit la méthode à utiliser pour la caractérisation de la transmission des
vibrations à partir de la base du siège soumis à une excitation (point P, Figure 1) dans une seule direction X, Y ou
Z, jusqu'à deux points situés à l'interface homme-siège, un point (point S) étant situéà l'assise du siège, et l'autre
point (point B) étant situé au niveau du dossier. Pour chacun de ces deux points, des réponses doivent être
mesurées simultanément dans les trois directions x, y et z, et les fonctions de réponse en fréquence, les
transmissibilités ainsi que les transmissibilités pondérées correspondantes doivent être calculées.
La présente partie de l'ISO 10326 spécifie, à l’article 11, les excitations d'essai à utiliser lors des essais du siège.
7 Positions de mesurage
Neuf accélérations doivent être mesurées comme représentéà la Figure 1:
� trois accélérations d'excitation au niveau de la plate-forme de vibration, au point P;
� trois accélérations de réponse au niveau de l'assise du siège, au point S;
� trois accélérations de réponse au niveau du dossier, au point B.
Le point P doit être situé sur la plate-forme à moins de 100 mm de la projection verticale du point S.
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8 Appareillage
Les équipements de mesure doivent être conformes à l'ISO 10326-1:1992, articles 4 et 5, et l'appareillage de
type1doit être conforme à l'ISO 8041.
Pour effectuer un mesurage au point S, une assise de siège en matériau fin semi-rigide, façonnéedemanière à
être conforme aux schémas des Figures 2 et 3, doit être placée à l'interface siège de l'occupant. La forme de
l'assise du siège et son matériau doivent permettre leur adaptation à la morphologie de l'occupant, de manière à
n'entraîner aucun inconfort pour ce dernier. L'assise du siège doit intégrer au point S un dispositif réglable, afin de
mesurer simultanément les accélérations le long des trois axes orthogonaux x , y et z illustrés à la Figure 1.
S S S
Il convient que l’accéléromètre soit, autant que possible, placé au niveau du point S. Il est cependant admis qu’il
soit placé vers l’avant, ce qui confère un plus grand confort au sujet et permet d’accéder au dispositif de
basculement de l’accéléromètre.
Légende
1 Dispositif de basculement de l’accéléromètre
2Accéléromètre au point S
Figure 2 — Assise de siège
9 Prescriptions de sécurité
Les précautions de sécurité de l’ISO 13090-1 doivent être suivies.
10 Sièges d’essai et sujets
10.1 Sièges d’essai
Le siège utilisé pour l’essai doit être représentatif des modèles de production en série. Le cas échéant, et
conformément aux indications fournies par le fabricant, le siège peut être rodé avant d'être soumis à l'essai, et doit
être adaptéà la stature et au poids du sujet si les moyens nécessaires sont prévus.
Lorsque le siège comporte des dispositifs de fixation au véhicule, il doit être fixéà la plate-forme d'essai au moyen
de ces dispositifs, de façon à s'assurer que l'influence des caractéristiques de rigidité et d'amortissement des
attaches est intégrée à l'essai.
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ISO 10326-2:2001(F)
Lorsque le siège ne comporte pas de tels dispositifs de fixation, il doit être seulement placé sur la plate-forme
d'essai.
Lorsque le siège, une fois à bordduvéhicule, repose sur un ou plusieurs points situés à l'extérieur de la surface du
sol, par exemple sur des parois verticales, un assemblage approprié doit être utilisé sur la plate-forme d'essai. Cet
assemblage doit être suffisamment rigide pour que ses accélérations correspondent à celles de la plate-forme.
Lorsque le siège comporte un dispositif de réglage de position intégré, la position normale, définie comme étant la
plus fréquemment utilisée par l'occupant, doit être soumise à l’essai de laboratoire.
Le rodage préliminaire doit être effectué en laboratoire. À cette fin, une masse inerte de 75 kg� 1 % doit être
placée sur l'assise du siège à l'endroit défini en 10.2. Le siège doit être soumis, pendant 2 h, à des excitations
sinusoïdales verticales d'une fréquence égale à la fréquence la plus basse parmi les fréquences de résonance de
2
ce système. Leur amplitude doit être réglée afin d'obtenir une accélération efficace de la masse de 3 m/s .
Dimensions en millimètres
Légende
1Accéléromètre
NOTE L'assise de siège comporte une perforation
...