Contrôle actif modal par éléments piézolélectriques: Cas d'aplication et validations expérimentales
Résumé
Le contrôle de vibrations constitue un véritable enjeu dans des domaines aussi variés que l'instrumentation, l'automobile, l'aéronautique ou encore l'aérospatial. Ces domaines font appel à des structures les plus légères possibles et confrontées à un environnement dynamique. Un niveau élevé de vibrations peut être source d'inconfort et peut également engendrer des problèmes de fatigue ou encore perturber le fonctionnement du système entraînant parfois sa destruction. Il est donc nécessaire de réduire au maximum les vibrations. Le contrôle actif se présente comme une solution pour réduire ces phénomènes nuisibles. Dans ce contexte, les recherches présentées consistent à utiliser des céramiques piézoélectriques comme capteurs et actionneurs. Légères, peu encombrantes et faciles à intégrer dans une structure, elles sont constituées de matériaux dont la bande fréquentielle est importante ce qui les rend bien adaptées au contrôle actif des vibrations. La première application présentée portera sur l'augmentation de la durée de vie des cartes électroniques par contrôle actif modal. L'approche modale permet d'utiliser un nombre réduit de composants actifs et de cibler le contrôle sur les modes les plus endommageant pour les composants électroniques placés sur la carte. Un contrôle dit semi adaptatif a également été développé pour que le contrôleur reste stable lors d'événements perturbateurs tels qu'une modification des conditions aux limites (desserrage d'écrou, changement de température). La seconde application présentera le contrôle actif de la transparence acoustique d'une double paroi. Cette application tournée vers l'acoustique, a mis en avant de nombreux problèmes pratiques et théoriques nécessitant une stratégie de contrôle modal adaptée. De plus la grande sensibilité de la structure à des paramètres environnementaux a nécessité la mise en place de méthodes d'identification efficaces pour alimenter le contrôleur. L'objectif final étant de concentrer l'énergie de commande sur les modes les plus transparents pour améliorer les performances d'isolation acoustique en basse fréquence. Simulations et expérimentations ont étés menés en parallèle pour ces deux applications et montrent l'efficacité des solutions de contrôle. On démontre ainsi que ce type d'approches est efficace pour des applications variées et représentatives (vibration, vibroacoustique, augmentation de durée de vie, ...).