Amortissement vibratoire actif à l'aide de couches viscoélastiques et d'actionneurs piézocéramiques

Abstract

La problématique du bruit et des vibrations est cruciale en matière de santé et de sécurité du travail. Plusieurs études ont déjà été entreprises afin de lutter contre le bruit engendré par des machines vibrantes. L'amortissement vibratoire actif est une nouvelle technique qui combine un principe passif (viscoélastique contraint) à un principe actif (actionneur piézocéramique) pouvant être utilisée afin de réduire le bruit nuisible généré par des structures vibrantes. L'amortissement actif consiste à interposer un matériau viscoélastique entre une structure présentant des problèmes de vibrations et un actionneur piézocéramique. Dans un premier temps, un modèle analytique d'une poutre ayant des conditions limites quelconques et traitée à l'aide d'un dispositif partiel d'amortissement actif est introduit. Ce modèle est utilisé pour optimiser différents paramètres (type et épaisseur du matériau viscoélastique, type et emplacement du capteur d'erreur). Une validation expérimentale (à l'aide d'une poutre encastrée-libre) confirme la validité du code de simulation analytique. Un calcul de l'amortissement équivalent permet d'étudier les mécanismes de contrôle de l'amortissement actif. Ces mécanismes de contrôle semblent surtout dépendre de la rigidité du matériau viscoélastique utilisé. Une étude expérimentale large bande (0-1600 Hz) sur des poutres traitées par des dispositifs d'amortissement actif montre que l'amortissement actif présente des performances supérieures à un dispositif passif pur (matériau viscoélastique contraint passivement) et à un dispositif actif pur (actionneur piézocéramique sans viscoélastique). De plus, une meilleure identification du système par le contrôleur a été obtenue pour les poutres comportant un matériau viscoélastique. Un contrôleur feed-back numérique adaptatif a été utilisé pour le contrôle vibratoire large bande et les performances ont été évaluées en terme de la vitesse quadratique moyenne des différentes poutres.