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RÉSUMÉ
Cet article traite de la caractérisation et de la mesure de vibrations de structures par les méthodes interférométriques basées sur l’holographie optique.
La première partie présente le principe des nombreuses méthodes holographiques que l’on peut rencontrer dans la littérature. La seconde partie traite de la mesure de vibrations générées sous différents régimes d’excitation : sinusoïdal contrôlé, grandes amplitudes et régime de choc. La dernière partie de l’article est dédiée à la technique de cinéholographie.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pascal PICART : Professeur des universités. Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique, LAUM CNRS, Le Mans Université
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Paul SMIGIELSKI : Docteur d’état es-sciences. Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique, Mulhouse
INTRODUCTION
L’étude des vibrations est d’un grand intérêt dans plusieurs domaines scientifiques (vibroacoustique, aéroacoustique), industriels (réduction de bruit, réduction de poids des structures) et pour la bio-imagerie (propriétés des issus, imagerie in-vivo). Classiquement, les vibromètres lasers, avec ou sans balayage, sont les outils les plus utilisés par les expérimentateurs car ils sont à maturité technologique depuis plusieurs années. Toutefois, bien que sans-contact donc non-intrusifs, ils ne permettent pas de fournir directement « d’un seul coup » une image large champ et suffisamment résolue des phénomènes vibratoires étudiés. Parmi les solutions alternatives plein-champ et sans-contact, trois méthodes coexistent dans la littérature : la vision 3D avec plusieurs caméras et un traitement par corrélation d’images, la déflectométrie qui rejoint les méthodes interférométriques par ses traitements mais qui nécessite des surfaces de qualité « miroir », et l’holographie qui a un caractère universel par son attrait dans différents domaines tels que l’affichage 3D, la microscopie, la tomographie, la lithographie, la coronographie ou la métrologie.
Ce fascicule est dédié à la présentation de l’ensemble des méthodes de mesure des vibrations basées sur l’holographie. La première partie présente le principe des nombreuses méthodes holographiques que l’on peut rencontrer dans la littérature. La seconde partie traite de la mesure de vibrations générées sous différents régimes d’excitation : sinusoïdal contrôlé, grandes amplitudes et régime de choc. La dernière partie de l’article est dédiée à la technique de cinéholographie. Chacune des parties est abondamment illustrée par des exemples variés montrant la richesse et la diversité des applications possibles des méthodes holographiques. Une liste de références bibliographiques permettra au lecteur d’approfondir plus amplement le domaine.
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- Version archivée 1 de juin 2005 par Paul SMIGIELSKI
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Analyse vibratoire par cinéholographie
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3. Étude de vibrations et de chocs
3.1 Excitation sinusoïdale contrôlée
3.1.1 Utilisation de l'interférométrie holographique par intégration temporelle
La méthode d’intégration temporelle a l’avantage d’être très simple à mettre en œuvre et fournit directement une représentation de la vibration de la structure. De par sa simplicité, elle est parfaitement adaptée au contrôle non destructif.
Ce paragraphe illustre les potentialités de la méthode par quelques exemples choisis dans la littérature.
HAUT DE PAGE3.1.1.1 Application en acoustique musicale - Étude d’une anche de clarinette
La compréhension des mécanismes de production et/ou de contrôle du son dans un instrument de musique stimule une large communauté regroupant scientifiques et luthiers. La clarinette est un instrument qui a fait l’objet de nombreuses études. Son anche est une petite tranche de canne naturelle ou de matière synthétique mise en vibration lorsque le musicien souffle de l’air dans l’instrument. La clarinette est généralement considérée comme l’association d’un résonateur linéaire, le tuyau, et d’un excitateur non linéaire, l’anche, soumis au flux d’air provenant de la bouche.
Le rôle de la fréquence de résonance la plus basse de l’anche dans la production sonore des instruments à anche unique a été établi par le passé . Il a été montré que certains modes de vibration se sont avérés similaires aux modes unidimensionnels d’une poutre en flexion. D’autres modes ont exalté des vibrations bidimensionnelles indiquant un mouvement de torsion. Pour une telle étude, l’anche est excitée sous oscillation...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SMIGIELSKI (P.) - Holographie industrielle, - Editions Teknéa, Toulouse (1994).
-
(2) - PICART (P.), LI (J.C.) - Digital holography, - Editions ISTE-Wiley, London (2012).
-
(3) - PICART (P.) - New techniques in digital holography, - Editions ISTE-Wiley, London (2015).
-
(4) - FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.) - Cinéholographie et interférométrie, - C.R. Acad. Sc., Vol. T302, Serie II, Vol. II, N° 4, 157-162 (1986).
-
(5) - DISCHLI (B.), FAGOT (H.), SMIGIELSKI (P.), DIARD (A.) - Interferometric cineholography on 126-mm film at 25 Hz with the help of two pulsed YAG lasers, 3rd French-German Congress on Applications of Holography, - Saint-Louis (F), 20-22 nov. 1991.
-
(6) - SMIGIELSKI (P.) - Cineholography in non-destructive...
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