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Auteur(s)
-
Bernard GARNIER : Business Development, direction du support client, Thales Underwater Systems, Sophia‐Antipolis
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Le brevet de Lueg en 1936 [1] est généralement cité comme fondateur du concept de contrôle actif ; mais force est de constater avec A. Roure [2] que, s’il est indéniable que « le contrôle actif, mais oui, ça marche », les applications industrielles ne sont pas légion soixante‐cinq ans plus tard, malgré l’avènement de processeurs numériques suffisamment rapides pour implémenter la plupart des applications.
Les premières applications industrielles ont toutefois été surtout acoustiques, en particulier pour contrôler le bruit de ventilateurs dans des conduits de ventilation et de conditionnement d’air, aboutissant aujourd’hui à de véritables produits industriels.
Un autre domaine ayant donné lieu à industrialisation précoce avec un succès réel est celui du contrôle du bruit résiduel dans la cavité interne de casques antibruit.
Le contrôle actif des vibrations est a priori plus complexe pour les raisons suivantes :
-
plusieurs ondes coexistent à une fréquence donnée [R 3 140], avec des célérités qui varient cette fois avec la fréquence ;
-
les conditions aux limites présentent une grande importance ;
-
les structures en jeu sont très rarement unidirectionnelles.
Un enjeu fort a toutefois été identifié depuis le milieu des années 1980 dans le domaine de la maîtrise nécessaire des émanations acoustiques des sous‐marins porteurs de la force stratégique de dissuasion, amenant à des investissements significatifs de recherche et développement dans le domaine du contrôle actif des vibrations en France. C’est l’origine principale des développements de « plots actifs » ou de paliers magnétiques actifs [3] .
À l’étranger, une des applications les plus précoces du contrôle actif vibratoire porte elle aussi sur des « plots actifs », cette fois liés à des applications aéronautiques : il s’agit d’une suspension active des réacteurs du « business jet » Citation X de Cessna, résultant d’une société américaine pionnière dans ce domaine, la société Lord. L’objectif est d’atténuer le bruit transmis par voie solidienne dans la cabine.
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Systèmes actifs parvenus à maturité
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3. Grandes options technologiques
3.1 Actuateurs
L’ensemble des principes constructifs possibles récapitulé dans [R 3 140] est potentiellement applicable à la construction d’actuateurs pour le contrôle actif des vibrations, tout comme la logique de mise en œuvre [R 3 140]. En pratique, seules sont à retenir les technologies garantissant à la fois :
-
la parfaite maîtrise en module et phase de l’effort de contrôle ;
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la minimisation des distorsions du signal de commande ;
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la fiabilité recherchée pour des systèmes embarqués ;
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la maturité technologique et la capacité à faire l’objet d’une production de série ;
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la minimisation des coûts et contraintes de maintenance ;
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la satisfaction des contraintes de masse, de volume, de consommation d’énergie propres à chaque application.
De ce fait, l’analyse des options technologiques pour la constitution d’actuateurs de contrôle actif dans un contexte donné revêt un caractère matriciel (tableau 1).
Le signal de pilotage est toujours électrique, mais la source d’énergie principale du contrôle actif peut aussi bien être hydraulique ou pneumatique. Toutefois, les solutions « tout électrique », et en particulier électrodynamiques, ont un avantage naturel en termes de fidélité de reproduction amplifiée du signal de pilotage, ce qui explique qu’elles sont de loin les plus fréquentes, donc actuellement parvenues au meilleur stade de maturité.
Un autre élément important de différenciation technologique est le type de montage employé pour appliquer l’effort de contrôle (figure 4) :
-
la première solution qui vient à l’esprit est un montage en série du dispositif actif dans l’interface entre le système à contrôler et son environnement à protéger (figure 4 a ) ;
-
une alternative...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Process of silencing sound oscillations. - US Patent No 2043416.
-
(2) - Applications du Contrôle Actif à la Réduction des Bruits et Vibrations. - Recueil de conférences CETIM (1995).
-
(3) - GUICKING (D.) - Active Noise and Vibration Control Reference Bibliography. - 3e édition, Drittes Physicalisches Institut, université de Gottingen, Allemagne (1988).
-
(4) - SOIZE (C.) - Structures Intelligentes dans le Contrôle Actif Distribué des Vibrations - Perspectives. - Revue de l’Armement, 37, 98-109, mai-juin 1993.
-
(5) - First European Conference on Smart Structures and Materials. - Recueil de conférences, B. Culshaw, P.T. Gardiner, A. McDonach, SPIE, 1777, 12, Glasgow (1992).
-
(6) - 2nd European Conference on Smart Structures and Materials. - Recueil de conférences,...
Metravib RDS http://www.metravib.fr
Paulstra/Vibrachoc http://www.paulstravibrachoc.com
TechnoFirst http://www.technofirst.com
HAUT DE PAGE
Thomas Lord Research Centre, Cary, Caroline du Nord, États-Unis
Laboratoire de mécanique et d’acoustique (LMA), CNRS, Marseille http://www.lma.cnrs-mrs.fr/
Laboratoire d’études aérodynamiques (LEA), université de Poitiers http://www-lea.univ-poitiers.fr
EM2C, École Centrale Lyon http://www.em2c.ecp.fr
Laboratoire Louis-Néel, Grenoble http://ln-w3.polycnrs-gre.fr
Cédrat Recherche, Grenoble http://www.cedrat-grenoble.fr
Institute of sound and vibration research (ISVR), université de Southampton, Royaume-Uni http://www.isvr.co.uk
VTT, Finlande http://www.vtt.fi
Office national d’études et de recherches aérospatiales (ONERA) http://www.onera.fr
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