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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 :
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plusieurs ondes coexistent à une fréquence donnée [R 3 140], avec des célérités qui varient cette fois avec la fréquence ;
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les conditions aux limites présentent une grande importance ;
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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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4. Systèmes actifs parvenus à maturité
4.1 Systèmes antivibratoires actifs pour la réduction du bruit dans les avions
4.1.1 Plots actifs pour moteur d’avion à réaction
Les exigences croissantes de confort de la clientèle assez élitiste des business jets ont amené les sociétés Cessna (constructeur), Pratt & Whitney (motoriste) et Lord (équipementier spécialisé en isolation antivibratoire) à développer une solution de suspensions actives pour la gamme Citation X en première monte (figure 17 a ). Une analyse antérieure basée en particulier sur les techniques d’imagerie acoustique de Metravib RDS [R 3 140] avait démontré que la principale source de bruit était la transmission au fuselage des vibrations de balourd des deux moteurs et de son harmonique d’ordre 2, via les attaches des moteurs et les pylônes dans ce cas très courts (figure 18 a ).
Faute de pouvoir assouplir plus avant les isolateurs en élastomère en raison de la poussée élevée à transmettre et des contraintes de sécurité, il a été décidé d’utiliser un kit de contrôle actif développé par la société Lord. Le principe physique est d’utiliser un actuateur compact implanté au sein du plot pour « assouplir » dans un rapport 100 au moins la raideur dynamique apparente du plot dans la bande de fréquence à contrôler, soit donc en quelque sorte « dérober » la structure aval face aux vibrations du moteur pour éviter la transmission d’efforts au fuselage (figure 18 c ).
Le régime très stable des moteurs permet d’utiliser des actuateurs résonants, donc à très faible coût énergétique, d’où peu de problèmes thermiques malgré le degré très élevé d’intégration (figure 17 b ). Les capteurs qui pilotent l’algorithme de contrôle actif sont...
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Systèmes actifs parvenus à maturité
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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