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Tests de Vibrations Ambiantes &

Analyses Modales Opérationelles

par Ardalan Sabamehr, D.

12/07/18

De nos jours, les analyses modales opérationnelles (AMO) sont très populaires dans le domaine de génie civil, car les tests ne sont pas chers, sont rapides et n’interfèrent pas avec les opérations régulières de la structure. Les paramètres modaux sont représentatifs du comportement actuel de la structure sous ses conditions standards sans le besoin de vibrations supplémentaires. Les vibrations présentes naturellement dans la structure sont causées par la charge ambiante opérationnelle qui est causée par le vent, le trafic des alentours ou les activités humaines. De plus, ses sortes de vibrations minuscules trouvés dans les conditions opérationnelles exigent l’utilisation de capteurs ultra-sensibles et d’une chaine de mesures de haute performance.

Positions de capteurs typique pour un test de vibrations ambiantes (Sensequake)

Le but des AMOS est d’estimer les propriétés dynamiques des systèmes linéaires et invariant dans les temps uniquement basés sur les données de la réponse dynamique. Ainsi, les charges environnementales et opérationnelles inconnues jouent un rôle fondamental dans le test et l’analyse modale subséquente. Bien que l’excitation environnementale soit avantageuse lors des tests de grandes structures, l’acquisition et surtout le traitement des données exige l’attention supplémentaire pour effectuer un test de vibrations ambiantes pertinent et précis.

Il y a un grand nombre d’algorithmes pour former une analyse modale compréhensive qui fonctionnent dans des domaines spécifiques comme le domaine de temps, le domaine de fréquences et la combinaison des deux. Dans le domaine de fréquences, la technique la plus commune est la Décomposition du Domaine de Fréquences (DDF) qui est capable d’extraire la fréquence naturelle et la forme des modes de la structure. La technique DDF renforcée (ou DDFR) est une version plus développée de la méthode qui peut identifier davantage les ratios d’amortissement. Les recherches démontrent que les modes fermés, le faible rapport signal à bruit est dur à détecter avec les méthodes de DDF. Par conséquent, l’application d’une méthode robuste dans le domaine du temps est nécessaire pour détecter les modes peu importe leurs caractéristiques. La méthode robuste la plus commune dans le domaine du temps s’appelle l’Indentification de Sous-espaces Stochastique (ISS). Les détails de ses algorithmes seront discutés dans les prochains blogues.

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