Applications des essais vibratoires
Aéronautique, Défense et Spatial
Historiquement, pour des raisons évidentes de fiabilité, de sécurité et de coût, les méthodes d'essais aux vibrations ont été développées dans les domaines de la Défense, de l'Aéronautique et plus récemment du Spatial.
La description de profils de vie et la personnalisation des essais sont issus de ces domaines pour lesquels la normalisation est omniprésente et très détaillée.
Le besoin absolu de fiabilité fait appel à toutes les techniques disponibles : déverminage, tests combinés et essais aggravés.
Les plus gros éléments testés dans leur ensemble sont les satellites et les missiles. Tous les équipements embarqués sont qualifiés individuellement : calculateurs, cirduits de guidage et de contrôle, instruments, antennes, auxiliaires, batteries, panneaux solaires, etc.
Toute la gamme des moyens d'essais est utilisée, du plus petit vibrateur électrodynamique, jusqu'aux ensembles d'excitateurs couplés de plusieurs centaines de kilonewtons.
Automobile et Ferroviaire
L'Automobile est maintenant le plus gros utilisateur des essais vibratoires. Sécurité, fiabilité, mais aussi confort motivent et justifient ces essais. Les essais complétent et alimentent en données expérimentales les modélisations et simulations. Les domaines d'applications dans l'Automobile sont variées : du crash-test au confort, en passant par la fiabilité mécanique et l'électronique embarquée. Les essais vibratoires sont souvent combinés avec des tests fonctionnels ou avec d'autres sollicitations : thermiques, climatiques, ...
De nombreuses études sont conduites sur la sévérisation des essais, afin d'accélérer les tests et optimiser l'utilisation des moyens. Les procédures d'Assurance Qualité impliquent l'étalonnage et le suivi métrologique des capteurs et des équipements de mesure. Les études de structures utilisent à la fois la modélisation et l'analyse modale expérimentale.
Le domaine nouveau de la voiture électrique étend les besoins en essais aux batteries et équipements électroniques associés.
Pour les mêmes raisons de sécurité, de fiabilité et de confort, la maîtrise des phénomènes vibratoires joue un rôle important dans le domaine ferroviaire : trains à grande vitesse, métros et tramways.
Energie
A la pointe des exigences de fiabilité, l'industrie nucléaire doit assurer le contrôle du comportement mécanique de ses structures et équipement. Les essais de fatigue sont prépondérants pour assurer la durabilité des installations et même aujourd'hui l'extension de leur durée de vie.
La caractérisation et l'étude des lois de comportement des matériaux sont fondamentales.
Le risque sismique est important et, là encore, la simulation et l'expérimentation se complètent, avec des exigences croissantes justifiées par les catastrophes récentes.
L'industrie du gaz est exigeante en matière de qualité et de sécurité.
Les énergies "nouvelles" sont aussi confrontées à des défis liés au comportement des structures mécaniques : les éoliennes géantes off shore en sont un bon exemple. Les panneaux solaires, batteries, piles à combustibles, en plein développement, suscitent de nombreuses études.
Génie civil, sismique
La conception des ouvrages d'art évolue vers le gigantisme : viaducs, gratte-ciels, tunnels et ponts battent des records, ce qui entraîne, entre autres considérations, la prise en compte de leur comportement dynamique.
Le risque sismique est majeur, mais aussi le vent, les véhicules et les équipements qui sollicitent les structures et les matériaux.
Compte-tenu des basses fréquences en jeu, on emploie beaucoup d'excitateurs électro-hydrauliques.
Les vibrateurs électrodynamiques sont utilisés pour les essais sur maquettes et l'excitation inertielle des ouvrages.
Les logiciels de pilotage spécialisés réalisent les essais de spectre de réponse au choc et de réplication de signaux enregistrés.