Bernard GARNIER

Le contrôle actif des vibrations cherche à bloquer la vibration en exerçant une vibration antagoniste créée artificiellement avec des propriétés en miroir, pour rendre nulle leur somme vectorielle. A ce jour, les applications industrielles ont été surtout acoustiques, en particulier pour contrôler le bruit de ventilateurs et le bruit résiduel dans les casques antibruit.

Le point sur les technologies matures des capteurs de vibration, en particulier ceux qui possèdent des dispositifs robustes et peu sensibles aux perturbations extérieures, applicables aux mesures industrielles de terrain.

Après l’introduction de quelques grandeurs physiques nécessaires à l’approche, cet article expose un certain nombre de méthodes de modélisation des phénomènes vibratoires des structures industrielles, qui viennent soit prédire, soit étayer une approche expérimentale qui reste malgré tout incontournable. Ainsi, pour guider le concepteur, l'installateur et l'exploitant, un ensemble d’outils existent, qu’ils soient conceptuels (méthodes), ou matériels (moyens d'analyse et d'essais). Ces approches qualitatives et quantitatives conduisent à plusieurs schémas de représentation des phénomènes vibratoires : calculs par éléments finis, méthodes énergétiques, schématisation masses-ressorts.

En tant que solides élastiques, toutes les structures et installations industrielles sont sujettes à des vibrations, qu'il s'agisse de celles qu'elles génèrent (force interne oscillante émise par le balourd d’un arbre tournant, l’interaction de dents d’engrenage…) ou de celles qu'elles subissent de la part de leur environnement (force externe oscillante émise par un moteur voisin, l’attache d’une tuyauterie…). Cet article dresse une description qualitative des principaux phénomènes vibratoires, leur propagation et atténuation. Il s’intéresse ensuite aux désordres occasionnés, les effets peuvent dans certains cas être positifs Sont proposées également quelques notions d'acoustique permettant d’apporter réponse aux problèmes de gêne sonore induits par la vibration des structures industrielles.

Du bilan complet de fonctionnement d'une structure, il est possible d'estimer la part technique et le coût correspondant imputable aux effets vibratoires indésirables. Panorama des stratégies de maîtrise des vibrations, à différentes étapes du développement et de la vie d'une installation ou d'un produit industriel.

L’étude des vibrations de systèmes en fonctionnement a pour préoccupation principale la réduction d’une nuisance vibratoire. L’analyse du signal issu des vibrations naturelles d’une structure apporte des informations multiples, en termes de dégradations des organes, de perte de performance, d’amorces d’instabilité de tous types. Cet article décrit les outils d’analyse, mais également les outils de post-traitement des données vibratoires. Ainsi, après l’acquisition des signaux originaux, le traitement et l’interprétation s’effectuent sur la base de techniques issues de méthodes mathématiques notamment transformées de Fourier, de Laplace, fonctions de transfert, etc.

Une des fonctions principales d’une suspension de machine est d’absorber les efforts transitoires subis par la machine et d’amortir l’énergie vibratoire en la dégradant en chaleur. Cet article a pour objectif d’aider à la présélection des composants les plus adaptés, pour le découplage et la suspension, parmi la grande diversité des concepts et des formes existant sur le marché, notamment les supports élastiques. C’est ensuite une analyse très précise de l’application recherchée qui déterminera le choix final.