Analyse modale expérimentale

Les méthodes d’analyse modale sont des méthodes d’investigation relativement récentes, qui ont été mises en œuvre pour établir et (ou) améliorer la connaissance du modèle dynamique des structures réelles. En effet, les para-mètres significatifs permettant de représenter le comportement dynamique d’une structure linéaire quelle que soit sa complexité sont « concentrés » dans un nombre de paramètres modaux réduits : fréquences propres, amortissements et formes propres associés. Le comportement dynamique de la structure sous des conditions d’excitation particulières en l’absence de toute modélisation ne requiert que la seule connaissance de ces paramètres. C’est la raison pour laquelle l’analyse modale expérimentale est devenue grâce aux progrès de l’informatique et de l’instrumentation, une méthode privilégiée d’investigation dans le domaine de la dynamique des structures .

Les premiers instigateurs de cette technique ont été les avionneurs qui étaient confrontés au problème crucial de « flottement » des avions. Ce phénomène dû au couplage aéroélastique entre l’air et la structure de l’avion provoque à certaines vitesses un phénomène de vibrations autoexcitées pouvant causer la destruction de l’appareil. Il peut être prévu si l’on connaît les caractéristiques dynamiques de la structure, à savoir : vecteurs propres, fréquences propres et amortissements généralisés, masses généralisées (masses modales).

Les premières méthodes développées dans les années 1950-60 ont été les méthodes d’appropriation modale qui consistaient à appliquer à la structure un ensemble de forces excitatrices harmoniques convenablement réparties en amplitude et en phase, donnant une réponse de la structure proportionnelle à un mode propre du système conservatif associé.

Ces méthodes, toujours utilisées, ont l’avantage d’être très fiables, car l’expérimentateur « voit » le mode identifié, la qualité de l’appropriation pouvant être qualifiée grâce au critère de phase. Cependant, elles sont très lourdes à mettre en œuvre et nécessitent des investissements importants.

La recherche constante de l’amélioration de la qualité dans tous les domaines où intervient la mécanique a conduit les concepteurs à utiliser l’analyse modale expérimentale comme un outil privilégié pour accéder à une meilleure connaissance du comportement dynamique des structures. C’est pourquoi ces tech-niques ont largement dépassé...