Thèse soutenue

Etude et utilisation de matériaux adaptatifs dans le contrôle actif de vibrations

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Auteur / Autrice : Claire Bellan
Direction : Georges Bossis
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de la matière condensée
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'élastomère magnétoactif comporte des particules de fer carbonyle microniques, structurées en agrégats colonaires, noyées dans une matrice d'élastomère silicone. Des essais mécaniques statiques et dynamiques ont permis de mettre en évidence la possibilité de moduler ses propriétés mécaniques par l'application d'un champ magnétique externe. Les variations de ses caractéristiques mécaniques avec le champ résultent de la structuration des charges magnétiques. Lors des essais de traction uniaxiale, pour un composite de fraction volumique en particules de fer de 25%, une déformation de 4% et un champ de 120 kA/m, on observe ainsi une variation de module statique de 0. 6MPa soit une augmentation relative de 70%, correspondant à une variation de contrainte de 30kPa. Concernant les essais de traction/compression sans précontrainte, le matériau montre un comportement viscoélastique non linéaire. Les variations maximales du module de conservation et de perte dues au champ magnétique sont de 7. 5 et 0. 8 MPa respectivement (58 et 55%). Une fois le composite caractérisé, nous avons mis au point différents dispositifs destinés au contrôle actif de vibrations d'origine mécanique. L'amortissement des vibrations d'une plaque a été réalisé selon deux méthodes. La première est basée sur un changement de fréquences de résonance du système. Pour cela, on utilise un batteur dont l'amortissement est contrôlé par une suspension magnétique. La variation de viscosité induit alors une diminution notable des vibrations sur toute la gamme de fréquences de travail. La deuxième méthode repose sur l'application d'une force en opposition de phase et d'amplitude égale à celle à l'origine des vibrations. Trois dispositifs ont été utilisés englobant soit du ferrofluide soit l'élastomère magnétoactif. La force magnétique provenant d'un électroaimant, linéarisée par les matériaux adaptatifs, est utilisée comme signal émis et permet un amortissement total des vibrations dans une large gamme de fréquences.