Quels capteurs de vibrations pour la surveillance de santé des structures mécaniques ?

Which vibration sensors for health monitoring of mechanical structures

• Auteur / Autrice : Désirée Najm
• Direction : Pierre Argoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structures et Matériaux
• Date : Soutenance le 28/01/2015
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est) - Laboratoire Navier / NAVIER UMR 8205
• Jury : Président / Présidente : Jean-Jacques Sinou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Argoul, Mikhaël Balabane, Gwendal Cumunel, Wassim Raphael, Fouad Kaddah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Odile Abraham, Luigi Agostino Garibaldi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement des constructions

Vibrations -- Essais

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Capteurs (technologie)

Surveillance électronique

Mots clés libres

Surveillance

Capteurs

Endommagement

Vibration

Rigidité

Comportement

Monitoring

Sensors

Damage

Vibration

Strength

Behavior

Résumé

La thèse a pour objectif de définir les principes et les approches d’une mise en œuvre pratique des capteurs de vibrations pour l’évaluation dynamique des structures, notamment la détection d’endommagements. L’idée générale est d’étudier les combinaisons instrumentation/méthode de détection. Ainsi, une étude numérique de sensibilité de différentes méthodes de détection et de localisation d’endommagement utilisant les paramètres modaux (essentiellement fréquences propres et déformées modales) a été réalisée en fonction du type de capteur utilisé, du nombre de capteurs, de la sévérité du défaut et de la dispersion des paramètres modaux. Le cas d’application choisi est celui d’une poutre en aluminium bi-encastrée. Un panorama des capacités de chacune des méthodes pour l’évaluation dynamique des ouvrages a ainsi pu être dressé. Dans l’ensemble, l’application des méthodes de détection d’endommagement a fourni de meilleurs résultats à partir de jauges de longue base de mesure. Une méthode développée au sein de l’équipe Dynamique, appliquée numériquement et expérimentalement, a également permis de localiser un défaut de masse et/ou de rigidité ainsi que de quantifier ces changements

The aim of the thesis is to define principles and approaches of a practical implementation of vibration sensors for dynamic monitoring of structures, specially damage detection. The general idea is to study the combinations instrumentation /detection method. Thus, a numerical sensitivity study of different damage detection and localization methods using modal parameters (mainly natural frequencies and mode shapes) was performed according to the type of sensor used, to the number of sensors, to the severity of the damage, and to dispersion of modal parameters. The case-study is conducted on an aluminium clamped-clamped beam. A panorama of the capacity of each method for dynamic assessment of structures has been presented. Overall, long base strain gauges provide better results for damage detection methods. A method developed in the Dynamic group applied to numerical and experimental data, is able to locate mass and/or flexural rigidity modifications and to quantify these perturbations