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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/337909593 De l'identiﬁcation des sources mécaniques au contrôle vibratoire des structures Thesis · December 2019 DOI: 10.13140/RG.2.2.19562.06089 CITATIONS 0 READS 193 1 author: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Multimodal damping using piezoelectric patches View project Structural source identification View project Mathieu Aucejo Conservatoire National des Arts et Métiers 65 PUBLICATIONS 671 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Mathieu Aucejo on 12 December 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. Conservatoire National des Arts et Métiers Habilitation à Diriger des Recherches De l’identification des sources mécaniques au contrôle vibratoire des structures par Mathieu AUCEJO Ingénieur en mécanique de l’INSA de Lyon Docteur en acoustique de l’INSA de Lyon Soutenue le 05 décembre 2019 devant le jury composé de Jury Franck DELVARE Professeur Université de Caen Normandie Président Jérôme ANTONI Professeur INSA de Lyon Rapporteur Luigi GARIBALDI Professeur Politecnico di Torino Rapporteur Charles PÉZERAT Professeur Le Mans Université Rapporteur Thouraya BARANGER Professeur Université Lyon 1 Examinatrice Laure BLANC-FÉRAUD Directrice de recherche Université de Nice Sophia Antipolis Examinatrice Jean-François DEÜ Professeur Cnam Paris Garant Laboratoire de mécanique des Structures et des Systèmes Couplés, EA 3196 Remerciements Écrire une page de remerciements est toujours un exercice périlleux, car il est certain que nous allons oublier de citer une personne importante. C’est donc avec une certaine appréhension que je me lance. Je tiens en premier lieu à remercier les trois rapporteurs de mon HDR, messieurs Jérôme ANTONI, Luigi GARIBALDI et Charles PEZERAT, d’avoir accepté d’expertiser mon manuscrit avec toute la rigueur scientiﬁque qui les caractérisent et de m’avoir autoriser à soutenir. En second lieu, je tiens à exprimer ma gratitude à mesdames Thouraya BARANGER et Laure BLANC-FÉRAUD et à monsieur Franck DELVARE d’avoir accepté de faire partie de mon jury. Je tiens sincèrement à tous vous remercier pour la richesse et la profondeur des débats que nous avons eu lors de la séance de questions faisant suite à ma présentation. Cette première partie des remerciements ne serait pas complète sans citer mon garant, Jean-François DEÜ, directeur du LMSSC, qui a su m’accorder sa conﬁance lors de mon recrutement en 2011 puis lors de mon intégration au sein du laboratoire en me laissant développer en autonomie des recherches sur l’identiﬁcation de sources mécaniques. Je le remercie également de m’avoir soutenu dans ma démarche de soutenir une HDR. Bien évidemment, l’aboutissement de ma première partie de carrière n’aurait pas été possible sans la présence chaleureuse et amicale des membres du laboratoire (Enseignants-chercheurs, doctorants, étudiants de Master, Ingénieurs d’étude et de recherche, techniciens, personnels administratifs). Grâce à vous, l’ambiance au sein du laboratoire a toujours été, malgré les turbulences que nous avons vé- cues, marquée du sceau de la bonne humeur et du partage. Veuillez m’excuser de ne pas vous citer nommément, mais la liste est bien trop longue. J’espère simplement que vous vous reconnaîtrez. Je tiens néanmoins à remercier Boris LOSSOUARN de m’avoir oﬀert un premier encadrement de doctorat exceptionnel, grâce à sa curiosité insatiable et son travail acharné. J’ai également une pensée pour mon collègue, ami et compagnon de recherche, Olivier De Smet, sans qui mes idées n’auraient peut-être pas pris forme de la même manière. Un grand merci également à l’ensemble de mes collègues du Cnam, quelque soit leur statut, de m’avoir fait partager votre amour de notre si belle institution. Je souhaite proﬁter de ces quelques lignes pour remercier Jean-Louis GUYADER mon directeur de thèse, qui a su me transmettre sa passion des vibrations et de l’acoustique, sa rigueur scientiﬁque et son volonté à ne jamais abdiquer face la diﬃculté d’un problème. Pour tout cela, je lui suis éternellement reconnaissant. J’aimerais enﬁn remercier ma famille. J’adresse un immense et aﬀectueux merci 1 à mes parents qui m’ont permis, malgré leurs modestes moyens, de suivre le chemin que je m’étais tracé. Viennent ensuite ma femme et mes ﬁlles, qui m’ont permis de toujours conserver un équilibre entre vie familiale et vie professionnelle, indispensable pour garder mon esprit libre de vagabonder et de vivre pleinement ma passion pour les questions scientiﬁques. Mathieu AUCEJO le 06 décembre 2019 1. Il n’existe pas dans le dictionnaire de mots suﬃsamment fort pour traduire ma pensée. 3 Table des matières Remerciements 3 Introduction 6 1 Identiﬁcation de sources mécaniques dans le domaine fréquentiel 11 1.1 Travail précurseur : La régularisation de Tikhonov généralisée . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2 Prise en compte d’a priori locaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.3 Réduction des temps de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.4 Reconstruction à partir de mesures extrêmement bruitées . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.5 Reconstruction espace-fréquence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.6 Robustesse des solutions et estimation du paramètre de forme optimal . . . . . . . . . 33 1.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2 Identiﬁcation de sources transitoires 39 2.1 Construction du modèle dynamique de la structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.2 Approches par régularisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.3 Filtre de Kalman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3 Contrôle vibratoire des structures par couplage analogue 57 3.1 Principe du contrôle vibratoire par couplage analogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.2 Modélisation électromécanique de structures 1D et 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.3 Mise en œuvre expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Conclusion générale 75 Bibliographie 76 Articles de revues à comité de lecture 81 Actes de conférences 84 Rapports de recherche 87 Séminaires scientiﬁques 89 Encadrement doctoral 91 5 Introduction Ce mémoire propose une synthèse des travaux de recherche que j’ai réalisés depuis mon arrivée au Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés (LMSSC - EA 3196) du Conserva- toire National des Arts et Métiers en septembre 2011 en tant que maître de conférences. Ces travaux ont été menés en collaboration avec d’autres membres du laboratoire, des partenaires académiques aussi bien français qu’étrangers, mais également en partenariat avec des entreprises dans le cadre de contrats de recherche. Retour aux sources Mon premier contact avec les problèmes d’identiﬁcation de sources, qui consistent, très sommaire- ment, à déterminer les causes à l’origine des données physiques que l’on mesure expérimentalement, remonte à l’époque de mon M2 Recherche pendant lequel j’ai contribué au développement de la méthode iPTF (pour inverse Patch Transfer Functions). Cette méthode d’identiﬁcation des sources acoustiques vise à déterminer la vitesse particulaire normale à une surface à partir de mesures de pression à la surface d’une cavité acoustique virtuelle [J1, C1, C2, R1]. Bien que cette première expérience de la recherche et de la résolution des problèmes inverses m’ait profondément marqué, je me suis quelque peu éloigné de cette thématique dans les années qui ont suivi. Pendant mon doctorat [R2], je me uploads/Geographie/ hdr-aucejo-hal.pdf