Thèse présentée par Pierrick Jean

Isolation vibratoire par contrôle semi-actif d'amortisseurs magnéto-rhéologiques pour l'interface lanceur / charge utile

Soutenue le 20 décembre 2006 devant le jury composé de :

Louis JÉZÉQUEL École Centrale de Lyon Président
Manuel COLLET CNRS, Université de Franche-Comté Rapporteur
Brian R. MACE ISVR, Southampton, UK Rapporteur
Jean-Pierre CORDEBOIS Cnam Paris Examinateur
François DUBOIS Cnam Paris Examinateur
Benoît PETITJEAN EADS-CCR Examinateur
Thierry ROMEUF ASTRIUM-ST Examinateur
Dominique LE BIHAN ONERA Invité
Vincent LE GALLO ASTRIUM-ST Invité
Patrick MOUREY CNES Invité
Roger OHAYON Cnam Paris Directeur de thèse

Résumé :

Le travail présenté dans cette thèse a pour objet l’isolation vibratoire entre 5 et 100 Hz d’une charge utile durant les 150 premières secondes de son lancement, par contrôle semi-actif d’amortisseurs magnéto-rhéologiques. L’isolateur envisagé est une interface souple dont les modes, compris entre 2 et 7 Hz, sont amortis par le dispositif à amortissement contrôlable. Dans un premier temps, afin de réaliser des simulations de contrôle semi-actif réalistes, un modèle de l’amortisseur magnétorhéologique utilisé est identifié à partir des mesures de l’effort et de la vitesse du piston. Puis on étudie l’isolateur semi-actif à 1 degré de liberté, à la fois par simulations et expérimentalement. On s’intéresse en particulier au contrôleur skyhook damper et à ses performances d’isolation haute fréquence et d’amortissement basse fréquence pour différents types d’excitations large bande, performances qui sont systématiquement comparées à celles de l’isolateur passif optimal. On présente ensuite une étude originale qui concerne un isolateur semi-actif à 6 degrés de liberté, basé sur la plateforme de Stewart, dont un démonstrateur expérimental a été développé et testé. On détaille en particulier les résultats du contrôle par Integral Force Feedback semi-actif pour les excitations lanceur reproduites expérimentalement. Enfin, l’étude est étendue à la configuration échelle 1 pour laquelle on envisage les performances de confort et de sécurité de l’isolateur. On considère en particulier un cas d’excitation transitoire latérale, la rafale de vent, pour laquelle on développe un contrôleur on-off à seuil de déclenchement, lequel semble également efficace pour l’isolation vibratoire. L’isolateur semi-actif ainsi obtenu semble présenter de meilleures performances qu’un isolateur passif stationnaire, tout en étant conforme aux contraintes propres à l’environnement lanceur.


Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC