Thèse présentée par Robin Darleux et soutenue le 19 juin 2020 devant le jury composé de :

Résumé :

Cette thèse de doctorat s'intéresse au développement de réseaux piézoélectriques analogues pour l'amortissement vibratoire de structures complexes. L'objectif est de réduire les vibrations des modes de plus grandes longueur d'ondes de structures, qui sont recouvertes de patchs piézoélectriques dans ce but. Ces patchs permettent de coupler les structures à des réseaux qui présentent des propriétés identiques de propagation d'onde. On obtient de cette façon un amortissement multimodal de la structure.

Pour ce faire, on détaille une méthode permettant de définir l'analogue électrique de toute structure mécanique. Cette méthode est ensuite appliquée à des cas standards de propagation d'ondes mécaniques, tels que la traction-compression en 1D, ou la flexion en 1D ou en 2D. On forme ainsi une bibliothèque de cellules électriques analogues.

Le cas d'une plaque rectangulaire recouverte de patchs piézoélectriques est traité. Un réseau analogue est assemblé à l'aide d’éléments de librairie précédemment obtenue. Un dimensionnement adéquat des composants magnétiques du réseau assure qu'il soit de nature purement passive. La connexion de la plaque à son réseau analogue résulte en un amortissement multimodal, ce qui prouve l'efficacité de cette solution d'amortissement. En parallèle, un modèle éléments finis d'une structure couplée à un réseau électrique par des patchs piézoélectriques est développé. La comparaison entre résultats expérimentaux et simulés permet de valider ce modèle. Il peut ainsi être utilisé pour finalement aborder l'amortissement large bande de structures complexes.

Des exemples numériques de plaques complexes et de structures à une courbure sont traités. Les résultats sont prometteurs, puisqu'ils démontrent la possibilité d'appliquer à des structures complexes l'amortissement multimodal par couplage à des réseaux piézoélectriques analogues purement passifs.