Instrumentation et Protocole expérimental

Figure 3.15 : Sous-structuration du test pseudodynamique de rupteur

L’instrumentation de la partie expérimentale est identique à celle de l’essai statique cyclique. Une description détaillée se trouve dans le chapitre 1. L’éprouvette se compose de deux murs fixés sur la plate-forme par deux cadres métalliques, d’un plancher lié aux murs par les rupteurs Rutherma DF6/10 h200 CSI-REI900 et Rutherma ESi. Le déplacement horizontal est appliqué sur le plancher à l’aide de deux vérins appuyés sur les cadres métalliques. Afin d’éviter les jeux de rotules importants dans les vérins, les essais sont asservis par le moyen sur

mK_elas mK_elas

F_p

F_p

F_p

Validation du modèle par les essais Pseudodynamiques 113

Comportement des rupteurs thermiques sous sollicitations sismiques

deux capteurs de déplacement externes qui sont effectivement pilotés par le calcul numérique du portique.

Sous-structure numérique Flux de données Sous-structure expérimentale

- Envoi du signal à la structure numérique avec raideur surestimée Ksures=mKelas

- Calcul du déplacement du degré de liberté concernant UN dans la structure numérique avec l’effort de pénalisation actualisé <_P - Extraction de l’effort de réaction numérique <_Q Non Pas de temps n t_Q Calcul de l’effort de pénalisation <_P = <_P + <_Q − <_R <_Q− <_R <_/ ^{≥ 2} Oui Actualisation de raideur surestimée Pas de temps n+1 - Essai de cisaillement sur les rupteurs avec t_R ≈ t_Q

Mesure de l’effort de réaction expérimental <_R

Table 3.6 : Schéma de couplage par pénalisation

Un point essentiel d’un essai pseudodynamique avec sous-structuration est le couplage expérimental-numérique. Avec la méthode de pénalisation, on ajoute à chaque pas de temps des forces externes auto-équilibres Fp aux éléments hybrides numériques de raideur surestimée mK_elas (avec K_elas qui est la raideur élastique des rupteurs) pour les affaiblir artificiellement.

L’application des efforts de pé qu’au même déplacement, l’e proche de celui de l’élément n inférieure au critère de conve premier concerne la convergen celle de la boucle de pénalisa conditionnée par toutes ces d schéma table 3.6. Figur Figure Au niveau de la comm structures numérique et expé l’éprouvette est en effet le dép dans le portique complet. A c vérins pour effectuer la par expérimentalement est renvoyé la prochaine itération. Pour eff

Castem ^Dépl

pénalisation est illustrée sur la figure 3.15. L l’effort de réaction de l’élément expériment

t numérique correspondant. L’itération ne s’arr nvergence imposé. Il y a donc deux niveaux gence du calcul PASAPAS du calculateur Cas lisation. La convergence globale d’un pas de s deux dernières. L’algorithme de pénalisatio

ure 3.16 : Carte de communication Labjack UE9

re 3.17 : Communication calcul-essai via Labjack

mmunication, il s’agit des échanges d’informa xpérimentale. Dans nos tests PsDs, le dépl

éplacement relatif entre deux extrémités de l’él chaque itération, ce déplacement numérique partie physique du test. Ensuite, la force oyée à Castem pour calculer la force de pénali effectuer ces échanges, il faut que le logiciel s

placement UN Déplacement UN Mach

Effort de réaction FE Déplacement expérimental U_E F_E et UE F_E Labjack 0-5 V C⁺⁺ T

L’objectif est d’assurer ental soit suffisamment arrête que si l’erreur est ux de convergence. Le astem, le deuxième est de temps de séisme est tion se résume dans le

rmations entre les sous-éplacement imposé sur

’élément rupteur calculé ue doit être envoyé aux e de réaction mesurée alisation à imposer dans l soit capable d’envoyer

chine de pilotage

±10 V _{Déplacement UN}

Validation du modèle par les essais Pseudodynamiques 115

Comportement des rupteurs thermiques sous sollicitations sismiques

et de recevoir des données. Or l’opérateur ‘exte’ de Castem (à partir de la version 2010) assume cette fonctionnalité en permettant d’ouvrir un port de communication avec un programme externe. Dans un même temps, cette étape d’échange peut être vue simplement comme des conversions numérique – analogique ou analogique-numérique. Le flux de données va passer par une carte de conversion Labjack qui joue le rôle d’interface informatique entre les sous-structures (figure 3.16). Cette carte codée sur 12 bits possède des entrées et sorties analogiques et un programme en C⁺⁺. Ce dernier a pour but de gérer l’envoi et la réception des données passées par la carte d’une façon automatique. Concrètement, il permet de créer et d’envoyer un signal de sortie sous forme d’une rampe de déplacement à la machine électronique à partir du déplacement calculé. La machine est équipée du logiciel TEMA Test qui pilote les vérins dans l’environnement Windows. Inversement, le programme reçoit des mesures de l’effort de réaction et le déplacement expérimental, ensuite les renvoie à Castem. Ces données sont également stockées dans la carte pour la prochaine rampe. La carte est branchée à l’ordinateur de calcul par un port Ethernet et le code C⁺⁺ est relié à Castem comme un programme externe. De l’autre côté, la carte est raccordée à la machine TEMA. Une conversion est nécessaire puisque la carte et la TEMA fonctionnant sous deux différentes tensions (0-5 V pour Labjack et ±10 V pour TEMA). Le protocole de couplage est illustré dans la figure 3.17.

Le pilotage des vérins est effectué par les capteurs externes qui mesurent le déplacement relatif du plancher par rapport aux voiles pour exclure les jeux de rotules dans les vérins (une vérification affirme que les murs ne se déplacent pas). L’effort de réaction est la somme des deux capteurs d’effort de ces vérins. Pour réduire les bruits expérimentaux sur les signaux de déplacement imposés, un filtre est placé entre la carte Labjack et la baie TEMA Test. Avec ce système d’asservissement, un pilotage des vérins de haute précision peut s’effectuer. A vide, les vérins peuvent réaliser des déplacements de l’ordre du µm. Quant à l’effort de cisaillement, une moyenne réalisée sur 5 mesures est renvoyée à la sous-structure numérique pour éviter des problèmes concernant l’effet de vitesse [Lebon, 2011].